德國(guó)制造業(yè)的進(jìn)階良機(jī)

　　究竟是什么力量驅(qū)使著德國(guó)這樣的世界頭號(hào)制造業(yè)大國(guó)向新的革命突飛猛進(jìn)呢?客觀上，德國(guó)的工資水平相比亞洲甚至比歐洲的平均水平更高，電價(jià)也隨著時(shí)間的推移和核電的取消正不斷攀升，德國(guó)人口的老齡化也日趨嚴(yán)重……

　　在這樣的背景下，德國(guó)只有尋求突破，才可能在未來(lái)?yè)碛泻捅３职l(fā)展制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)與空間。而具體的做法，就是以物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為依托和基礎(chǔ)，充分借助德國(guó)多年以來(lái)在裝備制造業(yè)、機(jī)器人和機(jī)械制造工藝等方面積累的優(yōu)勢(shì)，將制造企業(yè)的內(nèi)部和外部聯(lián)成一體。在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)特色鮮明的目標(biāo)，就是讓裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)滿足客戶定制化需求的生產(chǎn)。也就是說(shuō)，用戶將不再被動(dòng)地接受能在市場(chǎng)上所找到的產(chǎn)品的現(xiàn)成設(shè)計(jì)和功能，而是可以要求制造業(yè)企業(yè)提供最切合自己需求的產(chǎn)品。

　　事實(shí)上，規(guī)?；a(chǎn)和定制化規(guī)模生產(chǎn)分別代表了工業(yè)3.0時(shí)代和工業(yè)4.0時(shí)代的工業(yè)生產(chǎn)形態(tài)。

　　就管理理念而言，規(guī)模化生產(chǎn)是以產(chǎn)品為生產(chǎn)的中心，以低成本贏得市場(chǎng);而定制化規(guī)模生產(chǎn)，則是以客戶為中心，憑借快速響應(yīng)和契合客戶要求而贏得市場(chǎng)。

　　就驅(qū)動(dòng)方式而言，規(guī)模化生產(chǎn)是根據(jù)企業(yè)銷(xiāo)售經(jīng)驗(yàn)和市場(chǎng)預(yù)測(cè)安排生產(chǎn)，屬推動(dòng)式生產(chǎn);而定制化規(guī)模生產(chǎn)則是根據(jù)客戶要求，定點(diǎn)安排生產(chǎn)，屬于拉動(dòng)式生產(chǎn)。

　　由此可見(jiàn)，在工業(yè)4.0時(shí)代，要求生產(chǎn)具有市場(chǎng)適應(yīng)性和靈活性，工廠生產(chǎn)的流程也要由流水線的生產(chǎn)工藝向單元化的生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變;由按順序操作運(yùn)行方式向自組織、自配置的操作運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變;由集中控制向分散控制轉(zhuǎn)變……這些都給工業(yè)工程技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

　　智能架構(gòu)帶來(lái)的啟發(fā)

　　以什么姿態(tài)來(lái)迎接這一空前的挑戰(zhàn)呢?在油價(jià)不斷下降的時(shí)候，沙特阿拉伯為什么堅(jiān)持歐佩克不減產(chǎn)呢?這里不談?wù)我蛩?，只談技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。

　　沙特阿美石油公司(Saudi Aramc)的Abqaiq煉化廠在不增加任何提高能效的設(shè)備的情況下，僅僅運(yùn)用了美國(guó)Integration Objects公司提供的智能架構(gòu)“KnowlegeNet”，通過(guò)OPC和其它通信協(xié)議，從DCS(“Distributed Control System”，即“分布式控制系統(tǒng)”)、SCADA(“Supervisory Control And Data Acquisition”，即“數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)”、工廠的歷史數(shù)據(jù))、LIMS(“Laboratory Information Management System”，即“實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)”)、ERP(“Enterprise Resource Planning”，即“企業(yè)資源計(jì)劃”)和MES(“Manufacturing Execution System”，即“制造執(zhí)行系統(tǒng)”)中收集和集結(jié)數(shù)據(jù)，接著運(yùn)用推理引擎為復(fù)雜時(shí)間建模，為診斷進(jìn)行根因(即“Root Cause”)分析，為最佳應(yīng)用制定合適的工作流程模塊。僅憑這一項(xiàng)，沙特阿美石油公司就收到了幾百萬(wàn)美元的節(jié)能效益，這些就是沙特的底氣之一。

　　2014年7月西門(mén)子工業(yè)領(lǐng)域總裁在北京表示，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0主要有三個(gè)途徑，一個(gè)是MES，一個(gè)是虛擬和現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，一個(gè)是CPS(“Cyber-Physical Systems”，即“信息物理系統(tǒng)”)。其中，起到重要作用的就是我們上面提到的MES。

　　要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，最關(guān)鍵的是工業(yè)制造技術(shù)。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的必要條件，IT技術(shù)是充分條件，很多人認(rèn)為IT技術(shù)超過(guò)了工業(yè)制造技術(shù)，這種傾向我認(rèn)為是不對(duì)的。IT技術(shù)發(fā)展很快，但是要真正落到實(shí)處，還是要工業(yè)制造技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)。

　　關(guān)于CPS的概念，美國(guó)在2006年就提出來(lái)了。CPS應(yīng)用領(lǐng)域很多，軍事、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等等。最主要的領(lǐng)域是通訊、能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，制造業(yè)。德國(guó)人把CPS和生產(chǎn)聯(lián)系到了一起，這就是CPPS。

　　在橫向、縱向集成的工業(yè)通訊技術(shù)以及基于互聯(lián)互操作的設(shè)備集成的工業(yè)以太網(wǎng)的整合技術(shù)中，軟件技術(shù)非常重要，它需要面向分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，需要高效而可靠地模塊化。

　　MES在三大支柱中非常重要，從生產(chǎn)制造、工程技術(shù)、供應(yīng)鏈角度來(lái)看都是。現(xiàn)在，任何一個(gè)好的工廠，若能把三維軟件模型相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，我們就能得到全面的發(fā)展。

　　我們可以在每一個(gè)重要環(huán)節(jié)中把相應(yīng)的軟件進(jìn)行標(biāo)識(shí)，通過(guò)三維軟件模擬工廠制造產(chǎn)品，可以模擬從設(shè)計(jì)到制造的各種環(huán)節(jié)。

　　先進(jìn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)環(huán)境對(duì)MES提出了新的要求，企業(yè)面臨不斷變化的新環(huán)境，其信息的實(shí)時(shí)性和同步性也在增強(qiáng)，其對(duì)MES要求不斷在變化。

　　我們可以發(fā)現(xiàn)，從1990年的第一代MES，到由各種應(yīng)用軟件整合形成的第二代MES，到第三代納入到運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的MES，再到成為制造運(yùn)營(yíng)管理基礎(chǔ)的第四代MES。今天，各種軟件正在被高效地整合到一起，這就是MES的發(fā)展趨勢(shì)。

　　MES位于生產(chǎn)線和工廠前線，若要發(fā)展下去則必須把統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制、歷史趨勢(shì)、配方管理等納入到協(xié)同制造管理的范疇，從而進(jìn)入企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的領(lǐng)域，進(jìn)入到制造操作的管理平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)精益制造和企業(yè)控制等。

　　MES是一個(gè)基礎(chǔ)，更是核心。其他環(huán)節(jié)需要圍繞企業(yè)進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)企業(yè)的發(fā)展不斷變化。

　　這就是我們未來(lái)的制造業(yè)，我們必須從現(xiàn)在做起，找到投資少而效果大的生產(chǎn)方式，一步一個(gè)腳印地向前努力。