德国制造业的进阶良机

　　究竟是什么力量驱使着德国这样的世界头号制造业大国向新的革命突飞猛进呢?客观上，德国的工资水平相比亚洲甚至比欧洲的平均水平更高，电价也随着时间的推移和核电的取消正不断攀升，德国人口的老龄化也日趋严重……

　　在这样的背景下，德国只有寻求突破，才可能在未来拥有和保持发展制造业的优势与空间。而具体的做法，就是以物联网和工业互联网为依托和基础，充分借助德国多年以来在装备制造业、机器人和机械制造工艺等方面积累的优势，将制造企业的内部和外部联成一体。在这个过程中，一个特色鲜明的目标，就是让装备制造业实现满足客户定制化需求的生产。也就是说，用户将不再被动地接受能在市场上所找到的产品的现成设计和功能，而是可以要求制造业企业提供最切合自己需求的产品。

　　事实上，规模化生产和定制化规模生产分别代表了工业3.0时代和工业4.0时代的工业生产形态。

　　就管理理念而言，规模化生产是以产品为生产的中心，以低成本赢得市场;而定制化规模生产，则是以客户为中心，凭借快速响应和契合客户要求而赢得市场。

　　就驱动方式而言，规模化生产是根据企业销售经验和市场预测安排生产，属推动式生产;而定制化规模生产则是根据客户要求，定点安排生产，属于拉动式生产。

　　由此可见，在工业4.0时代，要求生产具有市场适应性和灵活性，工厂生产的流程也要由流水线的生产工艺向单元化的生产工艺转变;由按顺序操作运行方式向自组织、自配置的操作运行方式转变;由集中控制向分散控制转变……这些都给工业工程技术、自动化技术带来了新的机遇和挑战。

　　智能架构带来的启发

　　以什么姿态来迎接这一空前的挑战呢?在油价不断下降的时候，沙特阿拉伯为什么坚持欧佩克不减产呢?这里不谈政治因素，只谈技术经济因素。

　　沙特阿美石油公司(Saudi Aramc)的Abqaiq炼化厂在不增加任何提高能效的设备的情况下，仅仅运用了美国Integration Objects公司提供的智能架构“KnowlegeNet”，通过OPC和其它通信协议，从DCS(“Distributed Co ntrol System”，即“分布式控制系统”)、SCADA(“Supervisory Co ntrol And Data Acquisition”，即“数据采集与监视控制系统”、工厂的历史数据)、LIMS(“Laboratory Information Management System”，即“实验室信息管理系统”)、ERP(“Enterprise Resource Planning”，即“企业资源计划”)和MES(“Manufacturing Execution System”，即“制造执行系统”)中收集和集结数据，接着运用推理引擎为复杂时间建模，为诊断进行根因(即“Root Cause”)分析，为最佳应用制定合适的工作流程模块。仅凭这一项，沙特阿美石油公司就收到了几百万美元的节能效益，这些就是沙特的底气之一。

　　2014年7月西门子工业领域总裁在北京表示，实现工业4.0主要有三个途径，一个是MES，一个是虚拟和现实的结合，一个是CPS(“Cyber-Physical Systems”，即“信息物理系统”)。其中，起到重要作用的就是我们上面提到的MES。

　　要实现工业4.0，最关键的是工业制造技术。工业自动化技术是实现工业4.0的必要条件，IT技术是充分条件，很多人认为IT技术超过了工业制造技术，这种倾向我认为是不对的。IT技术发展很快，但是要真正落到实处，还是要工业制造技术和工业自动化技术。

　　关于CPS的概念，美国在2006年就提出来了。CPS应用领域很多，军事、医药、农业等等。最主要的领域是通讯、能源基础设施建设，制造业。德国人把CPS和生产联系到了一起，这就是CPPS。

　　在横向、纵向集成的工业通讯技术以及基于互联互操作的设备集成的工业以太网的整合技术中，软件技术非常重要，它需要面向分布式自动化系统，需要高效而可靠地模块化。

　　MES在三大支柱中非常重要，从生产制造、工程技术、供应链角度来看都是。现在，任何一个好的工厂，若能把三维软件模型相互结合，实现虚拟与现实的结合，我们就能得到全面的发展。

　　我们可以在每一个重要环节中把相应的软件进行标识，通过三维软件模拟工厂制造产品，可以模拟从设计到制造的各种环节。

　　先进企业的经营环境对MES提出了新的要求，企业面临不断变化的新环境，其信息的实时性和同步性也在增强，其对MES要求不断在变化。

　　我们可以发现，从1990年的第一代MES，到由各种应用软件整合形成的第二代MES，到第三代纳入到运营管理平台的MES，再到成为制造运营管理基础的第四代MES。今天，各种软件正在被高效地整合到一起，这就是MES的发展趋势。

　　MES位于生产线和工厂前线，若要发展下去则必须把统计质量控制、历史趋势、配方管理等纳入到协同制造管理的范畴，从而进入企业经营管理的领域，进入到制造操作的管理平台，从而实现精益制造和企业控制等。

　　MES是一个基础，更是核心。其他环节需要围绕企业进行调整，并根据企业的发展不断变化。

　　这就是我们未来的制造业，我们必须从现在做起，找到投资少而效果大的生产方式，一步一个脚印地向前努力。