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信息控制一体化技术在未来生产制造领域的地位

编者语：随着IT，特别是以太通信技术的迅猛发展，随着生产管理技术的不断发展，同时产品生命周期的不断缩短，物流交货周期的不断加快以及客户定制要求的多样化。针对这一新的形势，生产制造行业正处于一个重要的变革时期，基于信息控制一体化的CMM协同制造模式为制造行业的变革提出了一个行之有效的方法。

实验力、变形丈量全程不分档最近数年来，尽管世界经济形势变化莫测，美元贬值，银行房贷危机，欧元大幅升值，油价高涨，原材料奇缺等等，大大影响了全球的经济发展的速度，但是德国的制造行业却反其道而行之，连续几年都达到塑料填料了两位数的增长，成为了德国乃至欧洲经济复兴的重要的因素之一。德国机械制造行业为什么会在大经济发展不利的环境下仍能保持增长？推动德国机械制造行业发展的动力是什么？这是值得思考的问题。当然要发展离不开创新的理念，先进的管理技术，高效率的组织结构，充满激情的人才队伍。但是更归结到技术的发展。德国的管理学者和企业家们通过分析认为推动德国机械制造行业发展的重要原因在于：

（1）工业络技术即IT和以太技术在德国机械制造行业的广泛应用，即我们常常谈到的信息化推动工业化。

（2）先进的生产管理技术，如ERP、MES等等也在工业实践中发挥了作用。

最近几年，传统制造生产模式随着这两大技术的不断发展而发生了变革性的变化，从大规模的流水作业到精益生产、敏捷制造的模式开始，同时又在经济全球性、企业全球化、信息络化的支撑下突破国界流动，渐渐地发展为全球化的机械制造。德国机械制造行业正是适应了机械生产制造发展的趋势，不断地改进制造生产模式，正如管理学家Hammer Champy所讲的：“能使公司长期获得成功的不是产品，而是生产产品的过程。好的产品不会造就赢家，而赢家则会制造出好的产品。”因此许多德国的企业在战略方向上不仅仅注重产品的创新，将研究开发的资源投入新产品的研制，同时更以生产制造战略为中心，注重流程的创新，在生产制造技术，在应用和开发阶段采用集团军的编制（由研究，设计，制造，营销等不同部门组成项目团队）模式，从而对基础技术进行消化吸收，迅速转化为产品，并在推进的过程中使得功能、质量不断革新与完善，达到性价比的最优化。

自2000年来，针对生产制造模式新的发展，国际著名咨询机构ARC详细地分析了自动化，制造业信息化技术发展现状，对于科学技术的发展趋势对于生产制造可能产生的影响作了全面的调查，提出了多个导向性的生产自动化管理模式，指导企业制定相应的解决方案，为用户创造更高价值。其中从生产流程管理，企业业务管理一直到研究开发产品生命周期的管理而形成的协同制造模式（Collaborative Manufacturing Model，CMM）已得到了不少企业管理层高度重视。本文将对IT技术、工业络技术以及生产管理技术的发展如何推动CMM模式的实现做一回套装顾，同时就现代自动化控制络技术如何运用于生产控制管理CDAS和CPAS模式上，从而实现信息控制一体化技术在未来制造领域的发展做一探讨。

1信息控制一体化技术的高速发展形成CMM协同制造模式(Collaborative Manufacturing Model)

ARC提出的协同制造模式(CMM)(如图项目中介1所示)其基本的核心就是所谓企业管理、生产工艺价值链和产品生命周期的三轴空间的鼎立模式，它定义了制造商、供应商乃至开发商之间的协同的产业链的络结构，其关键在于协同市场和研发、协同研发和生产、协同管理和通信。实践证明，该模式对供应商和制造商都具有重要价值。建设协同的供应络时，制造商必须透明显示制造程序、管理程序、市场、价值创造链和各制造参与者之间的关系。这样，规划和运行制造络所需的整体环境才能显现。一个完整的制造络由多个制造企业或参与者组成，它们相互交换商品和信息，共同执行业务流程。企业、价值链和产品生命周期这三轴贯穿于各个制造参与者之间。居于水平面上方的是管理职能，下方是制造职能。直到今天，这些职能仍然依靠众多的人工流程和传统的应用程序来完成。职能背后是能够将工作任务与企业既定目标、企业合作伙伴之间进行协调的个体元素。而今，位居制造络中心层面的传感器内部电阻应变片精度不高、固定应变片用的胶抗老化能力不好、传感器的材料不好都会影响传感器的精度是制造企轴承加工业用来支撑业务的各种应用程序。为优化效率，企业有时选择基于消息互换和工作流的企业应用集成系统EAI，实现新旧系统之间的集成和互通互联。除制造参与者外，基于因特的协同应用程序在功能和影响上也具有重要意义。根据横向的供应到客户的价值创造链，市场定位和门户是通向供应商和客户的新入口，而且在产品生命周期内，通过因特支持协同设计、协同服务的新途径也不断涌现。ARC的协同制造模式CMM定义了信息化系统应该满足哪些条件才能确保以上制造络系统中的重要因素之间顺利协作。从协同制造模式CMM也可以看出，企业的所有活动必须预先考虑两部分：内部执行和外部采购，换言之，CMM模式不仅要为各个独立的部门，也要为扩大化的整个企业和扩张后的整个供应链制定解决方案。

图1 协同制造模式

1.1企业管理与产品学生、工程师和设计师们观看了Leeper训练生产链的结合形成了CMM模式的基础

从上世纪90年代南方汇通(13.23, 0.00, 0.00%)于28日晚间发布重组方案开始，为了更有效地提高生产力的发展，愈来愈多的人关心如何将企业管理与产品生产链有机的结合起来，以传统的生产流程下某产品生产过程为例(如图2所示)，从进货、零件加工、塑料制品生产、组装、产品测试、包装、出厂或入库的整个生产的安排是横向的发展。其强调的是如何提高生产的自动化程度，如在这一生产流程中，实现了自动化物流仓库、自动化的加工组装流水线、自动化测试系统和自动化的包装流水线，实现了工业生产自动控制系统，其中对于工厂自动化主要是采用了PLC控制器技术。

图2 横向发展的产品生产链

然而，随着生产技术的大型化、复杂化、客户要求的多样化以及企业管理的不断完善，市场竞争日趋激烈。在提高生产力，提高管理效率的驱动下，人们充分地认识到单纯地使用PLC或DCS来建立一个高效率的自动化控制系统来完成生产制造、生产管理，单纯依靠自动化技术的发展是不能获得最大效益的。因此如何将市场和用户的要求与生产有机地结合起来，如何将产业链与企业管理有机地结合起来，成为现代制造企业探寻的目标，这就使得一个将生产流程控制，企业生产计划管理及产品服务流程管理集成的控制管理系统即管控一体化的工业自动化控制系统得到了发展，形成了以纵向生产管理与横向的生产制造控制流程为核心的现代工业自动化控制模式(如图4所示)，这种模式称为管理控制一体化，或者也可认为是生产制造的两维模型。

图3 纵向发展的管理模式

图4 横向生产制造与纵向生产管理的提高生产力的工业控制系统