航空航天复合材料制造业正处于数字化转型之中。你可以说，不久前，大量的活页夹统治着普通的车间。纸张用于捕获制造数据、处理资源管理、调度、容量规划和管理操作。数字化的引入始于简单的excel文件，然后是制造执行系统（MES）和企业资源规划（ERP），从而开始了从纸质管理到无纸化管理的范式转变。
MES和制造业ERP系统定义了过去二十年的无纸化转型。这些颠覆性技术被用于整理和汇总制造数据，以简化制造流程。MES解决了并且仍然解决了关键挑战，如管理复杂数据和利用数据分析。
但是，尽管如此，这些系统最初是为另一个时代建立的，老实说，并没有完全消除文书工作。我们见证了大量与工单或库存交易一起传输的纸质文档。
今天，航空航天复合材料行业的挑战发生了变化，技术能力也发生了巨大的变化。
需求波动、供应链中断、新冠疫情、竞争激烈的格局、利润率下降、人才短缺、劳动力不足、管理货架寿命较短的材料，这些都是挑战。
另一方面，工业4.0技术发展到提供高度自动化的工作流程、数据驱动的见解和具体建议、预测分析等，这些都是基于强大的云计算支持和人工智能。
传统和遗留系统缺少这些功能。那么，损失了什么呢？阅读下面的案例研究>>
不，先生，工业4.0并不意味着有MES或ERP
工业4.0带来了新水平的互联性、传统制造过程的智能自动化和可预测性功能。您可以将工业4.0看作是将软件从被动转变为主动的层面。主动智能！
四个阶段在工业4.0的实施和应用中发挥着重要作用——连接相互关联的流程、基于物联网的数据收集、分析汇总数据以提取模式，以及包括基于准确预测的可行建议的见解。很像是将工厂管理大师的知识和经验传授给组织中的任何人。
我们日常生活中的另一个例子是我们在智能手机上使用的先进的汽车导航系统，它们提供简单的指示，以最快的路线到达我们的目的地，同时避免交通、路障等。当路况发生变化时，该应用程序会近乎实时地计算您的路线。与大多数ERP和MES系统的静态特性不同，它对变化作出响应。
传统的MES和ERP提供的解决方案仅满足工业4.0增强功能的推动因素之一，即数据整理和组织。这重要吗？是的，当然！这是必须的吗？也是的。那这足够吗？显然在当今这个时代是绝对不够的。
没有人工智能和极端自动化功能的MES和ERP意味着它们无法响应工厂车间实际发生的情况，并且在多维环境中已成为一维遗留解决方案，其中自动化工作流程和数据驱动的洞察力对于降低成本和优化利润至关重要。
例如，在当今充满活力和竞争的制造业环境中，知名品牌的工厂利用工业物联网（IIoT）自动从传统设备中捕获数据，并连接相关流程，为其他任务释放劳动力，减少相关人为错误。然后，对数据进行汇总和分析，以确定模式，并自动生成针对具体行动的建议，从而最大限度地减少浪费、确保最大设备综合效率（OEE）并满足最后期限。
这只能归功于工业物联网和人工智能的结合。
其结果是，由于返工最小化、自动化程度最高、减少浪费等原因，利润率提高。在当今低利润、高度竞争的大流行复苏世界中，利润率范围对于制造业企业来说是生死攸关的问题。
利用自动化和预测建模使制造商能够预防停机、提高生产能力、协调冷库和热压罐之间的关系、管理时间敏感的复合材料并优化生产力，从而通过提高效率和最小化运营成本来提高盈利能力。
相反，仅依赖传统MES或ERP的制造商可能有突出显示增加的客户需求和可用库存的记录，但无法自动生成敏捷计划以足够快地响应变化。
在应对新冠疫情后的高度竞争的航空航天复合材料行业中，依赖传统MES或ERP的制造商可能会停滞不前，或在完全融入工业4.0的竞争中失去业务。
黑天鹅
（黑天鹅事件指非常难以预测，且不寻常的事件，通常会引起市场连锁负面反应甚至颠覆）
2019新冠病毒的流行，暴露了传统MES和ERP的局限性。在疫情最严重的时候，旅行限制极大地影响了供应链，劳动力被迫远程工作（如果可以的话），客运量下降到前所未有的水平。结果是取消了飞机订单，导致空客和波音将其生产预测降低了约50%。
新冠疫情大流行的蝴蝶效应，如需要实施社会隔离和卫生处理条例，以及材料短缺，也是航空航天复合材料制造商必须应对的新挑战。这场大流行使航空航天行业约4600万个工作岗位处于危险之中，并表明需要通过实施全面的数字化解决方案来实现运营弹性。
这场大流行使人们注意到传统MES和ERP系统的局限性，这些系统为航空复合材料制造商提供了应对破坏性变化所需的灵活性，以及它们在提供可帮助该领域决策者的建议方面的局限性。这些系统不能：
- 提供优化的排产计划，以确保在实施健康限制的情况下继续生产。
- 提供预测能力、智能和自动化能力，以补偿因劳动力限制而无法完成的任务。
- 在材料可用性、到期日期和工作站状态是影响完成时间的关键因素的情况下，重新分配资源或提供准确的建议。
- 制定灵活的运营计划，实时或近乎实时地响应不断变化的生产限制。
恢复营业
国内和国际旅游线路的重新开放启动了航空航天业的复苏进程。
空客公司和波音公司对产量大幅增长的预测等令人鼓舞的迹象意味着，包括航空航天复合材料制造商在内的供应商必须做好准备，以满足这一前所未有的需求增长，同时弥补因疫情而造成的损失。
与大流行一样，传统的MES和ERP系统不具备主动和积极降低成本以提高盈利能力和恢复力所需的功能。
警示信号
这些令人担忧的迹象凸显了 MES 和 ERP 系统的局限性，以及它们如何阻碍您的工厂处理恢复期带来的需求：
过程自动化水平
存在三个级别的过程自动化。让我们来考察一下，通过处理复合材料的到货过程所体现的差异。如果到货了：
- 您必须在分类帐或Excel表中手动记录收到的材料数量；您的操作中没有集成自动化。
- 您手动记录到货数据并将数据集输入到 MES 或 ERP 系统中，然后发生一些自动化。
- 系统要求您增加库存，然后您将材料放入仓库，物联网传感器管理记录和发货更新过程，同时将可用库存的更新信息传达给工作站，这意味着几乎完全自动化。当系统要求您从冷库中取出材料，并指导您进一步做什么以实现 100% 热压罐产量的目标时，它甚至更接近 100% 自动化。你明白了。
因此，以下是过程自动化的三个级别——非自动化、部分自动化和完全自动化。传统的 MES 和 ERP 可能已经与一些物联网解决方案集成，但在基础层面，它们是通过手动输入数据来支持的。有限的自动化 MES 通过以下方式使您的业务停滞不前：
- 重复、耗时的任务，在收集数据时会导致人为错误和劳动力开销。
- 不自动更新与材料货架寿命、材料和工具可用性相关的记录。
没有使资源分配和产能规划过程自动化。
人工智能赋能
为了有效应对各种挑战，制造商需要基于依赖历史数据的模式的数据驱动洞察，以便做出最佳决策。“这项任务是否应该在本站执行？我是否应该订购更多的材料？我的库存中有多少即将到期？50%的员工可以满足什么需求？这一截止日期是否存在风险？如果是，如何预防错误？”
MES和ERP系统收集、汇总和组织数据，但无法执行深入的分析和计算，为复杂的运营问题提供答案——这就是人工智能必须发挥作用的地方。
当今的技术改变者专注于：
- 考虑材料失效日期、材料可用性及其对项目的影响等限制因素。
- 自动化操作计划的制定，以管理解冻、铺层和固化过程，消除瓶颈以提高产量。
- 开发和实施预测性维护以及警报系统，以减少停机时间并优化生产效率。
推荐正确的排产，以优化和加快生产周期，以满足最后期限。
可追溯性和可视性
传统的MES和ERP依赖于大量手动输入的数据。这意味着你要负责将重要信息更新到你的系统中，否则情况就很难完整。在这种情况下，您需要为系统提供所需的信息，而不是相反的方式来确保系统的准确性。
MES需要一个AI层，以便：
- 自动提供物料到期数据
- 提供缺陷与其根本原因之间的相关性
- 通过将材料与零件关联（一直到序列号），创建资产的完整系谱
- 根据从相关零件继承的特性自动重新计算零件的保质期
MES能再次变得伟大吗？
上述问题的简答是——可以，但需要进行重大升级。
航空航天复合材料制造商已经通过添加一个专用人工智能（AI）层来增强其传统MES或ERP系统的功能，该层依赖于其数据收集并添加上述功能。这样的解决方案可以在实施后不到6个月内提供自己的投资回报率，因此您可以认为它们是无风险。
总结
航空航天复合材料制造商受到新冠疫情的沉重打击。他们现在比任何其他制造业都更需要致力于复苏。当前复苏阶段的关键是削减成本和提高效率。
为了实现这些目标，他们需要升级现有的MES或ERPs软件，以充分实现为航空航天复合材料行业量身定制的工业4.0功能。
他们中的许多人已经成功地利用了人工智能和物联网层，并利用它们获得竞争优势，在保持盈利的同时大幅降低价格。这就是改变游戏规则场景的定义。
