當前，我國正處于擴大內需、加快基礎設施建設和產(chǎn)業(yè)轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期，制造業(yè)必須抓住機遇，采取有效措施，加快產(chǎn)業(yè)結構調整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，加強技術(shù)創(chuàng )新，促進(jìn)制造業(yè)持續穩定發(fā)展，為經(jīng)濟平穩較快發(fā)展做出貢獻。

　　為持續推進(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(dòng)化學(xué)會(huì )儀表與裝置專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、中國電子工業(yè)標準技術(shù)協(xié)會(huì )企業(yè)信息化標準工作委員會(huì )舉辦的“第十一屆MES(制造執行系統)開(kāi)發(fā)與應用專(zhuān)題研討會(huì )”以“有特色的技術(shù)，有特色的應用”為主題，于今年11月8日“2012年中國國際工業(yè)博覽會(huì )——工業(yè)自動(dòng)化展”期間，在上海新國際博覽中心召開(kāi)。本次研討會(huì )受到業(yè)界的積極關(guān)注，吸引了以企業(yè)、最終用戶(hù)、廠(chǎng)商為主的150余位嘉賓參會(huì )。

　　作為開(kāi)場(chǎng)白，研討會(huì )的長(cháng)期支持伙伴漢諾威展覽公司總監王樺女士作了熱情洋溢的致辭。研討會(huì )的上下午場(chǎng)分別由中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )常務(wù)理事任德祥教授，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )理事、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )儀表與裝置專(zhuān)業(yè)委員會(huì )主任委員范鎧教授主持，先后由中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )儀表與裝置專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、西門(mén)子(中國)有限公司、吳忠儀表有限公司、杭州和利時(shí)自動(dòng)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(zhuān)家做了報告。

　　由于每個(gè)報告各有特色，現場(chǎng)反響熱烈，許多與會(huì )嘉賓紛紛贊揚：通過(guò)這次研討會(huì )，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)應用的特點(diǎn)以及在實(shí)施和應用過(guò)程中碰到的問(wèn)題與解決方法，實(shí)用性與啟發(fā)性較強，為開(kāi)拓眼界、打開(kāi)思路，推動(dòng)MES技術(shù)的發(fā)展和拓展其應用起了積極作用。

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

    ①MES發(fā)展現狀簡(jiǎn)述。目前我國大多數制造企業(yè)利潤在5%以下，且面臨市場(chǎng)競爭的巨大壓力，而制造企業(yè)轉型又面臨主要是企業(yè)內部管理跟不上、制造現場(chǎng)不透明等困難，新的經(jīng)營(yíng)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)系統同步、關(guān)鍵性能指標控制、外協(xié)制造進(jìn)展情況隨時(shí)掌握等，為此需要構建實(shí)時(shí)化、可視化、敏捷化的MES。目前MES在國內外發(fā)展的總體狀況是：在發(fā)達國家，MES被認為與ERP同等重要；在我國，目前應用MES的企業(yè)多集中在自動(dòng)化程度較高的流程行業(yè)，離散等行業(yè)因沒(méi)有數據來(lái)源，應用較少。我國MES發(fā)展目前主要的問(wèn)題是：MES體系不完整，標準不完善；產(chǎn)品成熟度還不夠；底層基礎自動(dòng)化程度不高影響了MES的應用效果；智能化程度不高，現有MES大多只提供了一個(gè)替代經(jīng)驗管理方式的系統平臺，沒(méi)有建立面向產(chǎn)品設計與制造一體化的知識庫支撐體系；在當前綠色制造背景下，如何高效地利用不可再生能源與生產(chǎn)設備資源，缺乏通過(guò)智能傳感器、虛擬仿真、智能優(yōu)化模型庫等對千變萬(wàn)化的制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化調控的手段。

    ②新需求與MES?，F在制造企業(yè)的需求已遠遠超過(guò)對傳統MES應用的要求。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如何將能源監測、管理系統和其他生產(chǎn)要素統籌安排等，諸如此類(lèi)要求和變化今后還會(huì )不斷出現。但制造企業(yè)在解決新需求時(shí)會(huì )面臨許多難題，例如制造企業(yè)在構建企業(yè)信息系統的各個(gè)層次時(shí)會(huì )采用不同廠(chǎng)家的軟件與硬件，在構建MES應用系統時(shí)，如何滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )化、集成化和協(xié)同化成為最大的難題?，F在業(yè)內一些領(lǐng)先的廠(chǎng)商開(kāi)始著(zhù)手建立由ARC咨詢(xún)集團提出的運營(yíng)管理平臺(OMP)來(lái)解決這些問(wèn)題，通過(guò)搭建OMP把MES系統內部所有功能模塊和MES與企業(yè)級的外部應用系統統一集成，為不同應用系統的集成提供簡(jiǎn)單易用、高效可靠的平臺，并可快速配置、擴展與管理。OMP的核心是協(xié)同；其基本特征是：車(chē)間與企業(yè)之間的運營(yíng)互連，可視化的統一數據界面，系統規模的可伸縮性；其技術(shù)架構是一個(gè)基于面向服務(wù)的體系結構(SOA)。OMP可以規范和統一多種工廠(chǎng)IT軟件的環(huán)境，并給企業(yè)帶來(lái)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(jiǎn)述了制造運營(yíng)管理(MOM)和運營(yíng)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。20年來(lái)，MES系統的結構是在持續演進(jìn)的，例如以前是傳統的MES，當今MES已納入OMP平臺，未來(lái)MES將是制造運營(yíng)管理(MOM)的基石，但20年來(lái)，MES在制造管理中的核心地位沒(méi)有變。智能制造(IM)是一種由智能機和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機一體化智能系統。智能制造的核心技術(shù)包括基于知識的、基于優(yōu)化的、基于指標的、基于數據的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(guò)發(fā)布智能制造裝備指南，以提升八類(lèi)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)濟六大重點(diǎn)領(lǐng)域的示范應用推廣。所以，實(shí)現智能制造是MES的發(fā)展方向。

　　西門(mén)子(中國)有限公司戚鋒博士介紹《西門(mén)子數字化工廠(chǎng)助力產(chǎn)業(yè)升級》。他重點(diǎn)闡述：①數字化工廠(chǎng)。其理念的核心是創(chuàng )新、協(xié)同，內容包含數字工程(即通過(guò)虛擬制造技術(shù)對生產(chǎn)過(guò)程仿真，來(lái)提前解決實(shí)際生產(chǎn)中可能出現的問(wèn)題，利用計算機技術(shù)優(yōu)化實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，以及整個(gè)生產(chǎn)系統的性能)和未來(lái)工廠(chǎng)(這依賴(lài)于集成系統、自動(dòng)化以及強大的信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù))。由于數字化工廠(chǎng)實(shí)現了制造過(guò)程的數字化、信息化與自動(dòng)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(kāi)發(fā)時(shí)間，努力實(shí)現產(chǎn)品一次開(kāi)發(fā)成功。數字化、信息化與自動(dòng)化的整體協(xié)同，將最終實(shí)現工廠(chǎng)的智能化，提高企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。數字化工廠(chǎng)的理念及技術(shù)，西門(mén)子曾在本公司某一工廠(chǎng)里實(shí)踐，以追求最佳與完美，應用結果取得計劃編制、工藝標準下達、生產(chǎn)過(guò)程時(shí)間縮短，質(zhì)量信息得到實(shí)時(shí)反饋，減少庫存資金占用等效果。②如何實(shí)現數字化工廠(chǎng)。最重要的是要實(shí)現產(chǎn)品設計，工藝設計、生產(chǎn)制造、服務(wù)維護的閉環(huán)營(yíng)運，并通過(guò)共享一個(gè)數據庫使生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節得到優(yōu)化?，F在西門(mén)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(mén)子的MES(SIMATICIT)是數字化工廠(chǎng)的依托，可覆蓋生產(chǎn)制造層面各個(gè)角落，通過(guò)研發(fā)、生產(chǎn)與制造智能之間的高度協(xié)同，無(wú)縫集成，構建企業(yè)的數字化工廠(chǎng)。③數字化工廠(chǎng)的典型應用。如從事航空產(chǎn)業(yè)的Rolls-Royce公司，它有遍布全球80多個(gè)工廠(chǎng)，

　　吳忠儀表公司陶錚先生在《控制閥制造執行系統的設計與分析》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(zhù)離散制造的批量與效率。離散制造要像流程工業(yè)“流”起來(lái)，就必須開(kāi)發(fā)新的因果關(guān)系構建MES，消除人為的離散性、挖掘科學(xué)的連續性，提升離散制造的過(guò)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，應變開(kāi)環(huán)為閉環(huán)，在總體離散制造環(huán)境中，開(kāi)發(fā)出局部的連續制造過(guò)程。具體而言，在計劃層與制造設備之間，增加制造過(guò)程，實(shí)現基于多時(shí)間分辨率的“再計劃”、“再指令”的總體協(xié)同、局部連續的制造模式。這種由原來(lái)的逐層管控，改造為“遞階分布式”的計劃、協(xié)調、管控模式會(huì )遇到很多問(wèn)題，如首先是產(chǎn)品復雜，吳忠儀表廠(chǎng)生產(chǎn)的常用控制閥涉及100多個(gè)產(chǎn)品系列，近千萬(wàn)個(gè)品種規格；其次是制造工藝復雜，制造工藝的并行性、重入性很強。解決這些問(wèn)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(shí)間、最有效率、最少浪費。并行得當才能提高效率，但“并行”是很講條件的，如同時(shí)并行的多條工藝工序流，各自的誤差要小，重入的次數要少、工序間的交互要少。并行工程的關(guān)鍵要素，既不是機器的同時(shí)開(kāi)動(dòng)，也不是物料的同時(shí)到達，而是管理和操作機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)施控制閥制造執行系統，依靠?jì)苫诤?，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)現的基礎是要充分發(fā)揮信息系統、產(chǎn)品設計、車(chē)間作業(yè)、計劃、調度等人員的作用；其實(shí)現方法是進(jìn)行“軟”實(shí)時(shí)控制；其資源變量是時(shí)間分辨率(制造計劃層、調度層、車(chē)間執行—反饋層的時(shí)間分辨率分別為周、月，日，小時(shí)、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。談到控制閥制造執行系統設計，他說(shuō)明吳忠儀表廠(chǎng)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)相結合的制造模式，企業(yè)最關(guān)心的是什么時(shí)間生產(chǎn)什么，以及什么時(shí)間在生產(chǎn)什么，因此，MES應兼有精益、敏捷、柔性和集成這四種制造模式特征。為此，需構建遞階式與扁平化相結合的控制閥MES的體系結構。遞階控制結構表現為基于企業(yè)ERP主計劃擴展而來(lái)的“高級計劃與排程”；扁平化則通過(guò)MES的“實(shí)時(shí)調度與協(xié)調”，與分布式執行制造指令的“車(chē)間實(shí)時(shí)作業(yè)排程”相鏈接，形成具有并行和并發(fā)機制的執行控制反饋機制，以此來(lái)簡(jiǎn)化復雜的控制問(wèn)題?？傊?，吳忠儀表廠(chǎng)的MES應是以精益、敏捷、柔性和集成為特征的重要制造管理信息系統。

　　杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司是本研討會(huì )的長(cháng)期支持伙伴。這次，鄧全亮博士以《MES在精細化工顯身手》為題材，講述了精細化工生產(chǎn)特點(diǎn)是：品種多、更新快；產(chǎn)品質(zhì)量穩定，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)。精細化工對MES的要求是：能提供全面的質(zhì)量管理，詳細的工藝遠程管理，能提供生產(chǎn)計劃排產(chǎn)，能提供批生產(chǎn)管理以及安全監控等。具體應用案例如：某一精細化工廠(chǎng)主營(yíng)業(yè)務(wù)為不飽和聚酯樹(shù)脂、苯乙烯、苯酐、加氫苯以及相關(guān)聯(lián)產(chǎn)品與副產(chǎn)品。項目系統模塊多；業(yè)務(wù)復雜；有批次與連續生產(chǎn)；采用DCS自動(dòng)化基礎好等。系統規模：采集層有11套系統(DCS有9套)；實(shí)時(shí)數據庫，采集10000點(diǎn)；MES功能模塊有11個(gè)；調度中心建設；視頻監控集成等。MES應用系統總體架構為：自下而上，有生產(chǎn)綜合自動(dòng)化(含DCS、PLC，智能儀表，手工錄入)，生產(chǎn)數據中心(實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據庫、關(guān)系數據庫)，生產(chǎn)管控平臺(應用建模、工作流、系統運行平臺)，應用子系統(MES功能模塊)，分析子系統(生產(chǎn)與質(zhì)量控制指標，生產(chǎn)成本分析，節能減排分析)，用戶(hù)整合(生產(chǎn)門(mén)戶(hù))。其中，MES的總體功能為：實(shí)時(shí)監控，生產(chǎn)計劃，工藝管理，生產(chǎn)調度，庫存管理，質(zhì)量管理，能源管理，設備儀表管理，生產(chǎn)統計，安全與環(huán)保管理。該項目實(shí)施后，經(jīng)濟效益體現在增加安全、提高質(zhì)量、節約能源、提高效率四方面。管理效益為整合企業(yè)資源，實(shí)現無(wú)紙化辦公；規范管理模式，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(dòng)，提高信息資源的利用率；提高產(chǎn)品市場(chǎng)競爭能力。

　　上海寶信軟件公司王森總監著(zhù)重介紹《面向中小制造企業(yè)的MES平臺開(kāi)發(fā)與技術(shù)應用》。他敘述：寶信從2011年開(kāi)始，著(zhù)力面向中小企業(yè)MES的開(kāi)發(fā)與應用。中小企業(yè)MES整體解決方案應滿(mǎn)足的需求是：完整的企業(yè)運營(yíng)解決方案，滿(mǎn)足特定行業(yè)的個(gè)性化需求，功能靈活適應不斷增長(cháng)的新需求，產(chǎn)品易用性好，整套系統可快速部署，產(chǎn)品總體擁有成本低。寶信MES技術(shù)平臺總體架構：從橫向看，包括項目實(shí)施指南及最佳實(shí)踐，開(kāi)發(fā)標準及規范、組件、組件管理及系統監控以及MES集成開(kāi)發(fā)平臺；從縱向看，自下至上包括統一資源管理(含資源庫、組件庫、Web服務(wù)、數據庫、NoSQL、其他系統)，組件，客戶(hù)端代理/負載均衡，客戶(hù)端(瀏覽器、移動(dòng)終端、RichClient)。中小企業(yè)MES技術(shù)重點(diǎn)要加強面向服務(wù)的技術(shù)架構；高效率，采用C 編制的業(yè)務(wù)邏輯運行效率(毫秒級)，支持跨平臺、跨數據庫；支持國際化、高可靠性、豐富的組件、強大的安全體系保障系統；可配置程度較高，引入建模技術(shù)。為適應不同企業(yè)的需求，MES解決方案采用MES標準產(chǎn)品與行業(yè)庫(MES客戶(hù)化軟件)相結合的技術(shù)，并引入核心技術(shù)——分層機制，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(lái)控制；保證每層的編程語(yǔ)言一致性。實(shí)現分層機制的有效方法是應用集成開(kāi)發(fā)平臺，進(jìn)行工廠(chǎng)建模和業(yè)務(wù)建模。未來(lái)，寶信MES平臺技術(shù)的發(fā)展，將主要從“云計算”技術(shù)探索和應用和仿真技術(shù)應用兩方面進(jìn)行。“云計算”即分布式計算的應用，有利于加強對分布式系統的支持，為此需開(kāi)發(fā)“云平臺”，它采用SaaS運營(yíng)管理方式，支持“多租戶(hù)”管理、多種計費方式以及安全管理。未來(lái)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)現對板坯庫存儲和物流能力進(jìn)行評測，對運作計劃進(jìn)行驗證和評價(jià)，對不同的設計方案、不同的動(dòng)作計劃進(jìn)行分析對比，結合人機交互對板坯庫的動(dòng)作進(jìn)行計劃排程，達到動(dòng)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(guò)程控制面監的問(wèn)題與對策》詳述了由于鐵礦石漲價(jià)，市場(chǎng)競爭的激烈，寶鋼原先的優(yōu)勢已不復存在，為降低成本，進(jìn)行綠色制造，寶鋼需要進(jìn)行高精度過(guò)程控制的精益生產(chǎn)。寶鋼熱軋精益生產(chǎn)過(guò)程控制的關(guān)鍵是：鋼材溫度、組織成份、尺寸、形狀、表面與內在質(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(guò)程控制面臨的新問(wèn)題很多，如工藝路徑的變化，產(chǎn)品設計的需質(zhì)量控制要求，以及過(guò)程控制難點(diǎn)。針對上述問(wèn)題，精益生產(chǎn)中采取的對策是：憑借對冷卻系統技術(shù)的全面掌握，以不斷實(shí)現產(chǎn)品目標；冷卻模型的精益控制，為產(chǎn)品試制提供便利；模型數據處理與分析，為產(chǎn)品質(zhì)量穩定提供服務(wù)；針對更高冷速需求，模型對厚板冷卻設備能力進(jìn)行了量化分析等。通過(guò)這些措施釋放設備的最大冷卻能力，穩定流量與壓力控制，優(yōu)化響應時(shí)間，提高模型設定精度，實(shí)現奪取板軋后的多目標控制，以提高生產(chǎn)節奏，降低生產(chǎn)成本。

　　三、效果與反響

　?、俜错憦娏遥浩呶粚?zhuān)家從不同行業(yè)、不同側面介紹了MES的特色技術(shù)和特色應用，講述內容極具知識性、實(shí)用性、前瞻性。不少代表說(shuō)：參加這次會(huì )議，有預想不到的收獲。特別是，有的代表贊揚叢力群教授吸取學(xué)會(huì )與寶信有關(guān)專(zhuān)家的見(jiàn)解，演講內容全面有深度，使人增長(cháng)知識，開(kāi)闊眼界。有的代表敬佩陶錚先生的報告，認為像他這樣清晰、專(zhuān)業(yè)地分析離散制造企業(yè)的特點(diǎn)、需求與對MES系統設計的構想，還是第一次聽(tīng)到。

　?、跇I(yè)績(jì)喜人：西門(mén)子、和利時(shí)與寶信在會(huì )上介紹了MES的解決方案與應用業(yè)績(jì)令人振奮，特別是MES在精細化生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、綠色制造、智能制造、數字工廠(chǎng)中的應用引人注目。其中，西門(mén)子的MES應用于實(shí)行全球設計、全球生產(chǎn)、全球銷(xiāo)售的跨國企業(yè)，取得的驕人業(yè)績(jì)令人印象深刻。寶信在會(huì )上講到未來(lái)中小企業(yè)MES重點(diǎn)需加強的若干技術(shù)中，也響亮地提出要“支持國際化”。這表明，支持跨國企業(yè)應用、開(kāi)拓國外市場(chǎng)將是MES技術(shù)未來(lái)發(fā)展的一大方向。

　?、矍熬翱春茫浩呶粚?zhuān)家介紹了不少新概念、新技術(shù)，例如，叢力群教授介紹了運營(yíng)管理平臺(OMP)與制造運營(yíng)管理(MOM)的新要領(lǐng)；陶錚先生會(huì )上曾指出物聯(lián)網(wǎng)(IOT)是離散制造業(yè)的第一技術(shù)；王森總監在介紹未來(lái)寶信MES平臺技術(shù)時(shí)，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(lái)MES的發(fā)展。