对从数字制造到智能制造的认识（从数字到智能让制造）

✎导 读

MOM平台的柔性可配置化、兼顾局部优化和全局优化、避免信息系统碎片化、避免多脑指挥等优点，使得它既是深化数字化的关键，也是实现从数字化转变为智能化的基础，更是实现“轻量化”演变的实际工具。

作者：方科，来源：佰思杰

上篇讲到制造企业“轻量化”的特点，以及从精益生产的“人、库存、生产集群”的三个点假设了数字化、智能化系统在企业“轻量化”上的解决办法，涉及到的数字化系统有MES、APS、WMS、QMS、SRM、CRM、IOT等等。

但是，有一点没有涉及到，那就是“信息的‘轻量化’”，也即信息的“流动性和灵活性”。

为了实现制造型企业的“轻量化”，要使用到以上这些系统，然而系统与系统之间的集成、数据之间的交流转换却并没有那么容易做到。

此外，考虑到智能化当中涉及到的人工智能技术，系统与系统之间的数据能灵活交流的特性也同样是重中之重。如何实现系统之间的可兼容性也是数字化演变为智能化的过程中急需解决的重要问题。

而这，便不得不提到MOM在其中扮演的角色了。

MOM在“轻量化”建设当中的应用

MOM的概念及划分

MOM（Manufacturing Operation Management）的概念来源于美国仪器、系统和自动化协会于2000年发表的ISA-SP95标准，它针对更为广义的制造运营管理划定边界，用于构建通用活动模型应用到生产、维护、质量和库存4类主要运行区域，详细定义了各类运行系统以及模块之间的相互关系。其囊括的部分包括企业人员、设备、物料和能源等资源管理，及管理有关调度、产能、产品定义、历史信息、生产装置信息、资源状况等信息。

ISP-95标准将企业信息化层次架构和ERP、MOM、IOT/SCADA等系统进行关联，划分出了MOM、ERP、PLM的边界。

▲图1 MOM、ERP、PLM的边界划分

从图1可以很清楚地看见，MOM系统的部分所管控的核心是生产作业管理，即MES所负责的部分，其中还包含有库存、质量、作业维护部分，并且与ERP负责的采购、物料管控、生产计划等等模块均有重叠，并且与PLM研发和工程功能模块有相应的信息交换。

这就很好地解释了MOM在企业“轻量化”当中起到的角色作用，即在负责优化管理生产向“轻量化”发展的同时，作为信息交换中枢平台（或者说大脑）连接其他系统。通过实现数据信息的“灵活化”辅助其它系统实现人员的管控、设计的累计迭代、供销集团的形成等应用。

生产是集大成者，是制造的核心，是实现产品的价值增值过程。

从图2可以看到，MOM囊括了产品价值链轴上的所有被需要的数字化系统，包括计划排程、仓储物流、生产执行、质量控制、资源维护、设备监控、供应商管理、客户管理等等。

MOM加强了系统与系统之间的耦合性，形成一套成体系的流程驱动型系统，实现横向跨职能的高效协作。

▲图2 MOM系统的中央平台作用

值得一提的是，MOM作为系统平台，其最大的功用是信息数据之间的灵活流动性，而基于MOM平台便可以开发出具体“轻量化”实现过程中所需要的“碎片化”的系统。

MOM在人员“轻量化”中的应用

在上篇中提到人员“轻量化”的实现方法，当中便讲到并行工程和小组工作。MOM当中的基础数据管理部分便可以支撑这一应用。

通过对企业组织建模便可以随时划分出想要的小组，对人员信息和资质的管理便可以随时抽调需求的人员到组建的小组中去。再加上管理员端与用户端的实时通信，便可以及时发送调派信息给被调度人员。达到简单、快速、高效的效果。

而在基础数据管理中，涉及到的工艺管理、工厂建模、设备建模功用便可以满足柔性化制造需要，明晰生产需求的设备及工具工装，快速地建立工序设备模型。这也满足了“成组技术”。

MOM在库存“轻量化”中的应用

MOM中计划管理、生产执行、物流管理则对应支持了“JIT”方式，即形成“拉动式”生产模式，对MTO（按订单生产）的企业尤为明显。

通过导入ERP的订单数据，编制主计划，结合生产执行旧数据做算法分析，形成产能评估，调整主计划，根据工艺路线和物料BOM形成物料需求计划（MRP），根据MRP形成详细计划排程，同时拉动物料，进行物料跟踪和齐套检查，并且根据结果情况负反馈调节计划排程，最终目的是使得人和物料同时到达指定位置。

之后生成工位作业计划，当所有“元素”严丝合缝地按照计划规划时间到达时，便可以按照作业计划产出产品。

这样一个“准时生产”的体系便建立了出来。

▲ MOM建立JIT体系

▲ MOM建立的计划、齐套监控看板

在这一系列的操控中，物流管控是重点，即MOM中的WMS部分。

当中涉及到入库管理、库内管理、出库管理、物料追溯管理、出入库路径管理、包装管理、库存信息管理（日志、信息查询、保质期预警等）、库内装备管理（这不仅涉及到装备储存管理，还涉及到MOM与IOT之间的信息交换）以及报表与看板管理（同样涉及到信息交换与共享）。

同时，为了做到拉动的物料及时到位，外协物流和供应商管理同样是MOM需要监控的部分。按照图1所示，采购所需的SRM系统其实并不完全属于MOM系统框架之下，但作为中枢平台，MOM依旧需要承接SRM中的信息作为其他部分的数据资源进行使用。

MOM在生产和质量“轻量化”中的应用

MOM中生产执行过程实现无纸化作业指导，工作人员可以通过PC或PDA移动端设备进行数字化工艺查询。将其与质量管理QMS系统、设备管理及生产资源管理EAM系统相结合便能够满足上述“精益制造”中所说的全面质量管理（TQM）方法。这些系统使得实物数字化，便于理解和分析，给予每个工人成为“专家”的基础可能。

工人、工程师可以根据生产过程中产生和累计的数据提出自己的想法，改进工艺，形成质量数据和质量管理的规范标准，而智能系统也可以根据生产过程产生的结果数据改进自己的计划排程、实施算法。

此外，MOM中还涉及到数据采集控制部分，这部分既是SCADA的应用，可以改善生产执行过程的顺滑程度，同时也用于连接IOT平台，是智能化的重要基础。它在支持丰富的工作协议的同时，还构建了强大的实时数据库，保持高储存性能。实现智能化架构建设所需要的设备，例如AGV、AMR、机械臂、加工中心等都需要用到MOM系统中产生或者交换存储的信息。

▲ MOM系统与IOT系统的交互

可见，MOM系统在制造“轻量化”当中有着举足轻重的作用，从宏观上来讲，它是“轻量化”的中枢神经，负责接收、分析和传递各种各样的信息，从微观上来讲，它是构建“轻量化”的各个“肢体”，负责“感知”各种信息并执行具体操作。

MOM平台将“主观监控”转变为“客观监控”，将“人的监控”变为“数据的监控”，将软件与硬件进行深度结合。

总结

“轻量化”是制造业演变过程中极为重要的一种形态，不论是精益制造，还是敏捷制造，其最终目标便是减少企业生产成本，满足灵活多变且需求多种多样的市场环境，最终形成企业利润的最大化。

这其中不论是对人员的精简，还是对生产过程的优化，亦或是追求“0库存”的理想目标，其表现形式都是企业由“臃肿”转变为“轻盈”。

从传统制造方法到数字化制造再到智能化制造的演变，这是我国制造业大环境的变更趋势，亦是实现“轻量化”的必要方法。

对于传统制造型企业，深化数字化建设是将臃肿形态精简成为轻盈形态，是将“杂乱的毛线堆”梳理为“清晰的、规则的毛线团”，体量也许并不会减少，但不论是企业架构、人员架构、设备管理架构，还是生产过程、产品质量管控、物流供销管控都会变得清晰合理，使用效率都会得到提高。

而对于已经数字化建设完备的企业，转型为智能化则是“将海绵中的水挤干”的做法，其最终结果是精炼企业自身的业务核心，去除一切不产生附加价值的活动和资源，并形成合作共赢的产业体系，成为其中极富竞争力的一份子，甚至成为产业集群中的核心。

MOM平台的柔性可配置化、兼顾局部优化和全局优化、避免信息系统碎片化、避免多脑指挥等优点，使得它既是深化数字化的关键，也是实现从数字化转变为智能化的基础，更是实现“轻量化”演变的实际工具。

选用合适自身发展的，具体点来说，选择成熟的一体化可扩展平台并且选择企业自身急需的重要的MOM模块，能对核心业务进行支撑，能解决当前数字化智能化变更过程中产生的核心问题，这才是企业进行“轻量化”演变时应该考虑的事情。

转自公众号：MES百科

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