成本居高不下成自動(dòng)化與信息化集成技術(shù)的瓶頸
由于自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展的歷史局限性,以往制造生產(chǎn)過程只是采用單元自動(dòng)化技術(shù),使得生產(chǎn)工藝技術(shù)、設(shè)備運(yùn)行技術(shù)、生產(chǎn)管理技術(shù)沒有很好地集成,始終處于分離狀態(tài),專業(yè)分離、學(xué)科分離。但是,產(chǎn)品生產(chǎn)要求這三項(xiàng)技術(shù)統(tǒng)一、集成,才能取得最好的效益。 長期研究信息化與自動(dòng)化集成的柴天佑院士曾表示:“綜合自動(dòng)化的概念,實(shí)際上就是通過自動(dòng)化技術(shù)將生產(chǎn)工藝技術(shù)、設(shè)備運(yùn)行技術(shù)和生產(chǎn)管理技術(shù)相集成,從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量、效率,降低能耗、減少環(huán)境污染和資源消耗,提高企業(yè)整體效益。所以說走新型工業(yè)化國家必然要實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程綜合自動(dòng)化?!? 目前,涵蓋從底層的制造自動(dòng)化到頂層的管理自動(dòng)化的體系結(jié)構(gòu),經(jīng)過十幾年的探索和實(shí)驗(yàn),從理論和實(shí)踐上證明了扁平化的三層模型已經(jīng)具備了一定規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)條件。但是,從企業(yè)角度來看,僅僅只有技術(shù)保障還并不充分,企業(yè)更關(guān)心這樣的集成工作所需要的投入,以及所能帶來的產(chǎn)出。正像國家863計(jì)劃先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)<医M組長王田苗所言:“如果是科研院所,什么設(shè)備都能讓它集成起來,但對(duì)于企業(yè)來說,則不得不考慮成本效益了?!?集成趨勢(shì)明朗 北京第一機(jī)床廠總工程師劉宇凌表示,如果底層自動(dòng)化與上層信息化不能很好集成,兩者之間的信息傳遞就需要由人工完成。例如加工設(shè)備運(yùn)行狀況的匯報(bào)、零件加工所用程序刀具數(shù)據(jù)的輸入、工序進(jìn)程單的執(zhí)行、物料的輸送等。但是,人是系統(tǒng)中變化最大的因素,其行為與執(zhí)行的質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性會(huì)有很大的影響,同時(shí)也會(huì)造成許多的執(zhí)行動(dòng)作不規(guī)范。因此,正像柴天佑院士認(rèn)為的那樣:“從工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看,自動(dòng)化和企業(yè)信息化必然會(huì)融為一體?!? 寧夏小巨人機(jī)床有限公司總工程師黃建文:“自動(dòng)化必須與信息化結(jié)合才能夠發(fā)揮最大功效,否則單純的自動(dòng)化是沒有意義的。在自動(dòng)化發(fā)展過程中,與信息化是相輔相成的,必須同步、互動(dòng)。” 從發(fā)展歷程來看,過去的自動(dòng)化所針對(duì)的研究對(duì)象是生產(chǎn)線上裝備的檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等,從本質(zhì)上講這些也是信息化的內(nèi)容,而對(duì)象是裝備。而目前企業(yè)信息化是以計(jì)算機(jī)、通訊等信息技術(shù)為手段,企業(yè)管理與生產(chǎn)管理為對(duì)象,著眼點(diǎn)在管理的信息化上,如用于企業(yè)管理的ERP,用于生產(chǎn)過程管理的MES。 今天,自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了變化,面向的對(duì)象不完全停留在裝備上,已經(jīng)延伸到生產(chǎn)管理和企業(yè)管理中,從這個(gè)角度來講,自動(dòng)化和信息化必然要融合。 在我國,雖然目前已經(jīng)采用了較新的自動(dòng)化技術(shù),我國工業(yè)的自動(dòng)化水平與發(fā)達(dá)國家相比并無明顯劣勢(shì)。但由于綜合自動(dòng)化水平較低,綜合生產(chǎn)指標(biāo)控制方式以人工為主,導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本高、資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、綜合競(jìng)爭(zhēng)力弱。因此,我國制造業(yè)企業(yè)在自動(dòng)化與信息化集成方面還有許多路要走。 技術(shù)障礙不大 上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所教授級(jí)高級(jí)工程師彭瑜在接受有關(guān)媒體采訪時(shí)就曾指出,涵蓋從底層的制造自動(dòng)化到頂層的管理自動(dòng)化的體系結(jié)構(gòu),經(jīng)過十幾年的探索和實(shí)驗(yàn),從理論和實(shí)踐上證明了扁平化的三層模型進(jìn)入了大規(guī)模、全方位的應(yīng)用時(shí)期。自動(dòng)化、信息化技術(shù)的發(fā)展為整體解決方案的提供,做好了幾乎所有的技術(shù)準(zhǔn)備: 其一,自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展已經(jīng)為打破長期以來將工業(yè)控制領(lǐng)域劃分為電氣控制(包括傳動(dòng)控制、邏輯和順序控制)、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制等專業(yè)的束縛,為建立統(tǒng)一的工程設(shè)計(jì)平臺(tái)和統(tǒng)一的生產(chǎn)運(yùn)營平臺(tái)準(zhǔn)備好技術(shù)和認(rèn)識(shí)條件。 其二,在經(jīng)濟(jì)全球化大趨勢(shì)的推動(dòng)下,在國際產(chǎn)業(yè)界長期的共同追求和努力下,從工控編程語言、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng),一直到控制和企業(yè)信息管理集成等各種自動(dòng)化國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣應(yīng)用,均取得了豐碩的成果,形成為普遍的共識(shí),為自動(dòng)化集成體系架構(gòu)的發(fā)展和日趨成熟奠定了標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。 在具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)上,在ERP、MES、PCS三層結(jié)構(gòu)中,MES起到了關(guān)鍵性的橋梁作用,它甚至是自動(dòng)化與信息化集成的關(guān)鍵核心技術(shù)。MES在企業(yè)計(jì)劃管理和車間生產(chǎn)控制之間架起了一座信息溝通和管理的橋梁,使企業(yè)將更容易建立一個(gè)快速反映、有彈性、精細(xì)化、統(tǒng)一的信息化制造環(huán)境,幫助企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境,降低材料和人力等資源的消耗。 但是,相對(duì)于ERP等離線管理系統(tǒng)而言,MES要求生產(chǎn)和制造過程的數(shù)據(jù)、信息等是實(shí)時(shí)在線的,MES面向企業(yè)的生產(chǎn)過程和制造過程的管理比較困難。所以,早期MES的發(fā)展滯后在一定程度上制約了集成的步伐。 不過,自“十五”以來,MES技術(shù)得到了快速發(fā)展,眼下已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前,MES已經(jīng)在鋼鐵、石化行業(yè)等流程行業(yè),甚至一些離散行業(yè)都得到較為廣泛的應(yīng)用,MES應(yīng)用效益得到用戶認(rèn)可,并且推進(jìn)了企業(yè)信息化應(yīng)用的深度,不僅僅停留在ERP系統(tǒng)實(shí)施上,MES成為企業(yè)信息化的主體。 成本居高不下 然而,即使是今天,當(dāng)自動(dòng)化與信息化集成技術(shù)不斷成熟的時(shí)候,依然沒有太多企業(yè)真正啟動(dòng)這樣的集成工作。“這主要是因?yàn)槌杀締栴}?!蓖跆锩缯f,“集成的成本很高,集成得越多成本也越高?!? 王田苗介紹說,廣義理解的集成是概念層面的,單個(gè)的系統(tǒng)之間,采用單個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的集成,這顯然已經(jīng)不存在什么問題。但俠義理解的集成是非常緊密耦合的集成?,F(xiàn)階段還主要是一些大企業(yè)對(duì)此有一定的關(guān)注,因?yàn)樗臉I(yè)務(wù)更廣,對(duì)業(yè)務(wù)之間的耦合以及成本的控制比較敏感,而且要走向世界,面對(duì)更激烈的競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)。而對(duì)小企業(yè)來說,自動(dòng)化就是自動(dòng)化,信息化就是信息化,他們集成的需求并不強(qiáng)烈。不過,王田苗表示:“眼下,即使是大企業(yè)真正實(shí)現(xiàn)緊耦合集成的也是非常少見的?!? 北京第一機(jī)床廠總工程師劉宇凌認(rèn)為,能否很好實(shí)現(xiàn)集成主要看三個(gè)方面:首先是構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)單元(如加工設(shè)備、運(yùn)送設(shè)備等)是否具備了或可以具備信息控制的能力;其次是各個(gè)具有信息控制能力的單元是否可供集成,異構(gòu)也可以,只要開放;三是系統(tǒng)中各個(gè)動(dòng)作的規(guī)范化程度。 因此,多數(shù)制造企業(yè)遺留下來的智能化程度較低的老舊設(shè)備則存在升級(jí)改造的需求。但是,據(jù)劉宇凌介紹,傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)一般是指剛性線:是由很多專用設(shè)備組成,每個(gè)設(shè)備僅能夠執(zhí)行一種或兩種加工,物料輸送也是專用的,僅限于幾種工件的制造。這種系統(tǒng)升級(jí)改造十分困難。首先是系統(tǒng)中的每個(gè)加工單元都要變化,其次控制方式也要變化,再有是廠房環(huán)境也要改變,特別是物流的合理性。“從企業(yè)的角度看,是否值得投資做這樣一個(gè)大的改造是需要權(quán)衡的。一般情況下,企業(yè)寧可推倒新建?!? 同樣,王田苗也有類似的看法:“對(duì)于這些老舊設(shè)備,理論上說增加嵌入式系統(tǒng),提高其智能化程度,就可以實(shí)現(xiàn)與信息化的集成,對(duì)于科研單位來說,再老的設(shè)備也能集成,但對(duì)于企業(yè)來說,就要考慮成本了,考慮投入產(chǎn)出的問題了?!?適度自動(dòng)化 正因?yàn)樽詣?dòng)化與信息化集成的成本居高不下,所以信息化專家蔣明煒更傾向于折中的做法,他稱之為“適度自動(dòng)化”?!拔覀兊男畔⒒鶕?jù)不同的自動(dòng)化程度進(jìn)行區(qū)別建設(shè),可以采取在線數(shù)方式采集信息,通過網(wǎng)絡(luò)來發(fā)布生產(chǎn)指令,通過網(wǎng)絡(luò)來下載生產(chǎn)程序。但對(duì)于普通的機(jī)床,通過機(jī)床旁邊安裝的專業(yè)控制機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)甩圖紙、甩工藝文件的目的,也可以直接下達(dá)生產(chǎn)指令,也可以讓它在這個(gè)控制機(jī)上匯報(bào)公司進(jìn)度,匯報(bào)質(zhì)量狀況?!? 因此,蔣明煒并不主張什么都搞自動(dòng)化,“就是勉強(qiáng)搞了自動(dòng)化以后,花了很高的代價(jià),最后實(shí)際上效果也可能很不好。特別是物流自動(dòng)化,無非就是減少了兩個(gè)人。所以不能過分的強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化。要適度的自動(dòng)化?!? 劉宇凌也表示,自動(dòng)化與信息化的集成是企業(yè)發(fā)展的一個(gè)過程,提前了是揠苗助長,滯后了會(huì)阻礙企業(yè)發(fā)展。企業(yè)所處的行業(yè)、管理特點(diǎn)與發(fā)展戰(zhàn)略不盡相同,自動(dòng)化與信息化集成的水平也會(huì)有很大的差異。但是無論何種情況,企業(yè)的內(nèi)在需求是企業(yè)是否應(yīng)用自動(dòng)化與信息化集成技術(shù)的主要原因,而這個(gè)內(nèi)在需求,劉宇凌認(rèn)為更多的就是降低成本提高效率。 ?。?a href="http://www.zkxxing.cn/" target="_blank" class="keylink">自動(dòng)化網(wǎng)莫銘編輯)
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