“十二五”或?qū)⒅匾暰?xì)化生產(chǎn) MES迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇

     編者按：當(dāng)今世界正處在科技創(chuàng)新突破和新科技革命的前夜，在今后的10年至20年，很有可能發(fā)生一場(chǎng)以綠色、智能和可持續(xù)為特征的新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命。中國(guó)科學(xué)院“創(chuàng)新2050：科技革命與中國(guó)的未來(lái)”系列報(bào)告指出，“后IP”網(wǎng)絡(luò)的新原理/新技術(shù)研究和試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)、高品質(zhì)基礎(chǔ)原材料的綠色制備、資源高效清潔循環(huán)利用的過(guò)程工程、農(nóng)業(yè)動(dòng)植物品種的分子設(shè)計(jì)、泛在感知信息化制造系統(tǒng)、艾級(jí)(1018)超級(jí)計(jì)算技術(shù)的突破將對(duì)我國(guó)的信息化進(jìn)程產(chǎn)生重大影響。為了全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)和現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)的戰(zhàn)略任務(wù)，面對(duì)可能發(fā)生的新科技革命，我國(guó)必須及早準(zhǔn)備。

     “十二五”制造業(yè)信息化突出“個(gè)性”

      今年是“十一五”制造業(yè)信息化的收尾期，“十二五”制造業(yè)信息化戰(zhàn)略即將開(kāi)始。以“兩化融合”為切入點(diǎn)，帶動(dòng)制造業(yè)信息化、走新型工業(yè)化之路，實(shí)現(xiàn)由“制造大國(guó)”到“制造強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)變將是“十二五”以及今后中國(guó)的長(zhǎng)期國(guó)策和核心工作內(nèi)容。因此，那些顯示度好、帶動(dòng)性強(qiáng)、覆蓋面廣、具有較強(qiáng)的前瞻性和戰(zhàn)略性的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和重要領(lǐng)域?qū)⒌玫街С趾桶l(fā)展。

      例如，現(xiàn)代設(shè)計(jì)/制造技術(shù)、集成與協(xié)同支撐平臺(tái)、XG工業(yè)應(yīng)用支撐技術(shù)、下一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理技術(shù)，面向核心應(yīng)用的信息安全技術(shù)等核心技術(shù)將取得突破；裝備制造業(yè)信息化應(yīng)用、國(guó)家重大專項(xiàng)應(yīng)用、制造服務(wù)、節(jié)能降耗中的信息技術(shù)應(yīng)用以及中小企業(yè)信息化共性支撐應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)⑹艿街攸c(diǎn)政策扶持。嵌入式系統(tǒng)(芯片及軟件)，工業(yè)軟件數(shù)控、DSC(集散控制系統(tǒng)等)，MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、工業(yè)總線，工業(yè)傳感器及系統(tǒng)等將是“兩化融合”的重大產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域。

      隨著制造業(yè)的發(fā)展和當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，企業(yè)要在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理上尋求差異化，以增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)企業(yè)之間在產(chǎn)品、技術(shù)、成本、設(shè)備、工藝等方面的同質(zhì)化越來(lái)越強(qiáng)，差異性越來(lái)越小時(shí)，企業(yè)個(gè)性化的壓力就越來(lái)越明顯。要追求差異化，個(gè)性化，而生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理，是企業(yè)個(gè)性化非常強(qiáng)的地方，因此生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“精細(xì)化管理”將得到越來(lái)越多企業(yè)的需求。

      制造業(yè)信息化專家呂思澄表示，過(guò)去一說(shuō)到精細(xì)化管理，說(shuō)到上ERP、MES，人們總會(huì)很容易想到國(guó)外大型軟件，但是這些企業(yè)提供的都是套件，是解決共性問(wèn)題的，而我們現(xiàn)在要關(guān)注的是，在共性問(wèn)題得到解決的基礎(chǔ)上，如何滿足企業(yè)的個(gè)性需求，這也是現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)的一次機(jī)會(huì)。

      盡管通過(guò)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、掌握核心技術(shù)也能夠增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，但隨著新材料技術(shù)、新能源技術(shù)和信息技術(shù)的深度融合，由于設(shè)備、工藝的不同以及通用的成套軟件不能涵蓋所有個(gè)性化需求，一個(gè)企業(yè)已經(jīng)無(wú)法全面掌握所需的所有技術(shù)，必須借助外部力量才能完成產(chǎn)品的研發(fā)、制造、管理、維護(hù)、回收等活動(dòng)。

      精細(xì)化生產(chǎn)管理推動(dòng)MES應(yīng)用

      現(xiàn)代生產(chǎn)制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝大都由傳統(tǒng)的人工粗狂管理模式向自動(dòng)化管理的工作模式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，但自動(dòng)化的程度卻各不相同，而且由于行業(yè)不同，工藝設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)也各不相同，那么針對(duì)各種行業(yè)，千變?nèi)f化的工藝管理方法應(yīng)運(yùn)而生。

      隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，各級(jí)企業(yè)的要求越來(lái)越多樣化，產(chǎn)品的批量少批次多，生命周期越來(lái)越短，流程型企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。其中不斷提高過(guò)程信息、管理信息的集成和應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)管控一體化是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。作為企業(yè)生產(chǎn)管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，車間級(jí)信息化不約而同地受到了企業(yè)與廠商的共同關(guān)注。

      制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是為制造企業(yè)在其核心業(yè)務(wù)——產(chǎn)品形成過(guò)程的所有活動(dòng)所建立的集成的信息技術(shù)平臺(tái)。制造企業(yè)利用MES可以對(duì)它的產(chǎn)品形成過(guò)程實(shí)現(xiàn)透視現(xiàn)狀、協(xié)同管理、快速準(zhǔn)確應(yīng)變決策，達(dá)到提高資源利用、加快在制品流轉(zhuǎn)、降低成本、提高質(zhì)量，保證交付的效果。

      據(jù)了解，使用MES的制造企業(yè)生產(chǎn)力更高,并且在前3年比其他制造企業(yè)具有更快的發(fā)展速度,使用MES的制造企業(yè)的生產(chǎn)力增長(zhǎng)了大約70%至600%，在3年內(nèi)利潤(rùn)增長(zhǎng)了400%。此外,使用MES的制造企業(yè)比不用MES的制造企業(yè)能夠更大幅度地減少成本。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)制造企業(yè)已有14.36%應(yīng)用了MES系統(tǒng)，而中國(guó)巨大的市場(chǎng)潛力也吸引了不少國(guó)外知名廠商進(jìn)入，未來(lái)還將陸續(xù)有國(guó)際廠商進(jìn)入。

      發(fā)展數(shù)字化工廠，MES是核心關(guān)鍵

      數(shù)字化工廠和MES都是作用在制造現(xiàn)場(chǎng)的信息化概念，但是它們分別從兩個(gè)不同角度出發(fā)。MES作用在產(chǎn)品實(shí)體的形成過(guò)程，是針對(duì)制造企業(yè)生產(chǎn)管理的專業(yè)化應(yīng)用系統(tǒng)。而數(shù)字化工廠則更多的關(guān)注技術(shù)和信息的模式、傳遞的方式。兩者最終是會(huì)“殊途同歸”——出現(xiàn)完全支持產(chǎn)生和傳遞數(shù)字化信息的新型的“數(shù)字化MES”

      MES作為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)集成的信息技術(shù)平臺(tái)，為數(shù)字化設(shè)施的集成和互聯(lián)提供基礎(chǔ)。分布在各個(gè)作業(yè)點(diǎn)上的微電腦、移動(dòng)終端、RFID/條碼設(shè)備、軟件PLC、便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和無(wú)線工業(yè)以太網(wǎng)都被集成的連接在MES系統(tǒng)中。

      數(shù)字工廠的虛擬模型一方面來(lái)自3D的產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)，另一方面需要MES提供訂單、計(jì)劃、設(shè)備、控制、生產(chǎn)狀態(tài)的數(shù)字模型和數(shù)據(jù)。特別是進(jìn)行數(shù)字化工廠布置和流轉(zhuǎn)的模擬優(yōu)化時(shí)，缺少M(fèi)ES提供制造環(huán)境的數(shù)字化信息是不可能進(jìn)行的。

      MES不僅能生產(chǎn)線排除障礙，同時(shí)還通過(guò)多種手段保證生產(chǎn)的連續(xù)和順暢：針對(duì)各工序的生產(chǎn)工單，以工序、設(shè)備、動(dòng)力等作為對(duì)象，生成生產(chǎn)作業(yè)指令，并進(jìn)行指令信息的發(fā)布；對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集歸檔工作，及時(shí)準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)情況、設(shè)備運(yùn)行情況、自動(dòng)化物流情況等；通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工單和所定義的批次定義信息，以及對(duì)應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)追溯生產(chǎn)歷史，實(shí)現(xiàn)成品的生產(chǎn)過(guò)程追溯以及質(zhì)量回溯。

      MES的挑戰(zhàn)：數(shù)字化、可集成

      如今，經(jīng)過(guò)“十一五”的發(fā)展，企業(yè)的信息化建設(shè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。在生產(chǎn)管理方面，以企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)為核心的經(jīng)營(yíng)管理信息系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的供應(yīng)鏈優(yōu)化。在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化方面，通過(guò)實(shí)施集散控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制系統(tǒng)(PLC)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA)等實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的優(yōu)化。

      然而，由于對(duì)MES的理解與定位不明析，現(xiàn)有企業(yè)管理體制的限制以及重復(fù)性建設(shè)，導(dǎo)致了MES在國(guó)內(nèi)應(yīng)用推廣的困難。而且，MES是行業(yè)性非常強(qiáng)的解決方案，需要與行業(yè)特點(diǎn)和工藝流程進(jìn)行緊密的結(jié)合，同時(shí)又要考慮軟件產(chǎn)品的商品化。

      而且，MES在技術(shù)規(guī)范性和成熟程度方面還有較大的差距。如何解決行業(yè)適應(yīng)性，使得MES更加貼近行業(yè)需求，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化、可集成、數(shù)字化、智能化MES的需求呼之欲出。

      可集成MES作為連接企業(yè)上層事務(wù)處理和低層設(shè)備控制的中間層，在保護(hù)企業(yè)現(xiàn)有信息資源，將發(fā)揮重要的橋梁作用，是未來(lái)工廠綜合自動(dòng)化過(guò)程必不可少的組成部分。