第一篇：工業(yè)4.0：企業(yè)MES系統(tǒng)選型及分析2015

工業(yè)4.0：企業(yè)MES系統(tǒng)選型及分析

目前中國的MES市場還處于起步階段。在鋼鐵，汽車、煙草等行業(yè)，MES應(yīng)用已取得一定成效，但在更多的行業(yè)中，MES的應(yīng)用價值體現(xiàn)仍不明顯。隨著信息技術(shù)在制造企業(yè)中的推廣與應(yīng)用，企業(yè)信息化日益得到重視，成為制造企業(yè)發(fā)展的必然。由于MES系統(tǒng)具有提高企業(yè)對生產(chǎn)全過程的監(jiān)督和控制能力，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，最大限度地幫助企業(yè)有效利用現(xiàn)有生產(chǎn)資源，對企業(yè)做到精細(xì)化管理，降低企業(yè)生產(chǎn)成本等明顯的優(yōu)勢，許多企業(yè)開始有選擇的實(shí)施應(yīng)用MES系統(tǒng)，但是，盲目的跟風(fēng)而不考慮企業(yè)自身情況，選擇了不適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)方式的MES系統(tǒng)，企業(yè)的生產(chǎn)效率得不到改善，甚至?xí)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)方式造成沖擊，導(dǎo)致MES成為“雞肋”。因此，本文將從MES選型開始，探討企業(yè)應(yīng)該如何選擇適合自己的MES系統(tǒng)，最終力求幫助企業(yè)最大化MES應(yīng)用效果。

1、企業(yè)車間生產(chǎn)管理所面臨的挑戰(zhàn)

生產(chǎn)車間管理是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的主戰(zhàn)場，在目前的激烈的市場競爭環(huán)境下，企業(yè)的車間生產(chǎn)管理也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)：

產(chǎn)品品種越來越多，產(chǎn)品生命周期縮短； 生產(chǎn)信息不透明，不能實(shí)時顯示生產(chǎn)狀態(tài)； 生產(chǎn)計(jì)劃變更頻繁，生產(chǎn)車間柔性得不到保證； 生產(chǎn)過程缺乏有效的防錯控制； 生產(chǎn)過程缺乏完整的追溯體系；

在產(chǎn)品的質(zhì)量控制上，不能及時發(fā)現(xiàn)和處理異常； 生產(chǎn)設(shè)備的使用狀況無法實(shí)時掌握，設(shè)備利用不均； 在日趨嚴(yán)重的成本壓力下，無法跟蹤實(shí)時成本。

已有許多企業(yè)認(rèn)識到信息管理系統(tǒng)的重要性，ERP、MRPII等管理信息軟件已得到了較為廣泛的實(shí)施與應(yīng)用，先進(jìn)的數(shù)控裝備，生產(chǎn)設(shè)備等也已成為許多企業(yè)生產(chǎn)的主力。但在兩者之間，尚缺乏有效的配合，無法進(jìn)行良好的信息交互，企業(yè)得不到生產(chǎn)狀況的實(shí)時反應(yīng)，對于不斷變更的市場需求無法快速響應(yīng)，同時，加工過程的信息不透明也成為導(dǎo)致生產(chǎn)效率得不到提高的重要原因之一。

2、MES概述

美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR(Advanced Manufacturing Research)將MES定義為“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”,它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)。

3、MES選型誤區(qū)

需求寬泛，缺乏針對性；

由于對MES理念和企業(yè)的實(shí)際業(yè)務(wù)缺乏一定的理解，企業(yè)在提出MES的需求時，往往比較寬泛，缺乏針對性，甚至將目標(biāo)與需求混為一談。例如，企業(yè)MES需求分析時往往會提出追溯管理的需求，但很多企業(yè)停留在，系統(tǒng)需要提供追溯管理的需求，好一點(diǎn)的企業(yè)進(jìn)一步細(xì)化到，要實(shí)現(xiàn)對原材料、產(chǎn)成品、生產(chǎn)操作過程、生產(chǎn)組織、過程質(zhì)量、過程工藝參數(shù)等的追溯。但由于具體的追溯流程、追溯機(jī)理等缺乏針對性的描述，為未來企業(yè)實(shí)施帶來隱患。

貪大求全，唯功能，不切實(shí)際；

不少企業(yè)在制定需求時，往往不看企業(yè)管理現(xiàn)狀及信息化應(yīng)用的情況，將MES中的很多高級功能提出來（例如車間生產(chǎn)高級排程等），好高騖遠(yuǎn)，不切實(shí)際。并不是說這些功能不需要，而是要在整體規(guī)劃的前提下分清輕重緩急，把握主要矛盾，解決重點(diǎn)問題，而不是眉毛胡子一把抓。

脫離ERP與自動化系統(tǒng)等，不考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成；

能考慮實(shí)施MES的企業(yè)，通常信息化都有一定的基礎(chǔ)，因此在考慮需求時，一定要結(jié)合信息化的應(yīng)用現(xiàn)狀，把集成問題考慮清楚，例如與ERP系統(tǒng)的集成，與PDM系統(tǒng)的集成，與工藝管理的集成以及車間自動化系統(tǒng)的應(yīng)用情況等等，而且要明確集成目標(biāo)、集成機(jī)理、如何實(shí)現(xiàn)、需要相關(guān)系統(tǒng)做什么配合等，都需要明確的描述出來。

用IT語言描述需求，不便于決策；

很多企業(yè)在進(jìn)行MES描述時，往往會用IT的語言進(jìn)行描述（尤其是由一定軟件開發(fā)能力的IT人員來進(jìn)行描述時更是如此），而這些功能需求的描述如果缺乏業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)，如何讓管理者進(jìn)行決策？

各供應(yīng)商特色功能羅列；

不少企業(yè)在進(jìn)行MES需求分析的時候，通過網(wǎng)絡(luò)（尤其是e-works這樣專業(yè)的網(wǎng)站已經(jīng)進(jìn)行了規(guī)整），通過參加會議論壇（e-works的MES年會等），可以便捷的了解到各供應(yīng)商的解決方案，及特色功能等，于是通過“Ctrl+C”和“Ctrl+V”把各家的特殊功能進(jìn)行羅列，就完成了需求分析，并用這個來組織招標(biāo)選型，最后的結(jié)果是MES還不成熟，不能滿足我們企業(yè)的要求。但企業(yè)的真正業(yè)務(wù)需求在哪？在需求的撰寫過程中迷失了。

忽視后續(xù)維護(hù)服務(wù)。

在選型過程中，在選擇軟件廠商的時候，企業(yè)通常會忽視考察后續(xù)維護(hù)服務(wù)情況，信息化系統(tǒng)不是普通的軟件，買賣完成后便可安然無憂，后續(xù)的維護(hù)過程極為重要，在考察MES廠商時，企業(yè)往往對于對方的實(shí)施團(tuán)隊(duì)以及方案、價格做了太大的關(guān)注，而忽略了廠商的維護(hù)服務(wù)能力。

4、MES選型要點(diǎn)

制造企業(yè)在對MES系統(tǒng)進(jìn)行選型時，常常會陷入一種盲目的狀態(tài)，對自身需求缺乏明確的認(rèn)識，貪大求全，一味的參考同行業(yè)其他企業(yè)選擇情況，過分信賴軟件廠商的宣傳，企業(yè)負(fù)責(zé)人權(quán)責(zé)不清等等，這些都會造成MES項(xiàng)目的失敗，因此，企業(yè)在進(jìn)行MES選型時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

4.1 確定選型團(tuán)隊(duì)

企業(yè)在選型開始之前，首先需要對自身的項(xiàng)目人員做出確定，由于MES涉及到生產(chǎn)過程的各個部門，牽扯到各個部門之間的協(xié)同，為了避免日后項(xiàng)目實(shí)施時出現(xiàn)部門之間的爭論，達(dá)到管理的精細(xì)，企業(yè)在項(xiàng)目經(jīng)理人選的確定上應(yīng)該極為慎重，需要他有資歷和能力做好部門之間的協(xié)調(diào)，因此，企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理最好由企業(yè)的高層領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任，并且最好對各個部門之間都比較了解，有相關(guān)的管理經(jīng)驗(yàn)，在項(xiàng)目中嚴(yán)格的實(shí)施一把手原則，負(fù)責(zé)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的決策，以避免項(xiàng)目開始后再出現(xiàn)眾口紛紜的狀況。

企業(yè)在項(xiàng)目前期分析需求時，通常是由業(yè)務(wù)部門的人員提出需求，IT部門負(fù)責(zé)對需求把控。因此，在確定項(xiàng)目經(jīng)理后，對于項(xiàng)目組成員的確定上，需要選擇業(yè)務(wù)部門以及IT部門的合適的人員參與到MES項(xiàng)目中來，明確各人權(quán)責(zé)，避免在項(xiàng)目推進(jìn)過程中，出現(xiàn)權(quán)責(zé)不明的情況，項(xiàng)目組每個人都有話語權(quán)將導(dǎo)致項(xiàng)目由于意見的不統(tǒng)一而出現(xiàn)分歧，影響項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

另外，若企業(yè)缺乏有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)施人員，可借由第三方咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)，介入到企業(yè)的選型與實(shí)施過程中，起到監(jiān)督促進(jìn)作用。

若企業(yè)一開始便選擇自主開發(fā)MES系統(tǒng)，在項(xiàng)目經(jīng)理的選擇上更需慎重，避免在項(xiàng)目開始后受到各個部門之間的刁難與不配合，導(dǎo)致項(xiàng)目推進(jìn)十分困難。

總之，負(fù)責(zé)人的選定應(yīng)做到一把手原則，且由業(yè)務(wù)部門提出需求，IT部門負(fù)責(zé)把控等。

4.2 梳理流程，明確需求

目前很多企業(yè)在得知MES具有提高生產(chǎn)效率，改善生產(chǎn)狀況的特點(diǎn)時，通常會提出兩個疑問：MES到底是什么？MES能為我?guī)砟男┬б妫窟@時，企業(yè)需要明確觀念，不是MES能為我?guī)硎裁?，而是我需要MES給我?guī)硎裁矗?/p>

眾多專家、MES廠商、成功實(shí)施MES的企業(yè)人員在談到MES選型時，都會提到5個字，“從需求出發(fā)”。

MES具有強(qiáng)烈的行業(yè)特征以及個性化，企業(yè)在進(jìn)行選型時，首先應(yīng)該弄清企業(yè)想要的是什么，根據(jù)企業(yè)所處行業(yè)特點(diǎn)，進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，理順企業(yè)業(yè)務(wù)流程，找出生產(chǎn)過程中的短板與問題點(diǎn)，再來確定近期的目標(biāo)與長遠(yuǎn)需求，分段實(shí)施，避免出現(xiàn)一窩蜂全上的情況。只有自身的生產(chǎn)流程理順了，才能發(fā)現(xiàn)問題，通過MES解決問題，否則，項(xiàng)目最終只會失敗。在此過程中，企業(yè)也可求助于專業(yè)的咨詢機(jī)構(gòu)，幫助摸清企業(yè)流程，找出企業(yè)容易忽視的問題點(diǎn)。

另外，對于某些沒有成熟解決方案的行業(yè)，企業(yè)需根據(jù)自身情況，確定是自主開發(fā)還是聯(lián)合軟件廠商來做針對性的開發(fā)。

4.3 合理選擇功能模塊

MES共具有11個模塊，企業(yè)在初始選擇時不能一味貪大求全，將11個模塊一起實(shí)施，這樣既浪費(fèi)時間、精力、財力，同時還會由于倉促的上馬，出現(xiàn)一系列的問題。通常企業(yè)選擇MES系統(tǒng)的主要目的在于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，物料信息及時反饋，設(shè)備監(jiān)控，及時防錯與預(yù)警，質(zhì)量控制，產(chǎn)品追溯等方面，對應(yīng)來說，企業(yè)最迫切的需求，在于首先應(yīng)實(shí)施生產(chǎn)資源分配與監(jiān)控，作業(yè)計(jì)劃和排產(chǎn)，數(shù)據(jù)采集，過程管理，質(zhì)量管理等模塊。對于員工管理，績效分析等模塊，除了特殊的需求，沒有必要在一開始便立刻實(shí)施。

對于流程行業(yè)來說，在模塊選擇上通常以數(shù)據(jù)采集，產(chǎn)品質(zhì)量管理，設(shè)備維護(hù)，質(zhì)量管理，產(chǎn)品追溯等模塊為主，而離散行業(yè)則側(cè)重于生產(chǎn)資源分配與監(jiān)控，生產(chǎn)調(diào)度，作業(yè)計(jì)劃和排產(chǎn)等模塊。

因此，企業(yè)在確定實(shí)施的模塊時，需把握好需求與功能的關(guān)系，一方面充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用性、適應(yīng)性和可靠性，避免盲目的選擇一些目前應(yīng)用不到的模塊，另一方面，在滿足近期需求的前提下，還需考慮到系統(tǒng)的開放性和擴(kuò)展性，為以后系統(tǒng)的升級做好準(zhǔn)備。

4.4 數(shù)據(jù)集成與接口

從三層企業(yè)集成模型中可以看出，MES位于計(jì)劃管理層與底層控制之間，對于與ERP以及底層自動化數(shù)據(jù)的交互要求非常之高，目前許多企業(yè)底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)雖已基本實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動化和過程自動化，并且在此基礎(chǔ)上形成了相對獨(dú)立的系統(tǒng)，但是每個系統(tǒng)都有各自的處理邏輯、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型和通信機(jī)制。它們形成一個個信息孤島，缺乏必要的整合，缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理。更重要的是，以過程控制為核心、側(cè)重工藝參數(shù)優(yōu)化的生產(chǎn)制造過程信息，遠(yuǎn)沒有與以流程管理為核心、側(cè)重資源配置優(yōu)化的ERP整合起來。在ERP所關(guān)注的各項(xiàng)資源中，生產(chǎn)過程信息在企業(yè)的管理系統(tǒng)中它始終是“離線”的，生產(chǎn)過程信息始終不能連續(xù)、自動、完整的反映在企業(yè)管理系統(tǒng)中。這樣在管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間，存在一個信息流通上的斷層。

因此，考慮到MES承上啟下的關(guān)鍵位置和作用，企業(yè)在選擇MES系統(tǒng)時，需根據(jù)企業(yè)自身信息化系統(tǒng)應(yīng)用情況，以及底層自動化設(shè)備的應(yīng)用情況，充分考慮到數(shù)據(jù)接口的問題，使MES系統(tǒng)能與企業(yè)自有的信息系統(tǒng)緊密的結(jié)合起來，發(fā)揮最大的效用。

5、MES的行業(yè)特征

MES是帶有很強(qiáng)的行業(yè)特征的系統(tǒng)，不同的行業(yè)的企業(yè)其MES的應(yīng)用會有很大的差異。

其中，流程制造業(yè)以大批量生產(chǎn)為主，如醫(yī)藥、化工、電力、鋼鐵、能源、水泥、食品、制藥等行業(yè)都屬于典型的流程生產(chǎn)行業(yè)，這些企業(yè)主要采用按庫存、批量、連續(xù)的生產(chǎn)方式。因此，將各種不同的自控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，自動采集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)信息集成，建立全廠范圍的實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)庫，是流程行業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)MES應(yīng)用最關(guān)鍵、最核心、也是最基礎(chǔ)的任務(wù)。圖3所示為流程行業(yè)的MES結(jié)構(gòu)圖。

圖3.流程行業(yè)MES結(jié)構(gòu)圖

典型的離散制造業(yè)主要包括機(jī)械、電子、航空、汽車等行業(yè)，這些企業(yè)既有按定單生產(chǎn)，也有按庫存生產(chǎn)，既有批量生產(chǎn)，也有單件小批生產(chǎn)。那么，注重生產(chǎn)計(jì)劃的制定，生產(chǎn)的快速響應(yīng)是離散行業(yè)MES系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵。

無論從工藝流程還是生產(chǎn)組織方式方面，流程制造業(yè)和離散制造業(yè)都存在較大的差別。企業(yè)在選擇實(shí)施MES系統(tǒng)時，要根據(jù)企業(yè)自身所處的行業(yè)特征區(qū)別對待。

表1.流程制造業(yè)與離散制造業(yè)的MES應(yīng)用對比分析

6、代表性行業(yè)選型分析

除了離散型與流程型制造方式的區(qū)別，即使是同屬于離散制造業(yè)或流程制造業(yè)的企業(yè)，由于行業(yè)的不同對MES的需求也有很大的不同，1）鋼鐵行業(yè)

鋼鐵企業(yè)MES是從企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略到具體實(shí)施之間的一道橋梁，它針對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行、生產(chǎn)控制與管理信息不及時、不完全、生產(chǎn)與管理脫節(jié)、生產(chǎn)指揮滯后等現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)上下連通現(xiàn)場控制設(shè)備與企業(yè)管理平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接與信息共享；前后貫通整條產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過程的一體化產(chǎn)品與質(zhì)量設(shè)計(jì)、計(jì)劃與物流調(diào)度、生產(chǎn)控制與管理、生產(chǎn)成本在線預(yù)測和優(yōu)化控制、設(shè)備狀態(tài)的安全監(jiān)視和維護(hù)等，從而實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)信息的綜合集成，對生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)全過程高效協(xié)調(diào)的控制與管理。鋼鐵企業(yè)MES需求主要體現(xiàn)在：

★ 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與過程處理。采集生產(chǎn)現(xiàn)場中的各種必要的數(shù)據(jù)信息，例如轉(zhuǎn)爐的各控制點(diǎn)溫度；投料數(shù)量；正在軋制的鋼板厚度等等。對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時分析處理，監(jiān)控生產(chǎn)過程和自動修正生產(chǎn)中的錯誤以提高加工活動的效率和質(zhì)量，或者向操作者提供預(yù)警或修正措施指導(dǎo)。

★ 一體化計(jì)劃編制功能和實(shí)時動態(tài)優(yōu)化調(diào)整功能。包括全流程的計(jì)劃編制和調(diào)整、冶煉連鑄流程設(shè)計(jì)、連鑄熱軋流程設(shè)計(jì)和事件的時序管理。

★ 動態(tài)成本控制。通過將實(shí)時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時“拋帳”到財務(wù)系統(tǒng)，動態(tài)地收集與核算企業(yè)各生產(chǎn)工序的成本，通過對生產(chǎn)成本的控制，優(yōu)化資金流，對鋼鐵生產(chǎn)過程全流程進(jìn)行成本分析和預(yù)測，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體成本的優(yōu)化。

★ 質(zhì)量管理。建立產(chǎn)品規(guī)范體系和冶金規(guī)范體系，實(shí)現(xiàn)按用戶需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)；對于同一種產(chǎn)品，針對不同的用戶、不同的用途分別制定不同的放行條件，體現(xiàn)按用戶進(jìn)行質(zhì)量管理的模式；根據(jù)質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果的放行標(biāo)準(zhǔn)和對產(chǎn)品的檢化驗(yàn)實(shí)績，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品實(shí)物的自動質(zhì)量判定。

★ 合同管理。對合同各工序生產(chǎn)欠量進(jìn)行動態(tài)平衡，實(shí)時監(jiān)控合同進(jìn)度，動態(tài)反映合同的欠量、通過量，合同跟蹤從銷售、質(zhì)量、生產(chǎn)、出廠直到財務(wù)結(jié)算為止，實(shí)現(xiàn)實(shí)時動態(tài)的合同跟蹤。

★ 能源管理。鋼鐵廠的能源消耗約占鋼鐵成本的比例約20%-30%，因此在鋼鐵企業(yè)MES系統(tǒng)中，把能源管理作為一個基本應(yīng)用，需要對能源統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗，并需要制定事故預(yù)案策略、事故原因快速分析和及時判斷處理、能源供需的合理調(diào)整和平衡以及在客觀信息基礎(chǔ)上的能源實(shí)績分析、能源計(jì)劃編制、能源質(zhì)量管理、能源系統(tǒng)的預(yù)測。

★ 設(shè)備故障監(jiān)測與分析。實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行情況和負(fù)荷，并產(chǎn)生設(shè)備的階段性、周期性和預(yù)防性的維護(hù)計(jì)劃，并對突發(fā)故障產(chǎn)生響應(yīng)，提供故障診斷支持；記錄設(shè)備的歷史檔案和備品備件管理，方便對設(shè)備進(jìn)行最優(yōu)化管理與維護(hù)。

2）汽車行業(yè)

作為一個典型的離散制造業(yè)，整個汽車制造過程相當(dāng)復(fù)雜。從最開始用戶下訂單，銷售部門收集訂單并定期反饋到財務(wù)、物流和制造等部門，到原材料進(jìn)廠，經(jīng)過一系列的加工過程，最后產(chǎn)品出廠并通過銷售渠道交付給客戶，中間牽扯到很多業(yè)務(wù)部門，有頻繁大量的信息產(chǎn)生和傳遞。這其中JIT成為汽車企業(yè)應(yīng)用MES的一個主要原因，為此汽車企業(yè)MES的主要需求點(diǎn)有：

★ 采集成品信息和物料部件信息，以及工件裝配狀態(tài)數(shù)據(jù)。采集方式可以是多樣的，包括RFID技術(shù)，激光條碼掃描，各類傳感設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)攝像設(shè)備，以及可以由操作人員手工輸入數(shù)據(jù)等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

★ 數(shù)據(jù)處理。將采集到的“現(xiàn)場”數(shù)據(jù)同“后臺”的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)（如BOM表或工藝設(shè)定值）進(jìn)行交驗(yàn)，獲得交驗(yàn)結(jié)果。另外也包括在設(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與系統(tǒng)，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，如將采集到的數(shù)據(jù)通過某種通訊模式傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)接口或數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。

★ 設(shè)備控制。根據(jù)狀態(tài)判斷結(jié)果，按照業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備控制；在狀態(tài)異常的情況下可以通過PLC控制流水線停線，關(guān)閉生產(chǎn)工具，或指示燈紅燈報警等方式提示現(xiàn)場操作人員，同時也可以通過后臺的監(jiān)控程序?qū)崟r通知車間管理人員。當(dāng)操作人員或車間管理人員對異常處理完成后，再進(jìn)行生產(chǎn)放行。

★ 車間生產(chǎn)的無紙化要求。通過電子化的信息傳遞以提高信息傳遞的速度和效率，減少不必要的紙張浪費(fèi)，并逐步實(shí)現(xiàn)無紙化生產(chǎn)。

★ 生產(chǎn)管理的實(shí)時化要求。要求實(shí)時地采集生產(chǎn)過程的相關(guān)信息，如進(jìn)度信息、關(guān)鍵質(zhì)量信息等，并對變化快速地做出響應(yīng)。

★ 生產(chǎn)過程的透明化要求。使生產(chǎn)過程不再成為一個“黑盒”，車間管理者和企業(yè)管理人員乃至客戶能夠?qū)崟r、透明地了解生產(chǎn)的實(shí)際狀況。

★ 車間在制品庫存管理的明細(xì)化要求。要求對車間在制品的收、發(fā)以及工序件的搬運(yùn)明細(xì)進(jìn)行記錄，減少在制品庫存積壓，從而降低庫存資金占用。

★ 生產(chǎn)管理科學(xué)化和輔助決策的要求。能夠?yàn)镋RP系統(tǒng)及企業(yè)管理層提供實(shí)時準(zhǔn)確的生產(chǎn)狀態(tài)信息，以提高決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

3）化工行業(yè)

化工企業(yè)存在：生產(chǎn)裝置大部分是在連續(xù)狀態(tài)下工作；影響化學(xué)反應(yīng)的因素即工藝參數(shù)變化很多；物料變化復(fù)雜；生產(chǎn)形式復(fù)雜等特點(diǎn)。因此其MES的主要需求點(diǎn)有：

★ 實(shí)時數(shù)據(jù)采集存儲。通過控制設(shè)備將生產(chǎn)中的實(shí)時數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集接口獲取，降低人工抄寫、傳送這些數(shù)據(jù)的困難。

★ 形成生產(chǎn)報表。形成日報、旬報、月報、生產(chǎn)簡況等日常報表的同時，提供趨勢分析，數(shù)據(jù)查詢，事故追憶，相關(guān)曲線分析等功能。

★ 動態(tài)成本管理。通過建立動態(tài)成本控制模型，以作業(yè)為單位收集成本信息，實(shí)時得到動態(tài)成本信息，分析作業(yè)成本效益關(guān)系、評價作業(yè)環(huán)節(jié)的價值，滿足企業(yè)內(nèi)部成本控制需要、對外產(chǎn)品定價需要和為生產(chǎn)調(diào)度提供基礎(chǔ)信息。

★ 生產(chǎn)調(diào)度。將管理層下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)生產(chǎn)工藝、流程要求進(jìn)行物料、能源平衡計(jì)算，結(jié)合控制系統(tǒng)采集到的設(shè)備狀況，自動生成調(diào)度令，下達(dá)到生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場，經(jīng)確認(rèn)后控制并監(jiān)視生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)行。

★ 生產(chǎn)過程跟蹤管理。監(jiān)視、管理、跟蹤和提高生產(chǎn)作業(yè)過程，對生產(chǎn)現(xiàn)場關(guān)鍵工序控制點(diǎn)(工藝、安全、環(huán)保、質(zhì)量)指標(biāo)進(jìn)行動態(tài)掌握和實(shí)時控制。

★ 在線質(zhì)量監(jiān)視管理。對產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行在線質(zhì)量檢測、統(tǒng)計(jì)、顯示，并通過系統(tǒng)的分析、整理，制成動態(tài)曲線圖、質(zhì)量控制圖。

★ 報警管理。對工藝、安全、環(huán)保、質(zhì)量指標(biāo)的超限進(jìn)行多種方式的報警。

★ 設(shè)備停機(jī)管理。采集并存儲生產(chǎn)設(shè)備的啟停機(jī)數(shù)據(jù)，對停機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的減量、開、停車情況的監(jiān)控，并進(jìn)行設(shè)備停機(jī)原因分析追蹤，達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)過程并通過縮短停機(jī)時間來發(fā)掘生產(chǎn)潛力的目的。

4）機(jī)械行業(yè)

機(jī)械行業(yè)是典型的離散制造業(yè)，其特點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)；產(chǎn)品種類多，產(chǎn)品復(fù)雜，影響生產(chǎn)過程的不確定因素很多，經(jīng)常出現(xiàn)緊急訂單、設(shè)備故障等情況，使得生產(chǎn)計(jì)劃發(fā)生改變；制造過程復(fù)雜，生產(chǎn)過程中不確定因素多，憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)度無法保證整個生產(chǎn)過程的協(xié)調(diào)，過程控制困難，管理難度大。因此其MES主要需求點(diǎn)如下：

★ 生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的分解。接受生產(chǎn)計(jì)劃并將其分解為任務(wù)單元、平衡設(shè)備能力、指派加工設(shè)備、編制作業(yè)計(jì)劃。主要包括對月、周、日計(jì)劃的編制、調(diào)整、查詢；能力需求；設(shè)備能力負(fù)荷；物料需求；工具需求等。

★ 生產(chǎn)調(diào)度。在給定生產(chǎn)計(jì)劃的前提下，針對各故障、供需變動、工藝切換、資源波動等造成的系統(tǒng)狀態(tài)變化，進(jìn)行在線作業(yè)計(jì)劃調(diào)整，實(shí)時地做出生產(chǎn)方案、工藝路線、資源分配的變動決策，以滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。在進(jìn)行動態(tài)的實(shí)時調(diào)度時，盡量在原有的調(diào)度基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，避免大范圍調(diào)整造成的生產(chǎn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，以保證各生產(chǎn)工序生產(chǎn)平穩(wěn)。

★ 物料跟蹤。將生產(chǎn)指令下達(dá)給車間工作組進(jìn)行生產(chǎn)，同時由物料跟蹤管理進(jìn)行物料跟蹤。從過程控制系統(tǒng)或人機(jī)交互系統(tǒng)采集生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)與生產(chǎn)指令完成信息，進(jìn)行顯示和分析整理，向生產(chǎn)調(diào)度模塊提供所需的生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)。并最終將反饋信息傳遞給生產(chǎn)計(jì)劃部門，為物料跟蹤和合同跟蹤提供準(zhǔn)確信息。主要包括：日計(jì)劃執(zhí)行結(jié)果輸入、匯總、查詢及反饋；任務(wù)完工的確認(rèn)，確認(rèn)車間加工完成；零件加工進(jìn)度跟蹤；拖期任務(wù)統(tǒng)計(jì)；在制品信息查詢；生產(chǎn)報表（月、周、日）；工時統(tǒng)計(jì)；廢品統(tǒng)計(jì)等。

★ 數(shù)據(jù)整理。對設(shè)備性能、產(chǎn)品系列、零件種類、工藝卡等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的文本，在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)庫包括設(shè)備庫、工藝庫、工具庫、原料庫等。數(shù)據(jù)庫管理主要指對各資源數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改與保存操作。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的維護(hù)包括數(shù)據(jù)庫功能的設(shè)計(jì)以及對過時數(shù)據(jù)的更新操作，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的導(dǎo)入/導(dǎo)出操作。

★ 作業(yè)計(jì)劃模塊由生產(chǎn)計(jì)劃驅(qū)動，從資源數(shù)據(jù)庫中提取資源信息（包括設(shè)備信息、工具信息、工藝信息、原料信息等）結(jié)合優(yōu)化調(diào)度算法，生成作業(yè)計(jì)劃單，并下達(dá)給車間工作組。而生產(chǎn)調(diào)度模塊根據(jù)物料跟蹤模塊反饋回來的信息一方面將此信息再反饋給作業(yè)計(jì)劃模塊使之進(jìn)行作業(yè)計(jì)劃的調(diào)整，另一方面及時更新資源數(shù)據(jù)庫，同時發(fā)揮調(diào)度功能，下達(dá)指令給車間工作組。

5）食品/飲料行業(yè)

食品/飲料行業(yè)往往流程化程度高，生產(chǎn)批量大，工藝復(fù)雜，對生產(chǎn)管理管理控制精度高，對生產(chǎn)過程的監(jiān)控、管理、生產(chǎn)分析有很高的要求，多樣化的消費(fèi)者市場以及日益變化的客戶需求決定了食品/飲料生產(chǎn)廠家除了在嚴(yán)格控制質(zhì)量，保證產(chǎn)品的安全和健康以外，還需做到降低成本，增加產(chǎn)品的多樣性，縮短產(chǎn)品上市時間等。因此食品/飲料行業(yè)的MES需求點(diǎn)在于：

★ 實(shí)時數(shù)據(jù)采集與分析。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備狀況，選擇合理的數(shù)據(jù)采集方式，實(shí)現(xiàn)與底層自動化設(shè)備的無縫對接。

獲取與生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)過程相關(guān)的產(chǎn)品及過程參數(shù)信息，負(fù)責(zé)提供生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程的產(chǎn)品及過程參數(shù)的歷史信息。為批次管理與跟蹤、沒備管理與維護(hù)、質(zhì)量管理等模塊提供數(shù)據(jù)。

★ 生產(chǎn)優(yōu)化與管理。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度與分析、物料管理與控制、成本核算與控制等，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃結(jié)合設(shè)備物料等狀況制定最優(yōu)的生產(chǎn)方案，滿足成本低，效率高的要求。

★ 生產(chǎn)監(jiān)控。監(jiān)督生產(chǎn)狀況，根據(jù)當(dāng)前批次生產(chǎn)情況、設(shè)備狀況、職工信息等為下面的生產(chǎn)做好準(zhǔn)備；能夠應(yīng)對各種突發(fā)事件并做好再次調(diào)度。

★ 批次跟蹤。采集當(dāng)前批次（中間、最終）的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括在線參數(shù)值和離線測量值，對生產(chǎn)質(zhì)量做出評價，決定生產(chǎn)是否繼續(xù)；當(dāng)ERP對某個最終批次的生產(chǎn)情況提出質(zhì)疑時，將根據(jù)此批次的記錄進(jìn)行反沖追查，并把結(jié)果上報給ERP和生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度與管理模塊。

★ 質(zhì)量管理。

★ 設(shè)備管理。指導(dǎo)企業(yè)維護(hù)設(shè)備的工作以保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，并產(chǎn)生階段性，周期性和預(yù)防性的維護(hù)計(jì)劃，也提供對緊急問題的響應(yīng)（報警）；保留過去所發(fā)生的事件和問題的歷史記錄有助于處理可能要出現(xiàn)的問題。

6）電子行業(yè)

在電子制造行業(yè)，管理中重心在于保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性與對制造關(guān)鍵能力的改善與提升，電子產(chǎn)品涉及物料種類眾多，因此生產(chǎn)過程透明，上料防錯，元件追溯等方面是電子制造企業(yè)更為注重的地方。電子行業(yè)MES需求點(diǎn)如下：

★ 生產(chǎn)調(diào)度。根據(jù)生產(chǎn)工單生成工票，下達(dá)任務(wù)至各工序，分配打印產(chǎn)品SN號；監(jiān)控工單進(jìn)度，異常時凍結(jié)和解凍作業(yè)指令；

★ SMT上料功能。收集貼片機(jī)上料信息(站位號/FEEDER/物料等)，并進(jìn)行合法性校驗(yàn)，建立工票和物料的追溯鏈；

★ 生產(chǎn)上料功能。收集MI段、AI段、整機(jī)段的上料信息，并進(jìn)行合法性校驗(yàn)，建立工票和物料的追溯鏈；

★ 生產(chǎn)跟蹤功能。根據(jù)訂單執(zhí)行進(jìn)度，引入防呆機(jī)制滿足混線生產(chǎn)的管理要求；

★ PQC/IPQC檢驗(yàn)控制功能。管理生產(chǎn)過程中的檢測工作和抽檢工作，并從檢測設(shè)備中獲取檢測詳細(xì)結(jié)果；檢測不良執(zhí)行維修或返工業(yè)務(wù)；

★ 不良品維修業(yè)務(wù)功能。提供維修策略建議，實(shí)現(xiàn)不良產(chǎn)品快速再生產(chǎn),建立產(chǎn)品詳細(xì)維修檔案；

★ 返工生產(chǎn)業(yè)務(wù)功能。下達(dá)返工指令至生產(chǎn)單元，設(shè)定返工工藝和返工SN號清單；

★ 產(chǎn)品追溯功能。MES實(shí)時監(jiān)控PCB板/整機(jī)生產(chǎn)線上在制品情況；建立質(zhì)量追溯鏈，實(shí)現(xiàn)正反向追溯。

第二篇：工業(yè)4.0 IT解決方案(打造智慧型企業(yè))

工業(yè)4.0 IT解決方案（打造智慧型企業(yè)）

導(dǎo)讀：導(dǎo)讀：實(shí)施兩化融合幫助企業(yè)完成從“制造”到“智造”的升級，打造智慧型企業(yè)。

一、工業(yè)4.0的重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、如何將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到工業(yè)領(lǐng)域更大的機(jī)器設(shè)備中，利用軟件分析技術(shù)充分釋放機(jī)器的潛能，以更好地提高生產(chǎn)效率，這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的效益，而完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要具備兩大要素：

第一，機(jī)器更為智能化，能夠收集諸如生產(chǎn)、環(huán)境等各種數(shù)據(jù)；第二，數(shù)據(jù)保存與處理分析能力，為企業(yè)投資決策做參考。

2、由于與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)，以下三大領(lǐng)域?qū)⒂瓉砹己冒l(fā)展機(jī)遇。第一、主動擁抱互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)類上市公司；第二、包括條形碼、二維碼、傳感器等能夠收集各項(xiàng)生產(chǎn)、流通、環(huán)境數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備類上市公司；第三、工業(yè)大數(shù)據(jù)處理類上市公司，大數(shù)據(jù)應(yīng)用是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基石，是最終提高工業(yè)效率的必經(jīng)途徑。

3、工業(yè)4.0時代，個性化定制是趨勢。企業(yè)要考慮如何為了實(shí)現(xiàn)小批量、多品種以及個性化定制的流程而又不損失節(jié)拍和效率？這是一個不可能通過人的管理來精確做到的復(fù)雜過程，這就必須有一套非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男畔⒒到y(tǒng)去支撐這樣的流程。

4、具體來說，企業(yè)的信息化系統(tǒng)要考慮在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、物料供應(yīng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)上進(jìn)行非常系統(tǒng)性的規(guī)劃；需要訂單與產(chǎn)品、物料要精確地匹配，并保證準(zhǔn)時送達(dá)；而這個過程又涉及到不同的車間、不同的部門以及和供應(yīng)商之間的有效協(xié)同。

5、“工業(yè)4.0”的生產(chǎn)模式將由集中向分散方式轉(zhuǎn)變，企業(yè)要適應(yīng)產(chǎn)品同質(zhì)化向個性化的轉(zhuǎn)變，要適應(yīng)打破傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時優(yōu)化且自我組織的產(chǎn)業(yè)鏈，要考慮放棄以往傳統(tǒng)的自上而下或自下而上的包括原材料開采、多級零部件供應(yīng)商、多級生產(chǎn)企業(yè)、多級經(jīng)銷商再到消費(fèi)者的商品生產(chǎn)銷售模式。

6、在工業(yè)4.0時代，現(xiàn)有的組織體系將會被改變，符合智能制造要求的組織模式將會出現(xiàn)。企業(yè)如何利用信息技術(shù)手段和現(xiàn)代管理理念進(jìn)行組織管理創(chuàng)新，如何圍繞企業(yè)獲取可續(xù)的競爭優(yōu)勢，不斷優(yōu)化企業(yè)的業(yè)務(wù)流程和組織架構(gòu)？

二、工業(yè)4.0詳細(xì)解讀

1、從“制造”到“智造”的工業(yè)4.0時代呼之欲出。

2、工業(yè)3.0與工業(yè)4.0的主要區(qū)別體現(xiàn)在“靈活性”上。

3、實(shí)施兩化融合幫助企業(yè)完成從“制造”到“智造”的升級。

兩化融合是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路，是中國制造業(yè)從“工業(yè)3.0”到“工業(yè)4.0”的產(chǎn)業(yè)必經(jīng)之步驟。

三、工業(yè)4.0 IT解決方案（打造智慧型企業(yè)）1智慧型企業(yè)兩化融合特征

隨著我國兩化融合管理體系推廣力度、廣度的不斷加強(qiáng)，制造型企業(yè)的兩化融合水平也隨著兩化融合項(xiàng)目的實(shí)施和投入使用得以持續(xù)提升，大多數(shù)企業(yè)由目前的單項(xiàng)應(yīng)用水平，逐步過渡到綜合集成，最終達(dá)到協(xié)同創(chuàng)新階段，伴隨著新型能力培育打造、預(yù)期的可持續(xù)競爭優(yōu)勢形成，企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，工業(yè)化和信息化不斷的融合升級，企業(yè)本身也由數(shù)字化企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化企業(yè)，最終打造轉(zhuǎn)型升級為智慧型企業(yè)。2智慧型企業(yè)信息化建設(shè)指導(dǎo)思想

企業(yè)的信息化建設(shè)應(yīng)該從企業(yè)愿景和使命出發(fā)，與企業(yè)戰(zhàn)略保持一致，將IT系統(tǒng)與戰(zhàn)略、管理、業(yè)務(wù)三大系統(tǒng)充分融合。

采用預(yù)先規(guī)劃、關(guān)鍵應(yīng)用先實(shí)施、貫穿流程優(yōu)化的持續(xù)改進(jìn)，可以很好地避免業(yè)務(wù)與IT脫節(jié)、信息孤島、IT投資有效性等問題，充分發(fā)揮IT技術(shù)的作用。建設(shè)貫通企業(yè)縱向的高中基三層與貫通企業(yè)橫向的各部門各業(yè)務(wù)單元以及企業(yè)與上游供應(yīng)商下游客戶的價值鏈，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)競爭力的持續(xù)提升。

3智慧型企業(yè)信息化建設(shè)藍(lán)圖

4智慧型企業(yè)兩大體系：智慧管理體系+智能制造體系

智慧型企業(yè)應(yīng)該包含智慧管理和智能制造兩大體系，二者之間是相輔相成、共同促進(jìn)、不可分割的關(guān)系。智慧管理體系好比是思維、是大腦的意識，而智能制造是軀體。只有保持兩個體系的健全，企業(yè)才能保持健康的成長和持續(xù)發(fā)展。智慧管理體系整體方案

智慧管理體系貫穿決策層、職能管理層和業(yè)務(wù)管理層。通過信息系統(tǒng)橫向到邊、縱向到底的全面覆蓋，企業(yè)日常經(jīng)營和管理逐漸實(shí)現(xiàn)橫向協(xié)同和縱向集成，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)智慧管理目標(biāo)。

我國制造業(yè)企業(yè)的信息化建設(shè)受限于企業(yè)自身信息化能力和水平，普遍存在急用先上，實(shí)用為主的實(shí)用主義導(dǎo)向，較少有統(tǒng)籌戰(zhàn)略規(guī)劃的觀念，目前基本形成基層單位“自動化”，中層單位“半自動”，決策部門“手工化”的極端現(xiàn)象。在目前全球制造業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級的大背景下，企業(yè)戰(zhàn)略管理系統(tǒng)和商務(wù)智能系統(tǒng)的建設(shè)對于企業(yè)打造戰(zhàn)略執(zhí)行力、市場快速對應(yīng)能力和保障企業(yè)兩化融合戰(zhàn)略的有效落地，顯得尤為重要。智能制造體系整體方案

智能制造體系包含三個核心層：企業(yè)運(yùn)營協(xié)同層、工廠優(yōu)化與執(zhí)行層、工廠連接與自動化層。三層之間通過基礎(chǔ)平臺實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性管理、各層級系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成及設(shè)備自動化集成，通過智能分析平臺實(shí)現(xiàn)分析和監(jiān)控來至運(yùn)營、生產(chǎn)和設(shè)備層級的問題。智能制造體系通過應(yīng)用移動、大數(shù)據(jù)、智能分析及物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)于企業(yè)價值鏈上的不同流程中，支持實(shí)時智能化工廠運(yùn)轉(zhuǎn)。

第三篇：基于GMP的制藥企業(yè)MES系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究

基于GMP的制藥企業(yè)MES系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研

究 前言

藥品生產(chǎn)企業(yè)是關(guān)系到我國國計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)群體。GMP作為國際性德《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》，是國內(nèi)藥品生產(chǎn)企業(yè)的指導(dǎo)原則和能否進(jìn)入國際市場的基本條件。GMP認(rèn)為任何藥品質(zhì)量的形成是生產(chǎn)而不是檢驗(yàn)出來的，因此必須強(qiáng)調(diào)預(yù)防為主，在生產(chǎn)過程中建立質(zhì)量體系，實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理，確保藥品質(zhì)量。ERP、SCM等位代表的信息化系統(tǒng)普遍針對的是企業(yè)的上層運(yùn)營管理，很難深入到生產(chǎn)的現(xiàn)場，難以從生產(chǎn)執(zhí)行的細(xì)節(jié)中獲取非常詳細(xì)的信息，來消除產(chǎn)生問題的根源。

文章涉及的基于GMP的MES軟件系統(tǒng)，將面向藥品生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理層和藥品生產(chǎn)車間作業(yè)執(zhí)行層，充分滿足制藥企業(yè)以質(zhì)量管理為核心的生產(chǎn)業(yè)務(wù)綜合管理需求。系統(tǒng)有機(jī)將GMP融入到生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和整個生產(chǎn)管理過程之中，從企業(yè)原材料采購、生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量檢驗(yàn)到庫存管理、成本管理、設(shè)備管理等業(yè)務(wù)管理層面，在充分滿足制藥企業(yè)GMP規(guī)范化管理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備工況、物料狀態(tài)、計(jì)劃執(zhí)行的實(shí)時跟蹤、回溯以及車間管控流程的可視化管理。

文章在介紹了GMP標(biāo)準(zhǔn)的同時，重點(diǎn)研究了藥品生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)建模、藥品質(zhì)量閉環(huán)管理機(jī)制和模型設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程質(zhì)量溯源方法設(shè)計(jì)，以及基于這些分析和設(shè)計(jì)的MES系統(tǒng)功能和架構(gòu)。GMP管理規(guī)范間接

GMP(Good Manufacturing Practice)在國內(nèi)名為“藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范”，是國內(nèi)所有制造企業(yè)必須遵循的規(guī)范，其核心內(nèi)容是全面質(zhì)量管理。GMP是一套設(shè)計(jì)用于每一批產(chǎn)品使用的秩序和良好操作規(guī)范，所有能為患者提供一致和質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。

任何批次藥物的適應(yīng)性由如下因素決定：起始物料的質(zhì)量、廠房與設(shè)備的質(zhì)量、程序的合適、沒有加工問題、過程中控制的質(zhì)量、生產(chǎn)者的培訓(xùn)和態(tài)度，GMP就是為了尋求這些主要問題在所有時間內(nèi)有合適控制的保證。

GMP強(qiáng)調(diào)的幾個方面如下：

(1)物流控制及可追溯性。要求對存儲有效期內(nèi)物資的存放、搬運(yùn)和保管進(jìn)行可追溯性控制。

(2)設(shè)備的控制和保養(yǎng)。要求對設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)、確認(rèn)、驗(yàn)證和保養(yǎng)進(jìn)行控制。

(3)關(guān)鍵工序的控制。對該工序設(shè)備的準(zhǔn)確度、緊密度、操作人員的資格、技能、知識，以及操作環(huán)境等進(jìn)行控制。

(4)文件控制。對文件的標(biāo)識、保管、使用和變更要進(jìn)行控制。

(5)工藝更改控制。工藝更改必須滿足規(guī)定的質(zhì)量要求，要制定工藝負(fù)責(zé)人修改和相關(guān)部門負(fù)責(zé)人會簽。

(6)驗(yàn)證狀態(tài)的控制。要求對設(shè)備、設(shè)施、工藝等驗(yàn)證狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)識。

(7)不合格品的控制。要求建立不合格品的評定、處理和統(tǒng)計(jì)程序。藥品生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程建模分析

只要業(yè)一般分為原料藥生產(chǎn)和藥物制劑生產(chǎn)，原料藥是藥品生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，但必須加工制成合適與服用的藥物制劑才成為藥品。制藥行業(yè)作為流程工業(yè)的一種，有流程工業(yè)所具有的共性。都是通過各種生物、化學(xué)、物理變化。產(chǎn)生新物質(zhì)而達(dá)到增值目的。

藥品生產(chǎn)又有其特殊性，其生產(chǎn)是一個非常復(fù)雜的過程，通常以批量或連續(xù)的方式進(jìn)行生產(chǎn)，需要嚴(yán)格的過程控制和安全措施。這些特殊性包括：藥品的工藝機(jī)理復(fù)雜，同樣的操作條件也很難得到相同結(jié)果；制藥企業(yè)主要是大批量生產(chǎn)和面向庫存生產(chǎn)，沒有作業(yè)單的概念；制藥行業(yè)中體現(xiàn)了以配方為核心的生產(chǎn)模式，以流水線方式組織生產(chǎn)。只存在連續(xù)的工藝流程，不存在與離散企業(yè)對應(yīng)的嚴(yán)格的工藝路線；藥品生產(chǎn)過程要求有十分嚴(yán)格的批號記錄，從原材料、供應(yīng)商、中間品以及銷售給用戶的產(chǎn)品，都需要記錄，這些批次信息將用來進(jìn)行生產(chǎn)回溯和問題跟蹤，藥品批次信息流程圖如圖1所示。

圖1 藥品物料批次信息流程圖

如上所述，藥品的生產(chǎn)過程要滿足GMP、FDA等法規(guī)的要求，實(shí)現(xiàn)規(guī)范操作。則從生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量管理再到產(chǎn)品銷售和回收都要以GMP規(guī)范和質(zhì)量管理為核心，設(shè)計(jì)藥品生產(chǎn)運(yùn)作管理業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 藥企生產(chǎn)運(yùn)作流程圖 藥品生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制設(shè)計(jì)

制藥企業(yè)生產(chǎn)流程包括：供應(yīng)商質(zhì)量控制、原輔料檢驗(yàn)、原輔料倉庫和配送管理、車間配置生產(chǎn)、成品檢驗(yàn)和成品包裝管理。在對生產(chǎn)流程進(jìn)行分析之后，需要結(jié)合制藥企業(yè)面向質(zhì)量和規(guī)范操作的生產(chǎn)運(yùn)作管理特點(diǎn)。通過對藥品生產(chǎn)過程中涉及的檢驗(yàn)、驗(yàn)證、質(zhì)量跟蹤、質(zhì)量過程控制、標(biāo)準(zhǔn)化及質(zhì)量反饋和質(zhì)量改進(jìn)等主要質(zhì)量管理過程的深入研究，采用多維事件驅(qū)動過程網(wǎng)絡(luò)模型描述和構(gòu)建藥品生產(chǎn)運(yùn)作管理過程模型，將藥品生產(chǎn)過程管理與質(zhì)量過程控制緊密結(jié)合，通過對質(zhì)量信息流的控制實(shí)現(xiàn)對藥品質(zhì)量保證的方法及相關(guān)技術(shù)措施，在信息集成的基礎(chǔ)上。實(shí)現(xiàn)藥品生產(chǎn)過程與質(zhì)量控制過程的過程集成和閉環(huán)管控。其主要原理設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 藥品生產(chǎn)面向質(zhì)量的閉環(huán)管控模型圖

閉環(huán)管控模型從物流、生產(chǎn)控制流兩條主線出發(fā)。圍繞檢驗(yàn)過程進(jìn)行整個生產(chǎn)質(zhì)量控制。

閉環(huán)實(shí)時信息的傳遞和反饋主要采用基于條碼及RFID的身份識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)藥品生產(chǎn)全生命周期的信息追蹤。藥品批生產(chǎn)過程質(zhì)量溯源方法設(shè)計(jì)

藥品生產(chǎn)是以成品批來組織生產(chǎn)的。一個成品批次生產(chǎn)指令的下達(dá)驅(qū)動一個藥品生產(chǎn)物流過程及一個批次藥品的形成。GMP中定義“批”是指：在規(guī)定限度內(nèi)具有同一性質(zhì)和質(zhì)量。并在同一生產(chǎn)周期中生產(chǎn)出來的一定數(shù)量的藥品為一批，主要有物料批和成品批。

藥品生產(chǎn)物流過程是一個成品批次的整個形成過程，它始于生產(chǎn)指令的下達(dá)，止于成品的入庫，通常采用“批號”來標(biāo)識同一批的產(chǎn)品。系統(tǒng)將采用條碼來標(biāo)識記錄藥品生產(chǎn)物流各階段“批號”信息。主要有以下幾種情況生成批次：

(1)采購到貨，采購原材料到貨時要確定原材料的批號；

(2)生產(chǎn)領(lǐng)料，生產(chǎn)部門在生產(chǎn)領(lǐng)用時在領(lǐng)料單上注明原材料的入庫批次；

(3)庫存調(diào)整，在庫存盤點(diǎn)或者調(diào)整時，有些數(shù)量較少的品種原材料的不同批次可能會被合并；

(4)產(chǎn)品生產(chǎn)，生產(chǎn)部門按照批生產(chǎn)指令組織生產(chǎn)，產(chǎn)品的批次按照批生產(chǎn)指令進(jìn)行標(biāo)識；

(5)產(chǎn)品銷售，銷售產(chǎn)品時會生成銷售批次。

生成批次以后，為在批次間進(jìn)行追蹤或質(zhì)量追溯，需要建立新舊批次的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即批次關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)關(guān)系表具有雙向性?？梢哉蚧蛘叻聪蜻M(jìn)行查詢。

通過批次關(guān)聯(lián)將不同的批次聯(lián)系起來。就可以建立起覆蓋供應(yīng)鏈上藥品物流信息業(yè)務(wù)流程的批次管理模型，如圖4所示。模型將制藥企業(yè)的采購、庫存、生產(chǎn)、銷售流程通過批次貫通為一體，打破了原有的各部分信息的界限，建立完善的對應(yīng)記錄。與最終產(chǎn)品的批次號相關(guān)聯(lián)，為產(chǎn)品追蹤和質(zhì)量追溯技術(shù)的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。

圖4 基于批次的藥品物流信息生成流程圖 基于GMP的MES系統(tǒng)功能及架構(gòu)

在生產(chǎn)管控流程和質(zhì)量溯源方法分析設(shè)計(jì)之后，設(shè)計(jì)的基于GMP與制藥企業(yè)MES系統(tǒng)將包括GMP管理子系統(tǒng)和制藥企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行子系統(tǒng)。如圖5所示。

圖5 藥企MES系統(tǒng)整體功能架構(gòu)圖

GMP管理子系統(tǒng)完成包括采購、物料、質(zhì)量等方面的功能，包括：

(1)采購管理，包括采購計(jì)劃管理、采購訂單管理、采購批次管理、采購到貨管理、退貨管理、供應(yīng)商管理等功能；

(2)物料管理，包括倉儲庫位管理、物料管理、入庫驗(yàn)收管理、批號管理、庫存控制等功能；

(3)生產(chǎn)管理，包括生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)指令管理、生產(chǎn)物料管理等功能；

(4)成品管理，包括成品入庫管理、成品出庫管理、其它成品庫存管理等功能；

(5)銷售管理，包括客戶檔案管理、銷售業(yè)務(wù)管理、銷售業(yè)務(wù)跟蹤管理、銷售統(tǒng)計(jì)管理、銷售分析管理等功能；

(6)質(zhì)量管理，包括質(zhì)量檢驗(yàn)管理、質(zhì)量保證管理、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析等；

(7)驗(yàn)證管理，包括驗(yàn)證對象及標(biāo)準(zhǔn)管理、驗(yàn)證對象及其驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)管理、驗(yàn)證類型管理、項(xiàng)目驗(yàn)證過程管理、驗(yàn)證文件管理等功能；

(8)GMP資源管理，包括機(jī)構(gòu)與人員管理、廠房與設(shè)施管理、GMP文件管理、設(shè)備管理及衛(wèi)生管理等子模塊。

制藥企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)則完成與GMP管理系統(tǒng)下達(dá)的計(jì)劃，并完成執(zhí)行反饋，主要功能包括：

(1)基于條碼的物料流轉(zhuǎn)管理，包括：原料入庫收貨、原料檢驗(yàn)QA、材料區(qū)數(shù)據(jù)采集、包裝區(qū)數(shù)據(jù)采集等功能；

(2)車間作業(yè)人員管理與控制。實(shí)現(xiàn)車間班組人員的人員資歷、出勤、作業(yè)考核、工作績效、培訓(xùn)資質(zhì)的管理等；

(3)生產(chǎn)作業(yè)過程管理與控制。包括車間作業(yè)任務(wù)、車間工藝能力等功能；

(4)生產(chǎn)、質(zhì)檢批記錄管理，采集各環(huán)節(jié)生產(chǎn)、質(zhì)量數(shù)據(jù)及原材料批次、生產(chǎn)員工、設(shè)備等相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場各類批記錄信息的電子化管理；

(5)藥品批跟蹤與質(zhì)量追溯管理，建立各個藥品批次的工藝數(shù)據(jù)檔案和生產(chǎn)譜系檔案，實(shí)現(xiàn)藥品批跟蹤與質(zhì)量追溯管理；

(6)關(guān)鍵工序監(jiān)控與預(yù)警，在制藥企業(yè)關(guān)鍵工序識別的基礎(chǔ)上，通過關(guān)鍵工序質(zhì)控點(diǎn)、監(jiān)控項(xiàng)目、監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的自定義功能，建立關(guān)鍵工序質(zhì)控點(diǎn)監(jiān)控管理體系。結(jié)語

通過詳細(xì)分析了制藥行業(yè)大批次生產(chǎn)管理的特點(diǎn)，提出了以GMP為質(zhì)量管理核心的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的功能和體系結(jié)構(gòu)。闡述了企業(yè)信息集成及生產(chǎn)過程優(yōu)化方法，解決了生產(chǎn)信息與上層管理信息的集成問題。以本設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)開發(fā)的MES系統(tǒng)軟件已在在大型制藥企業(yè)推廣使用。同時，成果還有望推廣到食品、化工等眾多以配方批量生產(chǎn)為特點(diǎn)的制造業(yè)企業(yè)。

第四篇：JobDISPO MES系統(tǒng)組成及功能介紹

MES系統(tǒng)組成及功能介紹

MES系統(tǒng)由精確計(jì)劃、時間看板、項(xiàng)目管理、能力平衡、派工單管理、成本管理、設(shè)備管理、人員管理、客戶管理、工作日歷管理、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)接口、車間工藝布局等十五部分組成，這十五部分是個有機(jī)的整體，共同組成MES系統(tǒng)。

全閉環(huán)的MES系統(tǒng)

MES 系統(tǒng)模塊構(gòu)成

生產(chǎn)計(jì)劃（精確計(jì)劃）是整個MES系統(tǒng)的核心。MES采用圖形化的高級排產(chǎn)算法, 最大程度地優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃。具有按交貨期、精益生產(chǎn)、生產(chǎn)周期等多種排產(chǎn)方式，可最大程度地滿足各類復(fù)雜的排產(chǎn)要求，MES具有即時的圖形化計(jì)劃看板，方便直觀的圖形看板的形式，以即時和實(shí)時的方式提供了真實(shí)的交貨日期。察看計(jì)劃看板，便可知道落后于計(jì)劃的作業(yè)，鑒別出哪里是瓶頸、在哪里停工??。MES是全透明計(jì)劃系統(tǒng)，便于監(jiān)控所有產(chǎn)品的進(jìn)度和生產(chǎn)，一旦一個產(chǎn)品投產(chǎn)后，就可隨時監(jiān)控和控制這個產(chǎn)品的進(jìn)度情況，如：該訂單處是否已經(jīng)投產(chǎn)？交貨期能否準(zhǔn)時？是延誤還是提前？具體時間是多少？以產(chǎn)品、部件、零件、工序等多級別管理生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)清楚，一目了然?？梢粤⒓床榭匆粋€項(xiàng)目及其子裝配或一個零件及其工序的所有相關(guān)信息，有限生產(chǎn)能力的排產(chǎn)系統(tǒng)，它能夠考慮到實(shí)際的能力，并可根據(jù)實(shí)際情況隨時做出調(diào)整。

1、精確計(jì)劃

所有產(chǎn)品、部件、零件、工序全以形象直觀的圖形化表現(xiàn)，并以不同的顏色來區(qū)分。當(dāng)產(chǎn)品或工序開始后，顏色條的長度將實(shí)時地減少，直到最終完成。在不同設(shè)備之間通過簡單地拖放，就可方便地重新安排該產(chǎn)品或工序，所有因此而受到影響的產(chǎn)品將被重新排產(chǎn)。精確計(jì)劃看板可非常直觀的查看每個訂單的完成時間，在交貨期內(nèi)是否能完成。精確計(jì)劃看板能方便地查看每臺設(shè)備每天的工作計(jì)劃，計(jì)劃每天開始時間、結(jié)束時間，機(jī)床準(zhǔn)備時間。用戶可對時間情況進(jìn)行工序拆分、生產(chǎn)訂單拆分、工序合并、外協(xié)加工、手工用鼠標(biāo)拖拽調(diào)整機(jī)床的生產(chǎn)計(jì)劃和對訂單工序進(jìn)行編輯。所有的更改只有保存后才會生效，因此您可以進(jìn)行各種可能排產(chǎn)的嘗試。

2、時間看板

在時間看板里，可以用紅綠黃三色燈顯示該項(xiàng)目的生產(chǎn)狀態(tài)：提前、延期還是按期生產(chǎn)。

可以很直觀地查看每臺設(shè)備、每天的任務(wù)情況以及任務(wù)的進(jìn)展情況，并可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

可以顯示出本零件包含的所有工序及工序的先后順序，可方便定位影響本產(chǎn)品交付的瓶頸工序。

3、項(xiàng)目管理

在一個窗口中顯示該產(chǎn)品中各部件、零件、工序的計(jì)劃信息，可實(shí)時顯示出各計(jì)劃的計(jì)劃日期、是否已開工、能否準(zhǔn)時完工等信息，可方便定位制約整個產(chǎn)品、部件、零件的瓶頸。

可直觀地通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的方式查看產(chǎn)品制造BOM，并可直接進(jìn)入各部件、零件、工序，進(jìn)一步查看各詳細(xì)信息。

在項(xiàng)目管理中，采用有“紅綠燈系統(tǒng)”的顏色，使您很容易地查看每個訂單和工序的狀態(tài)。包括是否投產(chǎn)、計(jì)劃數(shù)量、計(jì)劃交貨期、所用時間、提前（或延遲）時間、已完成數(shù)量等，所有信息一目了然。

4、能力平衡

通過直觀的圖形、數(shù)字表示，JobDISPO系統(tǒng)提供了一個機(jī)床負(fù)荷以及每臺機(jī)床生產(chǎn)任務(wù)的視圖及分析功能。您能夠看到哪些機(jī)床負(fù)荷過重，哪些機(jī)床未充分利用。您可以組織加班工作來對付負(fù)荷過重的機(jī)床，或重新調(diào)整計(jì)劃工作給其它未充分利用的機(jī)床，以便優(yōu)化生產(chǎn)和平衡機(jī)床負(fù)荷。

用數(shù)字和圖形的形式，顯示出每個資源的可用能力和計(jì)劃利用率，并將最大的時間間隙用黃色進(jìn)行標(biāo)記。單擊最大的時間間隙，窗口將自動跳轉(zhuǎn)到作業(yè)計(jì)劃板。這種方式可以非常容易地回答下面的問題，譬如：“下周我們有空閑的加工能力嗎？”，“這個急活能擠進(jìn)去嗎？”等。

通過以上圖形顯示、統(tǒng)計(jì)、拖拽等方式，從而可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行生產(chǎn)能力的平衡調(diào)整。

5、派工單管理

當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃完成后，可自動生成派工單，內(nèi)容包括產(chǎn)品名稱、圖號、工序、設(shè)備名稱、加工時間等各種信息，并可根據(jù)客戶的實(shí)際需求定制各種格式與內(nèi)容的派工單。

6、成本管理

可自動生成各產(chǎn)品、部件、零件、工序的各種成本報告，如生產(chǎn)時間、制造成本、夾具成本等，內(nèi)容及格式均可方便地自行定義。

7、設(shè)備管理

JobDISPO MES 可以方便設(shè)置各設(shè)備基本信息、單位時間生產(chǎn)成本、工作時間、排班計(jì)劃、指定操作人員等。

也可對設(shè)備進(jìn)行分組管理、分工段管理。

并可以隨時查看每臺設(shè)備的所承擔(dān)的任務(wù)及任務(wù)的進(jìn)展情況，包括任務(wù)名稱、開始日期、計(jì)劃完工日期、生產(chǎn)數(shù)量、實(shí)際開工情況、實(shí)際完工情況等。點(diǎn)擊任務(wù)，可直接切換到該任務(wù)的計(jì)劃看板。

8、人員管理

一套成熟的管理軟件，必須有非常成熟和完善的系統(tǒng)管理功能，本系統(tǒng)就是用來完成整個系統(tǒng)的用戶、用戶組、用戶權(quán)限、組權(quán)限、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控等的管理。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使 MES系統(tǒng)能夠按部門，按人員分配系統(tǒng)操作權(quán)限，真正做到各司其職，每個人能夠看到自己該看到的，又不能看到自己不該看到的。

☆可通過工廠日歷可定義法定節(jié)假日、每天的工作時間、每周的工作時間。

☆通過制造單元定義加工設(shè)備、設(shè)備加工成本、設(shè)備工作時間。

☆可將機(jī)床進(jìn)行分組管理，可按需求將相同屬性機(jī)床進(jìn)行分組管理。

☆定義工人的工作時間、分管設(shè)備、工資等信息

☆可管理產(chǎn)品客戶、供應(yīng)商的聯(lián)系方式、稅號等可以方便設(shè)置各人員基本信息、人工成本、工作時間、排班計(jì)劃、可操作的機(jī)床等。

9、客戶信息管理

可對客戶各類信息進(jìn)行詳細(xì)管理，并可對客戶進(jìn)行分類管理。

10、工廠日歷管理

可以方便設(shè)置工廠日歷、周工作計(jì)劃等情況，使生產(chǎn)計(jì)劃更精確。

11、數(shù)據(jù)采集

通過采集實(shí)際的加工數(shù)據(jù)可以合理地編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和進(jìn)行生產(chǎn)前的成本核算。計(jì)劃是柔性可變和準(zhǔn)確的，它能隨著實(shí)際情況的不同進(jìn)行調(diào)整，以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。這樣保證您的整個加工過程是透明的、有效率和可控制的。

JobDISPO MDC機(jī)床監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也具有操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，易于為用戶所接受。由于擔(dān)心生產(chǎn)中出現(xiàn)過度控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控是很重要的?；谶@樣的考慮，F(xiàn)AUSER AG開發(fā)的圖形作業(yè)計(jì)劃的MDC將工票界面參數(shù)化，打開工票的界面，操作員可以輸入每個零件的加工工時，也就是輸入零件加工的開始時間和結(jié)束時間，操作員慢慢學(xué)會了半自動方式采集機(jī)床數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集的常用方式包括鍵盤輸入，觸摸屏和條碼掃描。通過工業(yè)級的條碼掃描儀來采集數(shù)據(jù)是最放心可靠的方式，它避免了人為手工輸入的失誤。JobDISPO MDC經(jīng)過了實(shí)踐的考驗(yàn)被證明是方便實(shí)用的，可以通過條形碼來鑒別操作員的身份，將事件信息做成條形碼后，操作員可以將條形碼在條碼掃描儀上掃描一下輸入電腦，表示他的工作任務(wù)，點(diǎn)擊軟件圖標(biāo)開始，就可以進(jìn)行零件的加工了，就是這樣簡單！工作任務(wù)完成后進(jìn)行確認(rèn)也是類似的操作，這樣操作員能很好地對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。軟件的另一個好處是操作員完成工作任務(wù)后，可以直接借助系統(tǒng)軟件就可以申請開始下一個工作任務(wù)。例如：某個零部件供應(yīng)商往往因交貨期太短，不能預(yù)先計(jì)劃訂單和準(zhǔn)備生產(chǎn)任務(wù)，使用了JobDISPO MDC后，在進(jìn)入實(shí)際的生產(chǎn)加工前，他就能合理地進(jìn)行精確的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，這樣他就能很好地控制加工的小時費(fèi)用和成本核算。

12、遠(yuǎn)程監(jiān)控

JobDISPO eMDC遠(yuǎn)程監(jiān)控可采用圖形化和文本兩種方式來監(jiān)控生產(chǎn)作業(yè)情況。訂單在哪臺機(jī)床加工、哪個操作工人、哪個工序、屬于哪個訂單、什么時間開始、什么時間結(jié)束，加工時間需要多久等詳細(xì)情況。圖形化監(jiān)控采用不同的顏色來表示作業(yè)的不同狀態(tài)，JobDISPO eMDC軟件提供了通過網(wǎng)絡(luò)在線瀏覽機(jī)床加工信息的功能，下圖中機(jī)床上側(cè)的紅色、黃色、綠色分別代表設(shè)備關(guān)機(jī)、空閑、運(yùn)行中，并顯示出正在加工的產(chǎn)品及其基本信息。

優(yōu)點(diǎn)：

☆ 簡單方便，容易使用。

☆ 滿足大眾化需求，反饋事件不受數(shù)量限制。

☆ 能與你現(xiàn)有的ERP或其它MES進(jìn)行系統(tǒng)集成。

☆ 為CAD圖形文件和其它多媒體數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)接口。

☆ JobDISPO MDC能同時多任務(wù)處理多臺設(shè)備和多個操作員的任務(wù)請求。

☆ 對機(jī)器設(shè)備、操作員、訂單和其它數(shù)據(jù)具備強(qiáng)大分析功能

使用JobDISPO eMDC的用戶能通過IE、Mozilla、OPERA等系統(tǒng)就能進(jìn)行網(wǎng)頁瀏覽數(shù)據(jù)信息。它是基于微軟的ASP.NET架構(gòu)開發(fā)的，使用了IIS網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，支持廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)，使用了SSL安全套接層協(xié)議確保數(shù)據(jù)訪問的安全可靠，并允許多用戶同時訪問數(shù)據(jù)，用戶即使是在家里也能通過網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)。用戶能通過Internet訪問后了解相關(guān)信息，如企業(yè)加工能力、正在生產(chǎn)的產(chǎn)品及狀態(tài)等，也可以在線瀏覽零件CAD的二維圖紙和三維模型等。

JobDISPO eMDC基于網(wǎng)絡(luò)在線瀏覽生產(chǎn)數(shù)據(jù)

13、統(tǒng)計(jì)分析

JobDISPO MES 還具有強(qiáng)大的任務(wù)沖突管理功能，可以方便地查看任務(wù)沖突情況及具體原因，比如：刀具未準(zhǔn)備到位、原材料未準(zhǔn)備到位等。點(diǎn)擊任務(wù)，可直接切換到該任務(wù)的計(jì)劃看板。

也可以查看每臺設(shè)備、在任意時間段的任務(wù)負(fù)荷、任務(wù)正點(diǎn)完工、延遲完工、機(jī)床利用率等信息，便于進(jìn)行能力平衡調(diào)整。

還可以查看每天、每月、每個產(chǎn)品的完工等各種生產(chǎn)情況。

14、數(shù)據(jù)接口

JobDISPO MES可以按照月、季度、半年、整年或任意時間段，將產(chǎn)品、部件、零件、機(jī)床等相關(guān)任務(wù)進(jìn)行輸出，可以輸出為PROJECT、EXCEL等多種通用格式，各類數(shù)據(jù)格式均可方便定制。

15、工藝生產(chǎn)布局

從2001年到2004年，由德國國家研發(fā)基金會BMBF提供經(jīng)費(fèi)，F(xiàn)AUSER公司牽頭，多家著名大學(xué)與企業(yè)共同配合（包括BMW公司、慕尼黑大學(xué)、柏林大學(xué)都參與了這個項(xiàng)目的研究），成功開發(fā)出一套工藝生產(chǎn)布局仿真與優(yōu)化的系統(tǒng)，最終衍生成JobDISPO MES的FAP 模塊。

JobDISPO FAP軟件涉及了廠房、后勤、物流和車間的布局規(guī)劃和管理等多個方面。用戶可以將用Autocad畫的廠房布局圖導(dǎo)入系統(tǒng)，生成新的軟件格式，然后可以開始設(shè)計(jì)工作，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和仿真。通過這些仿真結(jié)果，系統(tǒng)可以對機(jī)床設(shè)備布局和物流計(jì)劃生成改進(jìn)方案，通過這些改進(jìn)建議，我們可以降低成本，提高生產(chǎn)效率，使用了JobDISPO FAP系統(tǒng)后，我們企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)可以不斷地持續(xù)改進(jìn)，從而降低了企業(yè)成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力。優(yōu)點(diǎn)：

1.能為您同時完成車間機(jī)床布局，物流傳輸，后勤保障的全面規(guī)劃。目前市場除我們外找不到其他軟件能做到這一點(diǎn)，能與ERP/PPC系統(tǒng)集成，并行處理企業(yè)生產(chǎn)過程中的多個任務(wù)。

2.能為你的生產(chǎn)活動持續(xù)不斷的提出改進(jìn)建議。3.提供高品質(zhì)和精確的生產(chǎn)計(jì)劃

4.能對車間生產(chǎn)活動的物流進(jìn)行模擬仿真。

5.可真實(shí)地模擬車間各設(shè)備物理位置、設(shè)備承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)、任務(wù)的進(jìn)度情況、各工序間的轉(zhuǎn)移路線等。

第五篇：關(guān)于工業(yè)4.0智能制造信息及方案流程

關(guān)于工業(yè)4.0智能制造信息及方案流程

陳志成：中國人工智能學(xué)會基礎(chǔ)專業(yè)委員會常務(wù)委員、中國通信學(xué)會云計(jì)算專家委員會委員、北京格分維科技有限公司總經(jīng)理

我原來在高校工作了一段時間，是教師，擔(dān)任計(jì)算機(jī)學(xué)科方面的負(fù)責(zé)人，現(xiàn)在創(chuàng)辦一個公司，做人工智能方面的工作。我從學(xué)校出來，有一些背景因素，很多教授、院士，他們做了很多很好的理論研究，但是我們的產(chǎn)學(xué)研做的并不是想象中的那么好，企業(yè)很難把人工智能中比較超前的理論運(yùn)用起來。很多老師聊天說，人工智能是不是要死亡了，是不是真的不行了，沒有什么用途了，離我們生活太遙遠(yuǎn)了。我創(chuàng)辦企業(yè)的想法，是希望將課本上的一些理論，變成日常生活當(dāng)中可以用的一些產(chǎn)品，不管是小的產(chǎn)品也好，大的產(chǎn)品也好。也許這也是一種情懷，大家都想做一些事情，而我想做人工智能。

我的演講分為四部分內(nèi)容：第一，介紹工業(yè)4.0的本質(zhì)，我認(rèn)為工業(yè)4.0的本質(zhì)是智能制造，目前對于工業(yè)4.0的理解各種各樣，但是大體而言，還是依據(jù)德國的提法來理解。2011年至2013年，德國針對工業(yè)4.0給出了一些資料，總體思路還是智能制造的概念。前面說人工智能要死亡了，可是現(xiàn)在機(jī)會來了，人工智能可能會有大發(fā)展了。第二點(diǎn)介紹我們現(xiàn)在正在做的事情，就是制造企業(yè)的機(jī)聯(lián)網(wǎng)，主要是指機(jī)器設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，及其管理控制。第三點(diǎn)講基于機(jī)聯(lián)網(wǎng)之上的云計(jì)算服務(wù)，以及相關(guān)的研究課題。最后跟大家分享一個能源大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的案例。

工業(yè)4.0的本質(zhì)是智能制造

智能時代已經(jīng)來臨，五年之前，老師們在討論人工智能怎么發(fā)展，原中國人工智能學(xué)會理事長鐘義信老師、何華燦老師等也都在討論。人類社會的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一個階段是農(nóng)業(yè)社會，人類勞動工具以簡單的鐮刀、鋤頭為主。第二個階段是工業(yè)社會，也就是動力機(jī)車時代，以蒸汽機(jī)、機(jī)床為代表的時代。第三個階段是信息社會，網(wǎng)絡(luò)時代到來了，電話、電燈、電視，現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)，這就是目前的信息社會。

我們來看看前面三個時代，從研究者角度來分析，看看它的工具水平、研究的科學(xué)問題、及核心基礎(chǔ)理論。材料時代主要是簡單的材料加工，用樹枝就可以獲取到一些食物類的東西；能源時代就是動力驅(qū)動，主要是蒸汽機(jī)為主的；信息時代是信息處理，這個地方加了一個管理，原來認(rèn)為信息時代是智能工具，現(xiàn)在我們把智能單獨(dú)拿出來了。到現(xiàn)在為止，我們開發(fā)了好多MIS、ERP之類的，但全都是企業(yè)信息化的管理系統(tǒng)，其中智能化的程度有沒有？有，但確實(shí)不高。在這三個時代，從研究的科學(xué)問題來看，材料時代更多的是研究物質(zhì)成分、化學(xué)變化及其結(jié)構(gòu)的，認(rèn)為其基礎(chǔ)學(xué)科是化學(xué)。能源時代更多的是依賴物理，研究蒸汽機(jī)、能量的轉(zhuǎn)化、運(yùn)動狀態(tài)等，是牛頓的那個時代。信息時代的基礎(chǔ)學(xué)科是數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)。

第四個時代，我們認(rèn)為智能時代一定會來的，智能時代干什么，我們有大量的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行決策、判斷；我們現(xiàn)在有很多的個性化的東西，進(jìn)行針對性的個性化服務(wù)；進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘，從而進(jìn)行自動決策，這就是智能化的工具，很多工具是軟件，但是也有很多是硬件。這個時代研究的科學(xué)問題實(shí)際上是網(wǎng)絡(luò)問題，不管是局域網(wǎng)、還是廣域網(wǎng)，或者通信網(wǎng)、還是互聯(lián)網(wǎng)，目前來看已經(jīng)進(jìn)入到所謂的物聯(lián)網(wǎng)時代。在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行分析挖掘和邏輯推理，從而形成智能化的決策和判斷，這個時代的核心基礎(chǔ)理論是邏輯與網(wǎng)絡(luò)。

實(shí)際上，我們是做軟件出身的，軟件編程的發(fā)展也有幾個階段：面向機(jī)器、面向過程、面向結(jié)構(gòu)程序化設(shè)計(jì)、面向?qū)ο?、面向網(wǎng)絡(luò)，我也在想是不是也有智能化的編程工具，安卓是智能手機(jī)的操作系統(tǒng)，為開發(fā)者提供了很好的編程環(huán)境，相信今后還有更加智能化的開發(fā)工具出現(xiàn)。

在2009年7月7號，有一個理事長訪談，邀請中國人工智能學(xué)會的主要創(chuàng)始人：鐘義信老師，涂序彥老師，何華燦老師。針對人工智能如何發(fā)展、人工智能如何產(chǎn)業(yè)化等話題進(jìn)行探討，鐘老師堅(jiān)定地認(rèn)為“五年后將迎來人工智能大發(fā)展，進(jìn)入智能時代”，現(xiàn)在來看剛好五年，智能時代確實(shí)已經(jīng)來了。

在高校學(xué)科劃分中，人工智能屬于計(jì)算機(jī)系的還是電子化系的還是自動化系的，各高校并不一致。2003年提出成立“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，北京大學(xué)等幾十所高?，F(xiàn)在都在招生，近年來發(fā)展很快。無論是在人工智能理論、技術(shù)、教學(xué)、應(yīng)用等方面，每年都有很多研討會舉行，從前幾年的照片來看，老師們確實(shí)很早就在思考研究這方面的問題。

在人工智能產(chǎn)業(yè)化方面，我們也想聯(lián)合一些大學(xué)老師做一些事情，我們也提出了一個方案，當(dāng)時是想做中國國產(chǎn)的“人工智能計(jì)算平臺AICP(ArtificialIntelligence Computing Platform)”。提供一個智能運(yùn)行環(huán)境的平臺，其中把若干人工智能算法都實(shí)現(xiàn)為功能服務(wù)模塊，對外提供調(diào)用接口。比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、語音識別、人臉識別等，包括人對著手機(jī)一講話就可以翻頁了，通過遠(yuǎn)程服務(wù)提供一些應(yīng)用，機(jī)器人、智能安防，智能家居，智能辦公等。

我們當(dāng)時想做的智能計(jì)算平臺，包括：核心軟件、專業(yè)軟件、以及應(yīng)用型軟件，主要瞄準(zhǔn)機(jī)器人、協(xié)同計(jì)算、自動控制、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、智慧醫(yī)療、決策支持系統(tǒng)、自然語言翻譯等，當(dāng)時列了這些事情，現(xiàn)在不少公司也都在開發(fā)。

智造企業(yè)機(jī)聯(lián)網(wǎng)工程

現(xiàn)在回過頭來看，德國提出工業(yè)4.0，中國怎么辦？工業(yè)4.0本身是智能制造，能自動焊接的機(jī)器人80年代就有了，哈工大的焊接是非常先進(jìn)的。德國工業(yè) 4.0的核心詞主要是CPS(Cyber-Physical Systems)，信息物理系統(tǒng)、或網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)，認(rèn)為CPS是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。

最近我們也還在想，把德國的東西是不是照搬引進(jìn)來，如何消化吸收？目前主要體現(xiàn)在“機(jī)器換人”和“設(shè)備機(jī)器聯(lián)網(wǎng)”方面，這是浙江省和廣東省重點(diǎn)實(shí)施工程，在2013年的時候，浙江省明確下達(dá)文件，經(jīng)信委、科技廳下達(dá)的文件，這里介紹其中與機(jī)聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一些內(nèi)容，供大家參考。機(jī)聯(lián)網(wǎng)就是機(jī)器聯(lián)網(wǎng)，指應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、現(xiàn)代通信技術(shù)，對企業(yè)制造設(shè)備、工藝流程，空調(diào)、照明、倉儲等輔助設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的改造升級管理，形成集中管理、資源共享的現(xiàn)代化智能制造模式，以提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)節(jié)能減排，提高企業(yè)綜合能力。機(jī)聯(lián)網(wǎng)重要的實(shí)現(xiàn)途徑是機(jī)器換人，江浙一帶，長三角、珠三角，人力成本提高了，很多工廠倒閉了，這是現(xiàn)實(shí)情況，很多企業(yè)需要自動化升級改造。浙江省拿出五千個億，五年之內(nèi)每年支持五千個機(jī)器換人項(xiàng)目，實(shí)施企業(yè)的升級改造。

機(jī)聯(lián)網(wǎng)到底做哪些事情呢？第一點(diǎn)，還是要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，聽起來有點(diǎn)虛，實(shí)際上因?yàn)橹袊?，包括江浙一帶和廣東一帶，盡管政府拿了很多錢做這件事情，但在很多方面還是不清楚的，需要專家們幫助他們做整體設(shè)計(jì)，到底國內(nèi)國外有哪些自動化的設(shè)備，國外有哪些自動化設(shè)備可以引進(jìn)，不少企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)并不是很了解，必須要有專家?guī)退麄冞M(jìn)行具體分析，這樣的設(shè)備，這樣一個工藝流程，哪些是可以用機(jī)器代替人工的，幫他設(shè)計(jì)方案。從省里面的角度，國家戰(zhàn)略層面的角度，也需要一些設(shè)計(jì)，這部分工作還是少不了。

第二點(diǎn)，是推動機(jī)器聯(lián)網(wǎng)，這是核心內(nèi)容，企業(yè)(工廠)車間內(nèi)外的機(jī)器設(shè)備都需要連接起來，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程統(tǒng)一的自動化管理控制。第三點(diǎn)，是系統(tǒng)集成，這里面包含了各種企業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)等的集成。第四點(diǎn)，是加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新主要是電子設(shè)備和自動化傳感器、以及平臺軟件等關(guān)鍵技術(shù)方面的創(chuàng)新，有些需要引進(jìn)國外的，同時也需要國內(nèi)的企業(yè)參與研發(fā)我們自己需要的設(shè)備。第五點(diǎn)，是標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化不可忽略，很重要，機(jī)聯(lián)網(wǎng)也會涉及到若干標(biāo)準(zhǔn)。第六點(diǎn)，加強(qiáng)安全保障，這是重點(diǎn)提了，尤其是涉及國計(jì)民生的重點(diǎn)領(lǐng)域。我們想想，車間里面都是機(jī)器人，數(shù)據(jù)都是可以傳到后臺服務(wù)器上的，斯諾登對美國的監(jiān)控事件曝光之后，中國很擔(dān)憂。我們從日本引進(jìn)來機(jī)器人以后，是不是通信協(xié)議是私有的，如果不公開，我們想修改就不行；從歐洲買來一個機(jī)器設(shè)備之后，數(shù)據(jù)傳到哪些地方都不知道，甚至我們生產(chǎn)過程當(dāng)中的數(shù)據(jù)、參數(shù)、故障，保存在機(jī)器里面，等維修的時候給我們?nèi)∽吡?，我們也不知道。這需要我們現(xiàn)在制定這方面的安全許可，網(wǎng)絡(luò)檢測手段，包括現(xiàn)在的底層系統(tǒng)安全，進(jìn)網(wǎng)入口安全，很可能以后買機(jī)器人不是像今天這樣想買就能買了，以后可能像手機(jī)一樣，需要入網(wǎng)許可，否則，你的設(shè)備就不能聯(lián)網(wǎng)。

機(jī)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主要分四種類型：第一類是數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，這是眾多工廠的設(shè)備；第二類是行業(yè)專用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。義烏做服裝和織布的廠，都有自動化生產(chǎn)線，跟他們進(jìn)行交流，織布參數(shù)怎么檢測，線斷了之后能否自動接上，現(xiàn)在線斷了就報警和停機(jī)，需要人工接上后再繼續(xù)運(yùn)行，是不是可以做一些自動化的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)自動接線、取線軸等。第三類是工廠大型生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，這里面包括了戶外的工程機(jī)械，挖掘機(jī)，也做一些GPS定位，故障檢測。第四類是工廠輔助設(shè)備，空調(diào)和燈怎么節(jié)能。這四大類型設(shè)備都需要聯(lián)網(wǎng)。

機(jī)聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)解決方案

如何把機(jī)聯(lián)網(wǎng)具體實(shí)施起來？我們設(shè)計(jì)了一套云計(jì)算、云服務(wù)平臺的解決方案，這個方案當(dāng)中，跟通用物聯(lián)網(wǎng)的方案基本差不多，但是細(xì)節(jié)不完全一樣，內(nèi)容也不完全一樣，因?yàn)榘盐锫?lián)網(wǎng)大概念具體化到工業(yè)4.0了。工業(yè)企業(yè)中的機(jī)器機(jī)床都要進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這其中有些標(biāo)準(zhǔn)需要統(tǒng)一，有些新的傳感器需要研發(fā)，有些新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要制定；還有戶外的挖掘機(jī)，其他的一些工程機(jī)械設(shè)備也需要聯(lián)網(wǎng)，可能自己也有一些專用的傳感器或者網(wǎng)關(guān)控制器；后臺是云服務(wù)系統(tǒng)；最上面是應(yīng)用終端設(shè)備，這是整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在整個方案中，分成三層，物聯(lián)網(wǎng)的底層是數(shù)據(jù)采集，這里具體化就是機(jī)聯(lián)網(wǎng)層，是機(jī)器設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)細(xì)化到工業(yè)流程當(dāng)中，也可能細(xì)化到機(jī)床設(shè)備當(dāng)中的一個點(diǎn)上，包括了攝像頭和各種傳感器；也可能還有一些協(xié)議不是通用的，也可能利用WIFI，也可能是Zigbee，目前各種協(xié)議都有，這是機(jī)器聯(lián)網(wǎng)中最復(fù)雜的一塊。不同企業(yè)的協(xié)議不同，標(biāo)準(zhǔn)不同，基本處于混沌狀態(tài)。我們需要做網(wǎng)關(guān)控制器，各個分廠區(qū)域中的數(shù)據(jù)采集出來之后，通過網(wǎng)關(guān)往上傳，網(wǎng)關(guān)不是一般的家里上網(wǎng)那樣簡單的網(wǎng)關(guān)，后面可以看到有好幾個功能。機(jī)聯(lián)網(wǎng)層上面是云計(jì)算平臺層，有些數(shù)據(jù)在機(jī)聯(lián)網(wǎng)層直接處理了，還有一些數(shù)據(jù)到后臺服務(wù)器上，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘之后再處理。最后是應(yīng)用，應(yīng)用這一層大家比較容易理解，不多解釋。

云服務(wù)平臺層，有很多工作需要做，這里面分了幾大部分。一個是云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，在相關(guān)的服裝行業(yè)或者鋼鐵廠，可以統(tǒng)一建立一個大的云平臺，這個服裝廠那個服裝廠的數(shù)據(jù)都會傳到這里來，政府和企業(yè)拿錢建一個平臺，也可能這個服裝廠不想要服務(wù)器，就是遠(yuǎn)程服務(wù)，數(shù)據(jù)傳過來就可以。廣東省今年7月18號進(jìn)行了一個能源管理系統(tǒng)的項(xiàng)目招標(biāo)，就是全省的管控系統(tǒng)，各個能耗企業(yè)需要實(shí)時或定期上傳相關(guān)數(shù)據(jù)。

解決方案中，除了物聯(lián)網(wǎng)的三層，還有兩個循環(huán)控制：第一個是小循環(huán)，就是有些信息需要本地實(shí)時處理，比如說，車間設(shè)備出了故障，會立馬進(jìn)行反饋，反饋當(dāng)場處理掉，不需要人工干預(yù)，比如說空調(diào)溫度到26度以上，超出了節(jié)能控制閾值，控制器就可以自動降溫，大型的生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)中，也是要進(jìn)行設(shè)定它的一些閾值條件，基本上不需要人工。第二個是大的循環(huán)，實(shí)際上是大數(shù)據(jù)分析，當(dāng)數(shù)據(jù)傳到后臺服務(wù)器，經(jīng)過遠(yuǎn)程分析之后發(fā)現(xiàn)某一個流程有異常，比如特別耗能、或太耽誤時間(耗時)，這時就需要優(yōu)化，要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)這個流程，提一些優(yōu)化改進(jìn)方案。如果數(shù)據(jù)顯示，這個流程花一個小時，那個流程花三個小時，下一個工序等著上面的工序很久，這就需要優(yōu)化。把數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳上來，采用大數(shù)據(jù)分析來實(shí)現(xiàn)的，這是流程的優(yōu)化管控，這是大的循環(huán)。所以，該方案中分兩級控制，很好地解決了實(shí)時監(jiān)控和遠(yuǎn)程優(yōu)化監(jiān)控。

在具體實(shí)施中，涉及到哪些研發(fā)內(nèi)容呢？主要包含兩個方案，一個是機(jī)聯(lián)網(wǎng)方案，要有效連接機(jī)器設(shè)備；一個是云服務(wù)方案，可以與通用的IAAS、PAAS的云服務(wù)相結(jié)合，生產(chǎn)企業(yè)需要哪些內(nèi)容，平臺放哪些內(nèi)容進(jìn)去就可以提供服務(wù)。這里的關(guān)鍵技術(shù)，我們想來想去，機(jī)器設(shè)備聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，這可能是一個難題，我們經(jīng)常討論這個問題，很難有一個很好的解決方案。還有就是云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、還有空間信息技術(shù)、多維呈現(xiàn)技術(shù)，移動終端技術(shù)等。比如車載設(shè)備都在移動，車上的人也在移動，怎么做一個移動終端，可能是手機(jī)，也可能配單獨(dú)的終端設(shè)備，比如給醫(yī)院醫(yī)生配單獨(dú)的Pad，上面有相應(yīng)的軟件，有一個傳感器可以檢測，不同崗位配不同的終端設(shè)備，如果能及時傳到手機(jī)上更好，由于安全原因，手機(jī)平時是私人的，不能完全依賴，多數(shù)工廠可能需要給相關(guān)人員單獨(dú)配備終端設(shè)備。

在總體內(nèi)容中，包含兩個解決方案、七項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)、三項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這里有三方面的硬件開發(fā)，軟件系統(tǒng)有六個。正如安司長講的，這是一個大系統(tǒng)，是系統(tǒng)的系統(tǒng)，大系統(tǒng)包含若干子系統(tǒng)。

硬件的開發(fā)包含三大部分。第一類硬件是新型傳感器，根據(jù)某些行業(yè)的需求研發(fā)新型傳感器，并不是一個攝像頭就能解決，有些傳感器，比如溫度、濕度、壓力傳感等可能還有特殊的需求，現(xiàn)在已經(jīng)碰到了這樣的需求。

第二類硬件是新型融合通信網(wǎng)關(guān)，這里的網(wǎng)關(guān)，與一般家庭里上網(wǎng)的路由器不太一樣，我們列出了三大功能：第一是支持多重協(xié)議的網(wǎng)關(guān)，WIFI也好，RFID也好，紅外也好，工業(yè)總線也好，有線無線等等都要支持，我們也在想是不是分開研發(fā)，這個盒子就是支持WIFI的，另外一個盒子就是支持Zigbee的，單獨(dú)做不同的小盒子，但是我們分析之后發(fā)現(xiàn)成本并不低，因?yàn)樵O(shè)備里面可能放好幾個盒子，所以最終很可能是融合通信的網(wǎng)關(guān)，需要同時支持多種連接方式，有好幾份協(xié)議。第二是具備反饋控制的智能控制終端，不僅僅是路由器，還要反饋控制，需要有一套控制策略算法和操作系統(tǒng)的。第三是支持必要的本地化軟件服務(wù)，實(shí)際上是指的前面講的小循環(huán)的本地反饋控制，在大的循環(huán)沒有的時候，在一定條件下，小循環(huán)可以提供監(jiān)控服務(wù)。

第三類硬件是云服務(wù)安全認(rèn)證設(shè)備，云服務(wù)在提供服務(wù)的時候，需要根據(jù)工業(yè)4.0并結(jié)合企業(yè)、政府的要求，采用一些指紋等生物特征的識別技術(shù)，把可穿戴的技術(shù)加進(jìn)去，提供一些遠(yuǎn)程服務(wù)或者遠(yuǎn)程的控制，比如說企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)，你在外面出差要查看一下公司的運(yùn)行狀況，車間運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，可能簡單的一個密碼就可以了；而針對有特殊安全要求場景，查看時則需要進(jìn)行生物特征識別，這是才可以查看企業(yè)的信息。

軟件研發(fā)內(nèi)容分為六大子系統(tǒng)：機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理控制子系統(tǒng)、云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)子系統(tǒng)、設(shè)備萬滾落管理子系統(tǒng)、應(yīng)用集成子系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)、終端服務(wù)子系統(tǒng)，主要有這六個方面的子系統(tǒng)。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，首先是機(jī)聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，要求不同設(shè)備能進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)作，需要有方案來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自識別、自適應(yīng)。還要做一些數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，這個數(shù)據(jù)怎么組織，怎么去訪問，這塊要進(jìn)行考慮。省里面要求上報哪些數(shù)據(jù)，上報之后有哪些可以進(jìn)行識別，數(shù)據(jù)怎么設(shè)計(jì)的，這方面有哪些標(biāo)準(zhǔn)也需要研究。還有云服務(wù)，為政府提供數(shù)據(jù)服務(wù)，政府怎么訪問平臺的接口，這塊也需要制定標(biāo)準(zhǔn)。

把這些問題都討論清楚，我們可以給出技術(shù)路線和一些步驟來具體實(shí)施：先進(jìn)行總體規(guī)劃，然后研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和平臺，最后集成應(yīng)用。智造企業(yè)的機(jī)聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)方案，基本內(nèi)容就這些，這是目前正在做的。通過這些工作，最終把機(jī)器設(shè)備連成一體，為智能制造奠定基礎(chǔ)。

能源大數(shù)據(jù)系統(tǒng)案例

給大家分享一個案例，這是能源大數(shù)據(jù)管控的一個項(xiàng)目，是廣東盈嘉公司承擔(dān)的國家物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)課題，就是把中國移動機(jī)房里面的用電設(shè)備，包括主機(jī)服務(wù)器和輔助空調(diào)設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控管理起來，同時進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。

項(xiàng)目在相關(guān)設(shè)備中安裝傳感器，通過網(wǎng)關(guān)把數(shù)據(jù)傳送上來，可以查看設(shè)備動態(tài)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的多角度模擬展示。也可以通過大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時或定期查看數(shù)據(jù)分析圖表，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的管理控制、優(yōu)化改進(jìn)。

除了電信領(lǐng)域之外，在高能耗的工業(yè)企業(yè)中，比如鋼鐵廠、水泥廠等，也都面臨著升級改造的問題，基于物聯(lián)網(wǎng)的能源大數(shù)據(jù)控制與管理系統(tǒng)，可謂是我們在工業(yè)4.0時代的一個先行示范。

作為結(jié)束，在思考工業(yè)4.0的大產(chǎn)業(yè)中，我們具體能做些什么呢？大家關(guān)注的工業(yè)4.0，不管德國怎么做，中國作為生產(chǎn)制造大國，在這4.0時代還是想做點(diǎn)事的，不管是機(jī)聯(lián)網(wǎng)還是其他項(xiàng)目，結(jié)合工業(yè)4.0，可能最終落地點(diǎn)還是三個方面：一是標(biāo)準(zhǔn)，包括政策規(guī)范、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等；二是技術(shù)，技術(shù)有很多，傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，都在快速發(fā)展；三是應(yīng)用，企業(yè)最終關(guān)注的是應(yīng)用，包括工廠內(nèi)的應(yīng)用、戶外應(yīng)用、移動監(jiān)管應(yīng)用、以及開放服務(wù)應(yīng)用等，這些是我們大家也在做的。

好了，今天分享到此，感謝相關(guān)的合作機(jī)構(gòu)、伙伴企業(yè)、及領(lǐng)導(dǎo)專家。謝謝大家?。ū疚墓?jié)選自陳志成于2014年12月20日在《工業(yè)4.0高峰論壇——新常態(tài)與中國工業(yè)變革之路》的主題演講。此次論壇由《清華管理評論》、機(jī)械工業(yè)出版社、智造大講堂聯(lián)合主辦）