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制造業(yè)是我國國民經濟的支柱產業(yè)，也是推動工業(yè)化的原動力，現(xiàn)代制造業(yè)已經并且正在深刻地改變著人們的生產方式甚至生活方式。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展以及勞動力、原材料、能源成本飛漲，“中國制造”開始面臨巨大的機遇與挑戰(zhàn)，利用自動化和信息化手段改進制造過程、尋求產業(yè)升級已經成為了企業(yè)管理者的普遍共識。對于企業(yè)而言，工廠底層自動化設備和上層的信息系統(tǒng)間如何進行數(shù)據(jù)交互、車間底層如何進行關鍵數(shù)據(jù)采集、如何避免制造過程信息的真實性差異成為了制造企業(yè)面臨轉型升級時的首要問題。2014年10月27日，記者采訪了研華（中國）公司工業(yè)自動化事業(yè)群總經理蔡奇男，就云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術為制造業(yè)帶來的革新、制造企業(yè)自動化系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的融合、車間數(shù)據(jù)的采集管理等問題進行了分析與介紹，為企業(yè)在智能工廠解決方案建設實施上帶來新的思考。

圖1 研華（中國）公司工業(yè)自動化事業(yè)群總經理蔡奇男

信息融合裂谷：企業(yè)生產信息系統(tǒng)各自為陣

目前，云計算、大數(shù)據(jù)、移動應用等新興技術正在悄無聲息的改變企業(yè)的生產運行方式。蔡總認為傳統(tǒng)條件下依靠人工傳遞數(shù)據(jù)和被動的生產線監(jiān)測模式已經不能適應時代發(fā)展，特別是當企業(yè)形成一定規(guī)模后，在行業(yè)競爭不斷加劇的大環(huán)境下，制造業(yè)需要建設管理精細化、作業(yè)移動化、生產協(xié)作化的智能工廠解決方案，不斷提高在質量保障、快速制造、快速檢測響應以及快速重組等方面的要求。蔡總認為所謂智能工廠不單單只是關注底層的自動化設備，更需要注重信息化的建設，讓底層設備與上層的信息系統(tǒng)相融合，達到數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)間的交互與響應。對此蔡總舉了一個形象的例子：研華此前有個模具行業(yè)的客戶，突然一段時間生產的產品總是出現(xiàn)質量問題，后來經過多方排查才發(fā)現(xiàn)原來是某條生產線電路板溫度過高導致生產線焊接工藝不牢固，從而使整條線產品質量低下。盡管該廠制造設備屬于自動化，但設備與上層管理之間出現(xiàn)信息傳遞裂谷，信息沒有及時反饋導致了整批產品的質量問題。

由此可見，企業(yè)管理層到車間層特別是車間設備層的信息交互普遍存在著困難，一方面車間設備層的重要信息難于采集和上傳，無法達到對生產過程的監(jiān)控。另一方面上層系統(tǒng)難以深入到車間和設備層，從而影響管理信息系統(tǒng)的準確運行，使動態(tài)信息成為脫離實際的無源之水難于及時下達，從而使整個企業(yè)信息化難以產生更大的效益。蔡總總結現(xiàn)在制造企業(yè)信息化往往存在著以下難點：

生產過程不可視：主要體現(xiàn)在不能實時了解生產現(xiàn)場中在制品、人員、設備、物料等制造資源和加工任務狀態(tài)的動態(tài)變化。

生產過程復雜關鍵數(shù)據(jù)難采集：由于產品結構和加工工藝的復雜性，造成生產過程中包含了高溫、高壓、高輻射等一系列惡劣條件，生產環(huán)境復雜多變使關鍵數(shù)據(jù)難以準確采集。

現(xiàn)場總線標準不統(tǒng)一：伴隨著企業(yè)不斷發(fā)展，企業(yè)總線使用上出現(xiàn)“八國聯(lián)軍”，不同國家不同廠商的生產總線無法統(tǒng)一，數(shù)據(jù)信息傳遞出現(xiàn)障礙。

制造過程信息的真實性差：現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息過多依賴人工錄入，增加了出錯的機率。

上述特點反映了制造企業(yè)迫切需要對制造過程進行信息化與自動化的融合，從而建立一個完整高效的智能工廠解決方案。而智能工廠的首要任務就是對企業(yè)自動化和信息化的整合，通過數(shù)據(jù)采集及其分析處理系統(tǒng)，將車間的各種數(shù)據(jù)完整實時的采集到車間數(shù)據(jù)庫中，并將車間生產的信息實時準確的反饋到車間的管理層，加強管理人員對車間生產現(xiàn)場的監(jiān)控和管理，并為企業(yè)管理人員制定生產計劃提供依據(jù)。

研華智慧工廠：打通信息化與自動化的任督二脈

對于研華而言，經過三十多年的經驗積累，研華集成了智能工廠的各個模塊，包括數(shù)據(jù)采集、工業(yè)通訊、嵌入式機器人、I/O板卡高速采集運動控制、人機界面、工控機以及上層軟件七大部分，為企業(yè)構建一個完整的智慧工廠解決方案，兼?zhèn)湓O施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，建設一個高效、節(jié)能的智能工廠。

圖2 研華智能化工廠整體架構

蔡總認為目前制造企業(yè)單純的對底層自動化設備進行置換升級已不再適用，取而代之的是融合了采集卡、傳感器、軟件和數(shù)字用戶界面的復雜系統(tǒng)。此外，企業(yè)生產的產品將由單品向集成化靠攏，乃至連向云端。當智能硬件連向云端時，位于云端的數(shù)字組件將延展智能硬件的各項功能，并能加速服務，促進產品迭代創(chuàng)新。

現(xiàn)代制造模式以生產效率、產品質量、生產成本等作為衡量企業(yè)制造能力和水平的主要標志，然而由于企業(yè)規(guī)模擴大、技術改造深入和市場競爭加快，造成具有多源異構性、形式多樣性、復雜多變性等特征的車間制造過程信息急劇膨脹，再加上傳統(tǒng)的企業(yè)管理系統(tǒng)無法精細控制到流程復雜、信息紛亂的車間制造過程使得企業(yè)管理層難以準確掌握生產現(xiàn)場的實時情況。蔡總介紹研華之前一家客戶最初創(chuàng)始人僅以2000元作為初始資金辦廠起家，前期憑借良好的工藝得到了市場的迅速擴大，購買者也對產品十分放心。然而隨著企業(yè)不斷發(fā)展工藝水準反而有所下降，最后無奈找到研華，經過總結后發(fā)現(xiàn)企業(yè)規(guī)模膨脹后的信息化與自動化裂谷使整個產線紛亂無章，要知道現(xiàn)代制造企業(yè)的管理信息系統(tǒng)都是建立在自身的復雜性之上，而制造車間作為最重要的信息源頭，存在著大量的無序、冗余、殘缺、異構信息，要想克服他們之間存在的信息交互的鴻溝，這就對車間制造過程信息的自動化和信息化提出了更高的要求，需要對車間制造過程的集成性和企業(yè)信息系統(tǒng)的交互性方面進行提升。蔡總介紹通過實施研華WebAccess平臺，使該企業(yè)可以快速的整合監(jiān)測信息化相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)管控的一體化，輕松實現(xiàn)遠程維護，靈活的拓展架構，降低供熱自動化控制設備的采購成本。

圖3 研華WebAccess整合生產信息及控制器狀態(tài)

在蔡總看來，由于各個行業(yè)屬性的不同，對智能工廠的建設架構也不盡相同，比如流程行業(yè)的自動化程度往往較高，因此其數(shù)據(jù)采集工具多嵌入在自動化設備中，與系統(tǒng)緊密相連的大部分數(shù)據(jù)和運營管控相關的數(shù)據(jù)會流入到ERP中，其他與生產執(zhí)行相關的數(shù)據(jù)則主要導入到MES系統(tǒng)中。相比較之下，離散企業(yè)的車間管理過程更為復雜，離散行業(yè)面臨著生產計劃難以預測、產品工藝流程差異大、設備自動化水平較低、現(xiàn)場單據(jù)多、作業(yè)繁瑣、不易掌控等特點，這就導致了企業(yè)需要首先對包括生產進度信息、物料信息、加工信息進行獨立的采集。蔡總介紹研華行業(yè)客戶的信息系統(tǒng)由其行業(yè)合作伙伴特性所決定，以行業(yè)為界定區(qū)分建立不同的智能工廠建設標準。例如對于離散的軍工企業(yè)而言，由于它的計劃生產模式，安全、進度和質量就成為它在整個信息系統(tǒng)中最為重要的指標，研華會加強在此方面的數(shù)據(jù)采集力度，提供行業(yè)個性鮮明的智慧工廠解決方案。

內外兼修：搭建物聯(lián)產業(yè)聯(lián)盟共贏生態(tài)圈

談及智慧工廠的發(fā)展趨勢，蔡總認為當智慧工廠在制造業(yè)深化應用后，智能工業(yè)將對傳統(tǒng)制造業(yè)進行重新定義，人、應用系統(tǒng)、自動化設備將以前所未有的形式聯(lián)接并構成一個新的網絡化制造時代，成為企業(yè)創(chuàng)造新價值的競爭源動力。通過將智能機器間的連接并最終將人機連接，結合軟件和大數(shù)據(jù)分析，重構全球工業(yè)，激發(fā)生產力，提升生產效率。在這種新的模式下，智慧工廠將迅速滲透到制造業(yè)研發(fā)、生產、銷售乃至服務各個環(huán)節(jié)。

就研華自身而言，隨著制造業(yè)整個產業(yè)鏈的關系越來越緊密，并呈現(xiàn)出服務化和聚合的趨勢。未來研華一方面將不斷積累自身優(yōu)勢集成至智能工廠的各個模塊，為企業(yè)構建一個融合自動化與信息化的完整智能工廠解決方案；另一方面研華將加強與中國移動、英特爾、微軟等產業(yè)鏈廠商合作，構建物聯(lián)產業(yè)應用聯(lián)盟共贏生態(tài)圈。在基于“智慧地球”的品牌戰(zhàn)略下，研華將對人、應用系統(tǒng)、機器和所有的傳感設備無縫連接，為包括移動辦公、節(jié)能減排、物流供應、安全生產、智能控制等提供全方位的運營革新，加快企業(yè)生產流程的節(jié)奏和優(yōu)化速度，推動制造企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

后記

蔡總認為無論是云計算還是移動應用，亦或是物聯(lián)網和智慧工廠，一切新興技術及創(chuàng)新動力都應該來自于“提升客戶競爭力”為導向。當前，傳統(tǒng)制造業(yè)飛速變革，越來越多的企業(yè)面臨著信息化戰(zhàn)略的轉型升級，構建適合企業(yè)自身業(yè)務發(fā)展的信息化戰(zhàn)略體系是每個企業(yè)CIO最為關心的問題，而基于自動化和信息化融合的思維，研華智慧工廠發(fā)展和產業(yè)應用將具有廣闊的前景和難得的機遇。