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高成本成為自動化與信息化集成的瓶頸

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:37:21 來源:製造與信息化雜誌

  核心提示:係xi統tong集ji成cheng在zai自zi動dong化hua行xing業ye已yi經jing成cheng為wei一yi個ge明ming顯xian的de發fa展zhan趨qu勢shi。從cong相xiang關guan自zi動dong化hua展zhan會hui我wo們men可ke以yi看kan到dao,許xu多duo自zi動dong化hua供gong應ying商shang在zai進jin行xing嚐chang試shi和he研yan發fa集ji成cheng化hua的de解jie決jue方fang案an,目mu前qian已yi經jing有you部bu分fen領ling先xian企qi業ye能neng夠gou提ti供gong集ji成chengERP等信息化管理軟件的自動化產品。

   由於自動化技術和信息技術發展的曆史局限性,以往製造生產過程隻是采用單元自動化技術,使得生產工藝技術、設備運行技術、生產管理技術沒有很好地集成,始終處於分離狀態,專業分離、學科分離。但是,產品生產要求這三項技術統一、集成,才能取得最好的效益。

  長期研究信息化與自動化集成的柴天佑院士曾表示:“綜合自動化的概念,實際上就是通過自動化技術將生產工藝技術、設備運行技術和生產管理技術相集成,從而提高產品的質量、效率,降低能耗、減少環境汙染和資源消耗,提高企業整體效益。所以說走新型工業化國家必然要實現工業過程綜合自動化。”

  muqian,hangaicongdicengdezhizaozidonghuadaodingcengdeguanlizidonghuadetixijiegou,jingguoshijiniandetansuoheshiyan,conglilunheshijianshangzhengminglebianpinghuadesancengmoxingyijingjubeileyidingguimoyingyongdejishutiaojian。danshi,congqiyejiaodulaikan,jinjinzhiyoujishubaozhanghaibingbuchongfen,qiyegengguanxinzheyangdejichenggongzuosuoxuyaodetouru,yijisuonengdailaidechanchu。zhengxiangguojia863計劃先進製造領域專家組組長王田苗所言:“如果是科研院所,什麼設備都能讓它集成起來,但對於企業來說,則不得不考慮成本效益了。”

  集成趨勢明朗

  北bei京jing第di一yi機ji床chuang廠chang總zong工gong程cheng師shi劉liu宇yu淩ling表biao示shi,如ru果guo底di層ceng自zi動dong化hua與yu上shang層ceng信xin息xi化hua不bu能neng很hen好hao集ji成cheng,兩liang者zhe之zhi間jian的de信xin息xi傳chuan遞di就jiu需xu要yao由you人ren工gong完wan成cheng。例li如ru加jia工gong設she備bei運yun行xing狀zhuang況kuang的de彙hui報bao、零件加工所用程序刀具數據的輸入、工序進程單的執行、物(wu)料(liao)的(de)輸(shu)送(song)等(deng)。但(dan)是(shi),人(ren)是(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)變(bian)化(hua)最(zui)大(da)的(de)因(yin)素(su),其(qi)行(xing)為(wei)與(yu)執(zhi)行(xing)的(de)質(zhi)量(liang)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)會(hui)有(you)很(hen)大(da)的(de)影(ying)響(xiang),同(tong)時(shi)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)許(xu)多(duo)的(de)執(zhi)行(xing)動(dong)作(zuo)不(bu)規(gui)範(fan)。因(yin)此(ci),正(zheng)像(xiang)柴(chai)天(tian)佑(you)院(yuan)士(shi)認(ren)為(wei)的(de)那(na)樣(yang):“從工業發展趨勢看,自動化和企業信息化必然會融為一體。”

  寧夏小巨人機床有限公司總工程師黃建文:“zidonghuabixuyuxinxihuajiehecainenggoufahuizuidagongxiao,fouzedanchundezidonghuashimeiyouyiyide。zaizidonghuafazhanguochengzhong,yuxinxihuashixiangfuxiangchengde,bixutongbu、互動。”

  從發展曆程來看,過去的自動化所針對的研究對象是生產線上裝備的檢測裝置、執行機構、控製係統等,從本質上講這些也是信息化的內容,而對象是裝備。而目前企業信息化是以計算機、通訊等信息技術為手段,企業管理與生產管理為對象,著眼點在管理的信息化上,如用於企業管理的ERP,用於生產過程管理的MES。

  今(jin)天(tian),自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)內(nei)涵(han)已(yi)經(jing)發(fa)生(sheng)了(le)變(bian)化(hua),麵(mian)向(xiang)的(de)對(dui)象(xiang)不(bu)完(wan)全(quan)停(ting)留(liu)在(zai)裝(zhuang)備(bei)上(shang),已(yi)經(jing)延(yan)伸(shen)到(dao)生(sheng)產(chan)管(guan)理(li)和(he)企(qi)業(ye)管(guan)理(li)中(zhong),從(cong)這(zhe)個(ge)角(jiao)度(du)來(lai)講(jiang),自(zi)動(dong)化(hua)和(he)信(xin)息(xi)化(hua)必(bi)然(ran)要(yao)融(rong)合(he)。

  zaiwoguo,suiranmuqianyijingcaiyonglejiaoxindezidonghuajishu,woguogongyedezidonghuashuipingyufadaguojiaxiangbibingwumingxianlieshi。danyouyuzonghezidonghuashuipingjiaodi,zongheshengchanzhibiaokongzhifangshiyirengongweizhu,daozhilaodongshengchanlvdi、生產成本高、資源消耗大、環境汙染嚴重、綜合競爭力弱。因此,我國製造業企業在自動化與信息化集成方麵還有許多路要走。

  技術障礙不大

  上(shang)海(hai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)儀(yi)表(biao)研(yan)究(jiu)所(suo)教(jiao)授(shou)級(ji)高(gao)級(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)彭(peng)瑜(yu)在(zai)接(jie)受(shou)有(you)關(guan)媒(mei)體(ti)采(cai)訪(fang)時(shi)就(jiu)曾(zeng)指(zhi)出(chu),涵(han)蓋(gai)從(cong)底(di)層(ceng)的(de)製(zhi)造(zao)自(zi)動(dong)化(hua)到(dao)頂(ding)層(ceng)的(de)管(guan)理(li)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou),經(jing)過(guo)十(shi)幾(ji)年(nian)的(de)探(tan)索(suo)和(he)實(shi)驗(yan),從(cong)理(li)論(lun)和(he)實(shi)踐(jian)上(shang)證(zheng)明(ming)了(le)扁(bian)平(ping)化(hua)的(de)三(san)層(ceng)模(mo)型(xing)進(jin)入(ru)了(le)大(da)規(gui)模(mo)、全方位的應用時期。自動化、信息化技術的發展為整體解決方案的提供,做好了幾乎所有的技術準備:

  其一,自動化技術發展已經為打破長期以來將工業控製領域劃分為電氣控製(包括傳動控製、邏輯和順序控製)、過程控製、運動控製等專業的束縛,為建立統一的工程設計平台和統一的生產運營平台準備好技術和認識條件。

  其二,在經濟全球化大趨勢的推動下,在國際產業界長期的共同追求和努力下,從工控編程語言、現場總線、工業以太網,一直到控製和企業信息管理集成等各種自 動(dong)化(hua)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)和(he)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong),均(jun)取(qu)得(de)了(le)豐(feng)碩(shuo)的(de)成(cheng)果(guo),形(xing)成(cheng)為(wei)普(pu)遍(bian)的(de)共(gong)識(shi),為(wei)自(zi)動(dong)化(hua)集(ji)成(cheng)體(ti)係(xi)架(jia)構(gou)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)日(ri)趨(qu)成(cheng)熟(shu)奠(dian)定(ding)了(le)標(biao)準(zhun)化(hua)基(ji)礎(chu)。

  在具體技術實現上,在ERP、MES、PCS三層結構中,MES起到了關鍵性的橋梁作用,它甚至是自動化與信息化集成的關鍵核心技術。MES在企業計劃管理和車間生產控製之間架起了一座信息溝通和管理的橋梁,使企業將更容易建立一個快速反映、有彈性、精細化、統一的信息化製造環境,幫助企業提高產品質量和環境,降低材料和人力等資源的消耗。

  但是,相對於ERP等離線管理係統而言,MES要求生產和製造過程的數據、信息等是實時在線的,MES麵向企業的生產過程和製造過程的管理比較困難。所以,早期MES的發展滯後在一定程度上製約了集成的步伐。

  不過,自“十五”以來,MES技術得到了快速發展,眼下已經逐步實現產業化。目前,MES已經在鋼鐵、石化行業等流程行業,甚至一些離散行業都得到較為廣泛的應用,MES應用效益得到用戶認可,並且推進了企業信息化應用的深度,不僅僅停留在ERP係統實施上,MES成為企業信息化的主體。

  成本居高不下

  然而,即使是今天,當自動化與信息化集成技術不斷成熟的時候,依然沒有太多企業真正啟動這樣的集成工作。“這主要是因為成本問題。”王田苗說,“集成的成本很高,集成得越多成本也越高。”

  王(wang)田(tian)苗(miao)介(jie)紹(shao)說(shuo),廣(guang)義(yi)理(li)解(jie)的(de)集(ji)成(cheng)是(shi)概(gai)念(nian)層(ceng)麵(mian)的(de),單(dan)個(ge)的(de)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian),采(cai)用(yong)單(dan)個(ge)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)的(de)集(ji)成(cheng),這(zhe)顯(xian)然(ran)已(yi)經(jing)不(bu)存(cun)在(zai)什(shen)麼(me)問(wen)題(ti)。但(dan)俠(xia)義(yi)理(li)解(jie)的(de)集(ji)成(cheng)是(shi)非(fei)常(chang)緊(jin)密(mi)耦(ou)合(he)的(de)集(ji)成(cheng)。現(xian)階(jie)段(duan)還(hai)主(zhu)要(yao)是(shi)一(yi)些(xie)大(da)企(qi)業(ye)對(dui)此(ci)有(you)一(yi)定(ding)的(de)關(guan)注(zhu),因(yin)為(wei)他(ta)的(de)業(ye)務(wu)更(geng)廣(guang),對(dui)業(ye)務(wu)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)以(yi)及(ji)成(cheng)本(ben)的(de)控(kong)製(zhi)比(bi)較(jiao)敏(min)感(gan),而(er)且(qie)要(yao)走(zou)向(xiang)世(shi)界(jie),麵(mian)對(dui)更(geng)激(ji)烈(lie)的(de)競(jing)爭(zheng)嚴(yan)。而(er)對(dui)小(xiao)企(qi)業(ye)來(lai)說(shuo),自(zi)動(dong)化(hua)就(jiu)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua),信(xin)息(xi)化(hua)就(jiu)是(shi)信(xin)息(xi)化(hua),他(ta)們(men)集(ji)成(cheng)的(de)需(xu)求(qiu)並(bing)不(bu)強(qiang)烈(lie)。不(bu)過(guo),王(wang)田(tian)苗(miao)表(biao)示(shi):“眼下,即使是大企業真正實現緊耦合集成的也是非常少見的。”

  北京第一機床廠總工程師劉宇淩認為,能否很好實現集成主要看三個方麵:首先是構成生產係統的各個單元(如加工設備、運送設備等)是否具備了或可以具備信息控製的能力;其次是各個具有信息控製能力的單元是否可供集成,異構也可以,隻要開放;三是係統中各個動作的規範化程度。

  因yin此ci,多duo數shu製zhi造zao企qi業ye遺yi留liu下xia來lai的de智zhi能neng化hua程cheng度du較jiao低di的de老lao舊jiu設she備bei則ze存cun在zai升sheng級ji改gai造zao的de需xu求qiu。但dan是shi,據ju劉liu宇yu淩ling介jie紹shao,傳chuan統tong的de自zi動dong化hua係xi統tong一yi般ban是shi指zhi剛gang性xing線xian:是shi由you很hen多duo專zhuan用yong設she備bei組zu成cheng,每mei個ge設she備bei僅jin能neng夠gou執zhi行xing一yi種zhong或huo兩liang種zhong加jia工gong,物wu料liao輸shu送song也ye是shi專zhuan用yong的de,僅jin限xian於yu幾ji種zhong工gong件jian的de製zhi造zao。這zhe種zhong係xi統tong升sheng級ji改gai造zao十shi分fen困kun難nan。首shou先xian是shi係xi統tong中zhong的de每mei個ge加jia工gong單dan元yuan都dou要yao變bian化hua,其qi次ci控kong製zhi方fang式shi也ye要yao變bian化hua,再zai有you是shi廠chang房fang環huan境jing也ye要yao改gai變bian,特te別bie是shi物wu流liu的de合he理li性xing。“從企業的角度看,是否值得投資做這樣一個大的改造是需要權衡的。一般情況下,企業寧可推倒新建。”

  同樣,王田苗也有類似的看法:“對dui於yu這zhe些xie老lao舊jiu設she備bei,理li論lun上shang說shuo增zeng加jia嵌qian入ru式shi係xi統tong,提ti高gao其qi智zhi能neng化hua程cheng度du,就jiu可ke以yi實shi現xian與yu信xin息xi化hua的de集ji成cheng,對dui於yu科ke研yan單dan位wei來lai說shuo,再zai老lao的de設she備bei也ye能neng集ji成cheng,但dan對dui於yu企qi業ye來lai說shuo,就jiu要yao考kao慮lv成cheng本ben了le,考kao慮lv投tou入ru產chan出chu的de問wen題ti了le。”

  適度自動化

  正因為自動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於折中的做法,他稱之為“適度自動化”。“womendexinxihuayaogenjubutongdezidonghuachengdujinxingqubiejianshe,keyicaiquzaixianshufangshicaijixinxi,tongguowangluolaifabushengchanzhiling,tongguowangluolaixiazaishengchanchengxu。danduiyuputongdejichuang,tongguojichuangpangbiananzhuangdezhuanyekongzhijiyekeyishixianshuaituzhi、甩工藝文件的目的,也可以直接下達生產指令,也可以讓它在這個控製機上彙報公司進度,彙報質量狀況。”

  因此,蔣明煒並不主張什麼都搞自動化,“就(jiu)是(shi)勉(mian)強(qiang)搞(gao)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)以(yi)後(hou),花(hua)了(le)很(hen)高(gao)的(de)代(dai)價(jia),最(zui)後(hou)實(shi)際(ji)上(shang)效(xiao)果(guo)也(ye)可(ke)能(neng)很(hen)不(bu)好(hao)。特(te)別(bie)是(shi)物(wu)流(liu)自(zi)動(dong)化(hua),無(wu)非(fei)就(jiu)是(shi)減(jian)少(shao)了(le)兩(liang)個(ge)人(ren)。所(suo)以(yi)不(bu)能(neng)過(guo)分(fen)的(de)強(qiang)調(tiao)自(zi)動(dong)化(hua)。要(yao)適(shi)度(du)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)。”

  劉宇淩也表示,自動化與信息化的集成是企業發展的一個過程,提前了是揠苗助長,滯後了會阻礙企業發展。企業所處的行業、管(guan)理(li)特(te)點(dian)與(yu)發(fa)展(zhan)戰(zhan)略(lve)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong),自(zi)動(dong)化(hua)與(yu)信(xin)息(xi)化(hua)集(ji)成(cheng)的(de)水(shui)平(ping)也(ye)會(hui)有(you)很(hen)大(da)的(de)差(cha)異(yi)。但(dan)是(shi)無(wu)論(lun)何(he)種(zhong)情(qing)況(kuang),企(qi)業(ye)的(de)內(nei)在(zai)需(xu)求(qiu)是(shi)企(qi)業(ye)是(shi)否(fou)應(ying)用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)與(yu)信(xin)息(xi)化(hua)集(ji)成(cheng)技(ji)術(shu)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin),而(er)這(zhe)個(ge)內(nei)在(zai)需(xu)求(qiu),劉(liu)宇(yu)淩(ling)認(ren)為(wei)更(geng)多(duo)的(de)就(jiu)是(shi)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)。

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