在當前大環(huán)境下，生產復雜且快速變化的產品的制造商，需要從基于紙張的流程轉向智能的制造執(zhí)行系統（MES），以提升價值鏈的效率和質量。這不僅是從生產現場給予的反饋，也是消費端不斷增長的需求。

　　制造企業(yè)應該如何實施MES呢？第一項挑戰(zhàn)是與長期戰(zhàn)略目標和關鍵結果保持一致。MES為制造業(yè)帶來的好處是毫無疑問的，包括項目將如何運行或如何衡量項目的成功；第二項挑戰(zhàn)是決定一種可持續(xù)的項目方法，以便快速獲得成功，然后持續(xù)改進，并在未來快速擴展；第三項挑戰(zhàn)是讓關鍵利益相關者明了實施MES的關鍵環(huán)節(jié)和意義，并決定哪些低風險制造工藝可能適合于實施，哪些工藝需要完全集成的MES實施。

　　實施MES的前提

　　一旦實施過程與目標和關鍵結果保持一致，項目的方法論和MES基于風險的方法就是已知的。詳細的范圍和試點項目規(guī)劃定義了端到端價值流的試點模型，該模型包括了有效數量、流程特征和產品種類。這充分展示了MES向更廣泛的業(yè)務擴展的潛力。試點應包括制造模型、信息技術（IT）和運營技術（OT）集成以及驗證過程。

　　一個專門的團隊對于成功的MES試點以及隨后在企業(yè)范圍內的推廣至關重要，制造企業(yè)應在試點階段就計劃大力投資于團隊教育和培訓。從生產運營的角度而言，MES確保所有工廠的活動可見、可管理和可衡量，而管理極端垂直整合的公司通常擁有復雜多樣的制造業(yè)務。

　　以牙科制造公司Ultradent Products在MES方面的實施為例，它是一家總部位于美國猶他州，為120多個國家和地區(qū)的牙醫(yī)提供產品的全球化制造企業(yè)。他們的工廠包含多個內部制造部門，包括化學配方、稱重、分配、初級包裝填充、二級包裝、注塑、實驗室、CNC加工、組裝和印刷等。此外，Ultradent還生產保質期有限的專業(yè)定制產品，可追溯性和先過期先出（FEFO）材料處理對于其制造運營至關重要。

　　在使用紙質系統開展業(yè)務40年后，Ultradent轉向MES和完全電子化的批次記錄。為了縮小潛在供應商的范圍，它首先尋找在醫(yī)療領域有經驗的公司，包括功能匹配、可配置性、可擴展性和定制能力等。其制造業(yè)務的復雜性還要求系統采用以模型為中心的方法，以便與現場的各種其他系統集成。在擁有強大的內部IT和工程團隊的基礎上，他們需要進一步尋找一個系統集成商作為合作伙伴。

　　“找到合適的合作伙伴對我們來說至關重要。我們擁有出色的內部制造能力，清楚地知道我們想要什么，并且需要定制MES，”Ultradent的制造IT總監(jiān)Craig Pinegar表示，“我們在對可用系統進行全面審查，以及對MES可以做什么進行了大量研究，最后決定選擇Critical Manufacturing進行合作。”

　　成功實施落地的關鍵

　　項目選擇是團隊的第一步。Ultradent想要一個最小可行性的產品，來確保覆蓋至少占業(yè)務一半的產品線。下一步是確定詳細的項目規(guī)劃，考慮到通過IT和OT集成以支持工單管理、材料管理、標簽、光學驗證和大規(guī)模集成，工廠和流程都要在MES中建模，其中的重點是制造執(zhí)行、數據收集和異常管理。

　　1）詳細的垂直整合

　　Ultradent與Critical Manufacturing在合作過程中決定，產品生命周期管理（PLM）功能和文檔管理將保留在PLM中，而計劃、調度、庫存和成本管理將保留在企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統中。規(guī)劃確定，MES需要使用REST API和JavaScript Object Notation（JSON）來進行消息傳遞，從而達成與PLM、ERP、標簽和30多個自定義服務的同步。

　　一年后，雙方的合作達到了第一個里程碑，最小化可行產品試點系列開始運行并收集數據。他們的第二個里程碑是可擴展產品，在這其中，強大的變革管理是未來的下一個重大挑戰(zhàn)。Ultradent的主要目標之一，是在MES中將紙質流程步驟和數據收集點轉換為電子化，變更管理工作量和復雜性是MES的關鍵驅動因素。

　　“如果MES內部沒有強大的變更管理能力，那么管理工廠產品和流程模型的變更既費時又容易出錯，”Pinegar指出，“我們目前正與Critical Manufacturing密切合作，設計和實施增強功能，以促進大批量變更管理以及稱重、分配、下載和灌裝等領域的其他改進。”

　　2）共同發(fā)展的愿景

　　Ultradent和Critical Manufacturing的開發(fā)團隊通過建立聯合開發(fā)運營管道，將雙方的代碼合并到可一起驗證的可部署包中來促進創(chuàng)新。

　　“我們想要的是合作伙伴，而不是供應商，”Pinegar解釋道，“我們的MES路線圖提前了大約三年，成功的關鍵在于對各個層面的所有利益相關者進行持續(xù)的教育和投資。我們雖然以前從未集成過IT和OT，但是通過每天的互相學習，逐漸地，MES成為我們的通用語言。”

　　“試點線看起來很棒，我們對未來的可能性感到興奮。Critical Manufacturing已證明自己是一個寶貴且適應性強的合作伙伴，他們的MES為我們提供了整合自己的模塊所需的靈活性。高管們已經看到了潛力，并正在詢問如何在一半時間內在所有地方實施MES。”Pinegar總結道。

　　3）如何交付成功的MES項目

　　• 對物理過程和信息流有深刻的理解；走制造流程，跟蹤信息流，并觀察交接，由真實世界中的真人做出的決定。• MES的最終目標是成為數據驅動；在實施過程中，請記住在此過程中收集和分析數據。

　　• 首先關注質量關鍵產品屬性和工藝參數的收集。

　　• 用戶體驗很重要；構建圖形用戶界面（GUI），使遵循秘訣變得“非常簡單”。

　　• 直接觀察、不確定的數據和經驗反饋結合在一起非常強大。

　　• 默認情況下，任何MES都需要高可用性、安全性和災難恢復。

　　• MES需要縱向和橫向擴展，將數據保留多年，并適應產品組合、制造流程和程序的不斷變化。

　　• 在一個有許多活動部件的項目中，會發(fā)生壞消息，請確保及早進行溝通，以便進行調整。

　　• 軟件和過程驗證至關重要；驗證正確事物的成本遠低于修復所花費的時間。

　　• 經過正確驗證，MES可以消除雙重人工驗證的需要。

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