工业物联网背景下，智能制造的选择与实践

鲁迅先生说：“世上本来没有路，走得人多了，便成了路”。西方谚语里说“条条大路通罗马”。同样关于“路”，一种是无路而路，一种是路路相通。鲁迅先生的“路”是只有去走了才可能有的“路”，是实践之路；西方谚语的“路”是从路路相通中去找到最适合自己的路，是选择之路。

企业制造运营管理的信息化似乎也面临着上述两种情形的“路”。一方面，有些企业虽然经常参加外面各种“云山云海”的智能制造论坛，可回自己家里，看看老旧的厂房和设备，抑或是因为资金等方面的压力，智能制造的转型工作似乎无从着手。另一方面，论坛里前天讲ERP，昨天讲MES，今天讲工业物联网，而对某些企业而言，工业物理网似乎太远，ERP或MES又可能过时，选择多了，也是不知道如何着手。论

坛里从来不缺乏新名词，似乎只有新名词才能代表新时代。前几天在微信朋友圈里看到一篇文章，某管理软件的老板说ERP已经过时，现在是EBC的时代。笔者不知道EBC这个术语的保鲜期能有多长？许是被新术语吓怕了，年初有位MES软件公司的老板和笔者吃饭，想问问笔者对MES市场的看法，这位老板怕以后没MES的市场了。说来也好笑，笔者今年年初以来写过上百篇文章，就数“XX发展趋势”之类文章的点击量最高。看来，大家都怕错过了未来的趋势，抑或都想成为“躺在风口的猪”。既然这么多人喜欢看趋势类文章，本文中，笔者就从选择和实践的角度，谈谈本人对工业物联网背景下制造运营管理的发展和变化的理解。

图1：ISA-95自动化金字塔与工业物联网 

根据ISA-95自动化金字塔和工业物联网架构模型的定义，在企业内部的IT架构中，处于自动化金字塔第三层的制造运营管理系统（MOM或MES，下文统一称为MOM）与工业物理网平台之间最可能产生重叠，因为它们两者的支持基础都是处于第二层的设备和过程控制层，具体到IT/OT系统，就是PLC/SCADA（离散行业）或DCS（流程行业），这也可能是有些人认为MOM系统将被工业物理网平台所取代的主要原因吧。但MOM系统真的会被工业物联网平台所取代吗？笔者认为，完全取代应该不太可能，但更多的是MOM系统与工业物联网的融合。在融合的过程中，MOM系统的功能会有局部上的调整，实现方式上会有新的变化。之所以这么说，主要基于以下两个认识：

1. MOM与工业物联网各有所本，各有所长

   
   

MOM之本，本在流程；工业物联网之本，本在“物（Thing）”。智能制造的本质是制造能力，而其载体是企业中的人员、流程和工具。流程可长可短，长到横跨产业供应链，短到一个物料的入库作业。流程的数字化实现方式是一笔笔相互关联的交易记录和关系型数据库（Record-Based）。工具则主要局限在某一个具有明显边界的“物”，它的数字化实现方式是通过传感、通讯、IT等技术将工具的参数和运行状态进行模型化和实时的展现（Model-Based/Thing-Based）。有人曾向笔者咨询，能否在工业物联网平台上开发传统MES系统的功能模块，笔者的回答是技术上可行，但方法上不是最优。换句话说，MOM等IT系统的优势在基于交易记录的流程管理，其所能处理和利用的实时数据能力有限；而工业物联网平台的优势在于基于“物”的数字化建模和展现，其所能呈现出来的“物”或设备等的参数及状态数据远超MOM系统，但如果将之用来做复杂的流程管理则有些勉为其难。

2. 企业管理的本质是实践，而实践的关键在于是否适用

在企业实践中，很多时候，实践上的可行性要优于理论上的先进性。按笔者的观察，当前，相关厂家或各种论坛对工业物联网的讨论如火如荼，但对企业真正有价值，或价值很大的实践场景并不多。老生常谈是设备管理优化、OEE提升，等等；其实，这对很多企业的吸引力并没有专家们说得那么大。有些互联网公司提供的工业物联网解决方案，主要内容还停留在表面。相反，MOM等IT系统在企业内的推行已经有几十年的历史，可供选择的解决方案，可资借鉴的成功案例，还是比较多的，实践上的可行性也更强。另外，除非是新建设的工厂，运行中的工厂是承受不了颠覆性（Rip and Replace）解决方案所带来的波动和不确定性等风险，它们更适合采用现有基础上的优化或新旧融合（Wrap and Renew）式的解决方案。因此，按笔者的理解，大多数企业智能制造的实现路径可以采用MOM等IT系统与工业物联网相互融合的方式，融合的主要内容包括管理对象的融合和管理循环的融合。 

图2：MOM与工业物联网的融合 

A、管理对象的融合MOM系统的主要管理对象是生产作业流程（Processes），工业物联网平台的主要管理对象是作为工具（Tools）的“物”，它们分别代表了企业中两类主要能力（另一类是企业中的人员）。MOM系统中流程运行的记录与工业物联网平台中“物”的参数和状态，都以数据的形式整合到业务模型或数字孪生中，以工业App的展现方式提供给企业中的员工使用。这样，基于记录的流程管理与基于模型的“物”管理进行融合，最终实现数据驱动（Data-Driven）的数字化制造。

B、管理循环的融合企业中生产活动基本可以用PDCA管理循环来概括。在执行（Do）和检查（Check）等环节，流程管理类应用和工具管理类应用各有各的工作机理和形式，但它们围绕的业务目标是一致的，要在计划（Plan）、分析（Analyze）或洞察决策（Insight and Action）等环节进行融合，融合的目的就是寻求企业整体的最优。实际上，通过工业物联网平台，企业可以采集到关于工具或设备运行的各种数据，数据的种类和实时性远超以往。如果这些所采集到的数据只是用来做设备监测，那就太狭隘了；如果将它们与流程运行数据结合起来，在工厂运营，乃至企业计划层面做更高层次的优化，就企业的价值就更有意义，这应该是智能制造的应有之义吧。 如果说企业的智能制造是一条长征路，那它既是选择之路，也是实践之路。所谓选择，就是选择旧与新、工具与流程、MOM与工业物联网的融合；所谓实践，就是从解决企业当前的业务痛点出发，在实践过程中找到适合自己的路。所谓不做决定是最差的决定，与其等待，不如行动，在行动中找到最适合自己的道路，在行动中始终围绕企业的初心——痛点的解决。