智能制造的四大信息系統(tǒng)
在展開(kāi)四個(gè)信息系統(tǒng)之前，我們來(lái)看一下目前智能工廠(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。
縱軸體現(xiàn)了智能化方向發(fā)展一般會(huì)經(jīng)歷的幾個(gè)步驟，標(biāo)準(zhǔn)化、精益化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化。如果一個(gè)企業(yè)沒(méi)有達(dá)到一定程度的精益化，那么盲目開(kāi)展自動(dòng)化和數(shù)字化，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多的工作會(huì)推倒重來(lái)。舉個(gè)例子，在沒(méi)有做好精益化規(guī)劃的時(shí)候，我們做了一條全自動(dòng)化的生產(chǎn)線(xiàn)，而看起來(lái)自動(dòng)化程度非常高，但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)訂單進(jìn)一步增加的時(shí)候，這個(gè)全自動(dòng)化的生產(chǎn)線(xiàn)可能集中的8道工序，需要把幾道工序拆解開(kāi)。這時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)原有的全自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，反而變成產(chǎn)能的瓶頸。所以很多時(shí)候在考察整個(gè)工廠(chǎng)效率的時(shí)候，我們應(yīng)該看綜合效率，而不是看單個(gè)的效益。因而我們建議企業(yè)有一定的精益化基礎(chǔ)之后再做自動(dòng)化。
那么在沒(méi)有自動(dòng)化的基礎(chǔ)下能不能做數(shù)字化？不是說(shuō)不能，肯定是可以的，但是如果有一定自動(dòng)化的基礎(chǔ)再來(lái)做數(shù)字化，我們數(shù)字化的基礎(chǔ)會(huì)更好。我們?cè)賮?lái)看智能化，智能化依賴(lài)于大量的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)來(lái)源我們不能僅僅只是從人工采集，最好是自動(dòng)采集。所以智能化的前提是有一定的數(shù)字基礎(chǔ)，而數(shù)字化前提是自動(dòng)化，這是我們認(rèn)為比較通常一個(gè)路徑。當(dāng)然隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展，未來(lái)會(huì)出現(xiàn)一站式的解決方案，可以讓我們直接從一個(gè)車(chē)間直接跨越到數(shù)字化、智能化的車(chē)間。
我們來(lái)看一家制造型上市公司的信息化架構(gòu)。
首先在最下面這一層就我們比較熟悉的車(chē)間，通過(guò)數(shù)據(jù)采集的方式進(jìn)入到第二層，工廠(chǎng)執(zhí)行層，也叫做制造執(zhí)行系統(tǒng)，主要是做車(chē)間生產(chǎn)管理，負(fù)責(zé)車(chē)間數(shù)據(jù)采集和呈現(xiàn)。上面的企業(yè)管理層，ERP負(fù)責(zé)整體企業(yè)的資源調(diào)度，PLM系統(tǒng)是產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，還有一個(gè)系統(tǒng)叫PDM，即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。有的企業(yè)有了PLM系統(tǒng)，有的企業(yè)只用了PDM系統(tǒng)，也就意味這有些企業(yè)注重研發(fā)過(guò)程管理，有些更注重的是研發(fā)結(jié)果的管理，數(shù)據(jù)的管理。最右邊這個(gè)是WMS系統(tǒng)是倉(cāng)儲(chǔ)的管理系統(tǒng)，隨著現(xiàn)在硬件立體倉(cāng)庫(kù)用的越來(lái)越多之后， WMS的作用會(huì)變的越來(lái)越大。以上是一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的上市公司信息化架構(gòu)。
那我們來(lái)看四大智能制造的信息系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最中間這個(gè)環(huán)節(jié)就是MES系統(tǒng)，它能夠把生產(chǎn)車(chē)間數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，流程管控。最上面的ERP系統(tǒng)是負(fù)責(zé)整體企業(yè)的資源調(diào)度，最左邊是產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，PLM，主要管研發(fā)過(guò)程，研發(fā)結(jié)果。最右邊是倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)WMS。這樣四個(gè)信息系統(tǒng)其實(shí)是相互關(guān)聯(lián)的，ERP供應(yīng)數(shù)據(jù)是來(lái)源于POM、MES、 PLM，WMS倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)要跟ERP互聯(lián)互通，而MES系統(tǒng)既要跟PLM打通又要跟ERP打通，又要跟WMS打通，最最重要的是還要跟車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)打通。這就是目前智能制造下四大的信息系統(tǒng)。
信息系統(tǒng)的問(wèn)題和挑戰(zhàn)
第一，超過(guò)90%的企業(yè)信息化基礎(chǔ)薄弱，沒(méi)有一套完整的信息系統(tǒng)。少數(shù)可能只上了ERP，或者連ERP都沒(méi)有上。
第二，四個(gè)信息系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的的互聯(lián)互通。
我們先來(lái)看這是一個(gè)引自2017年國(guó)家發(fā)布的白皮書(shū)，左邊金字塔結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)信息化結(jié)構(gòu)，整個(gè)信息化架構(gòu)是一個(gè)金字塔，逐級(jí)往上然后越來(lái)越小。但實(shí)際上我們會(huì)發(fā)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)流的連接根本不是金字塔型的，沒(méi)有明確的分層，也沒(méi)有明確的數(shù)字接口，很多時(shí)候企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)流的流動(dòng)是右邊這樣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。那么問(wèn)題來(lái)了，所以第二個(gè)問(wèn)題和挑戰(zhàn)，就是我們現(xiàn)在看到的智能制造的四大信息系統(tǒng)，就是ERP，PLM，WMS，MES四個(gè)信息系統(tǒng)就像四個(gè)煙囪一樣，樹(shù)立在我們企業(yè)內(nèi)部，然后這四個(gè)信息系統(tǒng)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的互聯(lián)互通。
王堅(jiān)博士在做城市大腦的時(shí)候，說(shuō)“世界上最遙遠(yuǎn)的距離是信號(hào)燈跟攝像機(jī)的距離”。兩個(gè)在電線(xiàn)桿上挨得很近，但是沒(méi)有通信。在我們企業(yè)內(nèi)部，這樣新時(shí)代的信息孤島依然存在，看起來(lái)所有信息系統(tǒng)都有，但是我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些信息系統(tǒng)之間是獨(dú)立的，有很多數(shù)據(jù)是沒(méi)有連通。
那么，帶來(lái)的問(wèn)題是什么？我們有一個(gè)客戶(hù)，全年庫(kù)存再制品和成品有1.5個(gè)億，那么PLM，ERP，MES，WMS中有哪個(gè)系統(tǒng)可以告訴這家企業(yè)1.5億的庫(kù)存是否合理呢？沒(méi)有，因?yàn)閹讉€(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)沒(méi)有很好的關(guān)聯(lián)，更加沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)可以分析這些關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致了庫(kù)存周轉(zhuǎn)率、產(chǎn)線(xiàn)均衡等等問(wèn)題。這是目前大型企業(yè)里面存在的很?chē)?yán)重的問(wèn)題，但是中小型企業(yè)存在的問(wèn)題遠(yuǎn)比大型企業(yè)要嚴(yán)重得多，因?yàn)檫B數(shù)據(jù)都沒(méi)有上來(lái)。
還有除了數(shù)據(jù)互聯(lián)的問(wèn)題以外，我們?cè)賮?lái)看，企業(yè)在上信息化系統(tǒng)過(guò)程當(dāng)中存在的問(wèn)題。
以MES為例，我們現(xiàn)在知道一個(gè)中型企業(yè)一個(gè)車(chē)間，大概一套MES系統(tǒng)在100萬(wàn)上下。上這么一個(gè)100萬(wàn)的系統(tǒng)，大概實(shí)施周期是6個(gè)月左右，如果做的好可能4個(gè)月就能完成，如果做的差可能兩年過(guò)去了這個(gè)信息系統(tǒng)MES還沒(méi)有實(shí)施成功，為什么？
第一，現(xiàn)在很多MES系統(tǒng)定制的比例非常高，雖然從宣傳上來(lái)看MES是60%是產(chǎn)品，40%是定制，但是實(shí)際上每個(gè)項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中定制的比例都可能超過(guò)50%。我們想象一下用3到6個(gè)月時(shí)間開(kāi)發(fā)來(lái)的軟件系統(tǒng)，它能不能很好滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，能不能很好的穩(wěn)定性，能不能很好有交互方面的保證？很難。
第二，交付周期在拉長(zhǎng)，因?yàn)樵诙ㄖ频倪^(guò)程中客戶(hù)的需求會(huì)一直在變?？蛻?hù)這邊在你實(shí)施6個(gè)月時(shí)間里面每天每個(gè)星期都會(huì)產(chǎn)生新的需求，所以交付周期在無(wú)限的拉長(zhǎng)，成本增加。因此，未來(lái)模塊化程度要變的更高，產(chǎn)品化程度要變的更高，適配程度要變的更高，可配置能夠變的更高。這個(gè)就是未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)SaaS 化系統(tǒng)所做的事情。
而上述這些問(wèn)題是我們當(dāng)前制造業(yè)信息系統(tǒng)上存在的一些比較嚴(yán)重的問(wèn)題，最終的解決方案，所以我們要來(lái)看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能不能解決大型企業(yè)所面臨的問(wèn)題和中小型企業(yè)所面臨的問(wèn)題。
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