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　　當前，我國正處于擴大內需、加快基礎設施建設和產業轉型升級的關鍵時期，制造業必須抓住機遇，采取有效措施，加快產業結構調整，推動產業優化升級，加強技術創新，促進制造業持續穩定發展，為經濟平穩較快發展做出貢獻。

　　為持續推進兩化融合，促進制造產業優化升級與增效，由中國自動化學會儀表與裝置專業委員會、中國電子工業標準技術協會企業信息化標準工作委員會舉辦的“第十一屆MES(制造執行系統)開發與應用專題研討會”以“有特色的技術，有特色的應用”為主題，于今年11月8日“2012年中國國際工業博覽會——工業自動化展”期間，在上海新國際博覽中心召開。本次研討會受到業界的積極關注，吸引了以企業、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會常務理事任德祥教授，中國自動化學會理事、中國自動化學會儀表與裝置專業委員會主任委員范鎧教授主持，先后由中國自動化學會儀表與裝置專業委員會、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，現場反響熱烈，許多與會嘉賓紛紛贊揚：通過這次研討會，進一步清晰了制造業對兩化融合的需求，明確了MES在流程與離散行業應用的特點以及在實施和應用過程中碰到的問題與解決方法，實用性與啟發性較強，為開拓眼界、打開思路，推動MES技術的發展和拓展其應用起了積極作用。

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

    ①MES發展現狀簡述。目前我國大多數制造企業利潤在5%以下，且面臨市場競爭的巨大壓力，而制造企業轉型又面臨主要是企業內部管理跟不上、制造現場不透明等困難，新的經營環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、業務系統同步、關鍵性能指標控制、外協制造進展情況隨時掌握等，為此需要構建實時化、可視化、敏捷化的MES。目前MES在國內外發展的總體狀況是：在發達國家，MES被認為與ERP同等重要；在我國，目前應用MES的企業多集中在自動化程度較高的流程行業，離散等行業因沒有數據來源，應用較少。我國MES發展目前主要的問題是：MES體系不完整，標準不完善；產品成熟度還不夠；底層基礎自動化程度不高影響了MES的應用效果；智能化程度不高，現有MES大多只提供了一個替代經驗管理方式的系統平臺，沒有建立面向產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設備資源，缺乏通過智能傳感器、虛擬仿真、智能優化模型庫等對千變萬化的制造過程進行優化調控的手段。

    ②新需求與MES。現在制造企業的需求已遠遠超過對傳統MES應用的要求。例如，如將安全生產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要素統籌安排等，諸如此類要求和變化今后還會不斷出現。但制造企業在解決新需求時會面臨許多難題，例如制造企業在構建企業信息系統的各個層次時會采用不同廠家的軟件與硬件，在構建MES應用系統時，如何滿足網絡化、集成化和協同化成為最大的難題。現在業內一些領先的廠商開始著手建立由ARC咨詢集團提出的運營管理平臺(OMP)來解決這些問題，通過搭建OMP把MES系統內部所有功能模塊和MES與企業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的核心是協同；其基本特征是：車間與企業之間的運營互連，可視化的統一數據界面，系統規模的可伸縮性；其技術架構是一個基于面向服務的體系結構(SOA)。OMP可以規范和統一多種工廠IT軟件的環境，并給企業帶來很多效益。叢教授還例舉了服裝制造產業實施OMP的案例，簡述了制造運營管理(MOM)和運營管理的IT綜合方法。

    ③MES將成為智能制造的核心與關鍵環節。20年來，MES系統的結構是在持續演進的，例如以前是傳統的MES，當今MES已納入OMP平臺，未來MES將是制造運營管理(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)是一種由智能機和人類專家共同組成的人機一體化智能系統。智能制造的核心技術包括基于知識的、基于優化的、基于指標的、基于數據的MES。這樣，就能使目前的MES智能化，使企業效益進一步提高。我國工業和信息化部每年通過發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新能力為重點，促進國民經濟六大重點領域的示范應用推廣。所以，實現智能制造是MES的發展方向。

　　西門子(中國)有限公司戚鋒博士介紹《西門子數字化工廠助力產業升級》。他重點闡述：①數字化工廠。其理念的核心是創新、協同，內容包含數字工程(即通過虛擬制造技術對生產過程仿真，來提前解決實際生產中可能出現的問題，利用計算機技術優化實際生產過程，以及整個生產系統的性能)和未來工廠(這依賴于集成系統、自動化以及強大的信息網絡技術)。由于數字化工廠實現了制造過程的數字化、信息化與自動化，不僅大大提高制造的精度與效率，而且能夠縮短產品開發時間，努力實現產品一次開發成功。數字化、信息化與自動化的整體協同，將最終實現工廠的智能化，提高企業的市場競爭力。數字化工廠的理念及技術，西門子曾在本公司某一工廠里實踐，以追求最佳與完美，應用結果取得計劃編制、工藝標準下達、生產過程時間縮短，質量信息得到實時反饋，減少庫存資金占用等效果。②如何實現數字化工廠。最重要的是要實現產品設計，工藝設計、生產制造、服務維護的閉環營運，并通過共享一個數據庫使生產各個環節得到優化。現在西門子的軟件產品已經有覆蓋產品全生命周期的能力，特別是西門子的MES(SIMATICIT)是數字化工廠的依托，可覆蓋生產制造層面各個角落，通過研發、生產與制造智能之間的高度協同，無縫集成，構建企業的數字化工廠。③數字化工廠的典型應用。如從事航空產業的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《控制閥制造執行系統的設計與分析》報告中，闡述離散制造企業先天的離散制造環境，約束著離散制造的批量與效率。離散制造要像流程工業“流”起來，就必須開發新的因果關系構建MES，消除人為的離散性、挖掘科學的連續性，提升離散制造的過程水平。他指出，離散制造企業向流程工業企業學習，應變開環為閉環，在總體離散制造環境中，開發出局部的連續制造過程。具體而言，在計劃層與制造設備之間，增加制造過程，實現基于多時間分辨率的“再計劃”、“再指令”的總體協同、局部連續的制造模式。這種由原來的逐層管控，改造為“遞階分布式”的計劃、協調、管控模式會遇到很多問題，如首先是產品復雜，吳忠儀表廠生產的常用控制閥涉及100多個產品系列，近千萬個品種規格；其次是制造工藝復雜，制造工藝的并行性、重入性很強。解決這些問題關鍵是要實施并行工程，其目的是追求總體上最省時間、最有效率、最少浪費。并行得當才能提高效率，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，重入的次數要少、工序間的交互要少。并行工程的關鍵要素，既不是機器的同時開動，也不是物料的同時到達，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，唯一的辦法是實施控制閥制造執行系統，依靠兩化融合，追求并行與協同。“并行 協同”是離散制造業MES的精髓，其實現的基礎是要充分發揮信息系統、產品設計、車間作業、計劃、調度等人員的作用；其實現方法是進行“軟”實時控制；其資源變量是時間分辨率(制造計劃層、調度層、車間執行—反饋層的時間分辨率分別為周、月，日，小時、分鐘)；其控制技術是“反饋 前饋”；其實施對象是工序管理點。這些，也是我們離散制造企業對MES的需求。談到控制閥制造執行系統設計，他說明吳忠儀表廠的控制閥產品采用的是多品種、中小批量、單件定制與成批生產相結合的制造模式，企業最關心的是什么時間生產什么，以及什么時間在生產什么，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ERP主計劃擴展而來的“高級計劃與排程”；扁平化則通過MES的“實時調度與協調”，與分布式執行制造指令的“車間實時作業排程”相鏈接，形成具有并行和并發機制的執行控制反饋機制，以此來簡化復雜的控制問題。總之，吳忠儀表廠的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在精細化工顯身手》為題材，講述了精細化工生產特點是：品種多、更新快；產品質量穩定，對產品要求純度高；既包括化學合成，還包括劑型加工和商品化；大多以間歇方式小批量生產；精密的工程技術。精細化工對MES的要求是：能提供全面的質量管理，詳細的工藝遠程管理，能提供生產計劃排產，能提供批生產管理以及安全監控等。具體應用案例如：某一精細化工廠主營業務為不飽和聚酯樹脂、苯乙烯、苯酐、加氫苯以及相關聯產品與副產品。項目系統模塊多；業務復雜；有批次與連續生產；采用DCS自動化基礎好等。系統規模：采集層有11套系統(DCS有9套)；實時數據庫，采集10000點；MES功能模塊有11個；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，有生產綜合自動化(含DCS、PLC，智能儀表，手工錄入)，生產數據中心(實時生產數據庫、關系數據庫)，生產管控平臺(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(生產與質量控制指標，生產成本分析，節能減排分析)，用戶整合(生產門戶)。其中，MES的總體功能為：實時監控，生產計劃，工藝管理，生產調度，庫存管理，質量管理，能源管理，設備儀表管理，生產統計，安全與環保管理。該項目實施后，經濟效益體現在增加安全、提高質量、節約能源、提高效率四方面。管理效益為整合企業資源，實現無紙化辦公；規范管理模式，提高管理水平，提升企業形象；提高員工素質；加快信息流動，提高信息資源的利用率；提高產品市場競爭能力。

　　上海寶信軟件公司王森總監著重介紹《面向中小制造企業的MES平臺開發與技術應用》。他敘述：寶信從2011年開始，著力面向中小企業MES的開發與應用。中小企業MES整體解決方案應滿足的需求是：完整的企業運營解決方案，滿足特定行業的個性化需求，功能靈活適應不斷增長的新需求，產品易用性好，整套系統可快速部署，產品總體擁有成本低。寶信MES技術平臺總體架構：從橫向看，包括項目實施指南及最佳實踐，開發標準及規范、組件、組件管理及系統監控以及MES集成開發平臺；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、數據庫、NoSQL、其他系統)，組件，客戶端代理/負載均衡，客戶端(瀏覽器、移動終端、RichClient)。中小企業MES技術重點要加強面向服務的技術架構；高效率，采用C 編制的業務邏輯運行效率(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。為適應不同企業的需求，MES解決方案采用MES標準產品與行業庫(MES客戶化軟件)相結合的技術，并引入核心技術——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控制；保證每層的編程語言一致性。實現分層機制的有效方法是應用集成開發平臺，進行工廠建模和業務建模。未來，寶信MES平臺技術的發展，將主要從“云計算”技術探索和應用和仿真技術應用兩方面進行。“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，為此需開發“云平臺”，它采用SaaS運營管理方式，支持“多租戶”管理、多種計費方式以及安全管理。未來寶信的MES產品要有仿真，仿真的目的：如板坯庫仿真，可實現對板坯庫存儲和物流能力進行評測，對運作計劃進行驗證和評價，對不同的設計方案、不同的動作計劃進行分析對比，結合人機交互對板坯庫的動作進行計劃排程，達到動作實施周期縮短。

　　寶鋼中央研究院吳建鋒教授圍繞《精益生產中過程控制面監的問題與對策》詳述了由于鐵礦石漲價，市場競爭的激烈，寶鋼原先的優勢已不復存在，為降低成本，進行綠色制造，寶鋼需要進行高精度過程控制的精益生產。寶鋼熱軋精益生產過程控制的關鍵是：鋼材溫度、組織成份、尺寸、形狀、表面與內在質量。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，也是決定熱軋領域綠色制造水平的關鍵。為了進行精益生產，熱軋過程控制面臨的新問題很多，如工藝路徑的變化，產品設計的需質量控制要求，以及過程控制難點。針對上述問題，精益生產中采取的對策是：憑借對冷卻系統技術的全面掌握，以不斷實現產品目標；冷卻模型的精益控制，為產品試制提供便利；模型數據處理與分析，為產品質量穩定提供服務；針對更高冷速需求，模型對厚板冷卻設備能力進行了量化分析等。通過這些措施釋放設備的最大冷卻能力，穩定流量與壓力控制，優化響應時間，提高模型設定精度，實現奪取板軋后的多目標控制，以提高生產節奏，降低生產成本。

　　三、效果與反響

　　①反響強烈：七位專家從不同行業、不同側面介紹了MES的特色技術和特色應用，講述內容極具知識性、實用性、前瞻性。不少代表說：參加這次會議，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會與寶信有關專家的見解，演講內容全面有深度，使人增長知識，開闊眼界。有的代表敬佩陶錚先生的報告，認為像他這樣清晰、專業地分析離散制造企業的特點、需求與對MES系統設計的構想，還是第一次聽到。

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

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