“不要在落后的工藝基礎(chǔ)上搞自動(dòng)化，不要在落后的管理基礎(chǔ)上搞信息化，不要在不具備數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)時(shí)搞智能化。”

　　以上智能制造“三不要理論”是在2015年，著名智能制造專家、北航劉強(qiáng)教授提出的，對(duì)過熱的工業(yè)4.0/智能制造起到了很好的警醒作用。

　　近日，北京理工大學(xué)數(shù)字化制造研究所所長，也是《制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實(shí)現(xiàn)原理與技術(shù)》(2014年版)作者，王愛民教授撰寫了一篇智能制造與工藝融合的文章，與劉強(qiáng)教授的“三不要理論”有異曲同工之妙，本文經(jīng)授權(quán)發(fā)布，希望下文的介紹對(duì)推進(jìn)智能制造的朋友們有所啟發(fā)。

　　企業(yè)存在的問題較多，對(duì)上信息化或數(shù)字化系統(tǒng)的期望也很高。尤其是有很大比例的企業(yè)，當(dāng)在自主決定實(shí)施系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候，一般都是問題比較嚴(yán)重或者已經(jīng)累積到一定程度了，再或者說，是問題比較綜合的。一般而言，在這種情況下，不僅有管理提升上的期望，也有工藝改進(jìn)上的期望。

　　但現(xiàn)在實(shí)施MES關(guān)注比較多的還是管理流程上的打通，比如實(shí)現(xiàn)執(zhí)行進(jìn)度的管理、比如實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，比如實(shí)現(xiàn)精益物流等，重點(diǎn)解決的還是信息流與實(shí)物流的有序、協(xié)調(diào)方面的問題。當(dāng)然這些問題對(duì)部分企業(yè)來說也是非常重要的，但MES不能僅僅只做這些事。

　　對(duì)于企業(yè)來說，最核心的問題還是制造技術(shù)本身的問題，這是根本，所有的都要為這個(gè)服務(wù)。從管理角度為制造技術(shù)的發(fā)揮提供更大的支持，也應(yīng)該是MES建設(shè)的初衷，但不能將這個(gè)當(dāng)成終點(diǎn)。

　　MES為數(shù)據(jù)采集、信息流動(dòng)、流程協(xié)調(diào)提供了支持，但不能僅僅是采集的數(shù)據(jù)入庫、信息流動(dòng)順暢、業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)這些內(nèi)容，還應(yīng)該發(fā)揮更大的作用，為制造工藝技術(shù)的改進(jìn)和提升提供支持。

　　因此，這就涉及到MES與工藝的融合話題了。此處特指是MES如何與制造技術(shù)本身的改進(jìn)和提升提供支持的角度。感覺講的人和思考的人不多，所以這次做一下初步分析，以供探討和參考。

　　質(zhì)量數(shù)據(jù)與工藝的融合

　　在產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)采集以后，通過SPC可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)或者不好的趨勢，這是MES可以實(shí)現(xiàn)的。但產(chǎn)品檢測出的狀態(tài)，對(duì)該件產(chǎn)品而言，已經(jīng)是事后狀態(tài)了。隨后，需要追問的是，發(fā)現(xiàn)問題了，接下來怎么辦？依然靠手工分析來解決？MES還能提供什么樣的分析支持呢？

　　影響產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)的因素有很多，包括設(shè)備自身的狀態(tài)、加工操作的工藝參數(shù)、原材料毛坯或上道工序的加工狀態(tài)等，都可能對(duì)本道工序的加工質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此MES不僅僅進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)檢數(shù)據(jù)采集，應(yīng)該同時(shí)采集獲取設(shè)備狀態(tài)信息、工藝參數(shù)信息、毛坯或上道工序信息，通過建立集成的分析模型，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，才能在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上，找到問題的原因。這應(yīng)該是一種融合，如果分析模型能夠?qū)⒐と说慕?jīng)驗(yàn)融合進(jìn)去，則該環(huán)節(jié)可以認(rèn)為具有一定的智能化提升，與智能制造的思路就不謀而合了。

　　這方面在具體實(shí)踐當(dāng)中還有很多細(xì)化的擴(kuò)展之處：

　　比如，在精細(xì)化方面，按照數(shù)控程序代碼的執(zhí)行順序，甚至可以分析每一條指令代碼下的設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)等的變化(程序示波器)，借助模型進(jìn)行智能分析與判斷;

　　比如，不是籠統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)信息，可以對(duì)關(guān)系到加工質(zhì)量的刀具進(jìn)行獨(dú)立的磨損與斷裂監(jiān)測，借助模型進(jìn)行智能的換刀決策和智能加工補(bǔ)償?shù)?

　　比如，對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品，建立面向工藝流程的工序精度狀態(tài)鏈條，建立智能的誤差分析模型，實(shí)現(xiàn)基于上一步狀態(tài)的當(dāng)前這一步加工工藝參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，保證加工質(zhì)量。

　　這些都是面向質(zhì)量的基于采集數(shù)據(jù)的建模與分析，也應(yīng)該是MES持續(xù)發(fā)力研究、實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)的地方，不僅能夠有效推動(dòng)質(zhì)量數(shù)據(jù)與工藝的融合，智能化的味道也就出來了。

　　進(jìn)度數(shù)據(jù)與工藝的融合

　　制造執(zhí)行進(jìn)度的監(jiān)控是MES的標(biāo)配功能，但是否還有更深的含義可以挖掘呢?筆者在企業(yè)開展作業(yè)排產(chǎn)研究和實(shí)施時(shí)，車間管理人員經(jīng)常說：同樣一個(gè)活，同樣的機(jī)床，不同的人來做，時(shí)間和精度可能都存在較大的不同。其實(shí)這里面反映了工人技能水平的差異，有差異，就說明有好的也有差的。有些企業(yè)利用SOP(標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)操作)機(jī)制來進(jìn)行規(guī)范，也是有效果的。

　　但MES是否也可以在其中做一些事呢？比如通過進(jìn)度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，從精細(xì)化數(shù)據(jù)的角度，找出彼此的差異，建立與加工工藝參數(shù)等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，分析挖掘干的又快又好的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，應(yīng)該也是可以逐步改進(jìn)操作工藝的，哪怕是持續(xù)優(yōu)化SOP呢，MES的價(jià)值也會(huì)更加深刻了。

　　設(shè)備/單元級(jí)狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)與工藝的融合

　　現(xiàn)在很多MES都提供了產(chǎn)線級(jí)數(shù)字雙胞胎的三維展示模塊，通過號(hào)稱“虛實(shí)同步映射”實(shí)現(xiàn)了三維產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)的完整展示，但目前更多的是“實(shí)->虛”映射，其實(shí)“虛->實(shí)”的反饋控制味道是比較淡的，相當(dāng)于所謂的CPS沒有實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，你想想是不是這個(gè)樣子呢。

　　但從MES與工藝融合的角度，設(shè)備/單元級(jí)的CPS是能夠?qū)崿F(xiàn)從狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析推理決策、閉環(huán)控制執(zhí)行的完整鏈條的，其中的分析推理決策環(huán)節(jié)，就是體現(xiàn)工藝功底和能力的抓手。這就需要基于狀態(tài)參數(shù)建立加工工藝的物理仿真模型，不僅學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和軟件開發(fā)方，都應(yīng)該大張旗鼓開展研究的。這樣才能有效的推動(dòng)MES與工藝的融合，智能化的味道也應(yīng)該體現(xiàn)在這個(gè)方面。

　　通過上面的初步分析，可以得出兩點(diǎn)基本結(jié)論：

　　MES采集的大量數(shù)據(jù)，不能僅僅是存檔入庫，必須結(jié)合工藝才能有效的挖掘出其內(nèi)在的價(jià)值，數(shù)據(jù)如何為工藝提供決策支撐，是企業(yè)智能化提升可以參考的結(jié)合點(diǎn)、切入點(diǎn)和發(fā)力點(diǎn)。

　　現(xiàn)在MES廠商團(tuán)隊(duì)的人員大多偏重于計(jì)算機(jī)、管理等方面的人才，但隨著智能制造的深入進(jìn)行，工藝人才與知識(shí)的缺乏將成為其能否走的更快、走的更遠(yuǎn)的決定性制約因素。