導讀： “中國制造”已經(jīng)在全球制造業(yè)中扮演重要角色，但一直以來，卻不能擺脫“低端”的標簽。隨著勞動力、原材料、能源成本飛漲，以及招工難等現(xiàn)實問題的凸顯，“中國制造”開始面臨巨大挑戰(zhàn)，利用自動化和信息化手段改進制造過程、尋求產(chǎn)業(yè)升級已經(jīng)成為了中國制造從業(yè)者們的普遍共識。

   在觸摸屏上選取想要的飲料，按動虛擬按鈕，機器人就會幫您在飲料機上斟滿，并準確地送到您的手中——這并不是美劇《生活大爆炸》中的情節(jié)，而是真實地出現(xiàn)在2013中國廣州國際工業(yè)自動化技術及裝備展覽會現(xiàn)場的場景——通過中國科學院計算技術研究所順德分所（以下簡稱“中科院計算所順德分所”）自主研發(fā)的“合耕”品牌AKENSYS智慧工廠軟件平臺，操作員可以通過平板電腦等無線終端下達指令，指揮現(xiàn)場設備完成規(guī)定動作。

　　“機器人點餐”只是AKENSYS智慧工廠軟件平臺一個局部功能的演繹，其實，該軟件的最大特色，還是提供MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）平臺，實現(xiàn)管理信息系統(tǒng)與現(xiàn)場設備的無縫連接，真正使生產(chǎn)設備自動化。據(jù)中科院計算所順德分所所長陳冰冰博士介紹，該平臺集排產(chǎn)與生產(chǎn)調度、在線質量控制、車間物料規(guī)劃與控制、生產(chǎn)過程追溯、可視化過程監(jiān)控和生產(chǎn)狀態(tài)分析等功能于一身，通過實現(xiàn)高度的自動化和信息化，打造智慧工廠，最終達到成本削減、生產(chǎn)效能提升和品質保證的目的。

　　“中國制造”力求轉型

　　“中國制造”已經(jīng)在全球制造業(yè)中扮演重要角色，但一直以來，卻不能擺脫“低端”的標簽。隨著勞動力、原材料、能源成本飛漲，以及招工難等現(xiàn)實問題的凸顯，“中國制造”開始面臨巨大挑戰(zhàn)，利用自動化和信息化手段改進制造過程、尋求產(chǎn)業(yè)升級已經(jīng)成為了中國制造從業(yè)者們的普遍共識。

　　在傳統(tǒng)的制造執(zhí)行系統(tǒng)中，任務單、崗位指導書都是通過人工下達的，機械裝備由人工操作，生產(chǎn)情況統(tǒng)計也要人工輸入?yún)R總。不但需要的工人多，而且生產(chǎn)效率不高，容易出現(xiàn)錯誤。在陳冰冰博士看來，未來，傳統(tǒng)的制造企業(yè)都將向“智慧工廠”轉型，用自動化和機械設備代替人工，加工制造過程完全靠設備完成，這些設備還可以互聯(lián)，人員、材料、設備、成品半成品實現(xiàn)管控一體化。

　　陳冰冰博士向記者介紹了“智慧工廠”的三大特征：首先是基礎設施高度信息互聯(lián)，包括生產(chǎn)設備、機器人、操作人員、物料和成品；其次是制造過程數(shù)據(jù)具備實時性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達流，數(shù)據(jù)的存儲與處理也具有實時性；再次是可以利用存儲的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析，有自學習功能，還可以改善與優(yōu)化制造工藝過程。”

　　“智慧工廠”MES領航

　　打造“智慧工廠”就要進行自動化和信息化的聯(lián)合規(guī)劃。近年來，在“兩化融合”等政策的帶動下，許多工廠都實施了自動化和信息化改造，投入運行之后的效果卻不盡人意。對此，陳冰冰博士認為，沒有從自動化和信息化融合的角度對智慧工廠加以整體規(guī)劃，使自動化、信息化各自淪為“孤島”，是沒有達到預期效果的最主要原因。“雖然在上層實現(xiàn)了信息化，但指令并未最終下達到設備層，最終設備操作還是由人工完成的，沒有達到真正節(jié)省人力的目的。整個工廠也無法實現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)劃與執(zhí)行的總體協(xié)調。”

　　而在信息化與自動化的融合中，MES就扮演著重要的角色。MES是上層管理信息系統(tǒng)與下層自動化系統(tǒng)的連接者，在“智慧工廠”中，制造任務單和部分作業(yè)指導書通過信息網(wǎng)絡下達，各崗位的機械設備則由MES統(tǒng)一操作。

　　“AKENSYS智慧工廠軟件提供的就是一個MES平臺，用戶或MES廠商可以根據(jù)各行業(yè)的不同特點，利用該軟件進行二次開發(fā)，為用戶提供最適合其生產(chǎn)流程的MES。”陳冰冰博士介紹說。

　　幾大瓶頸亟待突破

　　目前，中科院計算所順德分所的“AKENSYS智慧工廠軟件平臺”在壓鑄、注塑等行業(yè)都已經(jīng)有了成功案例。以其為華南某制造企業(yè)實施的“智能壓鑄島”方案為例，該系統(tǒng)以壓鑄機為核心可實現(xiàn)上下料和后續(xù)加工的全自動化，對原材料、成品、加工工藝過程、操作人員的信息進行捆綁與記錄，生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)實時監(jiān)控顯示，生產(chǎn)數(shù)據(jù)可實時存儲，并可應用與挖掘，還可以實現(xiàn)遠程售后服務以及無線終端生產(chǎn)過程移動遠程監(jiān)控。

　　而陳冰冰博士認為，針對目前中國制造業(yè)的現(xiàn)狀，要實現(xiàn)“智慧工廠”的普及，還需要解決設備技術標準不統(tǒng)一的問題。陳冰冰博士希望通過機械裝備與信息系統(tǒng)的融合來破解。“首先，終端制造企業(yè)需要定義包括自動化設備數(shù)據(jù)接口、互操作、現(xiàn)場總線、數(shù)據(jù)存儲格式等在內的重要技術標準；其次，機械設備企業(yè)也需要定義包括數(shù)控技術平臺、現(xiàn)場總線、數(shù)據(jù)通信接口在內的技術標準。”他表示，有了統(tǒng)一的標準，就可以讓設備供應商按照標準供貨，為實現(xiàn)全廠管控的一體化掃清了障礙。

　　也正是基于這種考慮，2012年11月，中科院計算所順德分所與廣東省內外的自動化信息化解決方案提供商、機械制造企業(yè)、終端用戶及高校共同組建成立了“廣東智能裝備產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟”。該聯(lián)盟將廣東強大的裝備制造業(yè)和終端制造業(yè)基礎，以制造業(yè)對智能技術和信息技術的迫切需求為驅動，以智能軟件核心技術與技術標準為紐帶，有機組織智能裝備產(chǎn)業(yè)鏈上下游。積極推動自主核心技術、核心零配件與核心裝備的研發(fā)與廣泛應用；推動聯(lián)盟成員間的緊密產(chǎn)學研合作；推動自主核心技術與產(chǎn)品的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化。迄今為止，已有清華大學、北京航空航天大學、美的集團、豐凱機械等20余家企業(yè)及科研機構加入該聯(lián)盟。