MES và Chuyển đổi số sản xuất

Arc Advisory Group và automation.com gần đây đã hợp tác trong một cuộc khảo sát web để đánh giá sự tiếp nhận hiện tại của các chức năng liên quan đến hệ thống thực thi sản xuất khác nhau (MES) trong bối cảnh Chuyển đổi số . Bài viết này tóm tắt những điểm chính của Các Tác giả từ cuộc khảo sát này chỉ sử dụng những người trả lời được xác định là người dùng cuối.

Độc giả nên lưu ý rằng với mục đích của cuộc khảo sát này, MES và MOM (quản lý hoạt động sản xuất) là đồng nghĩa. Các giải pháp MES / MOM giúp lấp đầy khoảng cách truyền thống giữa các hệ thống tự động hóa cấp hoạt động như DCS, PLC và SCADA và các hệ thống kinh doanh hoặc ERP cấp doanh nghiệp. MES lấy thông tin từ các hệ thống tự động hóa, hệ thống kinh doanh và các thiết bị cạnh (ngày càng nhiều) và Đám mây để quản lý quy trình, sự kiện, thông báo và quy trình làm việc. Nói chung, MES cho phép hợp tác và khả năng hiển thị trong thời gian thực và cải thiện hiệu quả và hiệu suất để giúp các tổ chức công nghiệp giảm chi phí và đạt được lợi thế cạnh tranh.

Trong khi phạm vi của MES tiếp tục phát triển, các ứng dụng điển hình ngày nay bao gồm: Lập kế hoạch và lập kế hoạch cho môi trường sản xuất hoặc hoạt động (bao gồm quản lý hàng loạt, nếu có) < >Ss làm việc và quản lý quy trình, quản lý chất lượng, quản lý năng lượng và theo dõi và theo dõi MES cũng có thể bao gồm các ứng dụng thông minh sản xuất, chẳng hạn như phân tích và bảng điều khiển kỹ thuật số.

Các giải pháp MES thường được chuyên môn hóa theo ngành. Nhiều nhà cung cấp bao gồm các báo cáo chuyên ngành, có thể cấu hình, bảng điều khiển hoặc các chức năng khác có ý nghĩa đối với một ứng dụng hoặc ngành cụ thể. Ví dụ, khả năng quản lý hàng loạt đối với các hóa chất đặc biệt, dược phẩm và thực phẩm và đồ uống và khả năng theo dõi hoặc theo dõi hoặc nối tiếp cho các ngành công nghiệp được quản lý cao như dược phẩm.

Về việc khảo sát

ARC và automation.com tiến hành khảo sát vào tháng 3 và tháng 9 năm 2020. Trong khi ARC cũng bao gồm MES cho các ngành công nghiệp sản xuất rời rạc, như biểu đồ cho thấy, cuộc khảo sát đặc biệt này đã thu hút phần lớn những người được hỏi từ các ngành sản xuất quy trình, hàng loạt và lai. Số lượng người được hỏi lớn nhất đến từ ngành công nghiệp hóa chất, tiếp theo là kim loại, dầu khí, dược phẩm và công nghệ sinh học, bột giấy và thực phẩm và đồ uống. Nói chung, điều này đại diện cho một mặt cắt ngang rất tốt của các ngành công nghiệp quy trình.

Ngoài ra, việc phân phối toàn cầu của những người tham gia khảo sát giúp cung cấp một ý tưởng về những gì đang thực sự xảy ra trong MES trên toàn thế giới. Như biểu đồ cho thấy, 55% số người được hỏi đến từ Bắc Mỹ, 22% từ EMEA, 13% từ châu Á và 10% từ Mỹ Latinh. Các Tác giả đã nhận được một số phản hồi tuyệt vời từ các nhà cung cấp, nhà tích hợp hệ thống và các chuyên gia tư vấn khác (và chắc chắn đánh giá cao những hiểu biết của họ); nhưng để có thể tập trung vào những gì người dùng cuối đang làm, Các Tác giả đã lọc ra bất kỳ phản hồi người dùng không phải cuối cùng nào từ phân tích của Các Tác giả .

Mô hình trưởng thành Chuyển đổi số MES

ARC đã phát triển một mô hình trưởng thành Chuyển đổi số Nhiều cấp độ cho cuộc khảo sát MES này để giúp các tổ chức người dùng cuối xác định vị trí của họ trong hành trình Chuyển đổi số tương ứng so với các tổ chức ngang hàng. Các câu hỏi khảo sát đều liên quan đến mô hình Nhiều cấp độ này, tiến triển từ thăm dò ban đầu, ứng dụng hạn chế, ứng dụng quan trọng, ứng dụng thành thạo và cuối cùng là tốt nhất trong lớp.

Ở cấp độ Khám phá, các tổ chức người dùng cuối có một hoặc nhiều ứng dụng MES cơ bản, nhưng thường được siloed tại chỗ với một số tích hợp dữ liệu.

Ở cấp độ Giới hạn, chức năng MES cơ bản (bây giờ bao gồm trực quan hóa hạn chế) được áp dụng trong một hoặc hai nhà máy, với tích hợp dữ liệu nhiều hơn và do đó ít dữ liệu và silo chức năng hơn và khả năng tương tác được cải thiện giữa các ứng dụng.

Ở cấp độ thực hiện MES đáng kể, chức năng MES mở rộng trên toàn bộ nhà máy, thường với nhiều nhà máy được kết nối trên toàn doanh nghiệp. Ở cấp độ này, các giải pháp MES được tích hợp vào hầu hết các nguồn dữ liệu liên quan đến sản xuất, với khả năng hiển thị tăng lên vào quá trình sản xuất và chuỗi cung ứng liên quan.

Ở cấp độ Thành thạo, các tổ chức đã phát triển hơn nữa khả năng trực quan hóa của họ và bắt đầu kết hợp (hoặc tích hợp) một số khả năng kỹ thuật số mới hơn, tiên tiến hơn. Chúng có thể bao gồm trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (ML), cặp song sinh kỹ thuật số, robot, cảm biến kỹ thuật số mới, v.v. Khi thích hợp, các khả năng này có thể nằm ở tiền đề, trong Đám mây hoặc ở rìa. Các tổ chức tốt nhất trong lớp đã tiếp tục tinh chỉnh và mở rộng các khả năng này để hỗ trợ khả năng hiển thị và hợp tác toàn doanh nghiệp. So với MES, điều này thể hiện mức độ trưởng thành cao của Chuyển đổi số .

Kết quả khảo sát

Để có thể đánh giá tác động của các mức độ trưởng thành khác nhau đối với hiệu suất của nhà máy và doanh nghiệp, Các Tác giả đã yêu cầu người trả lời chỉ ra mức độ tương ứng trong nhà máy hoạt động tồi tệ nhất của họ, một nhà máy hoạt động trung bình và nhà máy hoạt động tốt nhất.

Như biểu đồ cho thấy, trong các nhà máy hoạt động kém nhất, khoảng 75% số người được hỏi hoặc không làm bất cứ điều gì trong lĩnh vực này, hoặc – nếu có – làm như vậy trên cơ sở thăm dò hoặc hạn chế. Trong các nhà máy hoạt động trung bình, 40% số người được hỏi đã triển khai các ứng dụng MES trên cơ sở hạn chế. Và trong các nhà máy hoạt động tốt nhất, hơn một nửa số người trả lời của Các Tác giả tin rằng họ đã đạt được thành thạo Chuyển đổi số với MES hoặc ít nhất là đang sử dụng đáng kể các ứng dụng này.
Các Tác giả sẽ cho phép độc giả đi đến kết luận của riêng họ về ý nghĩa của những điều trên và làm thế nào nó có thể áp dụng cho doanh nghiệp của riêng họ.

Các Tác giả đã hỏi những người trả lời khảo sát về việc áp dụng MES của họ theo loại ứng dụng và sau đó sắp xếp dữ liệu theo cả loại ứng dụng và mức độ trưởng thành Chuyển đổi số MES được chỉ định của nhà máy hoặc doanh nghiệp.
Thực hiện sản xuất, quản lý sản xuất, quản lý hiệu suất và lập kế hoạch và lập kế hoạch có mức độ áp dụng cao nhất trong các nhà máy có hiệu suất cao. Quản lý quy trình làm việc, quản lý lao động và năng lượng có mức độ áp dụng ít nhất. ARC tin rằng điều này có thể bởi vì, trong khi quan trọng, các ứng dụng này thường được bán và thực hiện riêng biệt với MES.

Đám mây đang đóng một vai trò quan trọng hơn trong Chuyển đổi số để giúp đáp ứng khối lượng sản xuất khổng lồ và các dữ liệu liên quan đến sản xuất khác đang được thu thập, làm sạch, phân tích và lưu trữ trên các doanh nghiệp công nghiệp ngày nay cũng như hỗ trợ chia sẻ dữ liệu và ứng dụng tại site .

Vì vậy, Các Tác giả cũng đã hỏi những người trả lời khảo sát về cách họ đang triển khai các ứng dụng khác nhau MES của họ. Các Tác giả nhóm các tùy chọn triển khai vào cloud công cộng, cloud riêng, cloud Công /Tư; hoặc triển khai tại chỗ. Một vấn đề Các Tác giả gặp phải ở đây là định nghĩa về “cloud” có thể thay đổi phần nào từ người này sang người khác và từ tổ chức này sang tổ chức khác. Tuy nhiên, triển khai cloud là một phần lớn trong các hoạt động được kết nối và hỗ trợ trí thông minh có thể hành động.

Như biểu đồ cho thấy, nhóm người trả lời lớn nhất vẫn thích giữ các ứng dụng MES quan trọng của họ tại chỗ. Lời hứa của Đám mây tăng lên (cùng với những cải tiến hơn nữa trong an ninh mạng cloud và niềm tin của người dùng liên quan), ARC tin rằng điều này có khả năng thay đổi trong tương lai. Tuy nhiên, ARC cũng tin rằng, trong một số ngành nhất định, một số ứng dụng sẽ vẫn tồn tại vĩnh viễn do bản chất của bản thân ứng dụng hoặc các vấn đề pháp lý, quy định và / hoặc sở hữu trí tuệ.
Không có gì đáng ngạc nhiên, Các Tác giả đã học được rằng các phân tích nâng cao, bao gồm ML và AI, là những ứng dụng thường được triển khai nhất trong Đám mây.

Đáng chú ý, nhiều công ty đang chuyển dữ liệu của họ sang Đám mây, nhưng vẫn giữ các ứng dụng tại chỗ. Một cân nhắc khác khi giải thích biểu đồ triển khai, là một tỷ lệ lớn người trả lời khảo sát của Các Tác giả đến từ các ngành công nghiệp quy trình và ARC đã thấy nhiều dấu hiệu cho thấy việc triển khai cloud có thể phổ biến hơn trong các ngành sản xuất rời rạc so với các ngành công nghiệp quy trình.

Sẽ rất thú vị để xem liệu các câu trả lời khảo sát có thay đổi như thế nào khi Các Tác giả cập nhật khảo sát vào năm 2021.Các Tác giả cũng đã hỏi về giá trị của Chuyển đổi số trong MES bằng ứng dụng. Giá trị này không nhất thiết phải được thể hiện bằng tiền tệ. Nó cũng có thể liên quan đến các vật vô hình như dễ sử dụng, cải thiện sự hợp tác, cải thiện an toàn hoặc cải thiện văn hóa hoặc tinh thần của công ty. Như được hiển thị trong biểu đồ, hầu hết những người được hỏi nhận thấy rằng các tổ chức của họ đang nhận được ROI tích cực từ các khoản đầu tư Chuyển đổi số liên quan đến MES của họ.

Tuy nhiên, mức độ giá trị đạt được thay đổi theo loại ứng dụng, ngành công nghiệp và công ty cụ thể nơi công nghệ đang được áp dụng và đo lường. Nhưng có vẻ như đối với mỗi ứng dụng MES trong cuộc khảo sát, người dùng có thể có được ROI lớn hơn 50%. Tuy nhiên, mức lợi nhuận trung bình từ 1 đến 20 phần trăm và, đối với một số lĩnh vực ứng dụng, người trả lời không báo cáo bất kỳ giá trị nào. Giá trị hàng đầu nhận được là trong các lĩnh vực cải thiện hiệu suất sản xuất (thường được đo lường) và giảm chi phí.