在汽車制造領(lǐng)域,MES系統(tǒng)是一個高度復(fù)雜的系統(tǒng),涵蓋了計劃、生產(chǎn)、工藝、設(shè)備、質(zhì)量等諸多功能模塊,要定義的業(yè)務(wù)流程非常多,要對接的業(yè)務(wù)部門也非常多。此外,對于大型汽車集團(tuán)公司來說,還要處理好集團(tuán)公司職能部門與工廠職能部門之間的關(guān)系,因此溝通管理非常重要。
我們可以看出,MES系統(tǒng)作為一個執(zhí)行系統(tǒng),直接服務(wù)的對象是生產(chǎn)部人員即一線工人,而工廠的職能部門為生產(chǎn)部門提供輔助,此外集團(tuán)的各職能部門又為工廠提供信息和指導(dǎo)。此外,一個新工廠的建設(shè),是一個循序漸進(jìn)的過程,工廠各職能部門的人員是慢慢到位的,因此,往往在項目的前期,由集團(tuán)的職能部門進(jìn)行規(guī)劃,而在后期由工廠的職能部門明確細(xì)節(jié),而集團(tuán)和工廠之間對一些流程和需求的理解也常常存在偏差。
因此,我們在實施MES系統(tǒng)的過程中,往往存在以下兩個挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)一:怎么理解業(yè)務(wù)?
這兩年隨著工業(yè)4.0、中國制造2025等概念的推廣,以及互聯(lián)網(wǎng)造車企業(yè)的扎堆進(jìn)場,MES系統(tǒng)市場不斷擴大,MES行業(yè)從業(yè)人員也迅速增加,但是不可否認(rèn)的事實是,真正懂造車流程、懂業(yè)務(wù)需求的人員還是太少了。
因此不可避免的,在項目實施過程中,存在著業(yè)務(wù)部門和IT部門在需求理解上的偏差。
為了達(dá)成雙方理解上的充分一致,我們可以在組織架構(gòu)上做一些創(chuàng)新。
下面我介紹一個業(yè)界實踐的例子:效率科技MES案例。
效率科技MES系統(tǒng)是一個全集團(tuán)通用的系統(tǒng),由同一個團(tuán)隊開發(fā),由同一個團(tuán)隊實施,由同一個團(tuán)隊運維。
其中,開發(fā)團(tuán)隊位于總部,由來自于IT部門的架構(gòu)師、技術(shù)專家、供應(yīng)商人員,以及來自于工程部門的業(yè)務(wù)專家、控制專家組成,以虛擬團(tuán)隊的方式運作。其中,業(yè)務(wù)專家是從業(yè)十多年的發(fā)動機專家,精通發(fā)動機制造工藝、流程、質(zhì)量規(guī)范,控制專家熟悉生產(chǎn)現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備的運行機制與控制邏輯。業(yè)務(wù)專家會在新功能開發(fā)前,與工程部門、質(zhì)量部門的技術(shù)人員充分溝通,也會了解各工廠的具體細(xì)節(jié),在此基礎(chǔ)上,匯集形成統(tǒng)一的流程和需求??刂茖<視驮O(shè)備制造商、工廠設(shè)備工程師溝通交流,匯集各方信息后制訂統(tǒng)一的控制標(biāo)準(zhǔn)。來自于業(yè)務(wù)專家和控制專家的需求非常有代表性,而開發(fā)團(tuán)隊內(nèi)部溝通又非常透明順暢,因此整體的溝通成本較小,實踐證明效果非常好。
挑戰(zhàn)二:怎么統(tǒng)一業(yè)務(wù)?
現(xiàn)在不少汽車制造商都是大型的集團(tuán)公司,而工廠則分布在各地,即使是實施統(tǒng)一的MES系統(tǒng),具體部署到工廠的時候也多少會存在差異。而從集團(tuán)的角度而說,MES系統(tǒng)的規(guī)劃要盡可能地做到標(biāo)準(zhǔn)化,盡量用一套系統(tǒng),用一個團(tuán)隊進(jìn)行開發(fā)、實施、運維。那么,怎樣來平衡集團(tuán)的標(biāo)準(zhǔn)化和工廠的個性化呢?
這里介紹一個方法供參考。
首先建立兩個專家委員會:MES系統(tǒng)業(yè)務(wù)專家委員會、MES控制專家委員會。成員由集團(tuán)工程院、質(zhì)量部的專家代表,和各工廠的專家代表組成。每個專家有一定的投票權(quán),其中集團(tuán)專家有更多的權(quán)重。當(dāng)某個需求無法達(dá)成一致時,由專家委員會進(jìn)行投票,形成得分高的方案。開發(fā)團(tuán)隊根據(jù)此方案進(jìn)行設(shè)計開發(fā),作為標(biāo)準(zhǔn)解決方案的功能模塊。如果工廠依然堅持個性化方案,則開發(fā)團(tuán)隊作為工廠訂制化需求另行開發(fā),但是優(yōu)先級較低,可在實施時開發(fā)和部署。
由于汽車制造工藝和業(yè)務(wù)的特殊性,MES系統(tǒng)實施的計劃管理也和普通的軟件系統(tǒng)實施存在較大不同,下面具體予以說明。
1. 上線節(jié)點
汽車工廠的建設(shè)有幾個關(guān)鍵節(jié)點:
- TT,Tool Tryout,或ToolingTrial,是指設(shè)備調(diào)試階段,MES系統(tǒng)在此階段上線。
- PP,PilotProduction,是指試生產(chǎn),物流系統(tǒng)在此階段上線。
- SOP,Start OfProduction,量產(chǎn)開始,ERP在此階段上線。
對于ERP等系統(tǒng),一般都是先搭建測試環(huán)境,準(zhǔn)備主數(shù)據(jù),進(jìn)行配置、測試,然后把數(shù)據(jù)導(dǎo)入生產(chǎn)環(huán)境,然后在SOP上線。
但是MES系統(tǒng)由于要和設(shè)備高度集成,因此必須利用TT的時間窗口進(jìn)行調(diào)試,甚至一些工廠要求MES在TT之前一個月上線。
一般來說,TT時的調(diào)試車輛較少,一個車間只有數(shù)臺,并且出現(xiàn)問題時可以隨時停線。但是從PP開始,每天的計劃量會漸漸增加,不適合處理重大的設(shè)備接口問題。
而TT和SOP之間往往會有數(shù)月的時間差,因而這里就存在一個項目管理的問題:MES系統(tǒng)和ERP往往作為同一個信息化項目群管理,但是兩個系統(tǒng)的上線時間差距較大,因而給項目計劃、資源調(diào)度等都帶來一定的挑戰(zhàn)。
2. 開發(fā)模式
MES系統(tǒng)在TT上線還帶來一個開發(fā)模式的問題。
近年來,受互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的影響,敏捷式開發(fā)的理念廣為流傳,但在汽車制造MES系統(tǒng)領(lǐng)域,恐怕還是瀑布式+模塊化開發(fā)的模式更為合適。
比如設(shè)備集成模塊在TT發(fā)布,ERP接口在SOP發(fā)布,并且每個模塊在發(fā)布時必須是功能完整、性能可靠的。
由于設(shè)備集成模塊上線早,而MES系統(tǒng)完整實施周期又很長,因此為了節(jié)省開發(fā)資源,必須將功能點按照模塊發(fā)布順序進(jìn)行開發(fā)。
MES系統(tǒng)還有一個特殊點是:通常在搭建好生產(chǎn)環(huán)境后,直接在生產(chǎn)環(huán)境上進(jìn)行開發(fā)和配置。原因有2點:1是OPC調(diào)試的結(jié)果只針對實際配置的服務(wù)器,如果用測試環(huán)境調(diào)試OPC成功,未必就能保證生產(chǎn)環(huán)境調(diào)試OPC成功;2是在生產(chǎn)環(huán)境下應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫有冗余設(shè)計,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有負(fù)載均衡設(shè)計,而測試環(huán)境非常簡單,這些高性能設(shè)計無法在測試環(huán)境下得到驗證。
3. 設(shè)備調(diào)試過程
本章節(jié)重點談?wù)勗O(shè)備調(diào)試過程。
由于MES系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試在TT階段就開始,而此階段工廠還在建設(shè)之中,比如某些區(qū)域供電和網(wǎng)絡(luò)還沒有正式完成,需要臨時供電、供網(wǎng)等,因而許多工位需要做多輪調(diào)試。
就功能而言,一個業(yè)務(wù)功能點可能需要經(jīng)歷這些調(diào)試過程:
- 供電和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試。工位上線后檢查操作系統(tǒng)、客戶端、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施和配置。
- 通信調(diào)試。又稱心跳調(diào)試,從設(shè)備PLC端發(fā)出心跳信息,MES系統(tǒng)接收后發(fā)回反饋信息,主要檢查通信和雙方的基礎(chǔ)握手邏輯,以及耦合器等通信設(shè)施是否正確配置。
- 虛擬業(yè)務(wù)調(diào)試。在實車到來之前,從PLC/HMI上發(fā)出虛擬的業(yè)務(wù)信號,MES系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯和握手協(xié)議返回處理信息。這是因為在TT階段車輛較少,而調(diào)試的工位多,MES系統(tǒng)工程師要盡可能利用OEM電氣工程師的時間來調(diào)試邏輯。
- 實車調(diào)試。在虛擬業(yè)務(wù)調(diào)試完成之后進(jìn)行,主要是驗證物理設(shè)施如傳感器、編碼器是否正確配置。
在調(diào)試階段,不同工位的不同調(diào)試過程是穿插進(jìn)行的。比如在焊裝車間,OEM電氣工程師有十多人,而MES控制工程師只有1人,那么有可能MES系統(tǒng)工程師上午調(diào)試某工位的心跳,下午可能去調(diào)試另一工位的虛擬業(yè)務(wù)。
具體到時間計劃方面,一般而言,第1個工位需要預(yù)留1周的完整調(diào)試時間(從供電和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試到實車調(diào)試),這是因為第1個工位面臨的許多問題是所有工位通用的,如OPC配置、網(wǎng)關(guān)配置等。此后,第2、第3個工位需要預(yù)留3天的完整調(diào)試時間。之后每個工位預(yù)留1天的完整調(diào)試時間,2周后每個工位預(yù)留半天。
效率科技自2007開始從事MES系統(tǒng)相關(guān)項目研發(fā),至今已經(jīng)有十多個年頭,主要致力于為電子、汽車內(nèi)飾、塑膠、五金沖壓、模具等行業(yè)提供特定要求的企業(yè)生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù),我們的解決方案服務(wù)于數(shù)十家企業(yè)的上百個項目,包括比亞迪、富士康、中國移動等各行業(yè)知名企業(yè),廣受客戶信賴和好評,十余年的經(jīng)驗累積甚至讓我們能先于客戶發(fā)現(xiàn)他們的問題。