潤滑油生產(chǎn)如何在“工業(yè)4.0”環(huán)境做到智能制造

溫立國，韓慶華

(1.中國石油濟(jì)南潤滑油銷售分公司，山東 青島 266061； 2.中國石油大慶分公司，黑龍江 大慶 163411)

0 引言

2017年3月5日，在《2017年政府工作報(bào)告》里，李克強(qiáng)總理指出，要大力改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，深入實(shí)施“中國制造2025”，加快大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以新技術(shù)新業(yè)態(tài)新模式，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、管理和營銷模式變革。把發(fā)展智能制造作為主攻方向，以多種方式支持技術(shù)改造，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)煥發(fā)新的蓬勃生機(jī)。

“中國制造2025”，吹響了中國“制造”向“智造”升級的進(jìn)軍號角，發(fā)展智能制造已呈如火如荼之勢。潤滑油作為傳統(tǒng)的石油煉制產(chǎn)品，潤滑油企業(yè)如何適應(yīng)“工業(yè)4.0”，新模式下如何快速適應(yīng)市場變化，成為大家思考的主要問題。

解讀“工業(yè)4.0”可以了解，符合“工業(yè)4.0”模式的生產(chǎn)企業(yè)要符合兩點(diǎn)要求：一是“生產(chǎn)智能化”，建立智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“物流智能化”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率。

1 先進(jìn)的潤滑油生產(chǎn)技術(shù)

潤滑油生產(chǎn)工藝流程中，基礎(chǔ)油是潤滑油的主要組分，占總質(zhì)量的比例大約為85%～95%，添加劑是潤滑油的另一主要組分，占總質(zhì)量的比例約為5%～15%，兩者通過油泵按照比例加入調(diào)合釜中。調(diào)合化驗(yàn)合格后，經(jīng)過過濾機(jī)過濾，用泵打入成品油貯存罐中，以備包裝運(yùn)輸。

1.1 同步計(jì)量調(diào)合(SMB)

1.1.1 同步計(jì)量調(diào)合的工藝過程

同步計(jì)量調(diào)合的原料組分由各原料罐通過專用管線輸送。調(diào)合生產(chǎn)時(shí)，設(shè)備都由計(jì)算機(jī)控制，裝置的各個(gè)通道同時(shí)輸送至流量計(jì)計(jì)量，利用自動(dòng)閥門來控制組分的進(jìn)料量。出料的集合管送至調(diào)合罐，在調(diào)合釜中實(shí)現(xiàn)組分配比，完成均勻混合。全部調(diào)合密閉操作，防止了油品氧化，降低了油品損耗。

1.1.2 同步計(jì)量調(diào)合的工藝特點(diǎn)

同步計(jì)量調(diào)合工藝用于目前中高檔潤滑油產(chǎn)品的大批量調(diào)合生產(chǎn)中，相對于傳統(tǒng)的泵循環(huán)式的落后生產(chǎn)工藝能大幅縮短生產(chǎn)周期并降低生產(chǎn)過程能源消耗。 同步計(jì)量調(diào)合其計(jì)量精確、操作簡單、原料切換容易，在潤滑油調(diào)合生產(chǎn)中發(fā)揮更加快速、高效的功能。

1.2 脈沖氣動(dòng)調(diào)合

1.2.1 脈沖氣動(dòng)調(diào)合工藝流程

近10年來，一種帶有革命性的領(lǐng)先科技正在悄然興起，被科技界稱之為“調(diào)合生產(chǎn)方式的一次巨大革命——脈沖氣動(dòng)調(diào)合”自動(dòng)控制系統(tǒng)。概括地說，“脈沖氣動(dòng)調(diào)合系統(tǒng)”就是把現(xiàn)代的控制理論應(yīng)用到油品生產(chǎn)中，以先進(jìn)的控制方式來操縱潤滑油調(diào)合的整個(gè)生產(chǎn)過程。按事先設(shè)定好的脈沖頻率、延時(shí)和壓力等參數(shù)，通過現(xiàn)場一整套特殊的控制裝置和安裝在調(diào)合罐內(nèi)的集氣盤，產(chǎn)生動(dòng)力強(qiáng)大的大氣泡。大氣泡產(chǎn)生以后，自下而上，自上而下地?cái)噭?dòng)油品，使油品中的各種組分在極短的時(shí)間內(nèi)被均勻地混合，從而達(dá)到合格的產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

1.2.2 “脈沖氣動(dòng)調(diào)合系統(tǒng)”的特點(diǎn)和優(yōu)越性

(1)高效：采用“脈沖氣動(dòng)調(diào)合系統(tǒng)”往往可以在傳統(tǒng)生產(chǎn)方式調(diào)合一罐油的時(shí)間內(nèi)完成三到四罐的調(diào)合批量。這種高效的生產(chǎn)方式，可使工廠在現(xiàn)有調(diào)合罐不增加的前提下，使產(chǎn)量提高2～3倍。

(2)穩(wěn)定：采用“脈沖氣動(dòng)調(diào)合系統(tǒng)”，配合傳統(tǒng)的“機(jī)械攪拌”，促使添加劑更加均勻地與基礎(chǔ)油融合，進(jìn)一步提高了成品潤滑油質(zhì)量的穩(wěn)定性。

(3)安全：生產(chǎn)現(xiàn)場使用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來操縱整個(gè)調(diào)合生產(chǎn)的過程，可有效地防止電器帶來的火災(zāi)隱患。

(4)免維修：因?yàn)樵谡{(diào)合罐內(nèi)唯一循環(huán)運(yùn)動(dòng)的物體就是被調(diào)合的各組分。沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，不存在機(jī)械故障，也沒有可覺察到的磨損，故不需要停產(chǎn)維修。

(5)降低加熱要求：由于“脈沖氣動(dòng)調(diào)合系統(tǒng)”形成的大氣泡具有強(qiáng)勁的能力，能迅速地?cái)噭?dòng)調(diào)合罐內(nèi)的各種組分，使其不停地上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，可有效地使上下油品快速運(yùn)動(dòng)，降低或減少了對調(diào)合罐油品加熱的溫度和時(shí)間，這意味著能徹底解決因過度加熱，導(dǎo)致油品氧化變質(zhì)的可能。

(6)多罐控制：把現(xiàn)代先進(jìn)的電腦控制技術(shù)應(yīng)用到了“脈沖氣動(dòng)調(diào)合系統(tǒng)”上。通過工業(yè)上的“可編程序邏輯控制器(PLC)”操縱多座調(diào)合罐，同時(shí)或者分別進(jìn)行調(diào)合。現(xiàn)場的“電—?dú)饷}沖信號轉(zhuǎn)換裝置”(EPI)可以把來自“控制中心”(PPC)的指令由電信號轉(zhuǎn)換為脈沖氣動(dòng)信號。指揮現(xiàn)場一系列氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按步就班地進(jìn)行操作，最終達(dá)到理想的調(diào)合效果。

1.3 儲罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)

1.3.1 基本靜壓法

儲罐自動(dòng)化計(jì)量系統(tǒng)方案采用靜壓法測量原理，靜壓法計(jì)量系統(tǒng)英文縮寫為HTG，它是通過壓力或差壓變送器測量油品介質(zhì)作用在罐底部靜壓的方法來測量油罐內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量，系統(tǒng)計(jì)量精度優(yōu)于2‰。即：每罐安裝一臺壓力變送器，一臺數(shù)字溫度變送器，一臺罐前處理器。整套計(jì)量系統(tǒng)采用現(xiàn)今世界上廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場總線智能化裝置和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字式通訊鏈路，可進(jìn)行全數(shù)字化、雙向、多站總線式的信息數(shù)字通訊，實(shí)現(xiàn)相互操作以及數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而完成點(diǎn)到點(diǎn)、一機(jī)到多機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字通訊。

1.3.2 儲罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

采用現(xiàn)場總線技術(shù)將儲罐現(xiàn)場設(shè)備(如壓力變送器、數(shù)字溫度變送器、儀表與執(zhí)行機(jī)構(gòu))與工業(yè)過程控制單元(如現(xiàn)場處理器)互連而成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)具有全數(shù)字化、分散、雙向傳輸和多分支的特點(diǎn)，系統(tǒng)完整地實(shí)現(xiàn)了控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊技術(shù)的集成。系統(tǒng)采用的分散的功能模塊，既便于系統(tǒng)維護(hù)、管理、擴(kuò)展，又提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊采用基帶傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率高，實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)。

1.4 自動(dòng)潤滑油灌裝系統(tǒng)

1.4.1 潤滑油灌裝生產(chǎn)線運(yùn)行流程

全自動(dòng)潤滑油灌裝生產(chǎn)線是油類灌裝機(jī)械的一種，是大型的綜合性油類灌裝設(shè)備。它采用自動(dòng)化技術(shù)，集光、電、機(jī)、氣為一體，具有高效、智能化、適應(yīng)性廣、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，是現(xiàn)代化的整合式灌裝設(shè)備。全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線由上桶機(jī)、灌裝機(jī)、旋蓋機(jī)、鋁箔封口、上蓋機(jī)、輸送機(jī)、防偽貼標(biāo)機(jī)、噴碼機(jī)等單機(jī)組成。

上桶機(jī)檢測空桶灌裝位置，空桶經(jīng)過上桶機(jī)輸送入灌裝機(jī)中。灌裝機(jī)兩側(cè)雙排灌裝，每側(cè)8個(gè)灌裝頭，通過壓力傳感器可以設(shè)定灌裝量，灌裝量根據(jù)包裝規(guī)格設(shè)定，灌裝后由輸送帶送到壓蓋機(jī)。目前有鋁箔封口和壓蓋封口兩種包裝。裝箱規(guī)格設(shè)定為6桶每箱或者12桶每箱，紙箱通過開箱機(jī)，先封底后輸送到裝箱機(jī)部分，裝箱機(jī)完成桶裝油品裝入工作，并添加合格證。包裝成箱的油品在進(jìn)入碼垛機(jī)前需要粘貼防偽標(biāo)識，碼垛機(jī)根據(jù)設(shè)定好的程序，每托盤27箱或者每托盤36箱進(jìn)行碼垛，堆放在托盤上送入倉庫。

1.4.2 潤滑油灌裝生產(chǎn)線的特點(diǎn)：

(1)自動(dòng)化程度高，操作簡便，運(yùn)行穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省企業(yè)成本。

(2)各單機(jī)能獨(dú)立完成其工作，有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，以及數(shù)控顯示等電器元件來控制調(diào)整各參數(shù)，并顯示設(shè)定。能幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

(3)各單機(jī)聯(lián)動(dòng)、并且調(diào)整快速、簡單，保證生產(chǎn)的每個(gè)工序協(xié)調(diào)。

(4)各單機(jī)能適應(yīng)多種規(guī)格的包裝，生產(chǎn)線運(yùn)行平穩(wěn)，各功能組合方便，維修方便，可根據(jù)產(chǎn)品工藝要求進(jìn)行多種生產(chǎn)組合[2]。

2 智能工廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能工廠，就是利用各種現(xiàn)代化的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠的辦公、管理及生產(chǎn)自動(dòng)化，達(dá)到加強(qiáng)及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、進(jìn)行安全生產(chǎn)、提供決策參考、加強(qiáng)外界聯(lián)系、拓寬國際市場的目的。智能工廠動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)地掌握訂單情況、進(jìn)度情況、在制品情況、包括用工、用料的成本變化，可快速響應(yīng)客戶需求，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)端到端的服務(wù)，從消費(fèi)者到制造者。重點(diǎn)解決企業(yè)在制造過程中的不協(xié)調(diào)、不同步、不一致導(dǎo)致的大量人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)問題，更重要的是解決企業(yè)針對多種類、小批量訂單響應(yīng)客戶速度慢的問題。

在“中國制造2025”及“工業(yè)4.0”信息物理融合系統(tǒng)CPS的支持下，傳統(tǒng)制造業(yè)需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)文檔無紙化、生產(chǎn)過程透明化、生產(chǎn)現(xiàn)場無人化等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，做到縱向、橫向和端到端的集成，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，從而建立基于工業(yè)大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)”的智能工廠。

2.1 生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)車間物聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的提出給“中國制造2025”、“工業(yè)4.0”提供了一個(gè)新的突破口。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程等各種需要的信息，其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人、所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制[3]。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)采用M2M(Machine to Machine)的通信模式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備與設(shè)備間的通信，而物聯(lián)網(wǎng)通過Things to Things的通信方式實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備和系統(tǒng)三者之間的智能化、交互式無縫連接。

傳統(tǒng)制造企業(yè)車間在生產(chǎn)過程中，將所有的設(shè)備及工位統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理，使設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間能夠聯(lián)網(wǎng)通訊，設(shè)備與工位人員緊密關(guān)聯(lián)。如：工藝技術(shù)人員可以在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行配方設(shè)定，將配方上傳至服務(wù)器，調(diào)合操作可以在生產(chǎn)現(xiàn)場通過生產(chǎn)控制程序下載所需要的配方，待調(diào)合任務(wù)完成后，再通過網(wǎng)絡(luò)將調(diào)油數(shù)控回傳至服務(wù)器中，由管理員或工藝人員進(jìn)行比較或歸檔，整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、追溯化管理。

2.2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行生產(chǎn)決策

“中國制造2025”提出以后，信息化與工業(yè)化快速融合，信息技術(shù)滲透到了傳統(tǒng)制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP(管理信息系統(tǒng))等技術(shù)在離散制造企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，制造企業(yè)也進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的新發(fā)展階段，所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富。制造企業(yè)生產(chǎn)線處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)，由生產(chǎn)設(shè)備所產(chǎn)生、采集和處理的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于企業(yè)中計(jì)算機(jī)和人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求也更高。

在生產(chǎn)現(xiàn)場，每隔幾秒就收集一次數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)很多形式的分析；在生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面使用這些大數(shù)據(jù)，就能分析整個(gè)生產(chǎn)流程，了解每個(gè)環(huán)節(jié)是如何執(zhí)行的[4]。一旦有某個(gè)流程偏離了標(biāo)準(zhǔn)工藝，就會產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號，能更快速地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或者瓶頸所在，也就能更容易解決問題。

例如北京潤滑油公司搭建的自動(dòng)計(jì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫集成平臺，實(shí)現(xiàn)HTG自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)與生產(chǎn)運(yùn)營系統(tǒng)的對接，采集、存儲和管控油品液位、油品溫度、油品密度、油品凈重和油品體積；同步油品密度和物料名稱到油罐之星系統(tǒng)；通過搭建生產(chǎn)監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)罐區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控管理、實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量管理；依托實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)業(yè)務(wù)需求開發(fā)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

2.3 生產(chǎn)文檔無紙化，實(shí)現(xiàn)高效、綠色制造

構(gòu)建綠色制造體系，建設(shè)綠色工廠，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化是“中國制造2025”實(shí)現(xiàn)“制造大國”走向“制造強(qiáng)國”的重要戰(zhàn)略之一。目前在傳統(tǒng)制造企業(yè)中產(chǎn)生繁多的紙質(zhì)文件，如工藝過程卡片、生產(chǎn)運(yùn)行記錄、質(zhì)量文件、操作程序等等，這些紙質(zhì)文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和實(shí)時(shí)追蹤，而且易產(chǎn)生大量的紙張浪費(fèi)、丟失等。

生產(chǎn)文檔進(jìn)行無紙化管理后，工作人員在生產(chǎn)現(xiàn)場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產(chǎn)信息。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的資料能夠即時(shí)進(jìn)行歸檔保存，大幅降低基于紙質(zhì)文檔的人工傳遞及流轉(zhuǎn)，從而杜絕了文件、數(shù)據(jù)丟失，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)準(zhǔn)備效率和生產(chǎn)作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)綠色、無紙化生產(chǎn)。

2.4 生產(chǎn)過程透明化，智能工廠的“神經(jīng)”系統(tǒng)

“中國制造2025”明確提出推進(jìn)制造過程智能化，通過建設(shè)智能工廠，促進(jìn)制造工藝的數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測和自適應(yīng)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的智能管控。在傳統(tǒng)制造行業(yè)，企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價(jià)值空間，側(cè)重從單臺設(shè)備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實(shí)現(xiàn)價(jià)值增長。因此其智能工廠建設(shè)模式為推進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備(生產(chǎn)線)智能化，通過引進(jìn)各類符合生產(chǎn)所需的智能裝備，建立基于制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的車間級智能生產(chǎn)單元，提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造、透明制造的能力。

傳統(tǒng)制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，MES在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化等方面發(fā)揮著巨大作用。首先，MES借助信息傳遞對從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理，減少企業(yè)內(nèi)部無附加值活動(dòng)，有效地指導(dǎo)工廠生產(chǎn)運(yùn)作過程，提高企業(yè)及時(shí)交貨能力。其次，MES在企業(yè)和供應(yīng)鏈間以雙向交互的形式提供生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)信息，使計(jì)劃、生產(chǎn)、資源三者密切配合，從而確保決策者和各級管理者可以在最短的時(shí)間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的變化，做出準(zhǔn)確的判斷并制定快速的應(yīng)對措施，保證生產(chǎn)計(jì)劃得到合理而快速的修正、生產(chǎn)流程暢通、資源充分有效地得到利用，進(jìn)而最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)效率。

2.5 生產(chǎn)現(xiàn)場無人化，真正做到“無人”工廠

“中國制造2025”推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手臂等智能設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使工廠無人化制造成為可能。在智能制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，數(shù)控加工中心、智能機(jī)器人和三坐標(biāo)測量儀及其他所有柔性化制造單元進(jìn)行自動(dòng)化排產(chǎn)調(diào)度，工件、物料進(jìn)行自動(dòng)化裝卸調(diào)度，可以達(dá)到無人值守的全自動(dòng)化生產(chǎn)模式(Lights Out MFG)。在不間斷單元自動(dòng)化生產(chǎn)的情況下，管理生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)先和暫緩，遠(yuǎn)程查看管理單元內(nèi)的生產(chǎn)狀態(tài)情況，如果生產(chǎn)中遇到問題，一旦解決，立即恢復(fù)自動(dòng)化生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程無需人工參與，真正實(shí)現(xiàn)“無人”智能生產(chǎn)。

傳統(tǒng)制造業(yè)智能工廠的五個(gè)方向，旨在借助全球先進(jìn)智能工廠整體解決方案這一生產(chǎn)力引擎，打破組織邊界，將企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場都納入到管理網(wǎng)絡(luò)中，深刻地改變著制造模式、流程乃至整個(gè)制造業(yè)的結(jié)構(gòu)，將有力推動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

3 潤滑油企業(yè)目前存在的問題和解決方案

3.1 傳統(tǒng)企業(yè)目前存在的主要問題

對于“工業(yè)4.0”并沒有一個(gè)指定的路線指示圖，“中國制造2025”如何制造，關(guān)鍵是企業(yè)如何根據(jù)自身情況選擇切入點(diǎn)。在傳統(tǒng)企業(yè)中，通常會分為兩個(gè)大的部門，一個(gè)是生產(chǎn)部門，一個(gè)是業(yè)務(wù)部門。前者通過MES管理，后者通過ERP來管理。目前潤滑油生產(chǎn)廠的很多車間里，各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備之間、生產(chǎn)設(shè)備和控制器之間，都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)的連通。如上面所述的先進(jìn)潤滑油技術(shù)應(yīng)用，做的好的公司已經(jīng)通過MES連通起來，而業(yè)務(wù)部門全部通過ERP連通起來。

關(guān)鍵的問題就是ERP和MES其實(shí)并沒有連起來，所以當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃指令后，MES在生產(chǎn)過程中發(fā)生了與計(jì)劃偏差的事項(xiàng)(比如設(shè)備壞了，原料不合格等等)，MES會根據(jù)車間的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。但是ERP是不知道的，所以它會繼續(xù)按照原本的計(jì)劃執(zhí)行訂單，時(shí)間久了，財(cái)務(wù)系統(tǒng)和工廠的實(shí)際情況就會出現(xiàn)非常大的偏差。所以工廠車間通常會定期把MES的調(diào)整項(xiàng)做成一個(gè)表，交給業(yè)務(wù)部門，然后由業(yè)務(wù)部門手動(dòng)在ERP中調(diào)整過來。這樣就沒有體現(xiàn)出先進(jìn)管理工具的優(yōu)越性，工作效率低下，人工多，增加了人工錯(cuò)誤的發(fā)生。分析問題出現(xiàn)的兩個(gè)原因，首先是ERP和MES的開發(fā)公司通常是兩撥人，搞財(cái)務(wù)的和搞生產(chǎn)的不懂對方的工作，連接不上。另外，最重要的一點(diǎn)是業(yè)務(wù)部門和生產(chǎn)部門在獨(dú)立運(yùn)行，沒有人員能把分開運(yùn)營的兩個(gè)部分工作融會貫通，缺乏具有“中國制造2025”與“工業(yè)4.0”管理模式下的跨時(shí)代技術(shù)人員。

3.2 傳統(tǒng)制造行業(yè)的智能工廠升級之路

通往“工業(yè)4.0”的道路上不可放棄的原則是一個(gè)清晰的，定義準(zhǔn)確的數(shù)字化戰(zhàn)略。企業(yè)可以從其中的幾個(gè)領(lǐng)域出發(fā)研究現(xiàn)有系統(tǒng)，比如引入一個(gè)簡單的機(jī)器數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。經(jīng)過軟硬件層面的集成，企業(yè)就擁有了全新高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，這樣也為“工業(yè)4.0”其他舉措的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。然而，要實(shí)現(xiàn)飛躍性的發(fā)展需要依靠整條價(jià)值鏈的重新布局。一家企業(yè)不應(yīng)該在這條變革路徑上尋求固定方案，而是將“工業(yè)4.0”看作是一個(gè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，它以現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)為企業(yè)開啟新的可能[5]。

3.2.1 以智能工廠為方向的流程制造

建設(shè)智能工廠，工廠總體設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工藝流程及布局均應(yīng)該建立較完善的系統(tǒng)模型，并進(jìn)行模擬仿真、設(shè)計(jì)，相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)入企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫；配置符合設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和先進(jìn)控制系統(tǒng)；建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺，并與過程控制、生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互通集成，工廠生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的信息共享及優(yōu)化管理；建立MES，并與ERP集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策、過程的量化管理、成本和質(zhì)量的動(dòng)態(tài)跟蹤；建立ERP，在供應(yīng)鏈管理中實(shí)現(xiàn)了原材料和生產(chǎn)成品配送的管理與優(yōu)化。

3.2.2 以數(shù)字化車間為方向的離散制造

建設(shè)數(shù)字化車間，車間總體設(shè)計(jì)、工藝流程及布局均應(yīng)建立數(shù)字化模型，并進(jìn)行模擬仿真，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)、運(yùn)營全流程數(shù)字化管理；計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、設(shè)計(jì)和工藝路線仿真、產(chǎn)品信息能夠貫穿于設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量、物流等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理(PLM)；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)，能充分采集生產(chǎn)現(xiàn)場信息，并與車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和分析；建立MES，實(shí)現(xiàn)全過程閉環(huán)管理，并與ERP集成[6]；建立了車間級的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化。

4 結(jié)論

事實(shí)上，所有行業(yè)的制造企業(yè)都需要在一個(gè)整合的IT系統(tǒng)或者從多個(gè)IT系統(tǒng)中合并包含電子數(shù)據(jù)表的工作下管理業(yè)務(wù)流程信息。在這些系統(tǒng)當(dāng)中許多典型的領(lǐng)域需要被特別予以關(guān)注，如設(shè)備、工具、質(zhì)量、工藝等等。在許多制造企業(yè)中，生產(chǎn)現(xiàn)場只有很有限的IT系統(tǒng)，并且這些系統(tǒng)通常以機(jī)械控制與自動(dòng)化為導(dǎo)向；或者根本是沒有IT系統(tǒng)，從而必須有額外的管理人員，花額外的時(shí)間，為了不必要的溝通、聯(lián)絡(luò)、接洽、電話咨詢，產(chǎn)生了很多文件，時(shí)間耽擱，查找，增加了額外的成本。上層、執(zhí)行層的管理與下層車間環(huán)境之間產(chǎn)生了斷層，因此出現(xiàn)了低效率與附加成本，從而降低整個(gè)公司的績效。

總之，智能制造的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)貫穿企業(yè)設(shè)備層、控制層、管理層等不同層面的縱向集成，跨企業(yè)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的橫向集成，以及從產(chǎn)品全生命周期的端到端集成，標(biāo)準(zhǔn)化是確保實(shí)現(xiàn)全方位集成的關(guān)鍵途徑。結(jié)合智能制造技術(shù)架構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從系統(tǒng)架構(gòu)、價(jià)值鏈和產(chǎn)品生命周期等三個(gè)維度構(gòu)建了智能制造標(biāo)準(zhǔn)化參考模型，有助于認(rèn)識和理解智能制造標(biāo)準(zhǔn)的對象、邊界、各部分的層級關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系。