當(dāng)我們說(shuō)智能制造時(shí)，我們?cè)谡f(shuō)什么？是智能裝備、智能工廠？還是云、大數(shù)據(jù)或是服務(wù)型制造？抑或是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？再微觀一些，是機(jī)器換人，還是AI？

或許有人說(shuō)，這都是智能制造的范疇。不過(guò)，研發(fā)與生產(chǎn)是工廠的核心，智能工廠也成為了智能制造的核心。對(duì)于不同發(fā)展階段和不同形態(tài)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的道路各不相同，但在構(gòu)筑智能工廠、通往智能制造的過(guò)程中，不可或缺的一個(gè)共同環(huán)節(jié)就是制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。

定位于整個(gè)車間制造過(guò)程管理的MES，根據(jù)訂單、計(jì)劃進(jìn)行作業(yè)排程，它構(gòu)筑了計(jì)劃管理層與底層控制層之間的橋梁，既讓ERP得以落地，也優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。由此，MES成為智能工廠（數(shù)字化工廠）的核心，也是精益生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

太極智能工廠架構(gòu)圖

亂花漸欲迷人眼。當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)酵，大數(shù)據(jù)、AI熱度持續(xù)上升，但工廠智能化之路依然需要因企而異。對(duì)此，太極計(jì)算機(jī)股份有限公司企業(yè)業(yè)務(wù)集團(tuán)智能制造事業(yè)部總經(jīng)理趙金元博士認(rèn)為，“通過(guò)智能化的算法與先進(jìn)的管理方法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制、透明管理、科學(xué)決策”，恐怕應(yīng)該是大部分企業(yè)智能化的著力點(diǎn)。

一

我們先看一個(gè)流程行業(yè)智能化生產(chǎn)的案例。

成立于2009年4月，總投資70億元的青海鹽湖海納化工有限公司是青海鹽湖工業(yè)公司的全資子公司，以燒堿、PVC、電石、水泥等為主打產(chǎn)品，屬于典型的間歇式流程制造企業(yè)。2013年，海納化工投產(chǎn)，但出現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)性較大、安全問(wèn)題頻出，不能正常生產(chǎn)的情況。與此同時(shí)，人員流失率較高，知識(shí)的傳承存在一些問(wèn)題；成本核算也不夠準(zhǔn)確，無(wú)法實(shí)現(xiàn)量化考核。

為了解決企業(yè)存在的這些問(wèn)題，海納把目光投向數(shù)字化工廠建設(shè)。2017年7月，海納MES項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。經(jīng)過(guò)近兩年的項(xiàng)目實(shí)施，合作伙伴太極股份為海納化工建設(shè)了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理指揮系統(tǒng)（廣義MES，覆蓋整個(gè)工廠）。該系統(tǒng)基于太極股份的行業(yè)信息物理系統(tǒng)應(yīng)用解決方案，建設(shè)了智能看板、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、質(zhì)量管理、能源管理、操作管理、安環(huán)管理、設(shè)備管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和成本管理等功能模塊，實(shí)現(xiàn)了海納生產(chǎn)管控一體化。

公司級(jí)智能看板

目前，海納MES整體項(xiàng)目只是做了一期，解決了數(shù)字化的問(wèn)題，但效果已完全不一樣。通過(guò)系統(tǒng)，打通橫向管理，消除部門壁壘，真正實(shí)現(xiàn)了從公司經(jīng)營(yíng)目標(biāo)到員工績(jī)效的閉環(huán)；實(shí)現(xiàn)了從公司層面到班組層面的成本核算，過(guò)去的成本核算至少需要一周的時(shí)間，而現(xiàn)在則是實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)；所有的生產(chǎn)管控在調(diào)度大廳完成，異常情況實(shí)時(shí)反映到智能看板，調(diào)度指令直接在調(diào)度管理系統(tǒng)中下達(dá)，操作控制直接在控制操作站完成，大大提升了生產(chǎn)管控效率。

“尤其是，通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)支撐及分析工具的使用，產(chǎn)品尤其是高端產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)性降低了，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性有了明顯的提高；同時(shí)安全事故能夠提前預(yù)警，減少了安全事故發(fā)生的頻次。”趙金元說(shuō)。

成本實(shí)時(shí)分析看板

二

有人曾言：“不AI，無(wú)智能”。如果這不是一種營(yíng)銷，那就是一個(gè)偏見(jiàn)或誤導(dǎo)。沒(méi)有定語(yǔ)的智能化，即便不催生時(shí)髦的智能化項(xiàng)目，也會(huì)造成認(rèn)識(shí)上的混亂。

毫無(wú)疑問(wèn)，MES項(xiàng)目為海納化工數(shù)字化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在此之上，“下一步要做的就是縱向的精準(zhǔn)控制”，這更是智能化工廠的核心要義。但是，為什么是太極？

也許是因?yàn)槠涔I(yè)基因——當(dāng)太極于1993年開(kāi)始在銅冶煉行業(yè)做在線控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)時(shí)，信息化這一概念還未產(chǎn)生。

1987年，原電子工業(yè)部第十五研究所（現(xiàn)中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十五研究所）創(chuàng)建太極計(jì)算機(jī)公司。2002年公司股改，2010年上市。2018年底，太極做了戰(zhàn)略上的調(diào)整。太極新戰(zhàn)略愿景是做中國(guó)最優(yōu)秀的數(shù)字化服務(wù)提供商，成為“智能應(yīng)用的引領(lǐng)者、數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家隊(duì)、自主可控的主力軍、員工價(jià)值的成就者”。以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、云領(lǐng)未來(lái)、網(wǎng)安天下”三大戰(zhàn)略為支撐，以安全可靠能力、數(shù)據(jù)服務(wù)能力、業(yè)務(wù)流程能力為三大核心技術(shù)能力，重點(diǎn)圍繞政務(wù)、公共安全、國(guó)防、企業(yè)四大領(lǐng)域開(kāi)展服務(wù)。

據(jù)介紹，2002年，隨著企業(yè)信息化的興起，太極逐步向綜合IT服務(wù)商發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中，太極開(kāi)始面向工廠儀表、PLC、工業(yè)控制系統(tǒng)等底層，打造工廠數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，把所有底層的設(shè)備、工藝、質(zhì)量等數(shù)據(jù)，都整合到該平臺(tái)中。在此基礎(chǔ)上，逐步在數(shù)據(jù)平臺(tái)之上做生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、物流管理、能源管理等系統(tǒng)，2010年，公司正式形成生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控一體化平臺(tái)（廣義MES）。目前，客戶分布在流程行業(yè)的鋼鐵、有色、精細(xì)化工以及離散制造領(lǐng)。

三

MES定位于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控，但它是如何實(shí)現(xiàn)的？以及是如何成為智能制造的核心？趙金元表示，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控一體化平臺(tái)不是單純的軟件的堆砌，里面融合了很多管理的理念。它從兩個(gè)主線，解決了企業(yè)面臨的實(shí)際問(wèn)題。

一個(gè)是管理主線。很多企業(yè)車間的現(xiàn)場(chǎng)操作工人具有很高的技能，但不可否認(rèn)，如果企業(yè)管理模式?jīng)]有形成閉環(huán)，考核沒(méi)有量化，員工的積極性會(huì)存在問(wèn)題。生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控系統(tǒng)從企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)開(kāi)始分解，生成生產(chǎn)計(jì)劃，從生產(chǎn)計(jì)劃到作業(yè)計(jì)劃，最后量化到操作崗位上，形成KPI指標(biāo)。這樣每天每個(gè)班組在下班時(shí)，就能看到量化的結(jié)果也就是KPI指標(biāo)，而這個(gè)指標(biāo)是與績(jī)效獎(jiǎng)金掛鉤的。

這樣就能大大提高員工的積極性。“這就從管理的緯度，形成一個(gè)閉環(huán)管控。過(guò)去沒(méi)有這個(gè)系統(tǒng)，很難做到這一點(diǎn)。”趙金元說(shuō)。

另外一條主線是圍繞控制。流程工業(yè)生產(chǎn)管控的本質(zhì)是如何高效、安全、低成本的將進(jìn)廠原料加工成最后的產(chǎn)品，控制的核心是物質(zhì)流的均衡變化。這就要求構(gòu)筑的管控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)各裝備之間的有效協(xié)同、控制指令能夠精確執(zhí)行，最終達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)的安全、高效、綠色生產(chǎn)。

“因此，作為面向生產(chǎn)的管控系統(tǒng)，其內(nèi)在的管理思想、管理方法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)是衡量不同系統(tǒng)水平的關(guān)鍵因素“。趙金元認(rèn)為。

四

數(shù)據(jù)是MES產(chǎn)生效能的核心因素，這包括xBOM的數(shù)據(jù)管理，生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息的收集和管理等等眾多方面。智能控制與精益生產(chǎn)，根源就在于此。

近年來(lái)，太極不斷加強(qiáng)工廠數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)原始數(shù)據(jù)與批次、投料、工藝、工況關(guān)聯(lián)性的研發(fā)，目前，不僅實(shí)現(xiàn)上述匹配，在鋼廠甚至可以匹配到“每一米”。比如，煉鋼可以匹配到每一爐，包括吹氧量，氮?dú)饬髁浚瑝毫Α⒊鲣撎己浚住⒘虻瘸煞帧５搅髓T坯的時(shí)候，可以匹配到每米上。到了板坯上，可以匹配到0.1米。

這種精準(zhǔn)匹配，對(duì)企業(yè)意味著什么？

一方面，當(dāng)整個(gè)過(guò)程，所有的參數(shù)都在六西格瑪?shù)目刂浦拢|(zhì)量一定是合格的。另一方面，如果出現(xiàn)問(wèn)題，不用做檢驗(yàn)，不用抽樣，系統(tǒng)可以告訴企業(yè)：第幾米有什么樣的質(zhì)量事件，哪個(gè)部分需要做檢驗(yàn)。這就大大降低了檢驗(yàn)的損耗量。更精準(zhǔn)的是，當(dāng)鋼廠能夠精準(zhǔn)到100毫米，系統(tǒng)就可以告訴企業(yè)，哪一卷是高端鋼，或這一卷哪個(gè)部分是高端的，從而可以實(shí)行差異化的營(yíng)銷。這項(xiàng)技術(shù)太極已成功應(yīng)用到化工領(lǐng)域。

“未來(lái)的數(shù)字化工廠、智能工廠，實(shí)際上就是從兩個(gè)維度，一個(gè)是管理的維度，一個(gè)是生產(chǎn)控制的維度，為企業(yè)帶來(lái)效益。但現(xiàn)在大部分人都關(guān)注后者，要機(jī)器人，要AI，我認(rèn)為這些控制手段在單點(diǎn)應(yīng)用上可以，但從系統(tǒng)的角度，難度還是很大的。”趙金元表示。他呼吁，未來(lái)的智能工廠，如果能把一線工人的主觀能動(dòng)性發(fā)揮出來(lái)，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)器人、人工智能帶來(lái)的價(jià)值。

數(shù)十年來(lái)，精益管理不斷延伸至企業(yè)管理的各個(gè)方面，大大提升了制造業(yè)的整體效能。當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，提升制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，更已成為制造業(yè)的實(shí)際行動(dòng)。但無(wú)論新一代信息技術(shù)與制造業(yè)如何融合，處于核心層面的生產(chǎn)端不僅始終是制造業(yè)的立足之本，其精準(zhǔn)化更是高質(zhì)量的關(guān)鍵路徑。