智能制造核心數(shù)字化系統(tǒng)：從MES升級(jí)到MOM

發(fā)表于：2022/10/26 14:06:13??閱讀量：?[關(guān)閉]

什么是MOM系統(tǒng)?

MOM(Manufacturing Operations Management)一般翻譯為：制造運(yùn)營(yíng)管理，在2000年由美國(guó)儀器、系統(tǒng)和自動(dòng)化協(xié)會(huì)(Instrumentation， System and Automation Society， ISA)最先提出，該標(biāo)準(zhǔn)于2003年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國(guó)際電工委員會(huì)IEC聯(lián)合采用，正式發(fā)布為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《IEC/ISO 62264 企業(yè)控制系統(tǒng)集成》?！訧EC/ISO 62264標(biāo)準(zhǔn)的定義

百度百科上對(duì)MOM詞條解釋

IEC/ISO 62264標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制造運(yùn)行管理的定義是：通過協(xié)調(diào)管理企業(yè)的人員、設(shè)備、物料和能源等資源，把原材料或零件轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的活動(dòng)。它包含管理那些由物理設(shè)備、人和信息系統(tǒng)來執(zhí)行的行為，并涵蓋了管理有關(guān)調(diào)度、產(chǎn)能、產(chǎn)品定義、歷史信息、生產(chǎn)裝置信息，以及與相關(guān)的資源狀況信息的活動(dòng)。

MES日益成為當(dāng)下制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)的焦點(diǎn)之一。但遺憾的是，MES近年來的發(fā)展與演進(jìn)卻似乎略嫌滯后，傳統(tǒng)的MES已經(jīng)難以完全滿足數(shù)字化制造的需求。在這樣的背景下，早在2012年即已被部分企業(yè)開始探索實(shí)踐的MOM，在近年來逐漸被更多企業(yè)認(rèn)可與接受。

從MES到MOM的演變

MOM從MES開始起跑，而MES是一個(gè)很久遠(yuǎn)的概念。早在1990年，美國(guó)先進(jìn)制造研究協(xié)會(huì)首次提出制造執(zhí)行系統(tǒng) MES(Manufacturing Execution System) 的概念。

從歷史發(fā)展上看，MES的出現(xiàn)是為了滿足企業(yè)上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間集成的需求，是工廠與管理之間的樞紐。而“集成與互聯(lián)互通”恰恰是智能制造的核心訴求，而MES正是生產(chǎn)制造、工程技術(shù)與供應(yīng)鏈三大維度的價(jià)值中樞，因此，在智能制造風(fēng)起云涌的今天，MES也隨之成為炙手可熱、飽受市場(chǎng)追捧的“寵兒”。

近年來，為了早日實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)型升級(jí)”，生產(chǎn)制造型企業(yè)爭(zhēng)先恐后地采用MES，并將成功上馬MES視為智能制造落地的標(biāo)志，這股狂熱的風(fēng)潮恍如十年前的ERP，其結(jié)果也是驚人的相似。但MES的實(shí)施，也碰到很多困難。

MES的主要問題，包括以下四個(gè)方面：

1、定義模糊導(dǎo)致市場(chǎng)亂象叢生。雖然制造執(zhí)行系統(tǒng)國(guó)際聯(lián)合組織MESA提出了含有11個(gè)模塊的MES功能模型，對(duì)MES進(jìn)行了描述性定義，但卻并非具備全部11個(gè)模塊才能被定義為MES，而是具備其中一個(gè)或幾個(gè)模塊也屬于MES系列的單一功能產(chǎn)品。這種定義的模糊性，給MES造成非常多樣化的形態(tài)。

2、功能范疇并未做到與時(shí)俱進(jìn)。隨著制造工藝復(fù)雜程度的日益提高，制造業(yè)企業(yè)的需求從傳統(tǒng)的單一的品種大批量制造，到現(xiàn)在的多品種小規(guī)模定制化制造;產(chǎn)品生命周期變得越來越短，設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜;從單一產(chǎn)品的質(zhì)量管理，到整個(gè)質(zhì)量管理體系的構(gòu)建;從內(nèi)部庫(kù)存管理，到整個(gè)供應(yīng)鏈管理;以至整個(gè)制造管理體系的全面升級(jí)，這使得制造業(yè)企業(yè)對(duì)軟件功能的種類和要求也日趨提高。雖然在智能制造理念日新月異，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)快速發(fā)展的影響之下，MESA已于2016年1月發(fā)布了MESA智能制造52號(hào)白皮書，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、個(gè)性化定制等智能制造的相關(guān)理念進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。不過，MES的新標(biāo)準(zhǔn)與新定義，卻并沒有出爐。

3、理論與應(yīng)用之間存在鴻溝。MES所面對(duì)的下游行業(yè)，既涉及離散制造業(yè)，也涉及過程制造業(yè)，行業(yè)工藝千差萬別，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，MES除了軟件系統(tǒng)本身的功能模塊之外，還包含了因提供特別行業(yè)解決方案而發(fā)生的功能周延，以及與其他系統(tǒng)之間的融合，僅僅以MESA定義的11大功能模塊而論，尚難以實(shí)現(xiàn)目前智能制造的多學(xué)科融合、多數(shù)據(jù)流動(dòng)的復(fù)雜局面。

4、也是最為重要的一點(diǎn)，集成與互聯(lián)互通是制造業(yè)從數(shù)字化向智能化邁進(jìn)的必備條件之一，然而企業(yè)在歷史發(fā)展的不同階段所采購(gòu)的由不同供應(yīng)商所提供的軟件系統(tǒng)之間，卻無法有效實(shí)現(xiàn)信息交互，即便是同一軟件系統(tǒng)供應(yīng)商的不同的軟件系統(tǒng)之間，有時(shí)也會(huì)存在互聯(lián)互通問題。以往專注于解決生產(chǎn)問題的MES，無法滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要與企業(yè)管理中與生產(chǎn)有關(guān)的管理軟件之間的耦合與集成問題。

在上述的問題的訴求之下，部分領(lǐng)先企業(yè)首先嘗試采用運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)(Operation Management Platform，OMP)來解決這一問題，將包括MES在內(nèi)的多種軟件功能集中在同一個(gè)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)之上，在此類實(shí)踐的基礎(chǔ)之上，于2000年既已具備理論雛形的MOM，隨著近年來理論的不斷成熟與實(shí)際應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展演進(jìn)，逐漸被業(yè)界所認(rèn)識(shí)與接納。

MOM將維護(hù)運(yùn)行管理、質(zhì)量運(yùn)行管理和庫(kù)存運(yùn)行管理與生產(chǎn)運(yùn)行聯(lián)系起來，并詳細(xì)定義了各類運(yùn)營(yíng)管理的功能及各功能模塊之間的相互關(guān)系，在下游行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中，以整體解決方案的方式，對(duì)客戶的具體需求具有更強(qiáng)的針對(duì)性和有效性。

MOM與MES和ERP

MOM與MES、ERP等軟件系統(tǒng)之間的異同主要體現(xiàn)在本質(zhì)、覆蓋范圍、責(zé)任對(duì)象與功能四個(gè)方面。

從本質(zhì)上看，MES是一種用于解決具體問題的標(biāo)準(zhǔn)軟件產(chǎn)品，而MOM是一種由多種軟件構(gòu)成的制造管理集成平臺(tái)，其中不僅包括MES軟件系統(tǒng)及與制造管理相關(guān)的各種功能，而且包含MES主體之外的用于解決具體問題的功能延伸與價(jià)值增值部分。

從覆蓋范圍上看，MES所涉及的范圍，會(huì)因?yàn)槠渌槍?duì)的下游行業(yè)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、功能模塊的設(shè)置等影響因素而各有不同，沒有明確的界限，而MOM則實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)制造運(yùn)行過程中的一切活動(dòng)進(jìn)行管理，換句話說，無論是哪一種MES軟件系統(tǒng)，功能如何變化與周延，也不會(huì)超過MOM的邊界。ERP中的生產(chǎn)管理更加偏重于企業(yè)戰(zhàn)略管理，而MOM則更注重對(duì)具體生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)管理。

從責(zé)任對(duì)象上看，MES主要針對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行，對(duì)生產(chǎn)以外的其他環(huán)節(jié)運(yùn)營(yíng)管理功能相對(duì)較弱，無法滿足當(dāng)今制造企業(yè)日益增長(zhǎng)的對(duì)于生產(chǎn)質(zhì)量、安全、效率的訴求，例如食品飲料、醫(yī)藥行業(yè)等。而MOM則主張使用與生產(chǎn)運(yùn)行統(tǒng)一的框架，對(duì)維護(hù)運(yùn)行、質(zhì)量運(yùn)行和庫(kù)存運(yùn)行管理進(jìn)行強(qiáng)化和提升，并對(duì)模型內(nèi)部主要功能及其關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行了細(xì)化，以求更有效地提升制造企業(yè)的整個(gè)制造管理體系。

從功能上看，MOM作為一種集成軟件平臺(tái)，在集成標(biāo)準(zhǔn)化、開放性等方面都強(qiáng)于MES，而且能夠?qū)崿F(xiàn)云部署，是未來制造運(yùn)營(yíng)管理軟件發(fā)展的方向。

總而言之，MOM與MES之間并非一種非此即彼的替代關(guān)系，而是一種包含關(guān)系，MOM更像是一種為了解決制造管理問題而定義的功能組合體系，是制造管理理念升級(jí)的產(chǎn)物，而MES則是包含在MOM之中的使能工具。

MOM之于數(shù)字化與智能制造

MOM概念的提出，比工業(yè)4.0、智能制造等新概念早了近十年之久，卻是在這些新概念被提出之后，由于被部分企業(yè)所采用和付諸實(shí)踐，才逐漸被業(yè)界所關(guān)注。

在MOM的倡導(dǎo)與踐行者之中，不乏羅克韋爾、Wonderware、Dassault、西門子等知名軟硬件供應(yīng)商。早在2012年，西門子公司就開始系統(tǒng)地將其SIMATIC IT從MES向MOM進(jìn)行擴(kuò)展，增加安全管理、能源管理、環(huán)境管理、質(zhì)量管理等一系列功能模塊，打造集成軟件平臺(tái)，為全面提升制造企業(yè)整體管理體系提供綜合解決方案。如今，MOM已經(jīng)成為西門子數(shù)字化企業(yè)戰(zhàn)略中不可或缺的重要組成部分。

無獨(dú)有偶，西門子在工業(yè)軟件領(lǐng)域的老對(duì)手Dassault也是MOM的倡導(dǎo)者。2013年7月，達(dá)索以2.05億美元收購(gòu)美國(guó)MES軟件及解決方案供應(yīng)商Apriso，并將其并入DELMIA旗下，以補(bǔ)全自身在制造領(lǐng)域的短板，并宣稱其基于Apriso的解決方案不限于MES的功能，而是能夠幫助客戶實(shí)現(xiàn)對(duì)于制造運(yùn)行的全面管控的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理(MOM)解決方案。

2016年2月，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院在發(fā)布的《智能制造系統(tǒng)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系》報(bào)告中對(duì)定義了智能制造系統(tǒng)模型，其中也用MOM取代了MES，意味著美國(guó)對(duì)于制造運(yùn)營(yíng)管控認(rèn)知的全面升級(jí)。

國(guó)內(nèi)MES供應(yīng)商對(duì)于MOM理念的認(rèn)知，也在進(jìn)行探索和實(shí)踐中。

MOM在實(shí)踐層面上，未來仍有很大的發(fā)展與提升的空間。例如針對(duì)于維護(hù)運(yùn)行、質(zhì)量運(yùn)行、庫(kù)存運(yùn)行管理的軟件系統(tǒng)與功能的優(yōu)化，諸如排產(chǎn)管理等MES高級(jí)應(yīng)用功能模塊提升與強(qiáng)化，以及MOM與其他軟件系統(tǒng)之間集成與互聯(lián)，都是MOM未來發(fā)展的方向。

中科華智在MOM領(lǐng)域的探索和研究，基于中科華智團(tuán)隊(duì)十多年實(shí)施SAP ERP的過程中，從條碼WMS系統(tǒng)開始到MES易智造，再到制造運(yùn)營(yíng)管理MOM系統(tǒng)，不斷結(jié)合市場(chǎng)的需要以及自身對(duì)智能制造領(lǐng)域的理解，把HuaZhi MES、HuaZhi WMS、HuaZhi SRM等數(shù)字化系統(tǒng)整合起來，形成今日之HuaZhi MOM。