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    1  引言

    眾所周知，人是地球上進化最完善，功能最強大的生物。人體按構(gòu)成可以分成組織和器官，例如眼、耳、手、胃及腦等，由相關(guān)的組織和器官又組成若干個子系統(tǒng)，例如循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)等。大腦通過感官獲取信息，經(jīng)加工處理后發(fā)出執(zhí)行指令，指令通過神經(jīng)網(wǎng)絡傳遞到各系統(tǒng)的相關(guān)組織和器官，使之產(chǎn)生相應的動作。當肌體健康時，各部分的信息傳遞和動作是和諧、高速和準確的。例如，大腦想讓右手動作時不會變成左手動作。但是當某些組織和器官發(fā)生病變時，相應部位的動作將受到影響，而當大腦和神經(jīng)系統(tǒng)生病發(fā)生故障，導致信息傳遞中斷時，整個身體將會癱瘓，可見信息在人體的正常傳遞中起到至關(guān)重要的作用，否則，即使有十分強壯的四肢也無濟于事。

    我們再來看一個企業(yè)，會發(fā)現(xiàn)兩者之間結(jié)構(gòu)和功能上有驚人的相似性。一個企業(yè)的組織和器官就是機構(gòu)和設備等，而子系統(tǒng)即是人力資源、市場、技術(shù)、生產(chǎn)及維修等部門和設置。高層領(lǐng)導便是企業(yè)的大腦，他們從感官--終端設備獲取信息和數(shù)據(jù)，經(jīng)過評估和決策后，通過神經(jīng)網(wǎng)絡--信息系統(tǒng)傳遞到機構(gòu)和設備，使之產(chǎn)生相應的運作和行動。當企業(yè)健康時，各部分的信息傳遞和工作是協(xié)調(diào)、高效和能控的。例如想生產(chǎn)500噸A產(chǎn)品時不會出現(xiàn)很多廢品，更不會生產(chǎn)出B產(chǎn)品。但是當某些機構(gòu)和設備失職低效時，相關(guān)部分的運作將受到影響，而當高層領(lǐng)導決策失誤和信息系統(tǒng)發(fā)生故障導致信息傳遞中斷時，將使整個企業(yè)癱瘓甚至破產(chǎn)和倒閉，可見信息在企業(yè)的正常經(jīng)營中同樣起著至關(guān)重要的作用。否則，即使有十分先進的硬件設備也是徒然的。諸如很多處于困境的企業(yè)就有許多從國外引進的先進制造設備和計算機系統(tǒng)，但它們僅僅是一種擺設而已。以上所描述的主要是企業(yè)的信息流，它等價于人體的神經(jīng)系統(tǒng)。事實上，企業(yè)的物資流相當于人體的食物消化系統(tǒng)，企業(yè)的資金流類似于人體的血液循環(huán)系統(tǒng)，而企業(yè)的研發(fā)中心的功能和人體的生殖系統(tǒng)是一致的。

    由此可見，一個企業(yè)從結(jié)構(gòu)和功能上看就是一個人。一個經(jīng)營好的企業(yè)就是一個健康的人，一個虧損的企業(yè)就是一個生病的人，一個破產(chǎn)和倒閉的企業(yè)就是一個植物人甚至死人。顯然，象人類追求健康的生活一樣，企業(yè)也應將各部分有機地結(jié)合起來，力求健康地發(fā)展。

    2  企業(yè)的進化過程和目標

    由于計算機、網(wǎng)絡和控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，近三十年來自動化技術(shù)在企業(yè)的應用從內(nèi)涵到外延均發(fā)生了很大的變化，已經(jīng)從簡單的模擬儀表控制（單細胞）進化到目前的集分散式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）和企業(yè)資源計劃（ERP）等為一體的管控自動化（較復雜生命形態(tài)）。最后將發(fā)展到什么程度呢？可以設想，今后的發(fā)展將越來越象人的進化，日趨復雜化和信息化，并逐步接近理想的廣義智能機器人。

企業(yè)的發(fā)展和進化

    企業(yè)的發(fā)展和進化如圖1所示，70年代工業(yè)控制相對來說比較簡單，一般由儀表調(diào)節(jié)器完成。70年代中期推出DCS系統(tǒng)，在控制界引起了工業(yè)革命，在大部分流程行業(yè)非常流行。80年代DCS走向成熟，同時提出在裝置級做優(yōu)化控制，在石化行業(yè)裝置上作用特別明顯，這時MRP就不夠了，推出了MRPⅡ。90年代又進化了，仍然以DCS系統(tǒng)為主，但DCS功能更強大了，在90后期提出現(xiàn)場總線，這是一個重要概念，此時MRPⅡ已不能滿足要求，又形成了兩個概念，即MES和ERP，MES相當于生產(chǎn)車間計劃，使企業(yè)高層管理和底層生產(chǎn)結(jié)合起來，而ERP 是由MRPⅡ進化來的，變成供應鏈管理，作為企業(yè)既要考慮上家，同時也要考慮下家。到2000年后，工廠將會變成最底層智能控制并進一步分散，MES功能將逐步淡化，ERP功能會加強，企業(yè)將走向扁平化，改變管理概念，生命工廠將來變成跟人一樣。

    3  生命化的必然性

    達爾文進化論中的一個重要準則是適者生存，也就是說只有不斷改善和調(diào)整自身去適應外在的客觀環(huán)境，才有可能存活發(fā)展下去，否則將會被淘汰。當前的客觀環(huán)境日趨殘酷和競爭性。從經(jīng)濟的角度看，全世界幾乎沒有哪個角落是孤島，與外界完全隔絕，全球經(jīng)濟一體化已經(jīng)初見倪端，國家之間、企業(yè)之間幾乎是透明的，突然發(fā)現(xiàn)市場新大陸的幾率已經(jīng)很小。同時，幾乎所有的商品都供相對大于求，而且價格在不斷地下跌。面對這樣的環(huán)境，經(jīng)營管理企業(yè)要考慮的因素比以往任何時候都要多，其中最重要的是信息，不但有企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)信息，還要有市場及對手的信息等所有經(jīng)營所需的有效信息資源，也就是說要營造適合企業(yè)生存的良性生態(tài)環(huán)境，即將企業(yè)的生物鏈--供應鏈保持良性循環(huán)，和諧發(fā)展。

圖2  企業(yè)供應鏈形態(tài)

    企業(yè)供應鏈形態(tài)如圖2所示，有幾點需要說明的是，中間是企業(yè)本身，企業(yè)左邊是上家--供應，以前只發(fā)生兩個動作，一是商品從供應到企業(yè)，二是企業(yè)資金到供應，現(xiàn)在增加了供應和企業(yè)之間的實時信息交換。右邊是市場，以前企業(yè)把商品賣給供銷公司，供銷公司再賣給用戶，資金從市場到企業(yè)形成閉環(huán)，現(xiàn)在僅有這個閉環(huán)還不夠，企業(yè)要跟銷售公司連接起來，實時交換信息，隨時掌握市場情況，生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品，滿足用戶需求。聯(lián)盟是指當今企業(yè)社會化分工越來越細，如果不能做得最好就不要做，一個企業(yè)要形成良好的氛圍，在這個氛圍里，很多企業(yè)在為它支撐，這也是自動化進步的一個明顯特征，任何自動化公司并不什么都做，現(xiàn)在一般工控企業(yè)大型機、操作站、網(wǎng)絡設備、系統(tǒng)軟件等都不做了，而是去集成現(xiàn)成的產(chǎn)品或OEM方式產(chǎn)品，企業(yè)聯(lián)盟顯得越來越重要了。圖2中其它環(huán)境是指另外有些事物也會影響企業(yè)的經(jīng)營，而且往往還起很大的作用，它們也應納入到系統(tǒng)中。例如國家政策和政府導向作用就非常大，企業(yè)要有全面深入的研究，還有競爭對手的情況等。

    可見，任何企業(yè)都是供應鏈中的一個環(huán)節(jié)。目前很多企業(yè)人和管理是脫節(jié)的，管理和設備之間是脫節(jié)的，設備和工藝之間也不是十分科學。要想在經(jīng)營中立于不敗之地，就要使企業(yè)象一個有生命的健康的人一樣，不僅有正常的組織和器官，更重要的是保證有效的信息暢通無阻。因此，未來企業(yè)將越來越象有生命的肌體，我們不妨稱之為生命工廠。

    4  實現(xiàn)生命工廠的關(guān)鍵

    實現(xiàn)生命工廠，關(guān)鍵不是硬件，而是"軟件"，這里的軟件是指所有與企業(yè)經(jīng)營有關(guān)的信息及其傳輸加工，信息已成為企業(yè)生存和發(fā)展的決定性要素，因此生命工廠實施中的關(guān)鍵步驟是全廠信息化。在信息化中需要注意以下幾點：

    (1)  全面性 包括內(nèi)部生產(chǎn)管理信息，例如機構(gòu)與設備狀態(tài)信息、物料狀態(tài)信息、資金成本信息、人力資源信息及控制指令和反饋信息等；供應信息，例如庫存、價格、質(zhì)量和時間等；市場信息，例如客戶需求、潛在市場需求及新產(chǎn)品市場開發(fā)等。

    (2)  積累性 保存足夠多的歷史數(shù)據(jù)，以便為生產(chǎn)經(jīng)營做分析和診斷，并采用先進的統(tǒng)計分析工具對原始數(shù)據(jù)進行分析評估，獲得更高層次的經(jīng)驗和知識。

    (3)  非人性 實施扁平化管理，去掉車間管理之類的中間機構(gòu)，在信息的傳輸過程中盡量減少人的干預，以保證信息的準確性和實時性，為企業(yè)的正確決策服務。我們希望企業(yè)成為一個人，是希望成為一個純理性的人，而不希望它有人的非理性的方面，例如自私、狡詐、妒忌、懶惰和馬虎等，這些因素就象病菌一樣，會嚴重影響信息的健康。

    (4)  統(tǒng)一性 一個企業(yè)只能有一個決策中心（并非一個人），就象一個人只有一個大腦一樣，否則必將破壞整體的協(xié)調(diào)。

    一個比較完整的生命工廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，可以看出，原來企業(yè)的許多層次都沒有了。分廠管理和先進控制裝置這一層信息直接通到大腦中樞--管理決策中心，管理決策中心包括ERP、CRM（客戶關(guān)系管理）及統(tǒng)計分析工具等，把中層干部都歸到廠長辦公室，由經(jīng)營廠長用計算機直接管理，同時，把供應鏈也直接通到?jīng)Q策中心，由決策中心統(tǒng)一管理。由于信息不是一級一級中繼上去而是直接通上去，因此可以保證信息的實時性和準確性。此外，底層控制基本上都是分散的智能控制，即控制系統(tǒng)和工藝裝置是有機地結(jié)合在一起的，有自診斷系統(tǒng)，能自動報告設備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以便及時排除故障。

圖3  生命工廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    5  生命工廠的特征

    生命工廠是綜合運用自動控制技術(shù)、企業(yè)資源計劃技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和國際互連網(wǎng)（Internet）技術(shù)等手段，建立在豐富有效信息基礎上的健康、和諧、高效并且不斷改進的全自動化工廠。其顯著特點是管理和控制協(xié)調(diào)一體化，不僅生產(chǎn)過程實現(xiàn)了自動控制，人事、財務、物資實現(xiàn)了計算機化管理，而且在決策支持系統(tǒng)基礎上實現(xiàn)了高效科學的評估和決策，同時，利用國際互連網(wǎng)實現(xiàn)了網(wǎng)上銷售--電子商務。這樣的企業(yè)不僅有豐富的骨骼和肌肉，還有靈敏的神經(jīng)系統(tǒng)，就象一個健全的生物體一樣，能不斷地調(diào)整自己的狀態(tài)來適應環(huán)境的變化，使自身得到健康全面的發(fā)展，同時又不對環(huán)境造成破壞。

    在生命工廠中，人員相對來說是很少的。基本上只有三類人員：① 高層管理人員，對企業(yè)的發(fā)展方向和產(chǎn)品定位做出決策；② 高級技術(shù)人員，研究新工藝、新設備和新產(chǎn)品；③ 設備維護人員，對設備運行故障進行排除和修復，這類人員數(shù)量很少，因為不用他們盲目地去現(xiàn)場巡檢設備，設備發(fā)生故障后會通過無線收發(fā)裝置自動通知有關(guān)人員（類似于無線尋呼系統(tǒng)），而且如果故障在規(guī)定時間內(nèi)沒有被排除，系統(tǒng)將自動通知更高一層人員，起到自動監(jiān)督作用，可實現(xiàn)高效的"機管人"。

    在生命工廠中，由于有信息高速公路（企業(yè)局域網(wǎng)），不需要中間的管理核算環(huán)節(jié)，實行的是扁平化管理模式，"車間"之類的概念將不存在，當然"車間主任"也就"下崗"了，一般來說，他們將轉(zhuǎn)崗為高級技術(shù)人員或決策支持專家小組成員。由于生產(chǎn)過程控制的高度分散和普遍采用先進控制和智能控制技術(shù)，自動化程度和可靠性全面提高，大量的運行操作和監(jiān)控人員將會"過剩"，其中少量素質(zhì)高的人員將轉(zhuǎn)成設備維護人員。由于成本和利潤核算的高度分散化和自動化，很多工作在裝置級或子系統(tǒng)級即可自動完成，通常意義的"財務部"將會"瓦解"。由于信息和數(shù)據(jù)基本上由設備和網(wǎng)絡自動采集、輸入和傳送，這樣可保證數(shù)據(jù)的一致性和可靠性，減少人為因素造成的影響，以前許多用于錄入數(shù)據(jù)和在部門間傳遞數(shù)據(jù)和報表的"秘書助理類"人員將會"退役"。由于建立了自動化倉庫和物料配送系統(tǒng)及電子商務系統(tǒng)，進出庫和定貨等工作也將實現(xiàn)自動化，而且由于信息靈通，采購物資和銷售商品在運輸途中所處位置也可通過全球定位系統(tǒng)（GPS）動態(tài)地傳送到企業(yè)信息系統(tǒng)中，為生產(chǎn)調(diào)度提供及時的數(shù)據(jù)，這將導致原料和產(chǎn)品庫存進一步減少，傳統(tǒng)意義的庫房管理人員和銷售人員將會"失業(yè)"。

    從表面上看，生命工廠將導致大批人員"丟飯碗"，但實際上是把勞動力從體力勞動或準體力勞動中解放出來，讓他們從事需要高智力的腦力勞動或準腦力勞動。我們知道，人處理定性問題的能力非常強，而計算機處理定量重復問題的能力卻是人所不及的。生命工廠的目的就是充分發(fā)揮各要素的潛力，讓人、管理、控制、工藝和設備通過信息系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，使整個企業(yè)實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益和社會效益。

    6  實施實例

    對一個從事自動化事業(yè)的公司來說，一個主要目標是為眾多的企業(yè)提供高效生產(chǎn)經(jīng)營的全面解決方案，而不僅僅是提供局部的設備和措施，即按照"十五"規(guī)劃精神，將信息技術(shù)和主體產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合起來，創(chuàng)建一大批生命工廠，為國民經(jīng)濟做出重大貢獻。北京和利時公司目前正在和中國最大的青霉素生產(chǎn)企業(yè)--華北制藥集團倍達制藥公司合作實施這樣的工程。

    該企業(yè)在底層實施設備和裝置的分散現(xiàn)場總線控制和優(yōu)化控制，上層對管理的各方面全面實施企業(yè)資源計劃，并且控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫連接，通過網(wǎng)絡直接交換數(shù)據(jù)，避免了人的干擾。高層實施決策支持系統(tǒng)，為企業(yè)經(jīng)營的分析、評估和決策提供依據(jù)。無線監(jiān)控和電子商務等正在實施和完善中。該企業(yè)實施生命工廠工程以來，到目前為止人員已經(jīng)減少了2/3，但利稅卻有了大幅度的提高，取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。相信隨著工程的深入進行，該工廠將進化得更加完善。

    7  結(jié)語

    充分獲取和利用有效信息，不斷增強企業(yè)的"生命"力，使企業(yè)供應鏈實現(xiàn)良性循環(huán)，是企業(yè)的必由之路。

    作者簡介：

    王常力，男，1963年生，1988年獲英國Lancaster大學博士學位，高級工程師，中國自動化學會常務理事，現(xiàn)任華北計算機系統(tǒng)工程研究所（信息產(chǎn)業(yè)部電子第六研究所）所長，同時任北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司總裁。

    熊強，男，1964年生，碩士，高級工程師，研究方向為智能控制及管控一體化。