聊聊流程型与离散型MES的区别

近两年因为工作需要，在广西与江西调研与服务的企业比较多，其中在这两个区域有一个共同产业“稀土加工”。稀土加工行业随着新能源产业的崛起近几年算是处在一个风口产业，稀土资源价值也是一路飙升（今年有些回落），但在走访过程中，其实很多稀土加工企业的加工方式还是比较传统，甚至可以说落后很多加工制造行业，所以很多稀土加工企业随着行情的好转，开始进行制造升级。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

稀土加工整个过程基本属于流程制造模式，根据工艺一般为批量、连续生产，在升级过程中，很多企业已经开始往数字化转型的方向规划。在为一些稀土加工企业做数字化转型咨询服务过程中，通过咨询调研了解到，很多企业转型的基本原则是在现有ERP的基础上，向执行层、控制层进行延伸，出于对生产设备的升级改造，自动化程度的提升，很多企业对DCS也开始有了一定认知，但对执行层的数字化系统还是比较陌生。今天，结合以前在流程型与离散型企业工作的感受，聊聊这两类企业在MES方面的需求共性及差异。    

 

流程型与离散型企业的

行业差异分析   制造行业主要分两大类：流程型与离散型。流程型主要是采用物理或化学的方法对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等工业生产，使原材料增值。除了启停及异常情况外，流程工业生产中的物料呈连续状态通过整个生产流程。典型的流程制造行业包括冶金、化工、石油及像我以前从事过的造纸行业。离散型则主要是通过对原材料的物理形状进行改变或组合，使其成为产品并增值。离散型企业加工过程中物料呈离散状态，主要经物理加工和组装实现产品的工业生产。典型的离散制造行业包括械、汽车、电子、家电及像我以前从事的家具生产企业。当然，除了这两种模式之外，还有一类企业属于以上两种的混合型生产，典型像食品、烟草、还有我以前服务的几家磁材加工企业等。但今天我主要聊聊流程型与离散型的行业差异。  

1、产品结构 离散工业主要生产离散型产品，如汽车、电子设备、家电等，这些产品由许多组件和部件组成。而流程工业则专注于生产连续型产品，如石油、化学品、食品等，其产品结构更为复杂，通常不存在离散的组件。  

2、生产流程 离散工业的生产流程通常是间歇性的，即通过一系列离散的步骤来完成产品的组装和制造。相比之下，流程工业的生产是连续的，需要经过稳定的流程来实现原料的加工、混合、反应和分离等工序。  

3、工艺流程 离散工业的工艺流程较为简单，通常涉及到零部件的装配和测试。而流程工业的工艺流程更为复杂，需要掌握各种化学、物理和生物过程，如蒸馏、反应、发酵等，以实现产品的制造。  

4、设备自动化程度 离散工业的设备自动化程度较高，常采用机械化和自动化的装配线或生产线，以提高生产效率和质量。流程工业则倾向于使用连续流程设备，如反应器、分离塔等，这些设备通常需要操作员进行监控和调节。  

5、生产控制 离散工业的生产控制主要依赖于工序的顺序和时间规划，以确保产品的按时交付。流程工业则需要更加严格的过程控制，包括温度、压力、流速等参数的实时监测和调整，以确保产品的质量和安全性。

  6、产品转换 离散工业可以相对容易地变换生产线来生产不同类型的产品。相比之下，流程工业的产品转换相对困难，因为它们的生产过程更为复杂，可能涉及到清洗、冲洗、改变原料供应等多个步骤。  

7、资源管理 离散工业的资源管理主要关注零部件和原材料的库存和供应链管理。流程工业则需要更加重视能源、化学品以及废物处理等方面的资源管理，以确保生产过程的可持续性和环境友好性。   综上所述，离散工业与流程工业在产品结构、生产流程、工艺流程、设备自动化程度、生产控制、产品转换和资源管理等方面存在明显的差异。了解这些差异将有助于我们更好地理解两个行业的特点，并为其未来发展提供指导。    

 

流程型与离散型

MES功能的差异分析   对应制造中的两在主要加工模式，MES行业一般也将产品分为离散MES型产品与流程型MES产品。流程型MES和离散型MES在产品结构管理、生产计划与执行、作业调度与任务派工、过程管理与控制、数据采集与生产监控、物料管理与追踪、质量管理通讯维护管理等方面还是存在一定显著的差异的。因此，在MES的设计与应用中，需要根据各自的特点进行综合考虑，在MES系统具体实施上，要根据行业特征区别对待。其主要差异主要表现在以下几方面。  

1、流程管理与控制 - 离散工业MES强调实时控制和监测离散生产流程，例如汽车制造或电子产品组装。 - 流程工业MES主要应用于连续生产过程，如石化、制药或食品加工，更注重对流程参数的稳定控制。  

2、生产调度与任务分配 - 离散工业MES根据订单需求进行生产任务安排和分配给适当的工作站或设备。 - 流程工业MES考虑物料流动、工艺参数和资源利用率等因素，以最大化生产效率。  

3、资源配置 - 离散工业MES管理并优化人力资源、设备和工具的使用。 - 流程工业MES监测和控制原材料、能源和化学试剂等资源的供应和消耗。  

4、物料管控 - 离散工业MES实时跟踪物料的位置和数量，关注进出库、仓储和运输等环节。 - 流程工业MES重点控制物料流动和混合过程，确保符合配比要求，以保证产品质量和工艺稳定性。  

5、质量管理 离散工业与流程工业均重视质量管理，但重点略有不同。 - 离散工业MES监控生产过程各环节，实时反馈数据进行质量控制。 - 流程工业MES更注重关键参数的监测和调整，确保产品符合质量标准。  

6、设备维护管理 - 离散工业中的设备通常进行成批运行，设备维护管理主要包括预防性维护和故障处理。 - 离散工业MES需要提供设备维护计划和故障报警等功能。  

7、技术文档管理 - 离散工业MES管理产品工艺和操作指导等技术文档，确保操作规范和一致性。 - 流程工业MES则更注重处理流程参数、工艺路线和配方等方面的信息。  

8、数据采集 - 离散工业MES采集生产数据，如产量、质量指标和设备状态等。 - 流程工业MES需要实时采集流程参数、能耗消耗和原料质量等数据。  

9、性能分析 - 离散工业MES用于分析生产效率、产品质量和资源利用率等关键绩效指标。 - 流程工业MES分析流程稳定性、能源效率和废品率等性能指标。   鉴于离散型与流程型企业各自的特点，它们在MES功能需求上侧重点有所不同。相对于离散型企业，流程型企业的设备与工艺自动化程度较高，因此流程型MES往往以安全、稳定、低耗、质量、得率等为生产管理与控制的重点优化目标，对过程自动化和管控信息化程度要求较高。而离散型企业由于设备与工艺具有较大的柔性，因此对生产计划调度与现场管控的要求较高，往往以生产效率、订单交付、制造柔性、生成成本与产品质量等为主要管控与优化目标。    

 

流程型与离散型

MES产品结构差异分析   从上面的分析可知，离散型MES与流程型MES在业务功能存在着明显差异，所以在进行MES产品设计需要考虑到各自的特征。

  一、离散型MES产品体系结构 离散型MES产品体系结构中一般包括数据库层、数据集成层、基础平台层、现场管理层、现场管理层、核心业务层、计划管理层6层组成。  

  1、数据库层 这是MES系统的基础层，用于存储和管理所有相关的数据。它可以包括多个数据库，如关系型数据库（如SQL Server或Oracle）和实时数据库（如OPC服务器），用于存储生产过程中的各种数据，如设备状态、工艺参数、生产订单等。  

2、数据集成层 该层负责将来自不同源头的数据进行整合和处理。它包括了数据采集、传输和转换等功能，能够从工厂现场的各种设备和系统中采集数据，并将其转换为MES系统所需的格式。

  3、基础平台层 这一层提供了MES系统的核心功能和基础设施。它包括工厂模型、工艺模型、工作流引擎、算法引擎、任务调度等功能。通过基础平台层，用户可以访问MES系统的各项功能，并进行配置、监控和管理生产过程。  

4、现场管理层 该层负责对生产现场进行实时监控和控制。它与设备和机器人等现场设备进行通信，获取实时数据并控制操作。现场管理层还可以提供诸如设备调度、异常处理、质量检测等功能，以确保生产过程的高效运行。  

5、核心业务层 这一层包含了MES系统的核心业务逻辑。它提供了诸如订单管理、生产调度、物料追踪、质量管理等关键功能。核心业务层根据工厂的需求和规则，协调和优化生产资源，并实现生产计划的执行。

  6、计划管理层 该层负责制定和管理生产计划。它涉及到计划建模、计划编制、计划分解、传真验证、计划调整等功能，将客户需求转化为具体的生产计划，并与其他层次进行协调，以实现合理的生产调度和资源分配。   这些层次相互关联并相互作用，构成了离散型MES产品体系结构的基本框架。通过这个体系结构，企业可以实现对生产过程的全面控制和管理，提高生产效率、降低成本，并满足客户需求和质量标准。

  二、流程型MES产品体系结构

流程型MES产品体系结构主要由数据集成平台层、核心业务层、生产信息监控层、数据服务层等组成。  

  1、数据集成平台层 这是MES的基础层，用于处理数据的采集、存储和传输。它包括与现场设备和系统集成的接口，如传感器、PLC（可编程逻辑控制器）和SCADA（监控与数据采集系统），以及与企业级系统集成的接口，如ERP（企业资源规划）系统和PLM（产品生命周期管理）系统。数据集成平台层负责将来自各种来源的数据汇总和转换，确保数据的准确性和一致性。  

2、核心业务层 该层实现了MES的核心功能，包括生产订单管理、调度计划、工艺路线管理、物料追溯和质量管理等。它通过对生产过程进行实时监控和控制，确保生产按照预定计划进行，并满足质量标准。核心业务层与数据集成平台层紧密合作，获取实时数据并生成报表、指标和分析结果，以支持决策制定和优化生产过程。  

3、生产信息监控层 该层提供实时的生产信息可视化和监控功能。它通过仪表盘、报表和图形界面展示关键性能指标（KPIs）、生产进度和异常情况，帮助管理人员和操作人员迅速了解生产状态，及时做出反应。生产信息监控层通常具备报警和事件触发的能力，以支持问题处理和预测维护。

  4、数据服务层 该层负责提供数据分析和决策支持功能。它基于历史数据和实时数据进行数据挖掘、统计分析和预测建模，为优化生产流程、改进质量和增加效率提供依据。数据服务层还可以与其他智能系统集成，提供MES与外部系统的数据接口，包括ERP接口、企业应用集成接口（EAI）、实验室信息管理系统接口（LIMS）。   总之，流程型MES产品体系结构包括数据集成平台层、核心业务层、生产信息监控层和数据服务层。这种体系结构使得制造企业能够实时监控和控制生产过程，并通过数据分析和智能化技术优化生产效率和质量。

审核编辑：黄飞