編者按：當今世界正處在科技創(chuàng)新突破和新科技革命的前夜，在今后的10年至20年，很有可能發(fā)生一場以綠色、智能和可持續(xù)為特征的新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命。中國科學院“創(chuàng)新2050：科技革命與中國的未來”系列報告指出，“后IP”網(wǎng)絡的新原理/新技術研究和試驗網(wǎng)建設、高品質(zhì)基礎原材料的綠色制備、資源高效清潔循環(huán)利用的過程工程、農(nóng)業(yè)動植物品種的分子設計、泛在感知信息化制造系統(tǒng)、艾級(1018)超級計算技術的突破將對我國的信息化進程產(chǎn)生重大影響。為了全面實現(xiàn)小康社會和現(xiàn)代化建設目標的戰(zhàn)略任務，面對可能發(fā)生的新科技革命，我國必須及早準備。

     “十二五”制造業(yè)信息化突出“個性”

      今年是“十一五”制造業(yè)信息化的收尾期，“十二五”制造業(yè)信息化戰(zhàn)略即將開始。以“兩化融合”為切入點，帶動制造業(yè)信息化、走新型工業(yè)化之路，實現(xiàn)由“制造大國”到“制造強國”的轉(zhuǎn)變將是“十二五”以及今后中國的長期國策和核心工作內(nèi)容。因此，那些顯示度好、帶動性強、覆蓋面廣、具有較強的前瞻性和戰(zhàn)略性的技術、產(chǎn)業(yè)和重要領域?qū)⒌玫街С趾桶l(fā)展。

      例如，現(xiàn)代設計/制造技術、集成與協(xié)同支撐平臺、XG工業(yè)應用支撐技術、下一代工業(yè)網(wǎng)絡關鍵技術、傳感器網(wǎng)絡及智能信息處理技術，面向核心應用的信息安全技術等核心技術將取得突破；裝備制造業(yè)信息化應用、國家重大專項應用、制造服務、節(jié)能降耗中的信息技術應用以及中小企業(yè)信息化共性支撐應用等領域?qū)⑹艿街攸c政策扶持。嵌入式系統(tǒng)(芯片及軟件)，工業(yè)軟件數(shù)控、DSC(集散控制系統(tǒng)等)，MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、工業(yè)總線，工業(yè)傳感器及系統(tǒng)等將是“兩化融合”的重大產(chǎn)業(yè)化領域。

      隨著制造業(yè)的發(fā)展和當前市場競爭的加劇，企業(yè)要在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理上尋求差異化，以增強企業(yè)核心競爭力。當企業(yè)之間在產(chǎn)品、技術、成本、設備、工藝等方面的同質(zhì)化越來越強，差異性越來越小時，企業(yè)個性化的壓力就越來越明顯。要追求差異化，個性化，而生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)管理，是企業(yè)個性化非常強的地方，因此生產(chǎn)現(xiàn)場的“精細化管理”將得到越來越多企業(yè)的需求。

      制造業(yè)信息化專家呂思澄表示，過去一說到精細化管理，說到上ERP、MES，人們總會很容易想到國外大型軟件，但是這些企業(yè)提供的都是套件，是解決共性問題的，而我們現(xiàn)在要關注的是，在共性問題得到解決的基礎上，如何滿足企業(yè)的個性需求，這也是現(xiàn)代制造服務業(yè)的一次機會。

      盡管通過嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、掌握核心技術也能夠增強企業(yè)的核心競爭力，但隨著新材料技術、新能源技術和信息技術的深度融合，由于設備、工藝的不同以及通用的成套軟件不能涵蓋所有個性化需求，一個企業(yè)已經(jīng)無法全面掌握所需的所有技術，必須借助外部力量才能完成產(chǎn)品的研發(fā)、制造、管理、維護、回收等活動。

      精細化生產(chǎn)管理推動MES應用

      現(xiàn)代生產(chǎn)制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝大都由傳統(tǒng)的人工粗狂管理模式向自動化管理的工作模式進行轉(zhuǎn)化，但自動化的程度卻各不相同，而且由于行業(yè)不同，工藝設計中的難點與關鍵技術也各不相同，那么針對各種行業(yè)，千變?nèi)f化的工藝管理方法應運而生。

      隨著市場競爭的加劇，各級企業(yè)的要求越來越多樣化，產(chǎn)品的批量少批次多，生命周期越來越短，流程型企業(yè)競爭力面臨嚴峻挑戰(zhàn)。其中不斷提高過程信息、管理信息的集成和應用能力，實現(xiàn)管控一體化是提高企業(yè)競爭力的一個重要環(huán)節(jié)。作為企業(yè)生產(chǎn)管理的一個重要環(huán)節(jié)，車間級信息化不約而同地受到了企業(yè)與廠商的共同關注。

      制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是為制造企業(yè)在其核心業(yè)務——產(chǎn)品形成過程的所有活動所建立的集成的信息技術平臺。制造企業(yè)利用MES可以對它的產(chǎn)品形成過程實現(xiàn)透視現(xiàn)狀、協(xié)同管理、快速準確應變決策，達到提高資源利用、加快在制品流轉(zhuǎn)、降低成本、提高質(zhì)量，保證交付的效果。

      據(jù)了解，使用MES的制造企業(yè)生產(chǎn)力更高,并且在前3年比其他制造企業(yè)具有更快的發(fā)展速度,使用MES的制造企業(yè)的生產(chǎn)力增長了大約70%至600%，在3年內(nèi)利潤增長了400%。此外,使用MES的制造企業(yè)比不用MES的制造企業(yè)能夠更大幅度地減少成本。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國制造企業(yè)已有14.36%應用了MES系統(tǒng)，而中國巨大的市場潛力也吸引了不少國外知名廠商進入，未來還將陸續(xù)有國際廠商進入。

      發(fā)展數(shù)字化工廠，MES是核心關鍵

      數(shù)字化工廠和MES都是作用在制造現(xiàn)場的信息化概念，但是它們分別從兩個不同角度出發(fā)。MES作用在產(chǎn)品實體的形成過程，是針對制造企業(yè)生產(chǎn)管理的專業(yè)化應用系統(tǒng)。而數(shù)字化工廠則更多的關注技術和信息的模式、傳遞的方式。兩者最終是會“殊途同歸”——出現(xiàn)完全支持產(chǎn)生和傳遞數(shù)字化信息的新型的“數(shù)字化MES”

      MES作為生產(chǎn)現(xiàn)場集成的信息技術平臺，為數(shù)字化設施的集成和互聯(lián)提供基礎。分布在各個作業(yè)點上的微電腦、移動終端、RFID/條碼設備、軟件PLC、便攜式坐標測量機和無線工業(yè)以太網(wǎng)都被集成的連接在MES系統(tǒng)中。

      數(shù)字工廠的虛擬模型一方面來自3D的產(chǎn)品和工藝設計，另一方面需要MES提供訂單、計劃、設備、控制、生產(chǎn)狀態(tài)的數(shù)字模型和數(shù)據(jù)。特別是進行數(shù)字化工廠布置和流轉(zhuǎn)的模擬優(yōu)化時，缺少MES提供制造環(huán)境的數(shù)字化信息是不可能進行的。

      MES不僅能生產(chǎn)線排除障礙，同時還通過多種手段保證生產(chǎn)的連續(xù)和順暢：針對各工序的生產(chǎn)工單，以工序、設備、動力等作為對象，生成生產(chǎn)作業(yè)指令，并進行指令信息的發(fā)布；對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類業(yè)務數(shù)據(jù)進行采集歸檔工作，及時準確地反映生產(chǎn)情況、設備運行情況、自動化物流情況等；通過對生產(chǎn)工單和所定義的批次定義信息，以及對應生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各項業(yè)務數(shù)據(jù)追溯生產(chǎn)歷史，實現(xiàn)成品的生產(chǎn)過程追溯以及質(zhì)量回溯。

      MES的挑戰(zhàn)：數(shù)字化、可集成

      如今，經(jīng)過“十一五”的發(fā)展，企業(yè)的信息化建設有了長足的發(fā)展。在生產(chǎn)管理方面，以企業(yè)資源計劃(ERP)為核心的經(jīng)營管理信息系統(tǒng)得到廣泛應用，實現(xiàn)企業(yè)的供應鏈優(yōu)化。在生產(chǎn)過程自動化方面，通過實施集散控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制系統(tǒng)(PLC)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA)等實現(xiàn)過程控制的優(yōu)化。

      然而，由于對MES的理解與定位不明析，現(xiàn)有企業(yè)管理體制的限制以及重復性建設，導致了MES在國內(nèi)應用推廣的困難。而且，MES是行業(yè)性非常強的解決方案，需要與行業(yè)特點和工藝流程進行緊密的結(jié)合，同時又要考慮軟件產(chǎn)品的商品化。

      而且，MES在技術規(guī)范性和成熟程度方面還有較大的差距。如何解決行業(yè)適應性，使得MES更加貼近行業(yè)需求，對標準化、可集成、數(shù)字化、智能化MES的需求呼之欲出。

      可集成MES作為連接企業(yè)上層事務處理和低層設備控制的中間層，在保護企業(yè)現(xiàn)有信息資源，將發(fā)揮重要的橋梁作用，是未來工廠綜合自動化過程必不可少的組成部分。