德國(guó)工業(yè)4.0以CPS(Cyber-Physical System)為核心系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物等實(shí)體的聯(lián)網(wǎng)并自主控制，這些實(shí)體既與MES交互，又相互協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)高度柔性和敏捷性，支持個(gè)性化制造和無人化工廠，強(qiáng)調(diào)橫向整合(供應(yīng)鏈智慧化和實(shí)時(shí)化)、縱向整合(MES從計(jì)劃到執(zhí)行)和全價(jià)值鏈端到端的設(shè)計(jì)整合。從設(shè)計(jì)直到裝配和作業(yè)，MES自始至終都成了核心系統(tǒng)。

　　德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略，從2011年提出至今，在業(yè)界的影響力逐步顯現(xiàn)，對(duì)第四次工業(yè)革命的討論越來越多。我們認(rèn)為，工業(yè)4.0是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，對(duì)全球制造業(yè)必將產(chǎn)生革命性的影響，對(duì)之前業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的智慧工廠支撐平臺(tái)MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))提出了更高的要求。

　　一.工業(yè)4.0的主要改變

　　工業(yè)4.0是回歸“私人定制”，前三次工業(yè)革命，生產(chǎn)規(guī)模逐步加大，同時(shí)個(gè)性需求被壓抑。工業(yè)4.0是“廉價(jià)個(gè)性化”，請(qǐng)注意這里有兩個(gè)要點(diǎn)“廉價(jià)”和“個(gè)性化”，如果有的企業(yè)提供了廉價(jià)的個(gè)性化產(chǎn)品，你不能提供，你就失去了競(jìng)爭(zhēng)力;如果你能夠提供個(gè)性化產(chǎn)品，但是沒有別人廉價(jià)，你也會(huì)失去競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)4.0就是要給企業(yè)“以大規(guī)模生產(chǎn)的價(jià)格提供個(gè)性化產(chǎn)品” 的能力。

　　工業(yè)4.0要實(shí)現(xiàn)操作工人能夠“在家上班”，工廠里只有少數(shù)值班人員負(fù)責(zé)處理異常情況。這一切通過信息化和智能化來實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人的廣泛使用是必然的選擇，體力工人的數(shù)量會(huì)大大減少，生產(chǎn)設(shè)備可遠(yuǎn)程“照顧”，實(shí)現(xiàn)“無人工廠”。

　　工業(yè)4.0時(shí)代的生產(chǎn)體系，在大力度的橫向整合和縱向整合之后，社會(huì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)將逐步演變，對(duì)設(shè)計(jì)而言上下游緊密協(xié)同，客戶也可不同程度參與;生產(chǎn)設(shè)備“不分你我”，設(shè)備資源廣泛共享，設(shè)備利用率大大提高;“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”將為客戶提供售后服務(wù)。工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，將是知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而不是生產(chǎn)工廠。

　　二.工業(yè)4.0的技術(shù)之路

　　工業(yè)4.0的核心系統(tǒng)是CPS(Cyber Physical System)，是指把人(移動(dòng)終端，穿戴設(shè)備等)、機(jī)(設(shè)備，機(jī)器人等)、物(倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，傳送、搬運(yùn)設(shè)備，滑橇等)等實(shí)體，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(比如工業(yè)云)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)自主控制(分布式控制為主)。這樣的生產(chǎn)系統(tǒng)是高度柔性的，能夠支持個(gè)性化的生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

　　制造業(yè)的橫向整合，指的是供應(yīng)鏈的智慧化，供應(yīng)商通過工業(yè)云與主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)協(xié)同、物流協(xié)同和管理協(xié)同，供應(yīng)商把自己的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)和采購(gòu)計(jì)劃、庫(kù)存信息 “共享”給主機(jī)廠，以便主機(jī)廠生產(chǎn)決策快捷化;提供給客戶的產(chǎn)品是可定制的，比如你要買一臺(tái)汽車，你可以選擇座椅的樣式、面料、顏色，可以設(shè)計(jì)座椅上的刺繡圖案，主機(jī)廠要有每臺(tái)產(chǎn)品的“檔案”，售后服務(wù)要記錄到檔案中。采購(gòu)物流、現(xiàn)場(chǎng)物流、成品物流和備件物流必須要進(jìn)行優(yōu)化，不能以簡(jiǎn)單的“零擔(dān)”方式應(yīng)對(duì)。

　　制造業(yè)的縱向整合，主要有兩條線，一條是設(shè)計(jì)線，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、知識(shí)積累，到設(shè)計(jì)改動(dòng)或設(shè)計(jì)客戶化，再到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制，必須敏捷化，對(duì)于復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，比如汽車，哪些部分提供選配(比如，汽車的后視鏡，可以提供幾種供用戶挑選，一種車型可能有幾十個(gè)選配部位，每個(gè)選配部位可能有幾個(gè)到幾十個(gè)備選零部件可供選擇)，哪些部分可用戶設(shè)計(jì)(比如前面說的座椅刺繡)，主要是滿足個(gè)性化要求。另一條線是生產(chǎn)和物流，客戶訂單要優(yōu)化地排入計(jì)劃，生產(chǎn)和物流能夠優(yōu)化協(xié)同地進(jìn)行，對(duì)客戶提供生產(chǎn)和物流的全程“可視化”?？v向整合要改造現(xiàn)有的技術(shù)體系和計(jì)劃體系，能夠敏捷地一路向下，把技術(shù)和計(jì)劃傳遞到制造作業(yè)管理MOM、過程控制和操作控制環(huán)節(jié)。

　　三.呼喚高水平的MES

　　工業(yè)4.0為工業(yè)化和信息化提供了參考標(biāo)準(zhǔn)，要靠技術(shù)創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)，離工業(yè)4.0要求技術(shù)平臺(tái)是MES。MES是以“智造”為核心的，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，MES已經(jīng)成為精益生產(chǎn)的支撐平臺(tái)，對(duì)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量正在發(fā)揮著不可替代的作用。MES是生產(chǎn)的指揮平臺(tái)，在異常頻發(fā)的生產(chǎn)環(huán)境中能夠Hold住，能夠?qū)崟r(shí)掌控生產(chǎn)全貌，為計(jì)劃優(yōu)化和調(diào)度調(diào)整提供決策建議，能夠敏捷地應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的各種“狀況”，通過過程中的質(zhì)量控制和成本控制，來優(yōu)化質(zhì)量和成本。MES本身就是針對(duì)小批量生產(chǎn)和個(gè)性化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，能夠滿足工業(yè)4.0的基本要求。 縱觀全球的MES產(chǎn)品，多數(shù)能夠達(dá)到CPS的基本要求、提供部分縱向整合能力，能夠提供橫向整合能力和全面縱向整合能力的相對(duì)較少。參數(shù)化、平臺(tái)化的MES產(chǎn)品，功能強(qiáng)大，高度靈活，能夠快速適配客戶，能夠隨著客戶管理水平的提高而演進(jìn)，將成為工業(yè)4.0時(shí)代的智造平臺(tái)。