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高成本制约自动化与信息化集成普及

行业聚焦点中国仪表网2012年05月08日 09:29人气:9665

  导读:然而,即使是今天,当自动化与信息化集成技术不断成熟的时候,依然没有太多企业真正启动这样的集成工作。“这主要是因为成本问题。”王田苗说,“集成的成本很高,集成得越多成本也越高。”

        长期研究信息化与自动化集成的柴天佑院士曾表示:“综合自动化的概念,实际上就是通过自动化技术将生产工艺技术、设备运行技术和生产管理技术相集成,从而提高产品的质量、效率,降低能耗、减少环境污染和资源消耗,提高企业整体效益。
  
  由于自动化技术和信息技术发展的历史局限性,以往制造生产过程只是采用单元自动化技术,使得生产工艺技术、设备运行技术、生产管理技术没有很好地集成,始终处于分离状态,专业分离、学科分离。但是,产品生产要求这三项技术统一、集成,才能取得最好的效益。
  
  长期研究信息化与自动化集成的柴天佑院士曾表示:“综合自动化的概念,实际上就是通过自动化技术将生产工艺技术、设备运行技术和生产管理技术相集成,从而提高产品的质量、效率,降低能耗、减少环境污染和资源消耗,提高企业整体效益。所以说走新型工业化国家必然要实现工业过程综合自动化。”
  
  目前,涵盖从底层的制造自动化到顶层的管理自动化的体系结构,经过十几年的探索和实验,从理论和实践上证明了扁平化的三层模型已经具备了一定规模应用的技术条件。但是,从企业角度来看,仅仅只有技术保障还并不充分,企业更关心这样的集成工作所需要的投入,以及所能带来的产出。正像国家863计划先进制造领域专家组组长王田苗所言:“如果是科研院所,什么设备都能让它集成起来,但对于企业来说,则不得不考虑成本效益了。”
  
  集成趋势明朗
  
  北京第一机床厂总工程师刘宇凌表示,如果底层自动化与上层信息化不能很好集成,两者之间的信息传递就需要由人工完成。例如加工设备运行状况的汇报、零件加工所用程序刀具数据的输入、工序进程单的执行、物料的输送等。但是,人是系统中变化最大的因素,其行为与执行的质量对系统的准确性会有很大的影响,同时也会造成许多的执行动作不规范。因此,正像柴天佑院士认为的那样:“从工业发展趋势看,自动化和企业信息化必然会融为一体。”
  
  宁夏小巨人机床有限公司总工程师黄建文:“自动化必须与信息化结合才能够发挥最大功效,否则单纯的自动化是没有意义的。在自动化发展过程中,与信息化是相辅相成的,必须同步、互动。”
  
  从发展历程来看,过去的自动化所针对的研究对象是生产线上装备的检测装置、执行机构、控制系统等,从本质上讲这些也是信息化的内容,而对象是装备。而目前企业信息化是以计算机、通讯等信息技术为手段,企业管理与生产管理为对象,着眼点在管理的信息化上,如用于企业管理的ERP,用于生产过程管理的MES。
  
  今天,自动化技术的内涵已经发生了变化,面向的对象不完全停留在装备上,已经延伸到生产管理和企业管理中,从这个角度来讲,自动化和信息化必然要融合。
  
  在我国,虽然目前已经采用了较新的自动化技术,我国工业的自动化水平与发达国家相比并无明显劣势。但由于综合自动化水平较低,综合生产指标控制方式以人工为主,导致劳动生产率低、生产成本高、资源消耗大、环境污染严重、综合竞争力弱。因此,我国制造业企业在自动化与信息化集成方面还有许多路要走。
  
  技术障碍不大
  
  上海工业自动化仪表研究所教授级高级工程师彭瑜在接受有关媒体采访时就曾指出,涵盖从底层的制造自动化到顶层的管理自动化的体系结构,经过十几年的探索和实验,从理论和实践上证明了扁平化的三层模型进入了大规模、全方位的应用时期。自动化、信息化技术的发展为整体解决方案的提供,做好了几乎所有的技术准备:
  
  其一,自动化技术发展已经为打破长期以来将工业控制领域划分为电气控制(包括传动控制、逻辑和顺序控制)、过程控制、运动控制等专业的束缚,为建立统一的工程设计平台和统一的生产运营平台准备好技术和认识条件。
  
  其二,在经济全球化大趋势的推动下,在国际产业界长期的共同追求和努力下,从工控编程语言、现场总线、工业以太网,一直到控制和企业信息管理集成等各种自动化国际标准的制定和推广应用,均取得了丰硕的成果,形成为普遍的共识,为自动化集成体系架构的发展和日趋成熟奠定了标准化基础。
  
  在具体技术实现上,在ERP、MES、PCS三层结构中,MES起到了关键性的桥梁作用,它甚至是自动化与信息化集成的关键核心技术。MES在企业计划管理和车间生产控制之间架起了一座信息沟通和管理的桥梁,使企业将更容易建立一个快速反映、有弹性、精细化、统一的信息化制造环境,帮助企业提高产品质量和环境,降低材料和人力等资源的消耗。
  
  但是,相对于ERP等离线管理系统而言,MES要求生产和制造过程的数据、信息等是实时在线的,MES面向企业的生产过程和制造过程的管理比较困难。所以,早期MES的发展滞后在一定程度上制约了集成的步伐。
  
  不过,自“十五”以来,MES技术得到了快速发展,眼下已经逐步实现产业化。目前,MES已经在钢铁、石化行业等流程行业,甚至一些离散行业都得到较为广泛的应用,MES应用效益得到用户认可,并且推进了企业信息化应用的深度,不仅仅停留在ERP系统实施上,MES成为企业信息化的主体。
  
  成本居高不下
  
  然而,即使是今天,当自动化与信息化集成技术不断成熟的时候,依然没有太多企业真正启动这样的集成工作。“这主要是因为成本问题。”王田苗说,“集成的成本很高,集成得越多成本也越高。”
  
  王田苗介绍说,广义理解的集成是概念层面的,单个的系统之间,采用单个技术实现的集成,这显然已经不存在什么问题。但侠义理解的集成是非常紧密耦合的集成。现阶段还主要是一些大企业对此有一定的关注,因为他的业务更广,对业务之间的耦合以及成本的控制比较敏感,而且要走向世界,面对更激烈的竞争严。而对小企业来说,自动化就是自动化,信息化就是信息化,他们集成的需求并不强烈。不过,王田苗表示:“眼下,即使是大企业真正实现紧耦合集成的也是非常少见的。”
  
  北京第一机床厂总工程师刘宇凌认为,能否很好实现集成主要看三个方面:首先是构成生产系统的各个单元(如加工设备、运送设备等)是否具备了或可以具备信息控制的能力;其次是各个具有信息控制能力的单元是否可供集成,异构也可以,只要开放;三是系统中各个动作的规范化程度。
  
  因此,多数制造企业遗留下来的智能化程度较低的老旧设备则存在升级改造的需求。但是,据刘宇凌介绍,传统的自动化系统一般是指刚性线:是由很多专用设备组成,每个设备仅能够执行一种或两种加工,物料输送也是专用的,仅限于几种工件的制造。这种系统升级改造十分困难。首先是系统中的每个加工单元都要变化,其次控制方式也要变化,再有是厂房环境也要改变,特别是物流的合理性。“从企业的角度看,是否值得投资做这样一个大的改造是需要权衡的。一般情况下,企业宁可推倒新建。”
  
  同样,王田苗也有类似的看法:“对于这些老旧设备,理论上说增加嵌入式系统,提高其智能化程度,就可以实现与信息化的集成,对于科研单位来说,再老的设备也能集成,但对于企业来说,就要考虑成本了,考虑投入产出的问题了。”
  
  适度自动化
  
  正因为自动化与信息化集成的成本居高不下,所以信息化专家蒋明炜更倾向于折中的做法,他称之为“适度自动化”。“我们的信息化要根据不同的自动化程度进行区别建设,可以采取在线数方式采集信息,通过网络来发布生产指令,通过网络来下载生产程序。但对于普通的机床,通过机床旁边安装的专业控制机也可以实现甩图纸、甩工艺文件的目的,也可以直接下达生产指令,也可以让它在这个控制机上汇报公司进度,汇报质量状况。”
  
  因此,蒋明炜并不主张什么都搞自动化,“就是勉强搞了自动化以后,花了很高的代价,最后实际上效果也可能很不好。特别是物流自动化,无非就是减少了两个人。所以不能过分的强调自动化。要适度的自动化。”
  
  刘宇凌也表示,自动化与信息化的集成是企业发展的一个过程,提前了是揠苗助长,滞后了会阻碍企业发展。企业所处的行业、管理特点与发展战略不尽相同,自动化与信息化集成的水平也会有很大的差异。但是无论何种情况,企业的内在需求是企业是否应用自动化与信息化集成技术的主要原因,而这个内在需求,刘宇凌认为更多的就是降低成本提高效率。
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