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艾普工华:聚焦智能制造,构建数字化工厂

2017年2月23日     作者:e-works  梁曦       
关键字:艾普工华  数字化工厂  智能制造  
2017年新春伊始,e-works记者采访了艾普工华董事长、CTO 黄刚先生,请他回顾了艾普工华2016年的发展,展望了艾普工华未来的发展战略,并对MES的应用现状和未来趋势进行了剖析。

艾普工华董事长、CTO 黄刚先生

艾普工华董事长、CTO 黄刚先生

    目前,工业4.0,中国制造2025等概念持续火热,在国家大战略布局之下,制造企业开始大力发展智能制造,特别是在引入数字化装备方面投入巨大。除了硬件的投入,在软件上,作为智能制造核心工业软件的MES获得了突破性的发展。MES的行业领域已从传统的汽车、航空、机车等离散装备制造企业快速拓展到服装、家电、电子等新兴消费产品领域,应用对象也从之前比较集中的大中型企业逐步覆盖到了中小型民营制造企业。可以说这两年是MES市场集中爆发的两年,但这并不是结束,而是仅仅开始,MES或者说是MOM将会是未来智能制造工业软件应用的至关重要的一环。

    虽然我国企业在MES系统的应用上已取得了一定的成效,但与国外发达国家相比,目前中国的MES市场与国外发达国家还存在一定的差距。e-works记者曾在2013年采访黄刚博士时谈到了国内外MES市场存在着三点差别:关注点和实施重点的差别、人力成本的不同导致的差别以及国内外MES的用户有差别。经过4年的发展过后,这些差别目前仍然存在。不过就第三点而言,目前已经明确感觉到国内的企业对MES的认知越来越清晰,主导意识也越来越强。

    相比4年前,目前我国与国外的MES市场有另一点不同的发展趋势。由于政策的明确导向和市场的爆发性增长,中国的MES市场出现了过热的倾向,这两年出现了非常多的MES厂商,包括越来越多的制造企业也开始试图成为MES供应商,市场虽然大了,但竞争却呈现更激烈的趋势,总体的行业集中度相比4年前没有增加,反而降低了。

    目前我国MES市场上有很多供应商,特点和优势各不相同,加上各家市场宣传的作用,给制造企业进行选型带来了巨大的困惑。因此,制造企业首先要明确自己的需求、和预算,并对期望实施MES达到的目标有理性的判断,这一过程没有捷径。

稳固发展,专注离散制造行业

    作为一家高校走出的软件企业,回顾2016年,艾普工华取得了不错的成绩,销售额超过前两年的总和,主营收入也得到了大幅增长。在新能源电池、家具制造和消费电子行业取得了突破,高铁、新能源汽车等传统优势行业的地位得到进一步稳固。艾普工华在2015年底获得增资之后,在无锡和武汉设立了两个分子公司,分别在区域市场和技术储备上得到了增强。2016年,艾普工华收购了珠海市一通信息技术有限公司,在MES工具化的道路上迈出了坚实的一步。

产品适配多个行业应用客户

产品适配多个行业应用客户

    在行业上,艾普工华目前的主要市场方向是离散制造行业的客户,因此平台和产品的打造都是围绕这些行业特点来进行的,比如轨道交通、汽车、工程机械、航空航天等传统优势行业,目前也逐步拓展到消费电子、新能源电池、新材料、输变电设备和家具制造等行业。艾普工华一直希望能为更多类型的客户提供解决方案服务,可以说,由于平台化产品提供了行业拓展方面的优势,艾普工华也具备了向新的行业开拓的能力。正在打造的云化和工具化的智能制造软硬件平台也将很快推出,届时艾普工华能够服务的客户范围将会更加广泛。

兼收并蓄,铸造高性能Mestar平台

    艾普工华的推出的Mestar平台是一套跨平台技术框架,它引入了可扩展的元对象建模技术、脚本引擎、规则引擎和业务流程建模引擎,建立在基础技术平台、基础业务平台和模块化插件在内的多层架构之上。目前Mestar已广泛应用在公司UniMax产品系列中,已对单一工厂MES、多工厂MES和企业私有云提供了支持。经过多年验证和升级,平台特点包括高稳定(运行可靠,访问安全)、高性能(快速响应,高运行效率)、可扩展(按业务量扩展,数据可归档,分布式部署)、自定义(流程引擎、规则引擎、报表引擎)和易管理(运行时监控与预警,问题易诊断)等,极大的提高了MES的开发效率,降低了用户的使用成本和维护成本。

基于Mestar平台构建的集团性产品UniMax产品体系架构

基于Mestar平台构建的集团性产品UniMax产品体系架构

    在平台和产品的研发和不断提升过程中,艾普工华在吸收融合国内外技术方面形成了自己的特色,那就是以自主研发为本的兼收并蓄。成立近5年来,艾普工华产品和平台的研发团队就一直得到来自国内外顶尖专家的支持。创始股东Epic Data(后更名为EpicFusion)先后从其加拿大、美国、英国公司派出十多位国外专家超过500人天的技术研讨与现场指导,黄刚博士也作为CTO直接参与和主持了加拿大公司的一些工作,后期EpicFusion更是将其中国的独立研发中心并入艾普工华。作为国内顶尖工科院校的华中科技大学在公司发展过程中也给予了不间断的技术支持,提供了不少技术研发方面的新思路。这些帮助使得艾普工华在产品和平台技术上更有信心,也在市场上赢得了更好的口碑。与国内外顶尖专家的交流也帮助艾普工华公司沉淀了一批自己的技术专家和解决方案专家。

专业服务,成就领先优势

    随着客户需求的不断变化,产品个性化定制趋势越来越明显,制造企业对生产过程和现场管理的柔性化要求越来越高。不同的制造行业面临着诸如品种多、批量小、响应快、工期短、工艺复杂、业务多样等特点。艾普工华一直以来秉承自主研发的平台化产品战略,在平台上致力于打造高性能、高稳定性、高可扩展性与快速客户化,在产品上也努力建立统一的工厂与工艺建模、可配置的业务流程驱动能力,从而应对客户灵活多变的业务需求。

    在艾普工华公司创立之初就意识到,高质量的产品只有配合强大的实施团队才能够产生成功的MES项目。针对MES系统实施中可能存在各种问题,艾普工华建立了PMO和质量管理体系,对项目实施过程进行监管;建立了交付物和里程碑体系,每一个实施阶段需要客户的认可才能进入下一阶段;项目客户方验收后,艾普工华还会组织内部验收,由客户经理、实施经理和运维经理共同评审,成功通过评审项目才算成功。

循序渐进,构建高绩效智能化工厂

    目前,我国掀起了一片建设智能工厂的热潮,然而,仅靠购买自动化设备,上线MES系统并不等于实现了智能制造,建成了智能化工厂。我国目前所推进的智能制造实际上仍然大部分都处在自动化和数字化方面,智能化的部分相对较少。国外发达国家企业真正能够叫做智能制造的也不多。国外智能制造发展得更早,在数据分析、闭环控制等方面更加完善,智能装备的利用率也更高。而目前阶段我国智能制造国家政策导向的影响比较明显,时间较为仓促,结果可能会有些折扣。

    对于中国的制造企业来说,要想实现真正的智能制造,除了投入资金之外,更重要的是思想上的转变,认识上的提升,特别是每个企业行业不同、现状不同,并不是每个企业都需要全面的智能制造系统,哪些环节需要智能化,哪些环节自动化、数字化就够了,需要深入思考,细致规划。国外很多做得很好的企业,有些也并不是所有环节都智能化了。智能化是不断迭代递进的,制造企业千万不要期待一蹴而就。

    谈到如何在构建一个透明的智能化工厂时,黄刚博士表示,一个透明的智能工厂首先得是企业发展与对智能工厂的需求相匹配的结果,超前于企业发展阶段的智能化工厂肯定是不成功的(当然,大型企业对智能制造的一些前瞻性验证是另一个概念);其次,制造过程的一些关键数据要能够及时的以结构化易处理的方式传递给对应决策角色(软件、硬件或人),同时控制指令能够按需按时下发到执行角色(同样是软件、硬件或人);第三,制造过程中的部分环节能够自主进行一些响应、处理或决策,而且能够相互通讯告知状态及处理结果,这是所谓的单元自制,这部分通常也需要一定的人为干预(预设规则或者人工指导下的机器学习),是CPS的核心。第四,在部分单元智能自制的基础上,实现全面的智能工厂,还包括工厂之间的智能协同甚至产业链的协同。上面的第一个条件是企业构建智能工厂的基础,而真正落地实现智能化工厂可以从第二点开始,这也是目前大多数企业正在做的。第三点和第四点是今后的一个方向,目前能够实现的还不多。但随着加工设备、机器人、自动化生产线、检测仪器等基础硬件越来越智能化,在工厂级工业软件和大数据技术的帮助下,相信实现智能工厂的目标会离我们越来越近。

    艾普工华在成立之初就提出要帮企业构建高绩效数字化工厂,现在看来,这个目标也是目前国内企业要实现智能工厂的核心出发点之一。在帮助企业打造智能化工厂时,艾普工华将首先在管理精细化和透明化方面帮助企业建立基础,从计划、质量、物流、设备管理几个方面按行业特点进行分步实施。在企业的制造运营水平提升到一定程度之后,再帮企业规划智能单元自制、大数据应用、工厂协同等更高层次智能化的工作。

深化应用,MES未来将更加智能

    目前,德国、美国、日本等发达国家在智能制造方向的布局除了智能制造装备(包括机器人)之外,都给予了工业大数据和工业物联网重点关注。这两个技术也会给MES的发展带来新的增长点,一个将夯实MES的应用深度,一个将拓展MES的应用广度。工业软件特别是MES在广泛使用之后会积累大量的使用数据,包括设备数据和过程数据。这些工业数据以前是独立在各个设备和软件系统之中的,通过MES等工业软件,可以把这些数据之间的关联关系建立起来,进一步深入发掘其价值,这是MES的等工业软件深度应用之后的必然结果。

    工业物联网的应用除了传统意义上的资产标识、定位和跟踪,其实还包括难度更大的机联网。随着智能制造装备工业互联标准的建立,基于设备之间通讯的机联网将成为趋势,MES系统可以作为这些通讯的基础和应用平台,实施之后MES可作为整个制造车间、制造企业乃至制造产业链的调度控制员,从高于设备之上的视角调配资源。MES将不在仅仅局限在车间,应用范围会更加广泛化。

    在市场方面,MES将向大平台和行业细分两个方向发展,项目型MES发展会越来越艰难。在MES大平台趋势下,MES企业通过高度的制造业务抽象化、标准化的组织与流程建模、内置面向制造领域组件的快速开发平台,来实现项目的高质量快速交付,一方面缩短制造企业实施周期,另一方面减少企业使用与维护成本。在行业细分趋势下,更多的中小型MES企业脱胎于一个或几个优势行业,在行业内经营多年,最后形成自身在上述行业的独特解决方案。

    最后,MES还将向是云化和工具化发展,这也是中小企业大规模使用MES的前提。

后记

    黄刚博士认为,一个MES系统在企业得到成功应用的标志应有以下几点:

    1)解决了关键需求。注意是关键需求,需要严格控制,如果过多那就不是关键需求。

    2)覆盖了主要需求。同样是主要需求而不是全部需求。有些需求是在一部分关键功能实施完之后才能清楚明确的。

    3)有效集成了现有系统(如有),同时留有开放接口。如ERP/CAPP/制造设备等等,根据各企业不同有差异。留有接口是为了方便未来的集成。

    4)成功的知识转移和低的维护成本。企业能够掌握MES实现的功能对于项目成成功应用非常重要,另外,项目也应该易于推广和升级。

    5)与实施供应商的良好合作关系。MES系统并不能做成交钥匙工程,制造企业的需求会不断的升华和扩展,维护与实施供应商的良好关系,有助于MES应用的长久成功。

    未来,艾普工华仍将不断加强自己在平台化软件方面的技术实力,以此为基础,将力争在若干新兴产业上形成细分市场优势。同时在MES的云服务和工具化方面进一步形成自己的特色并努力开拓市场。在工业大数据方面也有一些考虑,未来将在海量制造数据的价值挖掘方面,不断为我国制造企业提供深化应用解决方案。

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