智能工廠示意圖
近日，看到鼎捷軟件總裁葉子禎先生報(bào)告中的一個(gè)圖，很有意思，下面與大家分享并做一下剖析。
葉先生將工業(yè)4.0分為三個(gè)層次：底層是基于FA層（工廠自動(dòng)化，由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、控制器組成）的智能工廠層，該層主要是由生產(chǎn)設(shè)備組成，屬于執(zhí)行層，關(guān)注點(diǎn)在于生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量與成本；中間層是MES、ERP、APS及PLM中的工藝制訂等部分管理功能組成，其中MES里重點(diǎn)標(biāo)示出了數(shù)據(jù)采集、詳細(xì)計(jì)劃、調(diào)度等，該層被稱為側(cè)重于生產(chǎn)管理流程的智能生產(chǎn)層，關(guān)注點(diǎn)是管理效率、生產(chǎn)效率，強(qiáng)調(diào)的是高效；最上面一層，是隨需而至、隨需而制的個(gè)性化的產(chǎn)品定制與相關(guān)服務(wù)，包括了C2B2B2S等互聯(lián)網(wǎng)+，以及PLM的需求管理、研發(fā)等環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)的創(chuàng)新能力、定制及服務(wù)的速度。
鼎捷軟件有關(guān)工業(yè)4.0的三層架構(gòu)
本圖從縱向與橫向?qū)⒐I(yè)4.0的企業(yè)策略、架構(gòu)組成、解決方案組成進(jìn)行闡述，很直觀，非常值得研究與學(xué)習(xí)。
筆者認(rèn)為，葉先生的思路非常好，但有個(gè)細(xì)節(jié)值得商榷。
那就是智能工廠應(yīng)該是FA+MES，也即智能工廠應(yīng)該完全包括MES系統(tǒng)。
我們先看德國(guó)人在工業(yè)4.0中的定義。
德國(guó)人認(rèn)為在工業(yè)4.0中，主要有2個(gè)主題，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。
從字面意思上，“智能生產(chǎn)”是涉及企業(yè)宏觀運(yùn)行的內(nèi)容，包括整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃、物流、產(chǎn)品研發(fā)、企業(yè)智能決策，甚至包括人機(jī)交互、3D技術(shù)等“雜七雜八”的、與生產(chǎn)有些關(guān)系的內(nèi)容，德國(guó)人都放到了智能生產(chǎn)這個(gè)主題了。
“智能工廠”的定義則相對(duì)明確，除了高端機(jī)床、熱處理設(shè)備、機(jī)器人、AGV、測(cè)量測(cè)試設(shè)備等數(shù)字化、自動(dòng)化的硬件生產(chǎn)設(shè)施以外，還包括在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行管理與控制的軟件系統(tǒng)，我們可以稱之為MES系統(tǒng)。后面一句是“以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)”，這里面的分布式，英文就是Distributed，就是大家所熟知的DNC的第一個(gè)字母。就是將分布在不同地點(diǎn)的數(shù)控設(shè)備、機(jī)器人等數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)施聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，乃至達(dá)到狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的自組織生產(chǎn)的最高境界，但基礎(chǔ)就是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通訊、數(shù)據(jù)采集等網(wǎng)絡(luò)化分布式管理。
從以上的定義里看，智能工廠主要是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管控與執(zhí)行，MES應(yīng)該屬于智能工廠的范疇，而不是智能生產(chǎn)的范疇，所以葉先生的定位是有些問(wèn)題的。
下面，再與大家一起分析一下，智能工廠中的“工廠”到底是全企業(yè)還是專指車(chē)間，這個(gè)問(wèn)題一直困惑著很多人，甚至造成對(duì)工業(yè)4.0兩個(gè)主題的不理解。
筆者認(rèn)為，德國(guó)人的“智能工廠”，從管理范圍上講，就是中國(guó)的數(shù)字化車(chē)間，而不是數(shù)字化工廠或企業(yè)的概念。
例證有四：
1、德國(guó)人說(shuō)。
除了從智能工廠與智能生產(chǎn)的定義劃分上看出問(wèn)題以外，還可以從德國(guó)人在智能工廠的架構(gòu)圖上看出一些端倪：
智能工廠的架構(gòu)
從該架構(gòu)圖上可以看出，物料進(jìn)入“智能工廠”后變成產(chǎn)品，我們?nèi)绻麑⒋颂幍?ldquo;工廠”二字換成“車(chē)間”是不是行得通？反之，為什么要將物料、產(chǎn)品從工廠中單獨(dú)剝離出來(lái)？難道物料與產(chǎn)品不屬于工廠嗎？
此其一，我們?cè)購(gòu)牡聡?guó)人的演講中分析。
今年4月29日，在重慶舉辦的“工業(yè)4.0峰會(huì)”上，筆者有幸與工業(yè)4.0的提出單位、德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)資深專家科爾教授同臺(tái)演講。
下面的兩張圖是科爾的演講幻燈：
工業(yè)4.0下的自組織生產(chǎn)
工業(yè)4.0的“金字塔”
從科爾教授的以上兩張圖來(lái)看，所涉及的內(nèi)容也主要是車(chē)間生產(chǎn)的管控，智能工廠也沒(méi)有涉及到整個(gè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)等內(nèi)容。
2、美國(guó)人說(shuō)。
針對(duì)本問(wèn)題，在4月9日，我專門(mén)咨詢過(guò)工業(yè)4.0頂級(jí)專家丶美國(guó)辛辛那提大學(xué)李杰教授，李杰教授說(shuō)也認(rèn)同這個(gè)說(shuō)法，認(rèn)為此處的工廠可以理解為車(chē)間。
3、中國(guó)人說(shuō)。
上文中，臺(tái)灣信息化專家、鼎捷軟件總裁葉子禎先生的幻燈中更是將智能工廠定位于生產(chǎn)設(shè)備層面，葉先生認(rèn)為德國(guó)智能工廠的范疇就是車(chē)間級(jí)的，這是顯而易見(jiàn)的。
我們?cè)倏床痪们皣?guó)家剛剛發(fā)布的《中國(guó)制造2025》里，明確寫(xiě)道：“推進(jìn)制造過(guò)程智能化。在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車(chē)間”，在這里，明確地將智能工廠與數(shù)字化車(chē)間進(jìn)行了并列。而這以前，比如在2013年的“兩化深度融合”文件中，寫(xiě)的還是“培育數(shù)字化車(chē)間、智能工廠”，從“、”與“/”這個(gè)符號(hào)上的變化上，就可以感受出這些專家認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變。
4、反證法。
最后，我們?cè)儆梅醋C法證明一下，我們?nèi)绻麑⒅悄芄S中的工廠理解為整個(gè)企業(yè)，企業(yè)自然就包括了生產(chǎn)，這樣智能生產(chǎn)就成了智能工廠的一部分，兩個(gè)概念幾乎完全重復(fù)，我想嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡聡?guó)人在如此重要的文件中是絕不會(huì)犯如此低級(jí)錯(cuò)誤的。
再結(jié)合德國(guó)人的用詞，智能工廠用的Samrt Factory，而不是Smart EntERPise (企業(yè))，也許德國(guó)人正是想避開(kāi)“企業(yè)“這一字眼。
因此，德國(guó)人工業(yè)4.0中所說(shuō)的智能工廠的范疇，就是我們的車(chē)間。這樣我們對(duì)工業(yè)4.0中2個(gè)主題：智能工廠與智能生產(chǎn)就非常清楚了，智能生產(chǎn)是企業(yè)的運(yùn)營(yíng)、研發(fā)、管理等宏觀層面，智能工廠是生產(chǎn)過(guò)程的管控與數(shù)字化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化分布式實(shí)現(xiàn)，范圍是車(chē)間，是具體的生產(chǎn)執(zhí)行層。
以上是個(gè)人所見(jiàn)，歡迎交流與討論!
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本文標(biāo)題：深度探究：工業(yè)4.0中的智能工廠到底是企業(yè)還是車(chē)間？
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