在汉诺威展览公司项目总监伍安世先生致欢迎辞后，有8位专家作精彩的主题报告：有南京菲尼克斯电气有限公司杜品圣博士，冶金自动

　　一、概况

　　6届中国国际工业博览会“工业自动化展”于11月4日开幕。随后，为每届展会增辉的“MES（制造执行系统）开发与应用专题研讨会”，也于11月5日隆重召开。这一由中国自动化学会仪表与装置专业委员会、上海市自动化学会自动化仪表及其应用专业委员会、中国电子工业标准化技术协会企业信息化标准工作委员会共同举办的专业研讨会，今年已是第十三届了。令人兴奋的是它已跨越长江三角洲的地域，具有一定的全国性影响。参会的专家、学者、工程技术人员200人中，来自全国各地的几占一半。

　　在汉诺威展览公司项目总监伍安世先生致欢迎辞后，有8位专家作精彩的主题报告：有南京菲尼克斯电气有限公司杜品圣博士，冶金自动化研究设计院副院长孙彦广教授级高工，同济大学电子与信息工程学院乔非教授，上海宝信软件股份有限公司MES软件事业部杨建雄技术总监，上海工业自动化仪表研究院彭瑜教授级高工，GE智能平台大中华区智能制造产品顾问樊昊先生，亚控科技发展有限公司张硕经理，上海辰竹仪表有限公司陆文虎经理。专家们围绕MES主题，对当前自动化领域中的热点概念和创新技术作精彩介绍，还认真解答了代表们的提问。上午会议，由中国电子工业标准化技术协会企业信息化标准工作委员会主任丛力群教授级高工主持。下午会议，由冶金自动化研究设计院副院长孙彦广教授级高工与中国自动化学会常务理事、仪表与装置专业委员会常务委员任德祥教授级高工共同主持。

　　本次会议突出了三大主题：工业4.0战略，数字化工厂，在工业4.0和数字化工厂的环境下MES的创新技术与创新应用。这不仅使与会者耳目一新，开阔了眼界、拓展了思路，明晰了制造业的未来，也使他们更深刻地认识到MES在数字化工厂中的关键作用。这对我国工业企业推进“两化融合”、“工业4.0”战略和MES的深度推广应用起到了一定的影响和促进。

　　二、大会报告

　　上午大会，首先由南京菲尼克斯电气有限公司杜品圣博士就互联网自动化是实现新工业革命的关键发表论述。他在重点介绍为什么德国要推动工业战略4.0，什么是德国工业战略4.0以及它给我们的启示和思考之后指出，从21世纪开始的工业生产已进入互联网时代，由联网的嵌入式系统、物联网和基于Web服务这三大要素构成的网络物理生产系统将带动我们直上第四次工业革命的道路。工业4.0代表这种互联网自动化生产制造模式的变革，它将极大地提高生产力并有力地推动社会的发展。工业4.0的目标：⑴ 生产制造系统的数字化和虚拟化（数字工厂）；⑵ 将虚拟工厂与实际的对象结合起来（网络物理系统）；⑶ 机器、工件和组件之间的和点对点的信息通信；⑷ 机器及设备自配置和自校正的适应能力；⑸ 机器能集成人的作用，适应人的要求。德国工业战略4.0给我们的启示有以下方面：⑴ 应成立由IT、电子、电气及设备装置生产厂商、研究单位、大专院校组成工业智能制造战略平台，并制定中国工业制造发展纲要；⑵ 要搞工业4.0，首先要完成工业3.0；⑶ IT行业的专家与自动化专家必须一起合作；⑷ 长期的规划，跨行业、跨专业的整合协调作战。实现中国工业4.0的建议；应走四部曲——生产制造自动化，流程管理数字化，企业信息网络化，智能制造云端化。其中，流程管理数字化方面，MES将起到关键的作用。

　　冶金自动化研究设计院孙彦广副院长就“钢铁企业能源系统管控一体化”发表演说。他介绍说：钢铁企业能源介质有26种，包括燃料（煤气、天然气、煤、焦炭）、电、水（不同压力的水和蒸汽）、技术气体（氧气、氮气）、压缩空气等。目前许多钢铁企业能源管控一体的体系尚未建立，他们开展的研发工作，其目的是解决钢铁企业生产对能源质和量的需求。钢铁企业能源系统管控一体的目标：使能源达到零放散，能源成本小（能源消耗一般占钢铁企业成本的30%），效益大。其约束条件是生产所需能源质和量的不确定性。要做好包括能源评价、能源计划、能源调控的能源管控一体，就要研发包括生产系统与能源系统（两者要有接口）的能量流网络信息模型，其作用是：描述各能源介质在能源使用、能源回收和转换输配环节动态变化和平衡关系；分析评价生产系统、能源系统的能效和流程综合效率；为钢铁企业能源系统优化和控制策略提供定量分析手段。他们研发的钢铁企业能源系统管理控一体化技术已有实际应用，收到显著成效。如首钢京唐钢铁公司实施煤气动态调控，可回收焦炉、高炉、转炉煤气，年经济效益在3671.8万元。

　　同济大学电子与信息工程学院乔非教授叙述“半导体制造系统调度与优化”。现代半导体制造系统包括企业规划系统（ERP）、计划与调度系统（MES）、车间控制系统（SFC）。半导体制造企业现场设备多，有上百乃至几百台机器，其生产规模大、生产过程复杂、生产参数多且高耦合，生产状态、工艺变更及环境的不确定性因素多。因此，很难用传统数学模型的解释方法来描述实际生产问题；若用启发式方法得到计划调度解决方案进行理论上的评价有很大的局限性；在实际生产管理中通常需要多目标优化，并在多个互相矛盾的性能指标之间取得佳平衡。为了解决这些难题，在研发半导体制造系统调度与优化解决方案时采用了以下对策：⑴ 智能化，借助先进的智能化方法求解调度难题；⑵ 集成化，整体内有机配合，局部间协同组合；⑶ 柔性化，可因不同制造环境需要而灵活变化；⑷ 实用性，面向实际需求解决实际问题。经研发的半导体制造系统调度与优化解决方案在实际生产线上已成功应用，取得了减少人力调度成本，提高硅片制造生产线调度自动化程度，提高调度决策的准确性与快速性，改善硅片制造生产线的主要性能等应用成效，可提高设备利用率8.7%，缩短加工周期13.2%。

　　上海宝信软件股份有限公司MES软件事业部技术总监杨建雄的“合同优化排程提升企业智能制造能力”报告指出：在钢铁企业实施MES后，在ERP与生产过程控制之间建立了有效的联接，生产物流平衡、库存控制和合同准时交货等问题得到一定改善，但还遇到不少困难。如在合同计划业务方面，由于存在订单小批量、品种规格繁多，生产工序繁多、排产工艺复杂，生产管理业务需求多样化、依赖经验和人机交互，人工交货多等现状，因此存在不少困难。如何结合订单需求和厂内的生产实际状况实现全厂产能平衡优化，实现机组大化利用；如何实现物流平衡和库存优化，保证生产物流的顺畅，降低在制品库存和库存资金的占用；如何有效控制合同交期，支持合同的准时交付，提高客户满意度，建立行业竞争优势；如何动态响应市场订单的变化和生产过程的被动，及时高速生产组织安排，实现敏捷制造等。针对上述问题研发了合同优化排程（OPC）解决方案，其技术特色是支持合同与物料自动匹配结果统计分析手段；能实现产能大化和IIT（准时生产）混合排产；支持按不同交货期模式控制合同准时交付；支持控制库存结构的物流平衡；支持定时集批生产、批量组批生产、品种切换生产；内置丰富的生产业务规则；支持灵活、可扩展的KPI（关键绩效指标）；提供图形化展示和多版本分析等。该OPC解决方案已在某特种型材厂某特钢集团成功应用。

　　上海工业自动化仪表研究院彭瑜教授级高工作“工业4.0背景下的MES及其适应性转换”的主旨报告，他重点介绍：MES在数字化智能工厂的作用，MES近些年来的发展趋势，制造运营管理MOM，一个行业解决方案的案例。他说：西门子今年曾阐述工业4.0的三大支柱：MES、虚拟和现实的结合和CPS物理信息融合系统，在这三大支柱中，MES将会起到更加重要的作用。这是迄今为止，将MES在工业4.0中的作用诠释得清晰的论断。工业4.0的核心是建立数字化智能工厂，实现数字化生产。数字化工厂的架构，应该是用工程技术、生产制造、供应链三个维度来描述工厂的全部活动，通过建立描述这三个维度的信息模型，利用适当的软件就能够完整表达围绕产品设计、技术支持，生产制造及原材料供应、销售和市场相关的所有环节活动。如果这些描述和表达能够得到实时数据的支持，还能够实时下达指令指导这些活动，并且为实现的优化能在这三个维度之间进行交互，可以肯定地说这就是我们理想的数字化工厂。而MES在数字化工厂中是实时贯通各个环节的交集点，也是实时反映各个环节活动和交换数据的节点。近20年来，MES系统结构是持续演进的，当今第四代MES建立在SOA的基础上，是制造运营管理（MOM）的基石。运营管理需要三大IT工具：现代IT技术平台与架构；宽泛的连通和同步，以支持与外部系统、人员的连接；综合应用软件套件，为所有的运营提供就地操作的功能，并把所累积和取得的性能向中央经营系统报告。制造运营管理系统通常需要将五个方面的运营管理集成进来：⑴ 企业/经营系统（P2B）；⑵ 设计和工程系统；⑶ 自动化、控制装置和其他工厂层的应用；⑷ 供货商、外购件的制造运营、合作伙伴工厂、运输和物流；⑸ 产品支持运营。两化融合不仅要体现在MES上，还要体现在MOM与CPM（协调生产管理）上，而MES/MOM是把IT创新技术融入工厂运营管理的运载工具，其生命在于连通、集成、执行。彭教授后例举了美国一个行业的解决方案——包装行业智能制造的佳实践PackML，它能促使包装线的运行达到级的水平。

　　GE智能平台大中华区智能制造产品顾问樊昊先生介绍“MES系统与企业智能制造”，他说：当前各国都在推进自动化与数字化，迎接以智能化工厂为核心的第四次工业革命。协同生产、敏捷制造、大规模客户定制、互联网、大数据、云计算、传感、物联网等已成为当代制造业的新需求。为此，在美国成立了智能制造领袖联盟（SMIC），由GE等26家公司、8个生产财团、6所大学和1个政府实验室参加，其目标：一是构建“智能制造平台”提升竞争力；二是为智能制造中的应用和数据平台制定标准，在多个行业领域中构建商业、互用性和技术方面的模型、演示、基础设施以及项目团队。当今，GE与Cisco（思科）、IBM公司一起，通过物联网（包括机器、数据和人的网络）、智能设备（通过嵌入式软件提升机器智能化）、大数据（海量信息转化为智能）和分析（通过检测和预测，生成数据驱动的见解，提高资产性能）等创新技术，推动以工业互联网技术平台为基础的智能制造。GE具有产品全生命周期管理的软件，其中Proficy MES能助力智能制造。GE的Proficy智能制造行业解决方案有三个：混合流程（如清洁、化妆用品等的快速消费品、食品饮料、烟草、造纸等），离散制造（汽车及零部件等）、复杂离散制造（飞机发动机等）。GE的MES已在常德卷烟厂、三元乳业、中国石油、太原重工等企业成功应用。

　　亚控科技发展有限公司张硕经理重点介绍“亚控在汽车甩汽车零配件行业的MES成功案例”，他说：亚控具有完整的自动化、信息化软件产品，如数据采集平台King IO Serve（支持近5400种驱动），设备和工段级平台King View系列（即组态王），跨平台SCADA软件，实时数据库平台King Historian，厂级和集团级平台King RTIP和King Fusion（，工业领域可组态云平台King Cloud。亚控丰富的软件产品及的两化融合解决方案已广泛地应用于各行业。例如长城汽车股份有限公司的“生产天津30万辆乘用车项目”，包括冲压、焊装、涂装、总装、试验等相关配套设施，生产的产品主要为轿车和SUV等乘用车。该项目采用GE公司的MES，亚控负责MES的APS计划排产模块项目，APS项目建设目标：⑴ 提高编制效率  将计划员从繁杂的Excel操作中解脱出来，集中精力编制更好的计划；⑵ 计划编制与执行全过程管理  覆盖计划的需求接收、计划编制、审核下发、执行调整、查询分析等业务，实现计划业务的数字化和集成化；⑶ 提升计划性能  通过自动计划功能，充分利用计算机的优化计算能力，实现计划编制的自动化和智能化，以达到提升计划精准率，减少计划停线时间，提高资源利用率的目标。该项目已于2011年成功投产。

　　上海辰竹仪表有限公司陆文虎经理扼要介绍“中小型机电企业智能制造案例分享”。辰竹公司是中国仪器仪表行业协会推荐的小型企业信息化标杆。，由于中小型机电企业缺乏懂管理的人才，信息化不可能的投入，但许多企业的生产制造模式正在努力从工业2.0（人工流水线）到工业3.0（自动化流水线）的转变。辰竹公司实施信息化对信息系统的要求：有可以逐步实施的各类模块，可以组态的流程管理，各模块有着可交互的数据接口。辰竹的企业信息化框架采用四层架构：对外交互（互联网），流程化办公管理平台，基础数据中心（ERP），制造执行管理（MES）。辰竹企业信息化建设方法是通过购买通用软件（ERP），建立基础数据应用；逐步完善和实施各功能模块；各平台数据融合，以基础数据为统一规范，达到数据共享；通过自行的二次开发，补充公司特有流程，使通用软件变为个性化软件。辰竹生产制造过程信息应用框架由生产过程信息采集系统、产品数据导入、精益化生产安排、现场电子看板、质量等数据分析、产品质量追溯体系等构成。生产制造过程信息化的重点是精益生产管理和质量控制管理，也是主要的需求。企业信息化实施至今，生产效率已有很大提高，生产的产品已从2011年的13.3万台件上升到2013年的27.8万台件，而产品返修率已从2011年的0.5%降低到至今的0.2%。

　　三、小结

　　本次研讨会突出地研讨了工业4.0战略、数字化智能工厂、制造运营管理（MOM）等新概念，深入交流了MES的创新技术与创新应用，深深地吸引了听众，会后代表们反响热烈，认为对下列四方面有了较深刻的认识。

　　⑴ 德国的工业4.0战略：其核心内容是把互联网和物联网（IOT）引入制造业，建立数字化智能工厂，实现数字化智能制造。

　　⑵ 中国对工业4.0的积极响应：我国多年来推行两化融合的方针，当德国工业4.0战略发布后，已引起我国政界和经济界、学术界、企业界的关注与重视。主办本届MES专题研讨会的三个学术组织这次率先在国内研讨工业4.0战略与MES的关系，并提出建议：我国应成立由IT、电子、电气及设备装置生产厂商、研究单位、大专院校组成的工业智能制造战略平台，制定中国工业制造发展纲要，并开展我国生产制造业构建数字化通知工厂的应用示范工程。⑶ MES是工业4.0的支柱之一，可见在整个数字化制造中， MES还有很大的发展空间。

　　⑷ MES的创新技术与创新应用。本次研讨会上，深度交流了MES的创新技术与创新应用，如钢铁企业能源系统管控一体化和合同化化排程，半导体制造系统调度与优化，MES在中小型机电企业智能制造及在汽车与汽车零配件行业的成功应用案例等，体现了国内MES的发展动向与技术水平。而美国GE公司的Proficy MES在我国卷烟厂、乳业、发动机、机车车轮、石油制造等行业的应用，体现了当今MES的先进技术与多元化应用。

　　中国自动化学会仪表与装置专业委员会

　　2014年11月