對從數字製造到智能製造的認識（從數字到智能讓製造）

2023-10-15 03:30:40 1

✎導讀

MOM平臺的柔性可配置化、兼顧局部優化和全局優化、避免信息系統碎片化、避免多腦指揮等優點，使得它既是深化數位化的關鍵，也是實現從數位化轉變為智能化的基礎，更是實現「輕量化」演變的實際工具。

作者：方科，來源：佰思傑

上篇講到製造企業「輕量化」的特點，以及從精益生產的「人、庫存、生產集群」的三個點假設了數位化、智能化系統在企業「輕量化」上的解決辦法，涉及到的數位化系統有MES、APS、WMS、QMS、SRM、CRM、IOT等等。

但是，有一點沒有涉及到，那就是「信息的『輕量化』」，也即信息的「流動性和靈活性」。

為了實現製造型企業的「輕量化」，要使用到以上這些系統，然而系統與系統之間的集成、數據之間的交流轉換卻並沒有那麼容易做到。

此外，考慮到智能化當中涉及到的人工智慧技術，系統與系統之間的數據能靈活交流的特性也同樣是重中之重。如何實現系統之間的可兼容性也是數位化演變為智能化的過程中急需解決的重要問題。

而這，便不得不提到MOM在其中扮演的角色了。

MOM在「輕量化」建設當中的應用

MOM的概念及劃分

MOM（Manufacturing Operation Management）的概念來源於美國儀器、系統和自動化協會於2000年發表的ISA-SP95標準，它針對更為廣義的製造運營管理劃定邊界，用於構建通用活動模型應用到生產、維護、質量和庫存4類主要運行區域，詳細定義了各類運行系統以及模塊之間的相互關係。其囊括的部分包括企業人員、設備、物料和能源等資源管理，及管理有關調度、產能、產品定義、歷史信息、生產裝置信息、資源狀況等信息。

ISP-95標準將企業信息化層次架構和ERP、MOM、IOT/SCADA等系統進行關聯，劃分出了MOM、ERP、PLM的邊界。

▲圖1 MOM、ERP、PLM的邊界劃分

從圖1可以很清楚地看見，MOM系統的部分所管控的核心是生產作業管理，即MES所負責的部分，其中還包含有庫存、質量、作業維護部分，並且與ERP負責的採購、物料管控、生產計劃等等模塊均有重疊，並且與PLM研發和工程功能模塊有相應的信息交換。

這就很好地解釋了MOM在企業「輕量化」當中起到的角色作用，即在負責優化管理生產向「輕量化」發展的同時，作為信息交換中樞平臺（或者說大腦）連接其他系統。通過實現數據信息的「靈活化」輔助其它系統實現人員的管控、設計的累計迭代、供銷集團的形成等應用。

生產是集大成者，是製造的核心，是實現產品的價值增值過程。

從圖2可以看到，MOM囊括了產品價值鏈軸上的所有被需要的數位化系統，包括計劃排程、倉儲物流、生產執行、質量控制、資源維護、設備監控、供應商管理、客戶管理等等。

MOM加強了系統與系統之間的耦合性，形成一套成體系的流程驅動型系統，實現橫向跨職能的高效協作。

▲圖2 MOM系統的中央平臺作用

值得一提的是，MOM作為系統平臺，其最大的功用是信息數據之間的靈活流動性，而基於MOM平臺便可以開發出具體「輕量化」實現過程中所需要的「碎片化」的系統。

MOM在人員「輕量化」中的應用

在上篇中提到人員「輕量化」的實現方法，當中便講到並行工程和小組工作。MOM當中的基礎數據管理部分便可以支撐這一應用。

通過對企業組織建模便可以隨時劃分出想要的小組，對人員信息和資質的管理便可以隨時抽調需求的人員到組建的小組中去。再加上管理員端與用戶端的實時通信，便可以及時發送調派信息給被調度人員。達到簡單、快速、高效的效果。

而在基礎數據管理中，涉及到的工藝管理、工廠建模、設備建模功用便可以滿足柔性化製造需要，明晰生產需求的設備及工具工裝，快速地建立工序設備模型。這也滿足了「成組技術」。

MOM在庫存「輕量化」中的應用

MOM中計劃管理、生產執行、物流管理則對應支持了「JIT」方式，即形成「拉動式」生產模式，對MTO（按訂單生產）的企業尤為明顯。

通過導入ERP的訂單數據，編制主計劃，結合生產執行舊數據做算法分析，形成產能評估，調整主計劃，根據工藝路線和物料BOM形成物料需求計劃（MRP），根據MRP形成詳細計劃排程，同時拉動物料，進行物料跟蹤和齊套檢查，並且根據結果情況負反饋調節計劃排程，最終目的是使得人和物料同時到達指定位置。

之後生成工位作業計劃，當所有「元素」嚴絲合縫地按照計劃規劃時間到達時，便可以按照作業計劃產出產品。

這樣一個「準時生產」的體系便建立了出來。

▲ MOM建立JIT體系

▲ MOM建立的計劃、齊套監控看板

在這一系列的操控中，物流管控是重點，即MOM中的WMS部分。

當中涉及到入庫管理、庫內管理、出庫管理、物料追溯管理、出入庫路徑管理、包裝管理、庫存信息管理（日誌、信息查詢、保質期預警等）、庫內裝備管理（這不僅涉及到裝備儲存管理，還涉及到MOM與IOT之間的信息交換）以及報表與看板管理（同樣涉及到信息交換與共享）。

同時，為了做到拉動的物料及時到位，外協物流和供應商管理同樣是MOM需要監控的部分。按照圖1所示，採購所需的SRM系統其實並不完全屬於MOM系統框架之下，但作為中樞平臺，MOM依舊需要承接SRM中的信息作為其他部分的數據資源進行使用。

MOM在生產和質量「輕量化」中的應用

MOM中生產執行過程實現無紙化作業指導，工作人員可以通過PC或PDA移動端設備進行數位化工藝查詢。將其與質量管理QMS系統、設備管理及生產資源管理EAM系統相結合便能夠滿足上述「精益製造」中所說的全面質量管理（TQM）方法。這些系統使得實物數位化，便於理解和分析，給予每個工人成為「專家」的基礎可能。

工人、工程師可以根據生產過程中產生和累計的數據提出自己的想法，改進工藝，形成質量數據和質量管理的規範標準，而智能系統也可以根據生產過程產生的結果數據改進自己的計劃排程、實施算法。

此外，MOM中還涉及到數據採集控制部分，這部分既是SCADA的應用，可以改善生產執行過程的順滑程度，同時也用於連接IOT平臺，是智能化的重要基礎。它在支持豐富的工作協議的同時，還構建了強大的實時資料庫，保持高儲存性能。實現智能化架構建設所需要的設備，例如AGV、AMR、機械臂、加工中心等都需要用到MOM系統中產生或者交換存儲的信息。