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　　當(dāng)前，我國正處于擴(kuò)大內(nèi)需、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，制造業(yè)必須抓住機(jī)遇，采取有效措施，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)制造業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

　　為持續(xù)推進(jìn)兩化融合，促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級與增效，由中國自動化學(xué)會儀表與裝置專業(yè)委員會、中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)協(xié)會企業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)工作委員會舉辦的“第十一屆MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))開發(fā)與應(yīng)用專題研討會”以“有特色的技術(shù)，有特色的應(yīng)用”為主題，于今年11月8日“2012年中國國際工業(yè)博覽會——工業(yè)自動化展”期間，在上海新國際博覽中心召開。本次研討會受到業(yè)界的積極關(guān)注，吸引了以企業(yè)、最終用戶、廠商為主的150余位嘉賓參會。

　　作為開場白，研討會的長期支持伙伴漢諾威展覽公司總監(jiān)王樺女士作了熱情洋溢的致辭。研討會的上下午場分別由中國自動化學(xué)會常務(wù)理事任德祥教授，中國自動化學(xué)會理事、中國自動化學(xué)會儀表與裝置專業(yè)委員會主任委員范鎧教授主持，先后由中國自動化學(xué)會儀表與裝置專業(yè)委員會、西門子(中國)有限公司、吳忠儀表有限公司、杭州和利時自動化有限公司、上海寶信軟件股份有限公司、寶鋼股份有限公司寶鋼中央研究院、圖爾克(天津)傳感器有限公司的七位專家做了報告。

　　由于每個報告各有特色，現(xiàn)場反響熱烈，許多與會嘉賓紛紛贊揚(yáng)：通過這次研討會，進(jìn)一步清晰了制造業(yè)對兩化融合的需求，明確了MES在流程與離散行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)以及在實(shí)施和應(yīng)用過程中碰到的問題與解決方法，實(shí)用性與啟發(fā)性較強(qiáng)，為開拓眼界、打開思路，推動MES技術(shù)的發(fā)展和拓展其應(yīng)用起了積極作用。

　　首先由叢力群教授作《制造智能化過程中MES未來發(fā)展趨勢的思考》的主旨報告。他從三方面進(jìn)行了論述。

    ①M(fèi)ES發(fā)展現(xiàn)狀簡述。目前我國大多數(shù)制造企業(yè)利潤在5%以下，且面臨市場競爭的巨大壓力，而制造企業(yè)轉(zhuǎn)型又面臨主要是企業(yè)內(nèi)部管理跟不上、制造現(xiàn)場不透明等困難，新的經(jīng)營環(huán)境對制造管理也提出許多新的要求，如可視化、分析/決策支持、業(yè)務(wù)系統(tǒng)同步、關(guān)鍵性能指標(biāo)控制、外協(xié)制造進(jìn)展情況隨時掌握等，為此需要構(gòu)建實(shí)時化、可視化、敏捷化的MES。目前MES在國內(nèi)外發(fā)展的總體狀況是：在發(fā)達(dá)國家，MES被認(rèn)為與ERP同等重要；在我國，目前應(yīng)用MES的企業(yè)多集中在自動化程度較高的流程行業(yè)，離散等行業(yè)因沒有數(shù)據(jù)來源，應(yīng)用較少。我國MES發(fā)展目前主要的問題是：MES體系不完整，標(biāo)準(zhǔn)不完善；產(chǎn)品成熟度還不夠；底層基礎(chǔ)自動化程度不高影響了MES的應(yīng)用效果；智能化程度不高，現(xiàn)有MES大多只提供了一個替代經(jīng)驗管理方式的系統(tǒng)平臺，沒有建立面向產(chǎn)品設(shè)計與制造一體化的知識庫支撐體系；在當(dāng)前綠色制造背景下，如何高效地利用不可再生能源與生產(chǎn)設(shè)備資源，缺乏通過智能傳感器、虛擬仿真、智能優(yōu)化模型庫等對千變?nèi)f化的制造過程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控的手段。

    ②新需求與MES。現(xiàn)在制造企業(yè)的需求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對傳統(tǒng)MES應(yīng)用的要求。例如，如將安全生產(chǎn)體系特別是功能安全的體系納入MES的范疇；MES如何將能源監(jiān)測、管理系統(tǒng)和其他生產(chǎn)要素統(tǒng)籌安排等，諸如此類要求和變化今后還會不斷出現(xiàn)。但制造企業(yè)在解決新需求時會面臨許多難題，例如制造企業(yè)在構(gòu)建企業(yè)信息系統(tǒng)的各個層次時會采用不同廠家的軟件與硬件，在構(gòu)建MES應(yīng)用系統(tǒng)時，如何滿足網(wǎng)絡(luò)化、集成化和協(xié)同化成為最大的難題。現(xiàn)在業(yè)內(nèi)一些領(lǐng)先的廠商開始著手建立由ARC咨詢集團(tuán)提出的運(yùn)營管理平臺(OMP)來解決這些問題，通過搭建OMP把MES系統(tǒng)內(nèi)部所有功能模塊和MES與企業(yè)級的外部應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一集成，為不同應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供簡單易用、高效可靠的平臺，并可快速配置、擴(kuò)展與管理。OMP的核心是協(xié)同；其基本特征是：車間與企業(yè)之間的運(yùn)營互連，可視化的統(tǒng)一數(shù)據(jù)界面，系統(tǒng)規(guī)模的可伸縮性；其技術(shù)架構(gòu)是一個基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)。OMP可以規(guī)范和統(tǒng)一多種工廠IT軟件的環(huán)境，并給企業(yè)帶來很多效益。叢教授還例舉了服裝制造產(chǎn)業(yè)實(shí)施OMP的案例，簡述了制造運(yùn)營管理(MOM)和運(yùn)營管理的IT綜合方法。

    ③MES將成為智能制造的核心與關(guān)鍵環(huán)節(jié)。20年來，MES系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是在持續(xù)演進(jìn)的，例如以前是傳統(tǒng)的MES，當(dāng)今MES已納入OMP平臺，未來MES將是制造運(yùn)營管理(MOM)的基石，但20年來，MES在制造管理中的核心地位沒有變。智能制造(IM)是一種由智能機(jī)和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)。智能制造的核心技術(shù)包括基于知識的、基于優(yōu)化的、基于指標(biāo)的、基于數(shù)據(jù)的MES。這樣，就能使目前的MES智能化，使企業(yè)效益進(jìn)一步提高。我國工業(yè)和信息化部每年通過發(fā)布智能制造裝備指南，以提升八類重大智能制造裝備集成創(chuàng)新能力為重點(diǎn)，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)六大重點(diǎn)領(lǐng)域的示范應(yīng)用推廣。所以，實(shí)現(xiàn)智能制造是MES的發(fā)展方向。

　　西門子(中國)有限公司戚鋒博士介紹《西門子數(shù)字化工廠助力產(chǎn)業(yè)升級》。他重點(diǎn)闡述：①數(shù)字化工廠。其理念的核心是創(chuàng)新、協(xié)同，內(nèi)容包含數(shù)字工程(即通過虛擬制造技術(shù)對生產(chǎn)過程仿真，來提前解決實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題，利用計算機(jī)技術(shù)優(yōu)化實(shí)際生產(chǎn)過程，以及整個生產(chǎn)系統(tǒng)的性能)和未來工廠(這依賴于集成系統(tǒng)、自動化以及強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù))。由于數(shù)字化工廠實(shí)現(xiàn)了制造過程的數(shù)字化、信息化與自動化，不僅大大提高制造的精度與效率，而且能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品一次開發(fā)成功。數(shù)字化、信息化與自動化的整體協(xié)同，將最終實(shí)現(xiàn)工廠的智能化，提高企業(yè)的市場競爭力。數(shù)字化工廠的理念及技術(shù)，西門子曾在本公司某一工廠里實(shí)踐，以追求最佳與完美，應(yīng)用結(jié)果取得計劃編制、工藝標(biāo)準(zhǔn)下達(dá)、生產(chǎn)過程時間縮短，質(zhì)量信息得到實(shí)時反饋，減少庫存資金占用等效果。②如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠。最重要的是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、服務(wù)維護(hù)的閉環(huán)營運(yùn)，并通過共享一個數(shù)據(jù)庫使生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)得到優(yōu)化。現(xiàn)在西門子的軟件產(chǎn)品已經(jīng)有覆蓋產(chǎn)品全生命周期的能力，特別是西門子的MES(SIMATICIT)是數(shù)字化工廠的依托，可覆蓋生產(chǎn)制造層面各個角落，通過研發(fā)、生產(chǎn)與制造智能之間的高度協(xié)同，無縫集成，構(gòu)建企業(yè)的數(shù)字化工廠。③數(shù)字化工廠的典型應(yīng)用。如從事航空產(chǎn)業(yè)的Rolls-Royce公司，它有遍布全球80多個工廠，

　　吳忠儀表公司陶錚先生在《控制閥制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計與分析》報告中，闡述離散制造企業(yè)先天的離散制造環(huán)境，約束著離散制造的批量與效率。離散制造要像流程工業(yè)“流”起來，就必須開發(fā)新的因果關(guān)系構(gòu)建MES，消除人為的離散性、挖掘科學(xué)的連續(xù)性，提升離散制造的過程水平。他指出，離散制造企業(yè)向流程工業(yè)企業(yè)學(xué)習(xí)，應(yīng)變開環(huán)為閉環(huán)，在總體離散制造環(huán)境中，開發(fā)出局部的連續(xù)制造過程。具體而言，在計劃層與制造設(shè)備之間，增加制造過程，實(shí)現(xiàn)基于多時間分辨率的“再計劃”、“再指令”的總體協(xié)同、局部連續(xù)的制造模式。這種由原來的逐層管控，改造為“遞階分布式”的計劃、協(xié)調(diào)、管控模式會遇到很多問題，如首先是產(chǎn)品復(fù)雜，吳忠儀表廠生產(chǎn)的常用控制閥涉及100多個產(chǎn)品系列，近千萬個品種規(guī)格；其次是制造工藝復(fù)雜，制造工藝的并行性、重入性很強(qiáng)。解決這些問題關(guān)鍵是要實(shí)施并行工程，其目的是追求總體上最省時間、最有效率、最少浪費(fèi)。并行得當(dāng)才能提高效率，但“并行”是很講條件的，如同時并行的多條工藝工序流，各自的誤差要小，重入的次數(shù)要少、工序間的交互要少。并行工程的關(guān)鍵要素，既不是機(jī)器的同時開動，也不是物料的同時到達(dá)，而是管理和操作機(jī)器的人們之間具有共同的知識、共享的信息和一體化的行為。然而，要達(dá)到這樣的水平困難很多，唯一的辦法是實(shí)施控制閥制造執(zhí)行系統(tǒng)，依靠兩化融合，追求并行與協(xié)同。“并行 協(xié)同”是離散制造業(yè)MES的精髓，其實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是要充分發(fā)揮信息系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計、車間作業(yè)、計劃、調(diào)度等人員的作用；其實(shí)現(xiàn)方法是進(jìn)行“軟”實(shí)時控制；其資源變量是時間分辨率(制造計劃層、調(diào)度層、車間執(zhí)行—反饋層的時間分辨率分別為周、月，日，小時、分鐘)；其控制技術(shù)是“反饋 前饋”；其實(shí)施對象是工序管理點(diǎn)。這些，也是我們離散制造企業(yè)對MES的需求。談到控制閥制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計，他說明吳忠儀表廠的控制閥產(chǎn)品采用的是多品種、中小批量、單件定制與成批生產(chǎn)相結(jié)合的制造模式，企業(yè)最關(guān)心的是什么時間生產(chǎn)什么，以及什么時間在生產(chǎn)什么，因此，MES應(yīng)兼有精益、敏捷、柔性和集成這四種制造模式特征。為此，需構(gòu)建遞階式與扁平化相結(jié)合的控制閥MES的體系結(jié)構(gòu)。遞階控制結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為基于企業(yè)ERP主計劃擴(kuò)展而來的“高級計劃與排程”；扁平化則通過MES的“實(shí)時調(diào)度與協(xié)調(diào)”，與分布式執(zhí)行制造指令的“車間實(shí)時作業(yè)排程”相鏈接，形成具有并行和并發(fā)機(jī)制的執(zhí)行控制反饋機(jī)制，以此來簡化復(fù)雜的控制問題。總之，吳忠儀表廠的MES應(yīng)是以精益、敏捷、柔性和集成為特征的重要制造管理信息系統(tǒng)。

　　杭州和利時自動化有限公司是本研討會的長期支持伙伴。這次，鄧全亮博士以《MES在精細(xì)化工顯身手》為題材，講述了精細(xì)化工生產(chǎn)特點(diǎn)是：品種多、更新快；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對產(chǎn)品要求純度高；既包括化學(xué)合成，還包括劑型加工和商品化；大多以間歇方式小批量生產(chǎn)；精密的工程技術(shù)。精細(xì)化工對MES的要求是：能提供全面的質(zhì)量管理，詳細(xì)的工藝遠(yuǎn)程管理，能提供生產(chǎn)計劃排產(chǎn)，能提供批生產(chǎn)管理以及安全監(jiān)控等。具體應(yīng)用案例如：某一精細(xì)化工廠主營業(yè)務(wù)為不飽和聚酯樹脂、苯乙烯、苯酐、加氫苯以及相關(guān)聯(lián)產(chǎn)品與副產(chǎn)品。項目系統(tǒng)模塊多；業(yè)務(wù)復(fù)雜；有批次與連續(xù)生產(chǎn)；采用DCS自動化基礎(chǔ)好等。系統(tǒng)規(guī)模：采集層有11套系統(tǒng)(DCS有9套)；實(shí)時數(shù)據(jù)庫，采集10000點(diǎn)；MES功能模塊有11個；調(diào)度中心建設(shè)；視頻監(jiān)控集成等。MES應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)為：自下而上，有生產(chǎn)綜合自動化(含DCS、PLC，智能儀表，手工錄入)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心(實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫)，生產(chǎn)管控平臺(應(yīng)用建模、工作流、系統(tǒng)運(yùn)行平臺)，應(yīng)用子系統(tǒng)(MES功能模塊)，分析子系統(tǒng)(生產(chǎn)與質(zhì)量控制指標(biāo)，生產(chǎn)成本分析，節(jié)能減排分析)，用戶整合(生產(chǎn)門戶)。其中，MES的總體功能為：實(shí)時監(jiān)控，生產(chǎn)計劃，工藝管理，生產(chǎn)調(diào)度，庫存管理，質(zhì)量管理，能源管理，設(shè)備儀表管理，生產(chǎn)統(tǒng)計，安全與環(huán)保管理。該項目實(shí)施后，經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在增加安全、提高質(zhì)量、節(jié)約能源、提高效率四方面。管理效益為整合企業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公；規(guī)范管理模式，提高管理水平，提升企業(yè)形象；提高員工素質(zhì)；加快信息流動，提高信息資源的利用率；提高產(chǎn)品市場競爭能力。

　　上海寶信軟件公司王森總監(jiān)著重介紹《面向中小制造企業(yè)的MES平臺開發(fā)與技術(shù)應(yīng)用》。他敘述：寶信從2011年開始，著力面向中小企業(yè)MES的開發(fā)與應(yīng)用。中小企業(yè)MES整體解決方案應(yīng)滿足的需求是：完整的企業(yè)運(yùn)營解決方案，滿足特定行業(yè)的個性化需求，功能靈活適應(yīng)不斷增長的新需求，產(chǎn)品易用性好，整套系統(tǒng)可快速部署，產(chǎn)品總體擁有成本低。寶信MES技術(shù)平臺總體架構(gòu)：從橫向看，包括項目實(shí)施指南及最佳實(shí)踐，開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、組件、組件管理及系統(tǒng)監(jiān)控以及MES集成開發(fā)平臺；從縱向看，自下至上包括統(tǒng)一資源管理(含資源庫、組件庫、Web服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、NoSQL、其他系統(tǒng))，組件，客戶端代理/負(fù)載均衡，客戶端(瀏覽器、移動終端、RichClient)。中小企業(yè)MES技術(shù)重點(diǎn)要加強(qiáng)面向服務(wù)的技術(shù)架構(gòu)；高效率，采用C 編制的業(yè)務(wù)邏輯運(yùn)行效率(毫秒級)，支持跨平臺、跨數(shù)據(jù)庫；支持國際化、高可靠性、豐富的組件、強(qiáng)大的安全體系保障系統(tǒng)；可配置程度較高，引入建模技術(shù)。為適應(yīng)不同企業(yè)的需求，MES解決方案采用MES標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品與行業(yè)庫(MES客戶化軟件)相結(jié)合的技術(shù)，并引入核心技術(shù)——分層機(jī)制，每層都有版本控制，而且互不影響，層次變化及其他所有的變化由平臺來控制；保證每層的編程語言一致性。實(shí)現(xiàn)分層機(jī)制的有效方法是應(yīng)用集成開發(fā)平臺，進(jìn)行工廠建模和業(yè)務(wù)建模。未來，寶信MES平臺技術(shù)的發(fā)展，將主要從“云計算”技術(shù)探索和應(yīng)用和仿真技術(shù)應(yīng)用兩方面進(jìn)行。“云計算”即分布式計算的應(yīng)用，有利于加強(qiáng)對分布式系統(tǒng)的支持，為此需開發(fā)“云平臺”，它采用SaaS運(yùn)營管理方式，支持“多租戶”管理、多種計費(fèi)方式以及安全管理。未來寶信的MES產(chǎn)品要有仿真，仿真的目的：如板坯庫仿真，可實(shí)現(xiàn)對板坯庫存儲和物流能力進(jìn)行評測，對運(yùn)作計劃進(jìn)行驗證和評價，對不同的設(shè)計方案、不同的動作計劃進(jìn)行分析對比，結(jié)合人機(jī)交互對板坯庫的動作進(jìn)行計劃排程，達(dá)到動作實(shí)施周期縮短。

　　寶鋼中央研究院吳建鋒教授圍繞《精益生產(chǎn)中過程控制面監(jiān)的問題與對策》詳述了由于鐵礦石漲價，市場競爭的激烈，寶鋼原先的優(yōu)勢已不復(fù)存在，為降低成本，進(jìn)行綠色制造，寶鋼需要進(jìn)行高精度過程控制的精益生產(chǎn)。寶鋼熱軋精益生產(chǎn)過程控制的關(guān)鍵是：鋼材溫度、組織成份、尺寸、形狀、表面與內(nèi)在質(zhì)量。各種消耗，包括鋼材氧化皮、電耗、輥耗、廢水、其他材料損耗、廢次品等是決定成本的主要因素，也是決定熱軋領(lǐng)域綠色制造水平的關(guān)鍵。為了進(jìn)行精益生產(chǎn)，熱軋過程控制面臨的新問題很多，如工藝路徑的變化，產(chǎn)品設(shè)計的需質(zhì)量控制要求，以及過程控制難點(diǎn)。針對上述問題，精益生產(chǎn)中采取的對策是：憑借對冷卻系統(tǒng)技術(shù)的全面掌握，以不斷實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目標(biāo)；冷卻模型的精益控制，為產(chǎn)品試制提供便利；模型數(shù)據(jù)處理與分析，為產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提供服務(wù)；針對更高冷速需求，模型對厚板冷卻設(shè)備能力進(jìn)行了量化分析等。通過這些措施釋放設(shè)備的最大冷卻能力，穩(wěn)定流量與壓力控制，優(yōu)化響應(yīng)時間，提高模型設(shè)定精度，實(shí)現(xiàn)奪取板軋后的多目標(biāo)控制，以提高生產(chǎn)節(jié)奏，降低生產(chǎn)成本。

　　三、效果與反響

　　①反響強(qiáng)烈：七位專家從不同行業(yè)、不同側(cè)面介紹了MES的特色技術(shù)和特色應(yīng)用，講述內(nèi)容極具知識性、實(shí)用性、前瞻性。不少代表說：參加這次會議，有預(yù)想不到的收獲。特別是，有的代表贊揚(yáng)叢力群教授吸取學(xué)會與寶信有關(guān)專家的見解，演講內(nèi)容全面有深度，使人增長知識，開闊眼界。有的代表敬佩陶錚先生的報告，認(rèn)為像他這樣清晰、專業(yè)地分析離散制造企業(yè)的特點(diǎn)、需求與對MES系統(tǒng)設(shè)計的構(gòu)想，還是第一次聽到。

　　②業(yè)績喜人：西門子、和利時與寶信在會上介紹了MES的解決方案與應(yīng)用業(yè)績令人振奮，特別是MES在精細(xì)化生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、綠色制造、智能制造、數(shù)字工廠中的應(yīng)用引人注目。其中，西門子的MES應(yīng)用于實(shí)行全球設(shè)計、全球生產(chǎn)、全球銷售的跨國企業(yè)，取得的驕人業(yè)績令人印象深刻。寶信在會上講到未來中小企業(yè)MES重點(diǎn)需加強(qiáng)的若干技術(shù)中，也響亮地提出要“支持國際化”。這表明，支持跨國企業(yè)應(yīng)用、開拓國外市場將是MES技術(shù)未來發(fā)展的一大方向。

　　③前景看好：七位專家介紹了不少新概念、新技術(shù)，例如，叢力群教授介紹了運(yùn)營管理平臺(OMP)與制造運(yùn)營管理(MOM)的新要領(lǐng)；陶錚先生會上曾指出物聯(lián)網(wǎng)(IOT)是離散制造業(yè)的第一技術(shù)；王森總監(jiān)在介紹未來寶信MES平臺技術(shù)時，重點(diǎn)闡述了“云計算”與仿真技術(shù)。這些新概念、新技術(shù)將引領(lǐng)未來MES的發(fā)展。