聊聊流程型與離散型MES的區(qū)別

近兩年因?yàn)楣ぷ餍枰?，在廣西與江西調(diào)研與服務(wù)的企業(yè)比較多，其中在這兩個區(qū)域有一個共同產(chǎn)業(yè)“稀土加工”。稀土加工行業(yè)隨著新能源產(chǎn)業(yè)的崛起近幾年算是處在一個風(fēng)口產(chǎn)業(yè)，稀土資源價值也是一路飆升（今年有些回落），但在走訪過程中，其實(shí)很多稀土加工企業(yè)的加工方式還是比較傳統(tǒng)，甚至可以說落后很多加工制造行業(yè)，所以很多稀土加工企業(yè)隨著行情的好轉(zhuǎn)，開始進(jìn)行制造升級。

稀土加工整個過程基本屬于流程制造模式，根據(jù)工藝一般為批量、連續(xù)生產(chǎn)，在升級過程中，很多企業(yè)已經(jīng)開始往數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方向規(guī)劃。在為一些稀土加工企業(yè)做數(shù)字化轉(zhuǎn)型咨詢服務(wù)過程中，通過咨詢調(diào)研了解到，很多企業(yè)轉(zhuǎn)型的基本原則是在現(xiàn)有ERP的基礎(chǔ)上，向執(zhí)行層、控制層進(jìn)行延伸，出于對生產(chǎn)設(shè)備的升級改造，自動化程度的提升，很多企業(yè)對DCS也開始有了一定認(rèn)知，但對執(zhí)行層的數(shù)字化系統(tǒng)還是比較陌生。今天，結(jié)合以前在流程型與離散型企業(yè)工作的感受，聊聊這兩類企業(yè)在MES方面的需求共性及差異。

流程型與離散型企業(yè)的

行業(yè)差異分析 制造行業(yè)主要分兩大類：流程型與離散型。流程型主要是采用物理或化學(xué)的方法對原材料進(jìn)行混合、分離、粉碎、加熱等工業(yè)生產(chǎn)，使原材料增值。除了啟停及異常情況外，流程工業(yè)生產(chǎn)中的物料呈連續(xù)狀態(tài)通過整個生產(chǎn)流程。典型的流程制造行業(yè)包括冶金、化工、石油及像我以前從事過的造紙行業(yè)。離散型則主要是通過對原材料的物理形狀進(jìn)行改變或組合，使其成為產(chǎn)品并增值。離散型企業(yè)加工過程中物料呈離散狀態(tài)，主要經(jīng)物理加工和組裝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)。典型的離散制造行業(yè)包括械、汽車、電子、家電及像我以前從事的家具生產(chǎn)企業(yè)。當(dāng)然，除了這兩種模式之外，還有一類企業(yè)屬于以上兩種的混合型生產(chǎn)，典型像食品、煙草、還有我以前服務(wù)的幾家磁材加工企業(yè)等。但今天我主要聊聊流程型與離散型的行業(yè)差異。

1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 離散工業(yè)主要生產(chǎn)離散型產(chǎn)品，如汽車、電子設(shè)備、家電等，這些產(chǎn)品由許多組件和部件組成。而流程工業(yè)則專注于生產(chǎn)連續(xù)型產(chǎn)品，如石油、化學(xué)品、食品等，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，通常不存在離散的組件。

2、生產(chǎn)流程 離散工業(yè)的生產(chǎn)流程通常是間歇性的，即通過一系列離散的步驟來完成產(chǎn)品的組裝和制造。相比之下，流程工業(yè)的生產(chǎn)是連續(xù)的，需要經(jīng)過穩(wěn)定的流程來實(shí)現(xiàn)原料的加工、混合、反應(yīng)和分離等工序。

3、工藝流程 離散工業(yè)的工藝流程較為簡單，通常涉及到零部件的裝配和測試。而流程工業(yè)的工藝流程更為復(fù)雜，需要掌握各種化學(xué)、物理和生物過程，如蒸餾、反應(yīng)、發(fā)酵等，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造。

4、設(shè)備自動化程度 離散工業(yè)的設(shè)備自動化程度較高，常采用機(jī)械化和自動化的裝配線或生產(chǎn)線，以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。流程工業(yè)則傾向于使用連續(xù)流程設(shè)備，如反應(yīng)器、分離塔等，這些設(shè)備通常需要操作員進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

5、生產(chǎn)控制 離散工業(yè)的生產(chǎn)控制主要依賴于工序的順序和時間規(guī)劃，以確保產(chǎn)品的按時交付。流程工業(yè)則需要更加嚴(yán)格的過程控制，包括溫度、壓力、流速等參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。

6、產(chǎn)品轉(zhuǎn)換 離散工業(yè)可以相對容易地變換生產(chǎn)線來生產(chǎn)不同類型的產(chǎn)品。相比之下，流程工業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換相對困難，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)過程更為復(fù)雜，可能涉及到清洗、沖洗、改變原料供應(yīng)等多個步驟。

7、資源管理 離散工業(yè)的資源管理主要關(guān)注零部件和原材料的庫存和供應(yīng)鏈管理。流程工業(yè)則需要更加重視能源、化學(xué)品以及廢物處理等方面的資源管理，以確保生產(chǎn)過程的可持續(xù)性和環(huán)境友好性。 綜上所述，離散工業(yè)與流程工業(yè)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程、工藝流程、設(shè)備自動化程度、生產(chǎn)控制、產(chǎn)品轉(zhuǎn)換和資源管理等方面存在明顯的差異。了解這些差異將有助于我們更好地理解兩個行業(yè)的特點(diǎn)，并為其未來發(fā)展提供指導(dǎo)。

流程型與離散型

MES功能的差異分析 對應(yīng)制造中的兩在主要加工模式，MES行業(yè)一般也將產(chǎn)品分為離散MES型產(chǎn)品與流程型MES產(chǎn)品。流程型MES和離散型MES在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、生產(chǎn)計(jì)劃與執(zhí)行、作業(yè)調(diào)度與任務(wù)派工、過程管理與控制、數(shù)據(jù)采集與生產(chǎn)監(jiān)控、物料管理與追蹤、質(zhì)量管理通訊維護(hù)管理等方面還是存在一定顯著的差異的。因此，在MES的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，需要根據(jù)各自的特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，在MES系統(tǒng)具體實(shí)施上，要根據(jù)行業(yè)特征區(qū)別對待。其主要差異主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1、流程管理與控制 - 離散工業(yè)MES強(qiáng)調(diào)實(shí)時控制和監(jiān)測離散生產(chǎn)流程，例如汽車制造或電子產(chǎn)品組裝。 - 流程工業(yè)MES主要應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)過程，如石化、制藥或食品加工，更注重對流程參數(shù)的穩(wěn)定控制。

2、生產(chǎn)調(diào)度與任務(wù)分配 - 離散工業(yè)MES根據(jù)訂單需求進(jìn)行生產(chǎn)任務(wù)安排和分配給適當(dāng)?shù)墓ぷ髡净蛟O(shè)備。 - 流程工業(yè)MES考慮物料流動、工藝參數(shù)和資源利用率等因素，以最大化生產(chǎn)效率。

3、資源配置 - 離散工業(yè)MES管理并優(yōu)化人力資源、設(shè)備和工具的使用。 - 流程工業(yè)MES監(jiān)測和控制原材料、能源和化學(xué)試劑等資源的供應(yīng)和消耗。

4、物料管控 - 離散工業(yè)MES實(shí)時跟蹤物料的位置和數(shù)量，關(guān)注進(jìn)出庫、倉儲和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。 - 流程工業(yè)MES重點(diǎn)控制物料流動和混合過程，確保符合配比要求，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性。

5、質(zhì)量管理 離散工業(yè)與流程工業(yè)均重視質(zhì)量管理，但重點(diǎn)略有不同。 - 離散工業(yè)MES監(jiān)控生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)，實(shí)時反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制。 - 流程工業(yè)MES更注重關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測和調(diào)整，確保產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

6、設(shè)備維護(hù)管理 - 離散工業(yè)中的設(shè)備通常進(jìn)行成批運(yùn)行，設(shè)備維護(hù)管理主要包括預(yù)防性維護(hù)和故障處理。 - 離散工業(yè)MES需要提供設(shè)備維護(hù)計(jì)劃和故障報(bào)警等功能。

7、技術(shù)文檔管理 - 離散工業(yè)MES管理產(chǎn)品工藝和操作指導(dǎo)等技術(shù)文檔，確保操作規(guī)范和一致性。 - 流程工業(yè)MES則更注重處理流程參數(shù)、工藝路線和配方等方面的信息。

8、數(shù)據(jù)采集 - 離散工業(yè)MES采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如產(chǎn)量、質(zhì)量指標(biāo)和設(shè)備狀態(tài)等。 - 流程工業(yè)MES需要實(shí)時采集流程參數(shù)、能耗消耗和原料質(zhì)量等數(shù)據(jù)。

9、性能分析 - 離散工業(yè)MES用于分析生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和資源利用率等關(guān)鍵績效指標(biāo)。 - 流程工業(yè)MES分析流程穩(wěn)定性、能源效率和廢品率等性能指標(biāo)。 鑒于離散型與流程型企業(yè)各自的特點(diǎn)，它們在MES功能需求上側(cè)重點(diǎn)有所不同。相對于離散型企業(yè)，流程型企業(yè)的設(shè)備與工藝自動化程度較高，因此流程型MES往往以安全、穩(wěn)定、低耗、質(zhì)量、得率等為生產(chǎn)管理與控制的重點(diǎn)優(yōu)化目標(biāo)，對過程自動化和管控信息化程度要求較高。而離散型企業(yè)由于設(shè)備與工藝具有較大的柔性，因此對生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度與現(xiàn)場管控的要求較高，往往以生產(chǎn)效率、訂單交付、制造柔性、生成成本與產(chǎn)品質(zhì)量等為主要管控與優(yōu)化目標(biāo)。

流程型與離散型

MES產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差異分析 從上面的分析可知，離散型MES與流程型MES在業(yè)務(wù)功能存在著明顯差異，所以在進(jìn)行MES產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮到各自的特征。

一、離散型MES產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu) 離散型MES產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)中一般包括數(shù)據(jù)庫層、數(shù)據(jù)集成層、基礎(chǔ)平臺層、現(xiàn)場管理層、現(xiàn)場管理層、核心業(yè)務(wù)層、計(jì)劃管理層6層組成。

1、數(shù)據(jù)庫層 這是MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，用于存儲和管理所有相關(guān)的數(shù)據(jù)。它可以包括多個數(shù)據(jù)庫，如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如SQL Server或Oracle）和實(shí)時數(shù)據(jù)庫（如OPC服務(wù)器），用于存儲生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，如設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)、生產(chǎn)訂單等。

2、數(shù)據(jù)集成層 該層負(fù)責(zé)將來自不同源頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和處理。它包括了數(shù)據(jù)采集、傳輸和轉(zhuǎn)換等功能，能夠從工廠現(xiàn)場的各種設(shè)備和系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為MES系統(tǒng)所需的格式。

3、基礎(chǔ)平臺層 這一層提供了MES系統(tǒng)的核心功能和基礎(chǔ)設(shè)施。它包括工廠模型、工藝模型、工作流引擎、算法引擎、任務(wù)調(diào)度等功能。通過基礎(chǔ)平臺層，用戶可以訪問MES系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，并進(jìn)行配置、監(jiān)控和管理生產(chǎn)過程。

4、現(xiàn)場管理層 該層負(fù)責(zé)對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和控制。它與設(shè)備和機(jī)器人等現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信，獲取實(shí)時數(shù)據(jù)并控制操作?，F(xiàn)場管理層還可以提供諸如設(shè)備調(diào)度、異常處理、質(zhì)量檢測等功能，以確保生產(chǎn)過程的高效運(yùn)行。

5、核心業(yè)務(wù)層 這一層包含了MES系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯。它提供了諸如訂單管理、生產(chǎn)調(diào)度、物料追蹤、質(zhì)量管理等關(guān)鍵功能。核心業(yè)務(wù)層根據(jù)工廠的需求和規(guī)則，協(xié)調(diào)和優(yōu)化生產(chǎn)資源，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行。

6、計(jì)劃管理層 該層負(fù)責(zé)制定和管理生產(chǎn)計(jì)劃。它涉及到計(jì)劃建模、計(jì)劃編制、計(jì)劃分解、傳真驗(yàn)證、計(jì)劃調(diào)整等功能，將客戶需求轉(zhuǎn)化為具體的生產(chǎn)計(jì)劃，并與其他層次進(jìn)行協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)合理的生產(chǎn)調(diào)度和資源分配。 這些層次相互關(guān)聯(lián)并相互作用，構(gòu)成了離散型MES產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)的基本框架。通過這個體系結(jié)構(gòu)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面控制和管理，提高生產(chǎn)效率、降低成本，并滿足客戶需求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

二、流程型MES產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)

流程型MES產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)主要由數(shù)據(jù)集成平臺層、核心業(yè)務(wù)層、生產(chǎn)信息監(jiān)控層、數(shù)據(jù)服務(wù)層等組成。

1、數(shù)據(jù)集成平臺層 這是MES的基礎(chǔ)層，用于處理數(shù)據(jù)的采集、存儲和傳輸。它包括與現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)集成的接口，如傳感器、PLC（可編程邏輯控制器）和SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），以及與企業(yè)級系統(tǒng)集成的接口，如ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)和PLM（產(chǎn)品生命周期管理）系統(tǒng)。數(shù)據(jù)集成平臺層負(fù)責(zé)將來自各種來源的數(shù)據(jù)匯總和轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。

2、核心業(yè)務(wù)層 該層實(shí)現(xiàn)了MES的核心功能，包括生產(chǎn)訂單管理、調(diào)度計(jì)劃、工藝路線管理、物料追溯和質(zhì)量管理等。它通過對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和控制，確保生產(chǎn)按照預(yù)定計(jì)劃進(jìn)行，并滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。核心業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)集成平臺層緊密合作，獲取實(shí)時數(shù)據(jù)并生成報(bào)表、指標(biāo)和分析結(jié)果，以支持決策制定和優(yōu)化生產(chǎn)過程。

3、生產(chǎn)信息監(jiān)控層 該層提供實(shí)時的生產(chǎn)信息可視化和監(jiān)控功能。它通過儀表盤、報(bào)表和圖形界面展示關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPIs）、生產(chǎn)進(jìn)度和異常情況，幫助管理人員和操作人員迅速了解生產(chǎn)狀態(tài)，及時做出反應(yīng)。生產(chǎn)信息監(jiān)控層通常具備報(bào)警和事件觸發(fā)的能力，以支持問題處理和預(yù)測維護(hù)。

4、數(shù)據(jù)服務(wù)層 該層負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)分析和決策支持功能。它基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測建模，為優(yōu)化生產(chǎn)流程、改進(jìn)質(zhì)量和增加效率提供依據(jù)。數(shù)據(jù)服務(wù)層還可以與其他智能系統(tǒng)集成，提供MES與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，包括ERP接口、企業(yè)應(yīng)用集成接口（EAI）、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)接口（LIMS）。 總之，流程型MES產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)集成平臺層、核心業(yè)務(wù)層、生產(chǎn)信息監(jiān)控層和數(shù)據(jù)服務(wù)層。這種體系結(jié)構(gòu)使得制造企業(yè)能夠?qū)崟r監(jiān)控和控制生產(chǎn)過程，并通過數(shù)據(jù)分析和智能化技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

審核編輯：黃飛