在2015年第一期的《日經(jīng)商貿(mào)》周刊中，刊載了一篇名為“威脅日本的第四次工業(yè)革命”的署名文章。文中明確地指出，德國的工廠已經(jīng)開始發(fā)生變化，口號便是我們耳熟能詳?shù)?ldquo;工業(yè)4.0”。

　　德國制造業(yè)的進階良機

　　究竟是什么力量驅(qū)使著德國這樣的世界頭號制造業(yè)大國向新的革命突飛猛進呢？客觀上，德國的工資水平相比亞洲甚至比歐洲的平均水平更高，電價也隨著時間的推移和核電的取消正不斷攀升，德國人口的老齡化也日趨嚴重……

　　在這樣的背景下，德國只有尋求突破，才可能在未來擁有和保持發(fā)展制造業(yè)的優(yōu)勢與空間。而具體的做法，就是以物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為依托和基礎，充分借助德國多年以來在裝備制造業(yè)、機器人和機械制造工藝等方面積累的優(yōu)勢，將制造企業(yè)的內(nèi)部和外部聯(lián)成一體。在這個過程中，一個特色鮮明的目標，就是讓裝備制造業(yè)實現(xiàn)滿足客戶定制化需求的生產(chǎn)。也就是說，用戶將不再被動地接受能在市場上所找到的產(chǎn)品的現(xiàn)成設計和功能，而是可以要求制造業(yè)企業(yè)提供最切合自己需求的產(chǎn)品。

　　事實上，規(guī)模化生產(chǎn)和定制化規(guī)模生產(chǎn)分別代表了工業(yè)3.0時代和工業(yè)4.0時代的工業(yè)生產(chǎn)形態(tài)。

　　就管理理念而言，規(guī)模化生產(chǎn)是以產(chǎn)品為生產(chǎn)的中心，以低成本贏得市場；而定制化規(guī)模生產(chǎn)，則是以客戶為中心，憑借快速響應和契合客戶要求而贏得市場。

　　就驅(qū)動方式而言，規(guī)模化生產(chǎn)是根據(jù)企業(yè)銷售經(jīng)驗和市場預測安排生產(chǎn)，屬推動式生產(chǎn)；而定制化規(guī)模生產(chǎn)則是根據(jù)客戶要求，定點安排生產(chǎn)，屬于拉動式生產(chǎn)。

　　由此可見，在工業(yè)4.0時代，要求生產(chǎn)具有市場適應性和靈活性，工廠生產(chǎn)的流程也要由流水線的生產(chǎn)工藝向單元化的生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變；由按順序操作運行方式向自組織、自配置的操作運行方式轉(zhuǎn)變；由集中控制向分散控制轉(zhuǎn)變……這些都給工業(yè)工程技術、自動化技術帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。

　　智能架構帶來的啟發(fā)

　　以什么姿態(tài)來迎接這一空前的挑戰(zhàn)呢？在油價不斷下降的時候，沙特阿拉伯為什么堅持歐佩克不減產(chǎn)呢？這里不談政治因素，只談技術經(jīng)濟因素。

　　沙特阿美石油公司（Saudi Aramc）的Abqaiq煉化廠在不增加任何提高能效的設備的情況下，僅僅運用了美國Integration Objects公司提供的智能架構“KnowlegeNet”，通過OPC和其它通信協(xié)議，從DCS（“Distributed Control System”，即“分布式控制系統(tǒng)”）、SCADA（“Supervisory Control And Data Acquisition”，即“數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)”、工廠的歷史數(shù)據(jù)）、LIMS（“Laboratory Information Management System”，即“實驗室信息管理系統(tǒng)”）、ERP（“Enterprise Resource Planning”，即“企業(yè)資源計劃”）和MES（“Manufacturing Execution System”，即“制造執(zhí)行系統(tǒng)”）中收集和集結數(shù)據(jù)，接著運用推理引擎為復雜時間建模，為診斷進行根因（即“Root Cause”）分析，為最佳應用制定合適的工作流程模塊。僅憑這一項，沙特阿美石油公司就收到了幾百萬美元的節(jié)能效益，這些就是沙特的底氣之一。

　　2014年7月西門子工業(yè)領域總裁在北京表示，實現(xiàn)工業(yè)4.0主要有三個途徑，一個是MES，一個是虛擬和現(xiàn)實的結合，一個是CPS（“Cyber-Physical Systems”，即“信息物理系統(tǒng)”）。其中，起到重要作用的就是我們上面提到的MES。

　　要實現(xiàn)工業(yè)4.0，最關鍵的是工業(yè)制造技術。工業(yè)自動化技術是實現(xiàn)工業(yè)4.0的必要條件，IT技術是充分條件，很多人認為IT技術超過了工業(yè)制造技術，這種傾向我認為是不對的。IT技術發(fā)展很快，但是要真正落到實處，還是要工業(yè)制造技術和工業(yè)自動化技術。

　　關于CPS的概念，美國在2006年就提出來了。CPS應用領域很多，軍事、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等等。最主要的領域是通訊、能源基礎設施建設，制造業(yè)。德國人把CPS和生產(chǎn)聯(lián)系到了一起，這就是CPPS。

　　在橫向、縱向集成的工業(yè)通訊技術以及基于互聯(lián)互操作的設備集成的工業(yè)以太網(wǎng)的整合技術中，軟件技術非常重要，它需要面向分布式自動化系統(tǒng)，需要高效而可靠地模塊化。

　　MES在三大支柱中非常重要，從生產(chǎn)制造、工程技術、供應鏈角度來看都是。現(xiàn)在，任何一個好的工廠，若能把三維軟件模型相互結合，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的結合，我們就能得到全面的發(fā)展。

　　我們可以在每一個重要環(huán)節(jié)中把相應的軟件進行標識，通過三維軟件模擬工廠制造產(chǎn)品，可以模擬從設計到制造的各種環(huán)節(jié)。

　　先進企業(yè)的經(jīng)營環(huán)境對MES提出了新的要求，企業(yè)面臨不斷變化的新環(huán)境，其信息的實時性和同步性也在增強，其對MES要求不斷在變化。

　　我們可以發(fā)現(xiàn)，從1990年的第一代MES，到由各種應用軟件整合形成的第二代MES，到第三代納入到運營管理平臺的MES，再到成為制造運營管理基礎的第四代MES。今天，各種軟件正在被高效地整合到一起，這就是MES的發(fā)展趨勢。

　　MES位于生產(chǎn)線和工廠前線，若要發(fā)展下去則必須把統(tǒng)計質(zhì)量控制、歷史趨勢、配方管理等納入到協(xié)同制造管理的范疇，從而進入企業(yè)經(jīng)營管理的領域，進入到制造操作的管理平臺，從而實現(xiàn)精益制造和企業(yè)控制等。

　　MES是一個基礎，更是核心。其他環(huán)節(jié)需要圍繞企業(yè)進行調(diào)整，并根據(jù)企業(yè)的發(fā)展不斷變化。

　　這就是我們未來的制造業(yè)，我們必須從現(xiàn)在做起，找到投資少而效果大的生產(chǎn)方式，一步一個腳印地向前努力。