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对智能制造知识整理和ERP,PLM,MES核心系统集成分析

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发表于 2020-9-9 18:15:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
商业新模式-企业数字化转型





最近读完《商业新模式-企业数字化转型之路》这本书,读完后整体感觉这本翻译过来的书写的相当一般,更加坚定了我原来的一些看法,就是国外的很多书的水平也一般,即使是一些大家认为的畅销书。同时对于商业新模式,数字化,互联网变革,新媒体等最佳实践是在国内而不是国外,国内的书往往更加接地气。
这本书整体的一个大问题就是制造执行系统数字化的本质究竟是什么?
虽然有一个小章节专门在讲数字化本质当时仍然没有讲清楚,数字化和信息化区别本身又在哪里?发现谈了很多后面更多的还是在谈信息化和商业模式变革。其次组织,团队,流程变革和治理也相当重要,但是你会发现这本身后面讲的很多内容,即使把书名变成信息化,变成流程变革和新商业模式变更都完全适用。即很多内容实际上并不是数字化特有的。
实际上看了书名的时候,我就在思考,这本书首先要回答的就是企业数字化的本质究竟是什么?其次是传统企业和数字化企业的区别究竟体现在哪些地方?其次就是传统企业如何向数字化企业转型?应该遵循一个什么样的步骤或演进路线?而这些关键问题在本书并没有得到很好的解答。



看了这本书,反过来思考下企业数字化,书里面谈到任何用信息连接的人和人,人和机器,机器和机器之间的技术都是数字化的。对于企业数字化的本质应该体现在信息化,自动化+柔性化+个性化,自服务化,无边界化,互联网化(线上+线下,电商,互联网+)。而里面使用到的技术即仍然是传统的信息技术,互联网和移动互联网技术,云和大数据,工业自动化,物联网和智能制造,包括当下发展迅猛的AI人工智能。
注意传统企业战略模式更加关注成本,质量等,而新的商业模式下更加关心的是个性化,用户体验,服务,时效性和便利性,所有新的产品或商业模式基本都是围绕上面的内容展开。而这些本质上又是进一步打破原来产品或服务所受到空间和时间上的制约。
即企业数字化为用户提供打破时空制约的个性化用户体验服务。
不论是电商平台,O2O线上线下,VR虚拟体验,上门服装定制,到家服务等,最终目的都是为最终客户提供更好的用户体验,提升服务的时效性和个性化,最大限度的减少中间渠道。



企业数字化一个重要能力就是连接能力,连接你的客户,连接你的外围生态,形成一个生态共同体和协同体,这和原来我们谈传统企业的互联网+转型思路完全是一样的。
传统企业在进行数字化转型的时候,很多时候不是在革他人的命,而是在革自己的命,即降低自己传统的优势项目而拓展新商业模式和信息技术下的新项目,这才是真正的自我颠覆和创新。类似从360的免费策略,或者亚马逊从传统书店到电子书店的转型等都是可借鉴的思路。
传统企业的数字化转型失败?
我们把这个问题变成传统企业的互联网+转型失败来看大家可能更加容易理解。这里面最大的一个问题就是传统企业没有意识到在当下新技术快速发展的现状下,客户和流量的入口已经变成了一个关键,即在各类资源过剩的情况下真正掌握流量入口的人往往才最有话语权。而对于制造商或者供应链服务提供都变成次要内容,一个食品生产企业原来的话语权往往在家乐福或沃尔玛等大型商超,而现在的话语权在京东或天猫等大型平台,即互联网的发展经济改变的是流量入口的主导人而已。
传统企业的数字化转型之难就在于很多企业并不具备这种流量入口的控制能力,即使大型企业发展自己的自营电商平台往往也很难有这种流量控制能力。
新兴技术的发展一定会带来很多传统企业的消失,最主要的原因就是人的消费模式和行为习惯被新产品所替代,类似智能手机的出现导致了GPS,MP3和MP4,DVD,电子书等大量企业的消失。而这种消失是大趋势,一个传统企业能够洞悉到这种新技术下的发展趋势往往并不容易。
企业数字化转型失败根本原因仍然是缺乏对新兴技术,新商业模式,用户消费和行为习惯的发展趋势的思考和洞悉,缺乏对一些新兴事物发展速度之快的良好判断。数字化转型失败从来都不应该是技术层面的原因,类似信息技术仅仅是工具和手段,关键的仍然是战略规划和经营策略和目标的转变。
数字化趋势的驱动因素,消费者行为,环境因素,创新。其中最主要的仍然是消费者行为和需求。对于传统的需求,可能需求并没有变化,但是新模式提升了需求在时间和空间上的满足度;其次是本身没有需求,但是随着环境变化和技术创新,企业主动创造出了新的需求点,这本身就是一种大的变革。
对企业数字化能力的评估和衡量,仍然如前面所说的,应该体现在信息化,自动化+柔性化+个性化,自服务化,无边界化,互联网化(线上+线下,电商,互联网+),对需求的敏捷和响应能力这些关键方面。其次才是到技术层面。
企业数字化战略,这个是一个伪概念,实际上企业战略就是企业战略,企业战略重点是业务目标,经营策略和新商业模式。而数字化仅仅是企业实现业务战略目标的方法,工具和技术。因此不适合将数字化提升到战略层面,数字化仅仅是实现战略的工具。任何战略都不应该脱离业务经营目标。
智能制造和数字化工厂



最近阅读了《智能制造之路-数字化工厂》这本书,由机械工业出版社出版,同济大学中德工程学院陈明和西门子数字化工厂梁乃明共同编著。从2013年开始,可以看到工业4.0,工业互联网,智能制造一直是持续火热的一个新兴技术关注点,买这本书也是希望对这块能有一个更加系统的了解。
整体这本书可以打3.5星左右,写的好的地方反而是前面几张整体概述和框架,工业4.0和智能制造整体发展过程介绍部分的内容,而后面涉及到PLM和MES方面的内容,更多则是基于西门子本书的产品体系来展开谈的,更多的像是西门子产品的产品手册,虽然有一定的参考价值,但是缺乏体系性的介绍。
工业4.0是实现产品生命周期和价值链整个过程中人,物,机器之间的连接,同时实现他们之间信息的及时共享和协同,以提供一个实时,自动化,智能,可视,柔性的动态自组织架构。
德国工业4.0可以概括为一个基础网络(信息物理系统网络),双重战略(领先供应商,主导市场),三项集成(横向集成,纵向集成,端到端集成),八项举措,十七项主题。
工业4.0的核心和关键是建立一个人,机器,资源互联互通的网络化社会。
美国对智能制造的定义:智能制造是先进智能系统强化应用,新产品快速制造,产品需求动态响应,以及工业生产和供应链网络实时优化的制造。
其核心技术是网络化传感器,数据互操作性,多尺度动态建模和仿真,智能自动化以及可扩展的多层次网络安全。结果是在一个柔性,敏捷,创新的制造环境中提升性能和效率。同时使业务和制造过程有效的串联在一起。
工业互联网:最早由通用电气在2012年提出,倡导将人,数据和机器连接起来,形成开放而全球化的工业网络,其内涵已经超越了制造业本身,跨越产品生命周期整个价值链。
相比工业4.0,工业互联网更加注重软件,网络和大数据。工业互联网系统由智能设备,智能系统和智能决策三大要素构成。



工业4.0,通过人,物和系统的连接,实现企业价值网络的动态建立,实时优化和自组织。
我国对智能制造的定义是通过新一代信息技术(云计算,物联网,大数据,工业机器人,工业数控,互联网+IT信息技术等),贯穿设计,生产,管理,服务等制造活动各环节,具有信息深度感知,智慧优化和自决策,精准控制和自执行功能的先进制造过程,系统和模式总成。
对于智能制造的解读,书里面谈的一些核心特点体现,比较有参考意义,记录如下:
  • 工业4.0不是无人工厂,人是工业4.0的核心。
  • 要实现工业4.0,首先要进行生产组织和业务流程的梳理和重构。
  • 实现人,机器,工件(产品)之间的互联互通。
  • 实现生产数据的实时,自动化采集和分析。
  • 车间布局-实现矩阵和网状的柔性生产系统,消灭固定生产线。
  • 实现个性化产品的前提是标准化,模块化和数字化。
  • 用户体验。
  • 从对市场的快速响应转变到对用户个性化需求的快速响应。
  • 信息物理系统是实现智能制造的基础。
  • 实现自动化+信息化,智能工厂是革新。
  • 工业4.0解决信息孤岛问题-纵向集成是基础。
  • 工业4.0不仅仅是智能工厂-横向集成是革命。
  • 工业4.0需要建立端到端的集成-消灭中间环节。
美国工业互联网参考模型,IIRA4.0,从网络,数据,安全三个维度进行定义。2015年德国给出工业4.0参考模型,即RAMI4.0,其仍然是一个三维度的参考模型架构,涉及到应用,业务和IT三个视角。
  • 业务视角:产品生命周期流程,或供应链端到端流程等
  • IT视角:对应IT架构,从资源层到平台层到数据信息,业务功能,再到业务系统等。
  • 应用视角:不太好理解,产品-现场设备-控制设备-工作中心?
在P49页给出了中国工业4.0的参考架构,在这里再谈下实际上和我们传统IT架构定义最大的变化就是增加了智能设备层和工业控制层(自动化工控+操作层),上面才是执行层和管理层,而执行层的重点是MES,管理层重点是ERP系统。
可以看到MES是一个重要的衔接系统。MES一方面是将ERP的生产计划进行详细分析后变成生产工单并进行详细生产排程后执行,其次是将底层设备的执行信息和状态信息实时的反馈回ERP系统中。因此通过MES系统可以实现计划层和控制层的双向通信和衔接。
在智能制造阶段,由原来以财务为核心的ERP,会转变为以产品生命周期和生产为核心的PLM+MES,实现三者之间的协同成为构建智能制造IT集成架构和协同架构的关键。
  • PLM解决产品研发,设计,将产品转变为可生产的BOM和工艺路线。
  • ERP解决根据市场需求或预测进行生产计划安排。
  • MES根据ERP提供的生产计划详细安排生产执行过程,并对全过程执行状态实时跟踪。
PLM产品生命周期管理




数字孪生模型:读这本书后得到的一个新概念,指的是以数字化方式在虚拟空间中呈现物理对象,即以数字化方式为物理对象创建虚拟模型,模拟其在现实环境中的行为特征。它是一个应用在整个产品生命周期的数据,模型即分析工具的集成系统。
实现了物理世界和虚拟世界之间的连接,同时通过该模型可以在设计过程中完成很多模拟和仿真,而无须进行样品的制造。即通过三维建模,动态仿真技术,设计阶段就能预测产品的性能,并根据预测结果对产品进行改进和优化。
MBE(基于模型的企业),在MBE的实施过程中,产品设计,生产,管理各个环节所使用的数据或信息全部附着在三维模型上面,打通设计,生产,后续维护全流程的一套模型架构体系。MBE采用建模和仿真技术对设计,制造,产品支持等所有技术和业务流程进行彻底的改进,无缝的集成以及战略的管理;利用产品和过程模型来定义,执行,控制和管理企业的所有过程。
MBE(结构,数据,工艺,三维,标准化,集成),MBE主要有基于模型的工程,基于模型的制造,基于模型的维护三大部分组成,并且在统一的系统工程指导下形成统一的整体。
对于西门子的MBE解决方案可以看到包括几个方面的内容:
  • 一个是传统PLM产品生命周期管理内容(TeamCenter)
  • 其次是产品设计方面的内容(NX,MBD)
  • 再次是自动化模型和仿真方面的内容(Tecnomatix,LMS)。
本书里面在谈PLM的时候更多的都是在谈三维建模和仿真,而对于传统的产品数据管理,产品配置,工程变更,研发项目管理

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