“工业4.0”实现路径——企业如何建立基于两化融合的MES基础平台？

　　制造企业生产过程执行管理系统（Manufacturing Execution System，以下简称“MES系统”）是一套面向制造型企业的生产信息化管理系统。它可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。MES系统是制造企业走向“工业4.0”的核心。

　　建立单个企业的“工业4.0”体系——我们暂称它为企业信息化制造平台，分五个步骤：

　　第一步，打破设备接口瓶颈，实现自动化设备的数据采集；

　　第二步，实现全制造过程信息自动管理，局部实现制造状态的实时显示；

　　第三步，建立基于两化融合的MES系统基础平台；

　　第四步，实现MES系统与ERP系统的连接，搭建信息化制造平台；

　　第五步，实现MES系统与仓储管理系统 (WMS)以及产品开发系统（PDM）的连接，完善信息化制造平台。

　　如下图所示：

　　我们从打好基础开始，具体谈谈建立企业基于两化融合的MES基础平台的五步走：

　　第一步，“夯实地基”，实现跨控制平台的制造数据的集中采集。

　　以做建筑来作比方，此阶段主要是打牢地基，夯实从下到上的数据信息基础。针对不同的单机设备、不同生产线，为搭建项目可控、人员可控的信息数据平台做好基础工作。

　　一是完成对自动化单机设备、自动化局部生产线信息化接口的设计。

　　二是完成对设备上传信息的定义。包括生产管理信息、物料管理信息、质量管理信息、设备管理信息等。

　　三是组建生产网络，实现设备间、设备与系统间数据交互。

　　第二步，“搭建房屋”，实现制造过程信息自动化管理，局部实现制造状态的实时显示。

本阶段主要从信息自动化管理的角度，对采集后的跨控制平台制造数据进行进一步的收集、管理、分析和控制。

　　一是实现对单机自动化设备、局部自动化生产线的数据分类管理；

　　二是实现对生产管理信息、质量管理信息、设备管理信息等的收集整理；

　　三是监控关键制造设备的运行状态，实时显示生产进度、良品率等信息；

　　四是将最终产品的产量作为统计指标，对数据进行同比和环比分析，评判制造部门业绩水平。

　　建立基于服务器的独立、封闭、可控的动态信息自动化管理系统，形成MES系统的雏形。例如，针对不同主体，如工厂车间操作人员、监控室技术人员、生产副总等，呈现出相应的生产进度、运行状态，有利于实时监控及评判。

　　第三步，“做实装修”，实现生产、物料、质量、设备等管理监控信息的整合，建立基于两化融合的MES系统基础平台。

　　本阶段在过程信息化管理和实时显示、分析的基础上，提高信息的整合、管理和监控水平，表现在：

　　生产管理——全面实施生产进度监控和产量统计，如车间现场显示实时的产出、质量趋势、产线效率、设备OEE（Overall Equipment Efficiency，即“设备综合效率”）、Top 10的质量问题柏拉图（即排列图）、停机原因分析图、在制品分布图、计划完成情况等;

　　物料管理——实施产品制造过程追溯，如物料识别、物料防错漏保证、在制品监控、产品生产履历管理等；

　　现场管理——可视化电子工艺指导，车间和设备行为监控；

　　设备管理——设备运维管理，如设定工厂日历和计划停机时间、计算实际停机时间、设备利用率、设备可用率和产品合格率、平均故障时间、平均故障修复时间等KPI、OEE实时报表显示、分析设备停机原因等；

　　质量管理——质量数据分析、返修管理、质量追溯。

　　第四步，“水电气路建设”，实现MES系统与ERP系统以及WMS系统(仓储管理系统)的连接，搭建信息化制造平台。

　　一是实现MES系统与ERP系统的连接。实施完善物料主数据管理、工厂日历管理、生产订单管理、产品产量管理、物料消耗管理、人员工时管理等。

　　二是实现MES系统与WMS系统的连接。完善原材料供应商管理、BOM管理（Bill of Material，即物料清单）、领料单/出库单管理、原材料库存管理、产品库存管理等。例如，对采购后的原材料，根据不同性质、不同需求或其他参数，可实时形成不同的排列效果。同时对原材料入库、出库、库存等形成动态管理。

　　这一步骤的完成将标志着企业信息化制造平台已经建立。

　　第五步，“信息生态建设”，实现MES系统与产品开发系统、销售管理系统以及人力资源管理系统等的连接，完善信息化制造平台。

　　一是实现MES系统与产品开发系统（PDM）的连接。完善制造BOM管理、制造资源管理、工艺流程管理、工时生产管理等。

　　二是实现MES系统与销售管理系统（SMS）的连接。例如，在产品销售过程中，对不同产品、不同销售人员、不同厂家能够做到统一监控，对产品组合、产品毛利率、销售成本、盈利能力等信息形成动态呈现和管理。

　　三是实现MES系统与人力资源管理系统（HRMS）的连接。例如，形成人力管理系统和财务管理系统的互动。针对不同人员，其工作简历、工作职责、完成情况、考核状况、工资水平等一目了然，能够进行实时动态监控管理。

　　这一步骤的完成标志着企业信息化制造平台已经建全，具有“工业4.0”水平。

　　以力神电池（苏州）基地为例，力神电池（苏州）有限公司年产15亿瓦时锂离子动力电池新建项目：本项目建成后将达到年产15亿瓦时18650圆柱型电芯和13.2亿瓦时Pack的产能。

　　在实施上述五个步骤时，特别值得注意的是：

　　第一，“五步走”不是一蹴而就的，核心是连接，它是一个系统性的工程。“工业4.0”需要有持续深耕的毅力和耐心。德国企业大多已完成一、二步，不同企业的三、四、五步也处于基本建立或正在确立的过程中。而对照我国企业，许多企业第一步尚未打好基础，因此“工业4.0”还是一个任重而道远的过程。在企业内部，五个步骤的核心是MES系统，关键是“连接”，各个系统之间是互动的关系，要有协同的系统性的思维和实践。

　　第二，“五步走”因企业、因发展时期、因所处环境而异，要结合自身实际，不能强求一致。针对我国企业，如果照搬照抄国外经验，有可能面临水土不服的情况，要研究国情、企业环境和实际情况，在探索“工业4.0”的过程中，有针对性地根据不断变化的实际进行不断优化调整。“五步走”要根据企业性质而定，不是五步都做到、每个模块都建立才是完美标杆，要根据企业所处行业、性质、发展阶段而异，还要根据产品及用户需求进行完善，具体问题具体分析。

　　第三，“五步走”需要有承接能力的企业员工支撑，要建立一支能够驾驭“工业4.0”的技术、管理及领导队伍。“五步走”要依靠大量的软硬件基础保障，而能够熟练操作相应设备和软硬件、具备较高综合素质能力的人才尤为重要。因此，必然要加强人才培训和胜任力提升，这样各个步骤才能落地。

　　第四，“五步走”只是单个企业的“工业4.0”，不是整个社会的“工业4.0”，只有千千万万个制造型企业逐步建立起相应的MES系统，整个社会才有可能实现“工业4.0”。同时，在企业实施“五步走”的过程中，需要来自政府的长期有效的制度政策支持，以及社会公共环境、舆论氛围、知识产权保障等各方面要素的匹配。

　　第五，“五步走”过程中也要注意出现的问题和缺陷，更加注重效率问题、诚信问题、企业文化等方面的提升建设。