一 信息技術(shù)
人類社會步入信息時代,信息技術(shù)的不斷發(fā)展給社會帶來很大變化。例如,現(xiàn)在一個手機芯片可比一根火柴還要小,這在幾年前還是不敢想象的。再如通信用光纖可比頭發(fā)絲還要細幾倍。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展也是如此,正像默耳定律所述,在過去30年中,一個集成電路芯片上可裝配的晶體管數(shù)量每12~18個月就增加1倍。然而,半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展給社會帶來的好處除技術(shù)創(chuàng)新外還有成本的下降,每兆存儲介質(zhì)的成本從1954年10000美元,降到1998年100美元,2000年更降到了10美元,到2004年只有3.5美元。同時,隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,Internet得到廣泛應(yīng)用。1990年,一條光纖每秒可傳輸10億比特的數(shù)據(jù)信息,2000年這個速率跳升到1萬億比特,提高了1千倍,這使互聯(lián)網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用,成為許多人、企業(yè)、社會生活中不可或缺的一部分。根據(jù)麥特可非定律,隨著使用網(wǎng)絡(luò)人數(shù)增加,網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的價值成正比增加,而網(wǎng)絡(luò)價值增長的速度比應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)人數(shù)增加的速度要快得多。因此信息技術(shù)已經(jīng)深深融入到每個人的工作、生活、每個企業(yè)的運作當(dāng)中。信息技術(shù)是人類社會發(fā)展的產(chǎn)物。
二 工業(yè)信息技術(shù)及自動化
工業(yè)自動化的發(fā)展隨著社會技術(shù)的進步,從理論研究、技術(shù)實現(xiàn)、工程應(yīng)用不斷發(fā)展、演變,經(jīng)歷了不同發(fā)展階段。20世紀60年代前,以經(jīng)典控制論為基礎(chǔ),開發(fā)并應(yīng)用了常規(guī)自動調(diào)節(jié)儀表,完成設(shè)備級的自動化,控制要求是安全平穩(wěn)、控制系統(tǒng)簡單獨立。60~80年代,以現(xiàn)代控制理論為指導(dǎo),大規(guī)模分散式控制系統(tǒng)得以應(yīng)用,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化,自動控制的要求是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。90年代以后,在控制理論應(yīng)用中出現(xiàn)了許多學(xué)科交叉、控制論、信息論、系統(tǒng)論、智能論、協(xié)同論等;新技術(shù)不斷出現(xiàn),控制系統(tǒng)都是以計算機網(wǎng)絡(luò)為核心的綜合自動化系統(tǒng),可以認為是工廠自動化、企業(yè)自動化、管理自動化,這些都是廣義自動化系統(tǒng)或綜合自動化系統(tǒng)對自動化的要求是滿足綜合性指標,如市場預(yù)測、快速響應(yīng)、柔性生產(chǎn)、創(chuàng)新管理、提高企業(yè)效率、增強企業(yè)市場競爭力。
自動化理論、系統(tǒng)的擴展,帶來了人們許多觀念的變化。傳統(tǒng)自動化目標是工廠全自動化、無人化的境界;而綜合自動化或廣義自動化,希望達到企業(yè)、系統(tǒng)和人的和諧統(tǒng)一,人包括企業(yè)的組織機構(gòu)是自動化的重要組成部分。企業(yè)內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、平臺、數(shù)據(jù)庫,要在遵循各種公開、開放的標準下,統(tǒng)一起來。自動化范圍也從傳統(tǒng)的僅僅考慮個體、設(shè)備、生產(chǎn)過程到全廠的目標、效益,包括企業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化、商業(yè)運作、供應(yīng)、客戶服務(wù)等。
隨著信息技術(shù)的不斷應(yīng)用,每個人都面對許多信息,這些信息大量的以不同形式,如紙張、照片、軟盤、光盤等,不同格式,如文本、CAD形式等,不同軟件平臺,存在于不同地點。對于生產(chǎn)管理者的挑戰(zhàn),是如何隨時隨地實時獲取管理者關(guān)心的合同情況、效益、成本、原材料消耗、生產(chǎn)報告、維修記錄、現(xiàn)場概貌等信息。而對于過程管理者的挑戰(zhàn),是如何將現(xiàn)場流程圖、報警信息、產(chǎn)品資料、維修記錄、生產(chǎn)報告、標準操作規(guī)程等信息實時組合,以分析過程狀態(tài),保證生產(chǎn)計劃的實施與生產(chǎn)任務(wù)的完成。對于設(shè)備管理者來講,其挑戰(zhàn)是確保設(shè)備利用率,他關(guān)心的是如何獲取報警信息、控制邏輯、現(xiàn)場狀態(tài)、產(chǎn)品資料功能描述、倉庫狀態(tài)、動態(tài)支出等信息,利用這些信息進行預(yù)測性維護,資產(chǎn)優(yōu)化。企業(yè)生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品,企業(yè)的營銷市場部門則對生產(chǎn)訂單、生產(chǎn)日程表、產(chǎn)品描述、質(zhì)量報告以及市場的股價來評定最終產(chǎn)品價值、競爭性及市場策略。所有以上這些信息在企業(yè)中都是存在的,而人們所追求的是,在正確的時間,正確的地點,為適合的人提供正確的實時的信息。
事實上工業(yè)企業(yè)的信息集成也經(jīng)歷了不同的階段。企業(yè)中的信息管理可分為:關(guān)系管理、企業(yè)管理、工廠管理、自動化和控制不同層次。90年代,自動化控制依然是傳統(tǒng)的控制及儀表系統(tǒng),工廠管理系統(tǒng)是離線的報表系統(tǒng),企業(yè)管理也是一樣,關(guān)系管理則存在多種不同的軟件平臺。到了21世紀,整個信息管理已出現(xiàn)了松散型的集成。自動化控制已融入了部分管理功能,工廠管理和企業(yè)管理合并為一體形成業(yè)務(wù)流程管理,而關(guān)系管理則形成電子商務(wù)集成模式。現(xiàn)在的工業(yè)企業(yè)的信息集成已經(jīng)到了將業(yè)務(wù)運作和過程控制一體化的時代,即IndustrialIT時代。
面對信息應(yīng)用的種種挑戰(zhàn),ABB在全球注冊的IndustrialIT的專利技術(shù)――屬性對象技術(shù),能解決上述難題。首先將企業(yè)中的全部信息按照設(shè)備對象進行分類,并加以組合。這些對象可以是設(shè)備,如機器人、閥門、變送器、開關(guān)、電機或傳動設(shè)備等,也可以是工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品、汽車、甚至電力,還可以是無形的物體、銷售定單或加工產(chǎn)品質(zhì)量,或某一產(chǎn)品的加工秘決。對于每一個對象與之相聯(lián)系的是它的屬性,即相關(guān)信息,舉一個簡單例子:在操作屏幕上對于閥門對象按鼠標右鍵,屏幕上會出現(xiàn)一個菜單,顯示了所有與該對象相關(guān)的屬性,這些屬性即信息可以包括設(shè)計圖紙、控制圖、維修保養(yǎng)記錄、位置圖、質(zhì)量信息、操作手冊等。選擇所需的屬性就馬上得到所需的屬性,屬性的形成雖是多種多樣,如Word、Excel、Acrobet、ACAD、Database等。使用者不必關(guān)心系統(tǒng)如何連接這些應(yīng)用,都是自動實現(xiàn)的。
屬性對象技術(shù)解決了信息的組織、結(jié)構(gòu)和存儲問題,而信息的無縫組合靠ABB的“即接入即生產(chǎn)”方式實現(xiàn)信息的組合集成。現(xiàn)今工業(yè)過程控制的趨勢是現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,它已使通常大家認為的設(shè)備從單點信號設(shè)備變成了智能設(shè)備。總線上傳送的信息不再僅僅是測量點的過程值,而是智能設(shè)備中存在的所有種類的信息。智能設(shè)備本身具有許多功能,包括控制功能,有自己的數(shù)據(jù)庫,它已成為整個控制系統(tǒng)的一部分,現(xiàn)場總線技術(shù)的最大好處,除了滿足過程控制外,就是對資產(chǎn)管理,設(shè)備維護真正計算機化提供了現(xiàn)實的基礎(chǔ)。工業(yè)信息技術(shù)平臺集成各種標準的現(xiàn)場總線技術(shù)。同時"即接入即生產(chǎn)"技術(shù)(plug and produce)使ABB工業(yè)信息技術(shù)平臺信息集成更容易。利用IT行業(yè)中“即插即用”(plug and play)的概念,如買打印機不必知道是哪一家生產(chǎn)的,因為打印機提供一個驅(qū)動軟件,安裝在Windows環(huán)境下,就可以打印資料,ABB工業(yè)信息技術(shù)平臺,以類似的概念應(yīng)用于系統(tǒng)集成設(shè)備,對所有設(shè)備提供符合工業(yè)信息技術(shù)標準的屬性信息,以CD形式,它包括所有與設(shè)備相關(guān)的屬性,可能是說明書、工程圖、通信軟件等。若將此設(shè)備集成到工業(yè)信息技術(shù)平臺中,只須將此CD導(dǎo)入到平臺中,該設(shè)備就自動融入整個工業(yè)信息技術(shù)平臺中,實現(xiàn)“即接入即生產(chǎn)”。工業(yè)信息技術(shù)認證過程,保證集成到工業(yè)信息技術(shù)平臺的產(chǎn)品,兼容、可靠、穩(wěn)定。
同時IndustrialIT應(yīng)用了公認的標準應(yīng)用技術(shù)。系統(tǒng)的操作平臺用Windows2000或WindowsXP;圖形處理技術(shù)用ActiveX;控制器的控制層網(wǎng)絡(luò)用以太網(wǎng)TCP/IP;控制器的編程方式符合IEC61131-3標準,與操作層的通信協(xié)議為OPC標準。現(xiàn)場設(shè)備集成,可滿足Profibus、FF、Hart、Lonworks,給用戶以選擇不同類型設(shè)備的自由。同時應(yīng)用FDT/DTM標準,使設(shè)備集成更方便。在不同行業(yè)認證中,工業(yè)信息技術(shù)平臺,也通過了安全系統(tǒng),船用系統(tǒng),環(huán)境保護,食品及藥品認證(FDA)。由于符合各類工業(yè)、行業(yè)的標準,工業(yè)信息技術(shù)平臺,有無可比擬的開放性,適用性、兼容性。
三 工業(yè)信息技術(shù)和管理自動化
工廠自動化的發(fā)展和演變也推動了工業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。上世紀80、90年代工廠自動化追求高質(zhì)量,低消耗,以及業(yè)務(wù)流程重組。90年代初已經(jīng)在企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用ERP系統(tǒng)來處理企業(yè)內(nèi)部不同部門、車間的資源調(diào)度。90年代末,隨著大規(guī)模生產(chǎn)擴充,解決復(fù)雜的供求關(guān)系,穩(wěn)定生產(chǎn),降低風(fēng)險節(jié)約資源,供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)應(yīng)運而生。隨著供應(yīng)鏈管理及Internet的發(fā)展,電子商務(wù)已經(jīng)開始在工廠自動化中顯露,用以處理公司、企業(yè)內(nèi)部以及公司與公司之間,企業(yè)與企業(yè)之間的業(yè)務(wù)交互。由于企業(yè)或公司內(nèi)部已經(jīng)存在了許多不同管理系統(tǒng),如CRM用戶關(guān)系管理系統(tǒng),APS先進計劃調(diào)度系統(tǒng)、SCM供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、PLM產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)等。管理者為了綜合所有企業(yè)實時信息,從而進行分析、判斷、決策。CPM協(xié)同制造管理系統(tǒng)被一些先進企業(yè)采用,其主要目的是為了促進和管理整個公司業(yè)務(wù)流程。
對于自動化供應(yīng)商,能否提供CPM協(xié)作制造管理系統(tǒng)能力,無疑代表其在自動化領(lǐng)域的水平。根據(jù)ARC的市場調(diào)查,2003年全球CPM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)額高達11億美金,預(yù)計到2008年會增加至19億美金,年平均增長11.1%。ABB公司的IndustrialIT為很多優(yōu)秀企業(yè)提供的CPM協(xié)作制造管理系統(tǒng)的軟件及服務(wù)。根據(jù)ARC的報告,ABB在CPM市場份額中列第一位,占市場總額的15.2%。
生產(chǎn)管理自動化即CPM的引入是由用戶需求、市場的演變、技術(shù)的發(fā)展以及環(huán)境因素所推動而產(chǎn)生的。用戶要求交貨期越來越短,而且用戶希望了解并掌握訂單的生產(chǎn)狀態(tài);而企業(yè)從前以產(chǎn)量為主,轉(zhuǎn)向按需求生產(chǎn),提高效率;市場上新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),競爭日益加劇,企業(yè)需要靈活的市場應(yīng)對措施,以保證企業(yè)的競爭優(yōu)勢,以上這些要求需要生產(chǎn)管理的自動化。21世紀技術(shù)的迅猛發(fā)展,Internet的應(yīng)用已經(jīng)普及千家萬戶,也被廣泛應(yīng)用到企業(yè)內(nèi)部,而企業(yè)內(nèi)部各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng),產(chǎn)生了大量的信息。對于信息的整合和處理,即怎樣從大量的信息中過濾、汲取、生成有價值的信息作為業(yè)務(wù)判斷的依據(jù),是眾多廠方急待解決的問題。同時軟件技術(shù)的標準化為平臺統(tǒng)一、信息整合提供了可靠的保障。股東或投資人對投資回報的更高追求,使企業(yè)必須使其生產(chǎn)管理智能化,以追求效益最大化。這些因素,促使企業(yè)必然走向生產(chǎn)管理自動化。
生產(chǎn)管理自動化的目標之一是使企業(yè)實現(xiàn)實時生產(chǎn)狀態(tài)控制,實時進行生產(chǎn)過程性能、效能評估,并實現(xiàn)實時生產(chǎn)的可追蹤、可預(yù)測、可控制性。滿足生產(chǎn)管理自動化需要具備以下功能:
(1)生產(chǎn)量計劃編制,工作分配系統(tǒng)。
(2)詳細生產(chǎn)時序安排系統(tǒng)。
(3)生產(chǎn)資源管理系統(tǒng)。
(4)產(chǎn)品定義管理系統(tǒng)。
(5)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。
(6)生產(chǎn)資料收集系統(tǒng)。
(7)生產(chǎn)跟蹤系統(tǒng)。
(8)生產(chǎn)績效分析系統(tǒng)。
(9)維護運行系統(tǒng)。
(10)質(zhì)量保證系統(tǒng)。
(11)庫存操作系統(tǒng)。
(12)庫存操作/傳遞跟蹤系統(tǒng)。
(13)安全管理系統(tǒng)。
(14)配置管理系統(tǒng)。
(15)文件管理系統(tǒng)。
(16)工廠數(shù)據(jù)模型/工廠數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
(17)產(chǎn)品成本/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
(18)客戶訂單管理系統(tǒng)。
ABB工業(yè)信息技術(shù)平臺根據(jù)用戶的需求,遵循市場變化,應(yīng)用先進技術(shù)等,符合軟件標準,并結(jié)合過程自動化解決方案,解決了企業(yè)實現(xiàn)信息集成、信息處理、信息應(yīng)用的難題,為生產(chǎn)管理自動化提供了先進的軟件平臺以及各種功能和系統(tǒng),無論ABB自動化產(chǎn)品系統(tǒng),還是第三方的或用戶自己開發(fā)的系統(tǒng)功能都能以屬性系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)無縫集成融合到工業(yè)信息技術(shù)平臺中去。