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开发一个定制的MES概念

制造执行系统(MES)支持制造企业提高计划的准确性、工艺和产品质量、设备正常运行时间和整体工艺透明度。此外,作为制造数据的中心枢纽,MES是智能工厂的基础。尤其是汽车行业,多年来一直依赖信息技术支持的生产控制和监督。正如这个农业机械制造商的案例研究所示,其他行业也越来越多地遵循这一趋势。作为总体规划项目的一部分,该公司已要求杜尔咨询公司根据客户的具体情况和愿景开发一个MES概念。

项目挑战和方法

客户已经制定了发展新的生产概念的愿景,它可以高效和灵活地生产高质量的产品。由于反复出现的质量问题和缺乏全面的产品跟踪和记录,管理层要求采用MES概念来控制和监督新的生产系统。然而,MES的概念对客户来说是新的,因为他们到目前为止还没有这样的系统。因此,在概念开发过程中,客户面临着处理现有MES知识和经验不足的挑战。与单个车间(如油漆)的布局和概念规划的发展类似,MES的概念规划也遵循三阶段方法,包括现状评估阶段、概念规划阶段和细节规划阶段。

现状评估

客户对IT系统的目标已经达成一致,作为概念开发的基础。为确保新的MES概念与传统的IT基础设施相适应,项目组审查了现有的IT环境文件。由于IT基础设施通常需要不断调整,因此也讨论了IT系统的计划引入。由此可见,客户已经有了几个ERP插件,这些插件在一定程度上涵盖了MES系统的功能。

上图提供了五个信息源的概况,这些信息源在概念规划阶段被认为是后续发展MES概念的基础。

概念规划--从一般的mes到针对客户的mes概念

为了加强客户对MES系统的了解,并为进一步的讨论建立共同基础,在著名的VDI规范5600的基础上,向客户介绍并讨论了标准和独立于供应商的MES功能。

基于对MES功能的概述和客户的意见,我们组织了一次MES联合研讨会。由于某些功能(如订单管理)既可在ERP系统中实现,也可在MES系统中实现,研讨会的第一个目标是明确ERP系统或MES系统更适合于某一特定功能。第二个目标是评估标准的MES功能与客户的相关性--强制的、需要的或可选的。

在确定了大局后,包括当前的IT环境以及客户对全厂MES功能的要求,杜尔团队开始了更详细的讨论。在MES pro shop的口号下,负责为油漆、物流、焊接、装配和测试车间规划新概念的团队成员审查了计划中的流程,以确定MES系统支持下的流程改进机会。随后,内部MES专家对所形成的愿望清单进行了评估,以确定所制定的用例是否可行。根据车间规划人员的意见,我们为每个车间制作了一个传单,描述相关用例(如工人指导),以及所需的硬件(如固定和移动的MES客户端和条形码扫描仪)和信息流(如(1)从条形码扫描仪到MES,(2)从MES后端到MES客户端,以及(3)从MES客户端回到MES后端)。最后,所有在不同车间计划的MES用例都被整合起来,并在演示中详细解释。

为了使抽象的MES功能更加具体化,并向客户传达最先进的MES系统的外观和感觉,我们进行了MES现场演示。演示是由准备好的用例介绍和客户要求的临时演示结合起来进行的。事实证明,现场演示能有效地支持关于特定的、客户具体要求的详细讨论。此外,它还能初步评估客户的要求是否已经可以通过标准的MES解决方案来满足,或者是否有必要进行定制开发。如果为某一用例提出不同的解决方案(如车间物料补给),客户的反馈将被记录下来,并被视为对客户特定的MES概念的进一步输入。

最后,考虑到所有的投入(见图1),制定并提出了三个市场调查的概念(见图2)。每个概念都是根据不同的指导原则来设计的。概念1名为 "基本MES",遵循最小化的方法,只关注整合基本功能,以保持最低的CAPEX和OPEX。概念2 "高级MES "的指导原则是满足客户的所有强制性要求和在新工厂中广泛使用工人指导客户的要求。概念3的指导思想是充分挖掘最先进的MES系统的潜力,与概念2相比,还包括AGV控制、制造分析和能源监控等附加功能。此外,它还建议在固定的工人指导系统之外,广泛使用移动工人指导系统。这三个概念被整合在一个传单中(如图2所示),说明了概念的设计原则以及一个概念的优点和缺点。此外,杜尔公司还对一个概念进行了推荐,并说明了推荐的理由。为了支持客户的选择,对三个概念中的每一个都给出了预算说明。该指示包括软件许可证的CAPEX、实施的服务成本和硬件成本,以及维护和支持的OPEX。根据客户的要求,建议的概念可以被更新,例如,在概念2中增加一个最初只在概念3中提供的功能。

客户利益一目了然

  • 提出的方法确保了几个客户的利益
  • 概述和介绍现代MES系统的功能
  • 基于既定行业标准和规范的独立于供应商的咨询
  • 通过现场演示,了解市场拓展服务系统的外观和感
  • 三个有明显指导原则和利弊的概念
  • 有理有据的建议
  • 时间表和预算说明
  • 为客户量身定做的RFQ文件

详细规划

一旦客户决定了一个概念,详细规划阶段就开始了。在这一阶段,概念被进一步细化。通过与内部MES专家的紧密合作,并基于已经实现的MES项目,我们准备了一个包括基本实施阶段的项目时间表。该时间表允许客户选择一个合适的日期来要求MES供应商报价,以便选择和实施新系统,使其在计划的SOP前准备就绪。根据各个车间目前的规划状况和计划中的MES用例,编制出一份必要的硬件清单。通常情况下,这份清单包括以下硬件组件:服务器、台式电脑、固定安装的和移动的MES客户端、Andon板、扫描仪和打印机。通过整合所有车间的MES系统的所有硬件需求,除了概念之外,还向客户提供一份详细的设备和预算清单。

报价请求文件

细节阶段的最后一步是创建询价文件。共同批准的市场拓展服务概念是询价文件的基础,从而确保供应商能针对客户的具体环境和要求提出合适的解决方案。MES系统的RFQ文件包括三个主要章节。第一章,交付范围,描述所要求的服务和软件的范围,并提供一些关于客户情况、目标和期望的背景信息。第二章,功能要求,一方面包括一般的、全厂适用的功能要求,如报警、跟踪和KPI及趋势,另一方面包括车间的具体要求,如油漆车间的工艺参数监控。第三章描述了所有的非功能需求。这包括技术要求,如可用性和准确性,以及非技术要求,如定制、培训、文档、维护和支持。