長期研究信息化與自動化集成的柴天佑院士曾表示：“綜合自動化的概念，實際上就是通過自動化技術(shù)將生產(chǎn)工藝技術(shù)、設(shè)備運行技術(shù)和生產(chǎn)管理技術(shù)相集成，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量、效率，降低能耗、減少環(huán)境污染和資源消耗，提高企業(yè)整體效益。
由于自動化技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展的歷史局限性，以往制造生產(chǎn)過程只是采用單元自動化技術(shù)，使得生產(chǎn)工藝技術(shù)、設(shè)備運行技術(shù)、生產(chǎn)管理技術(shù)沒有很好地集成，始終處于分離狀態(tài)，專業(yè)分離、學(xué)科分離。但是，產(chǎn)品生產(chǎn)要求這三項技術(shù)統(tǒng)一、集成，才能取得最好的效益。
長期研究信息化與自動化集成的柴天佑院士曾表示：“綜合自動化的概念，實際上就是通過自動化技術(shù)將生產(chǎn)工藝技術(shù)、設(shè)備運行技術(shù)和生產(chǎn)管理技術(shù)相集成，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量、效率，降低能耗、減少環(huán)境污染和資源消耗，提高企業(yè)整體效益。所以說走新型工業(yè)化國家必然要實現(xiàn)工業(yè)過程綜合自動化。”
目前，涵蓋從底層的制造自動化到頂層的管理自動化的體系結(jié)構(gòu)，經(jīng)過十幾年的探索和實驗，從理論和實踐上證明了扁平化的三層模型已經(jīng)具備了一定規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)條件。但是，從企業(yè)角度來看，僅僅只有技術(shù)保障還并不充分，企業(yè)更關(guān)心這樣的集成工作所需要的投入，以及所能帶來的產(chǎn)出。正像國家863計劃先進制造領(lǐng)域?qū)＜医M組長王田苗所言：“如果是科研院所，什么設(shè)備都能讓它集成起來，但對于企業(yè)來說，則不得不考慮成本效益了。”
集成趨勢明朗
北京第一機床廠總工程師劉宇凌表示，如果底層自動化與上層信息化不能很好集成，兩者之間的信息傳遞就需要由人工完成。例如加工設(shè)備運行狀況的匯報、零件加工所用程序刀具數(shù)據(jù)的輸入、工序進程單的執(zhí)行、物料的輸送等。但是，人是系統(tǒng)中變化最大的因素，其行為與執(zhí)行的質(zhì)量對系統(tǒng)的準(zhǔn)確性會有很大的影響，同時也會造成許多的執(zhí)行動作不規(guī)范。因此，正像柴天佑院士認(rèn)為的那樣：“從工業(yè)發(fā)展趨勢看，自動化和企業(yè)信息化必然會融為一體。”
寧夏小巨人機床有限公司總工程師黃建文：“自動化必須與信息化結(jié)合才能夠發(fā)揮最大功效，否則單純的自動化是沒有意義的。在自動化發(fā)展過程中，與信息化是相輔相成的，必須同步、互動。”
從發(fā)展歷程來看，過去的自動化所針對的研究對象是生產(chǎn)線上裝備的檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)、控制系統(tǒng)等，從本質(zhì)上講這些也是信息化的內(nèi)容，而對象是裝備。而目前企業(yè)信息化是以計算機、通訊等信息技術(shù)為手段，企業(yè)管理與生產(chǎn)管理為對象，著眼點在管理的信息化上，如用于企業(yè)管理的ERP，用于生產(chǎn)過程管理的MES。
今天，自動化技術(shù)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了變化，面向的對象不完全停留在裝備上，已經(jīng)延伸到生產(chǎn)管理和企業(yè)管理中，從這個角度來講，自動化和信息化必然要融合。
在我國，雖然目前已經(jīng)采用了較新的自動化技術(shù)，我國工業(yè)的自動化水平與發(fā)達國家相比并無明顯劣勢。但由于綜合自動化水平較低，綜合生產(chǎn)指標(biāo)控制方式以人工為主，導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本高、資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、綜合競爭力弱。因此，我國制造業(yè)企業(yè)在自動化與信息化集成方面還有許多路要走。
技術(shù)障礙不大
上海工業(yè)自動化儀表研究所教授級高級工程師彭瑜在接受有關(guān)媒體采訪時就曾指出，涵蓋從底層的制造自動化到頂層的管理自動化的體系結(jié)構(gòu)，經(jīng)過十幾年的探索和實驗，從理論和實踐上證明了扁平化的三層模型進入了大規(guī)模、全方位的應(yīng)用時期。自動化、信息化技術(shù)的發(fā)展為整體解決方案的提供，做好了幾乎所有的技術(shù)準(zhǔn)備：
其一，自動化技術(shù)發(fā)展已經(jīng)為打破長期以來將工業(yè)控制領(lǐng)域劃分為電氣控制(包括傳動控制、邏輯和順序控制)、過程控制、運動控制等專業(yè)的束縛，為建立統(tǒng)一的工程設(shè)計平臺和統(tǒng)一的生產(chǎn)運營平臺準(zhǔn)備好技術(shù)和認(rèn)識條件。
其二，在經(jīng)濟全球化大趨勢的推動下，在國際產(chǎn)業(yè)界長期的共同追求和努力下，從工控編程語言、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)，一直到控制和企業(yè)信息管理集成等各種自動化國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣應(yīng)用，均取得了豐碩的成果，形成為普遍的共識，為自動化集成體系架構(gòu)的發(fā)展和日趨成熟奠定了標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。
在具體技術(shù)實現(xiàn)上，在ERP、MES、PCS三層結(jié)構(gòu)中，MES起到了關(guān)鍵性的橋梁作用，它甚至是自動化與信息化集成的關(guān)鍵核心技術(shù)。MES在企業(yè)計劃管理和車間生產(chǎn)控制之間架起了一座信息溝通和管理的橋梁，使企業(yè)將更容易建立一個快速反映、有彈性、精細(xì)化、統(tǒng)一的信息化制造環(huán)境，幫助企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境，降低材料和人力等資源的消耗。
但是，相對于ERP等離線管理系統(tǒng)而言，MES要求生產(chǎn)和制造過程的數(shù)據(jù)、信息等是實時在線的，MES面向企業(yè)的生產(chǎn)過程和制造過程的管理比較困難。所以，早期MES的發(fā)展滯后在一定程度上制約了集成的步伐。
不過，自“十五”以來，MES技術(shù)得到了快速發(fā)展，眼下已經(jīng)逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前，MES已經(jīng)在鋼鐵、石化行業(yè)等流程行業(yè)，甚至一些離散行業(yè)都得到較為廣泛的應(yīng)用，MES應(yīng)用效益得到用戶認(rèn)可，并且推進了企業(yè)信息化應(yīng)用的深度，不僅僅停留在ERP系統(tǒng)實施上，MES成為企業(yè)信息化的主體。
成本居高不下
然而，即使是今天，當(dāng)自動化與信息化集成技術(shù)不斷成熟的時候，依然沒有太多企業(yè)真正啟動這樣的集成工作。“這主要是因為成本問題。”王田苗說，“集成的成本很高，集成得越多成本也越高。”
王田苗介紹說，廣義理解的集成是概念層面的，單個的系統(tǒng)之間，采用單個技術(shù)實現(xiàn)的集成，這顯然已經(jīng)不存在什么問題。但俠義理解的集成是非常緊密耦合的集成。現(xiàn)階段還主要是一些大企業(yè)對此有一定的關(guān)注，因為他的業(yè)務(wù)更廣，對業(yè)務(wù)之間的耦合以及成本的控制比較敏感，而且要走向世界，面對更激烈的競爭嚴(yán)。而對小企業(yè)來說，自動化就是自動化，信息化就是信息化，他們集成的需求并不強烈。不過，王田苗表示：“眼下，即使是大企業(yè)真正實現(xiàn)緊耦合集成的也是非常少見的。”
北京第一機床廠總工程師劉宇凌認(rèn)為，能否很好實現(xiàn)集成主要看三個方面：首先是構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)的各個單元(如加工設(shè)備、運送設(shè)備等)是否具備了或可以具備信息控制的能力;其次是各個具有信息控制能力的單元是否可供集成，異構(gòu)也可以，只要開放;三是系統(tǒng)中各個動作的規(guī)范化程度。
因此，多數(shù)制造企業(yè)遺留下來的智能化程度較低的老舊設(shè)備則存在升級改造的需求。但是，據(jù)劉宇凌介紹，傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)一般是指剛性線：是由很多專用設(shè)備組成，每個設(shè)備僅能夠執(zhí)行一種或兩種加工，物料輸送也是專用的，僅限于幾種工件的制造。這種系統(tǒng)升級改造十分困難。首先是系統(tǒng)中的每個加工單元都要變化，其次控制方式也要變化，再有是廠房環(huán)境也要改變，特別是物流的合理性。“從企業(yè)的角度看，是否值得投資做這樣一個大的改造是需要權(quán)衡的。一般情況下，企業(yè)寧可推倒新建。”
同樣，王田苗也有類似的看法：“對于這些老舊設(shè)備，理論上說增加嵌入式系統(tǒng)，提高其智能化程度，就可以實現(xiàn)與信息化的集成，對于科研單位來說，再老的設(shè)備也能集成，但對于企業(yè)來說，就要考慮成本了，考慮投入產(chǎn)出的問題了。”
適度自動化
正因為自動化與信息化集成的成本居高不下，所以信息化專家蔣明煒更傾向于折中的做法，他稱之為“適度自動化”。“我們的信息化要根據(jù)不同的自動化程度進行區(qū)別建設(shè)，可以采取在線數(shù)方式采集信息，通過網(wǎng)絡(luò)來發(fā)布生產(chǎn)指令，通過網(wǎng)絡(luò)來下載生產(chǎn)程序。但對于普通的機床，通過機床旁邊安裝的專業(yè)控制機也可以實現(xiàn)甩圖紙、甩工藝文件的目的，也可以直接下達生產(chǎn)指令，也可以讓它在這個控制機上匯報公司進度，匯報質(zhì)量狀況。”
因此，蔣明煒并不主張什么都搞自動化，“就是勉強搞了自動化以后，花了很高的代價，最后實際上效果也可能很不好。特別是物流自動化，無非就是減少了兩個人。所以不能過分的強調(diào)自動化。要適度的自動化。”
劉宇凌也表示，自動化與信息化的集成是企業(yè)發(fā)展的一個過程，提前了是揠苗助長，滯后了會阻礙企業(yè)發(fā)展。企業(yè)所處的行業(yè)、管理特點與發(fā)展戰(zhàn)略不盡相同，自動化與信息化集成的水平也會有很大的差異。但是無論何種情況，企業(yè)的內(nèi)在需求是企業(yè)是否應(yīng)用自動化與信息化集成技術(shù)的主要原因，而這個內(nèi)在需求，劉宇凌認(rèn)為更多的就是降低成本提高效率。
