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制造業是我國國民經濟的支柱產業，也是推動工業化的原動力，現代制造業已經并且正在深刻地改變著人們的生產方式甚至生活方式。隨著大數據、物聯網技術的不斷發展以及勞動力、原材料、能源成本飛漲，“中國制造”開始面臨巨大的機遇與挑戰，利用自動化和信息化手段改進制造過程、尋求產業升級已經成為了企業管理者的普遍共識。對于企業而言，工廠底層自動化設備和上層的信息系統間如何進行數據交互、車間底層如何進行關鍵數據采集、如何避免制造過程信息的真實性差異成為了制造企業面臨轉型升級時的首要問題。2014年10月27日，記者采訪了研華（中國）公司工業自動化事業群總經理蔡奇男，就云計算、大數據等新興技術為制造業帶來的革新、制造企業自動化系統和信息化系統的融合、車間數據的采集管理等問題進行了分析與介紹，為企業在智能工廠解決方案建設實施上帶來新的思考。

圖1 研華（中國）公司工業自動化事業群總經理蔡奇男

信息融合裂谷：企業生產信息系統各自為陣

目前，云計算、大數據、移動應用等新興技術正在悄無聲息的改變企業的生產運行方式。蔡總認為傳統條件下依靠人工傳遞數據和被動的生產線監測模式已經不能適應時代發展，特別是當企業形成一定規模后，在行業競爭不斷加劇的大環境下，制造業需要建設管理精細化、作業移動化、生產協作化的智能工廠解決方案，不斷提高在質量保障、快速制造、快速檢測響應以及快速重組等方面的要求。蔡總認為所謂智能工廠不單單只是關注底層的自動化設備，更需要注重信息化的建設，讓底層設備與上層的信息系統相融合，達到數據信息系統間的交互與響應。對此蔡總舉了一個形象的例子：研華此前有個模具行業的客戶，突然一段時間生產的產品總是出現質量問題，后來經過多方排查才發現原來是某條生產線電路板溫度過高導致生產線焊接工藝不牢固，從而使整條線產品質量低下。盡管該廠制造設備屬于自動化，但設備與上層管理之間出現信息傳遞裂谷，信息沒有及時反饋導致了整批產品的質量問題。

由此可見，企業管理層到車間層特別是車間設備層的信息交互普遍存在著困難，一方面車間設備層的重要信息難于采集和上傳，無法達到對生產過程的監控。另一方面上層系統難以深入到車間和設備層，從而影響管理信息系統的準確運行，使動態信息成為脫離實際的無源之水難于及時下達，從而使整個企業信息化難以產生更大的效益。蔡總總結現在制造企業信息化往往存在著以下難點：

生產過程不可視：主要體現在不能實時了解生產現場中在制品、人員、設備、物料等制造資源和加工任務狀態的動態變化。

生產過程復雜關鍵數據難采集：由于產品結構和加工工藝的復雜性，造成生產過程中包含了高溫、高壓、高輻射等一系列惡劣條件，生產環境復雜多變使關鍵數據難以準確采集。

現場總線標準不統一：伴隨著企業不斷發展，企業總線使用上出現“八國聯軍”，不同國家不同廠商的生產總線無法統一，數據信息傳遞出現障礙。

制造過程信息的真實性差：現場數據信息過多依賴人工錄入，增加了出錯的機率。

上述特點反映了制造企業迫切需要對制造過程進行信息化與自動化的融合，從而建立一個完整高效的智能工廠解決方案。而智能工廠的首要任務就是對企業自動化和信息化的整合，通過數據采集及其分析處理系統，將車間的各種數據完整實時的采集到車間數據庫中，并將車間生產的信息實時準確的反饋到車間的管理層，加強管理人員對車間生產現場的監控和管理，并為企業管理人員制定生產計劃提供依據。

研華智慧工廠：打通信息化與自動化的任督二脈

對于研華而言，經過三十多年的經驗積累，研華集成了智能工廠的各個模塊，包括數據采集、工業通訊、嵌入式機器人、I/O板卡高速采集運動控制、人機界面、工控機以及上層軟件七大部分，為企業構建一個完整的智慧工廠解決方案，兼備設施系統、信息化應用系統、設備管理系統、公共安全系統等，建設一個高效、節能的智能工廠。

圖2 研華智能化工廠整體架構

蔡總認為目前制造企業單純的對底層自動化設備進行置換升級已不再適用，取而代之的是融合了采集卡、傳感器、軟件和數字用戶界面的復雜系統。此外，企業生產的產品將由單品向集成化靠攏，乃至連向云端。當智能硬件連向云端時，位于云端的數字組件將延展智能硬件的各項功能，并能加速服務，促進產品迭代創新。

現代制造模式以生產效率、產品質量、生產成本等作為衡量企業制造能力和水平的主要標志，然而由于企業規模擴大、技術改造深入和市場競爭加快，造成具有多源異構性、形式多樣性、復雜多變性等特征的車間制造過程信息急劇膨脹，再加上傳統的企業管理系統無法精細控制到流程復雜、信息紛亂的車間制造過程使得企業管理層難以準確掌握生產現場的實時情況。蔡總介紹研華之前一家客戶最初創始人僅以2000元作為初始資金辦廠起家，前期憑借良好的工藝得到了市場的迅速擴大，購買者也對產品十分放心。然而隨著企業不斷發展工藝水準反而有所下降，最后無奈找到研華，經過總結后發現企業規模膨脹后的信息化與自動化裂谷使整個產線紛亂無章，要知道現代制造企業的管理信息系統都是建立在自身的復雜性之上，而制造車間作為最重要的信息源頭，存在著大量的無序、冗余、殘缺、異構信息，要想克服他們之間存在的信息交互的鴻溝，這就對車間制造過程信息的自動化和信息化提出了更高的要求，需要對車間制造過程的集成性和企業信息系統的交互性方面進行提升。蔡總介紹通過實施研華WebAccess平臺，使該企業可以快速的整合監測信息化相關數據，實現管控的一體化，輕松實現遠程維護，靈活的拓展架構，降低供熱自動化控制設備的采購成本。

圖3 研華WebAccess整合生產信息及控制器狀態

在蔡總看來，由于各個行業屬性的不同，對智能工廠的建設架構也不盡相同，比如流程行業的自動化程度往往較高，因此其數據采集工具多嵌入在自動化設備中，與系統緊密相連的大部分數據和運營管控相關的數據會流入到ERP中，其他與生產執行相關的數據則主要導入到MES系統中。相比較之下，離散企業的車間管理過程更為復雜，離散行業面臨著生產計劃難以預測、產品工藝流程差異大、設備自動化水平較低、現場單據多、作業繁瑣、不易掌控等特點，這就導致了企業需要首先對包括生產進度信息、物料信息、加工信息進行獨立的采集。蔡總介紹研華行業客戶的信息系統由其行業合作伙伴特性所決定，以行業為界定區分建立不同的智能工廠建設標準。例如對于離散的軍工企業而言，由于它的計劃生產模式，安全、進度和質量就成為它在整個信息系統中最為重要的指標，研華會加強在此方面的數據采集力度，提供行業個性鮮明的智慧工廠解決方案。

內外兼修：搭建物聯產業聯盟共贏生態圈

談及智慧工廠的發展趨勢，蔡總認為當智慧工廠在制造業深化應用后，智能工業將對傳統制造業進行重新定義，人、應用系統、自動化設備將以前所未有的形式聯接并構成一個新的網絡化制造時代，成為企業創造新價值的競爭源動力。通過將智能機器間的連接并最終將人機連接，結合軟件和大數據分析，重構全球工業，激發生產力，提升生產效率。在這種新的模式下，智慧工廠將迅速滲透到制造業研發、生產、銷售乃至服務各個環節。

就研華自身而言，隨著制造業整個產業鏈的關系越來越緊密，并呈現出服務化和聚合的趨勢。未來研華一方面將不斷積累自身優勢集成至智能工廠的各個模塊，為企業構建一個融合自動化與信息化的完整智能工廠解決方案；另一方面研華將加強與中國移動、英特爾、微軟等產業鏈廠商合作，構建物聯產業應用聯盟共贏生態圈。在基于“智慧地球”的品牌戰略下，研華將對人、應用系統、機器和所有的傳感設備無縫連接，為包括移動辦公、節能減排、物流供應、安全生產、智能控制等提供全方位的運營革新，加快企業生產流程的節奏和優化速度，推動制造企業創新發展。

后記

蔡總認為無論是云計算還是移動應用，亦或是物聯網和智慧工廠，一切新興技術及創新動力都應該來自于“提升客戶競爭力”為導向。當前，傳統制造業飛速變革，越來越多的企業面臨著信息化戰略的轉型升級，構建適合企業自身業務發展的信息化戰略體系是每個企業CIO最為關心的問題，而基于自動化和信息化融合的思維，研華智慧工廠發展和產業應用將具有廣闊的前景和難得的機遇。