1 企业信息化的目的

    企业信息化的目的首先是为了提高资源的利用率。由于全球人口的不断增长，对墓本需求品的需要在增加，能源、资源被消耗，这些问题的解决有赖于工业化的发展。现代工业的发展是当今许多国家繁荣的墓础，而工业界生产率的提高在此方面起着决定性作用然而，要实现长期的繁荣和可持续发展，工业界必须采用新方法和新设备来改善生产过程的设计，提高产品质量，降低能源和原材料的单位消耗，对于这些、自动化技术的采用是成功的关键。为了使生产过程得到控制，需要更多有关生产过程的信息，使用这些信息可以对生产过程进行最佳控制，而更高程度的自动化将带来资源的更大节约。并且，随着自动化水平的提高，工业化批量生产满足消费者的多种不同的需求将成为可能。

    目的之二是提高企业的运营效率。每个企业的业务都各有特点，它由许多生产过程组成，包括市场、设计、供应、制造、质量、销售和批发，高效率的生产过程取决于无故障地获取准确、及时、可靠的信息。在当今的商务活动中，信息是最宝贵的商品。管理、控制、运作和支配企业者，对信息的需求各不相同，但是他们一个共同的目标就是提高企业的生产率。

    目的之三是在合适的时间提供合适的信息。信息技术首先意味着“采集数据”，这在现代化工业企业已经是最基本的一部分但在很多企业中，数据来源于多个系统，各个系统的数据独立，只有待这些数据相互联系起来时，才能显示出数据后面的意义，并得出真正有用的信息。因此，今天自动化工程师面临的挑战是使信息以适当的结构、对适当的人、在适当的时间和适当的地点应用只有数据沿着增值链接近全网络化时，才能顺利进行。增值链包括从定单接收、原材料物流、能源和原材料管理、生产控制和自动化到装配、包装、成品中间存储和运输各阶段。

    具体地讲，企业信息化的目的就是：①应用计算机技术、网络技术、信息技术、智能技术和有关工艺技术，实现企业的经营决策、生产管理和过程控制信息的有机集成。②通过应用软件，实现经营管理科学化，生产计划、生产调度、工艺操作和过程控制最优化。③确保安全生产，降低原材料和能源消耗，提高产量、质量和附加值，提高产品的适应能力，从而提高企业经济效益和竞争能力。④提高对当前客户的小批量、多要求、短工期等要求的响应能力。

2 企业信息化的内容

    2.1 过程管理

    生产过程管理包括生产过程监控和现场设备管理。生产过程监控包括对过程参数和状态的监视，生产过程的控制和优化以及生产过程的远程操作。

    过程参数的监视包括通过流程图、模拟图、趋势图等方式对生产过程的状态和参数进行描述和监视，并在此墓础上进行生产过程的诊断和优化等。生产过程的控制和优化是使用常规控制算法(如PID调节)及先进控制算法(如多变量控制、预测控制、智能控制等)对生产过程进行控制，并且采用神经网络、遗传算法等进行生产过程的优化控制和调度。生产过程远程操作就是通过网络异地监控生产过程远程操作的类型：一是针对生产过程的远程操作包括对生产过程现场运行参数和状态的远程浏览和监督，远程操作生产过程设备，远程调度生产过程，生产过程故障的远程监视、诊断和处理，生产过程的远程调试等。二是针对生产过程现场测控设备的远程操作。包括远程功能组态、远程工作状态监视、故障预测和故障诊断、远程设备调试和工作参数整定等，这是属于现场智能设备远程维护管理方面的内容。

    现场设备管理就是对完成生产过程测控功能的现场智能设备进行功能组态、故障诊断、故障预测、工作参数整定等工作，现场设备管理运用现场智能仪表所赋予的丰富的管理信息，直观、全面地反映现场设备状态，以便把传统经验型的、被动的维护管理模式，改变成主动的、可预测性的设备管理与维护模式。现场设备管理的目的是保证生产过程正常进行和避免非预计的事故停机。

    2.2 生产和经营管理

    生产管理包括生产进度安排、人员安排、原材料供应、原料和能源等的消耗统计、各产品生产时间统计、动态成本核算、仓库管理和产品数据管理等。经营管理包括客户管理、合同管理、定单管理、常规原料、元件采购竞价咨询、产品生产动态追踪和生产信息的动态发布。基于网络，企业可以通过网络获取定单，再把定单传到最合适的工厂去生产。

3 企业信息化技术

    3.1 企业信息网络

    目前的企业信息网络一般通过现场控制网络(Infranet)、企业内部网( Intranet)和Internet把分布于各局部现场、独立完成特定功能的计算机互联起来。它具有适应企业生产与经营的功能分布和地域分布的特点，可实现资源共享、协同工作、远程监控、远程管理的全分布式网络系统。它是Internet技术、Web技术、数据库技术、TCP/IP网络通讯技术、浏览器技术发展的产物。图1为基于Intemet/Intranet/Infranet技术的企业信息网络体系示意图。

  3.2 企业信息模型

    企业信息模型可以用图2所示的层次来表示，最上层是企业资源计划(ERP)系统，实现企业的生产和经营管理最下层是生产过程管理，由开放控制系统(OCS)实现生产现场的数据采集和控制，由过程监控软件和现场设备管理系统实现生产过程的监督、优化、调度管理和现场设备的实时管理制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)是连接ERP和过程管理系统的中间层软件，MES从过程管理层获得大量数据，经分析、计算得出少量数据，供ERP使用，同时，又将从ERP发来的少量定单信皂、生成大量的供生产过程管理层所需的信息，并对生产过程进行优化。

   3.3 现场智能设备

    它是企业信息化的源头和终端执行机构。当今生产现场设备大多是高技术产品很多设备装有微处理器，设备本身可进行计算。可预测的维护和服务信息被直接集成进这些设备中，它们可存储几百到上千条参数信息，包括大量的与生产过程相关的信息和与设备本身工作状态有关的非过程数据，这些数据是规划和运作一个企业或公司的真正墓础。

    目前，市场针对现场测量设备的应用有两个迫切要求：一是要在公认的标准的基础上使用设备，这不仅针对机械连接标准、也针对如HART、Profibus和Foundation Fieldbus通信协议；二是要关注系统中的现场设备的制造工艺。

    衡量现场设备智能化的指标：是否能进行双向数字通信；是否具备自诊断能力；是否具备反映设备本身特性的数据库；是否能远方对设备的组态数据进行修改。

   3.4 现场控制网络技术

    高性能的总线技术使真正意义上的分布式控制结构成为可能。独立自动化目标的实现造成功能分散，这些功能以前集中在可编程逻辑控制器内，现在将在自动化体系结构的较低层(如在基于现场总线的现场智能装置中)执行。当前现场控制网络的发展呈现下列态势：

    (1)多种现场总线共存  当前有十几种主要的现场总线在不同的领域得到了广泛应用。不同总线的技术侧重面不同，各有特色，各有相应的应用领域，且就目前各种现场总线技术来看，没有哪种现场总线能够完全适用于所有的应用领域。因此，多种总线共存的状况将在一个很长的时问内共存各个公司顺应这一情况，相继推出能够让多种现场总线协同工作的控制系统。多种现场总线集成起来协同完成工厂测控任务，是目前自动化系统供应商抢夺市场的重要策略，只有这样才能适应目前现场测控设备多态性和用户需求多样性的需要，最大限度地保护用户的利益。

    (2)多系统集成  由于技术发展的连续性和继承性，同样也是由于不同系统研发投资和市场利益的驱使，现场总线控制系统(FCS)的出现，不会使其它系统很快消失。作为产品形态的DCS的、PLC等已经具有大量的应用基础，加之其自身的全数字化、网络化等的改进，它们必将继续存在一段时间。多种系统集成将是FCS与传统控制系统(如DCS、PLC等)的集成和各种现场总线控制系统之间的集成。集成主要体现在现场通信协议的兼容，不同系统数据的交换以及组态、监控、操作界面的统一。

    3.5 MES

    MES层是一种新型工业自动化层，它将生产和经营管理信息的处理与工业过程自动化系统连接起来，这是迈向综合自动化道路上的决定性一步。用户订单通过不同介质(如纸、电话、因特网)到达业务层。MES从收到的少量订单相关信息中，自动产生控制层所需的大量信息，以便对所有订单作出响应，因此，MES还具有一项至关重要的任务，即对生产进行总体优化。另一方面，MES层根据从过程捕获的大量信息计算出少量的信息，这些信息对有关生产、产品的状态和质量是很重要的，因而，MES是电子商务必不可少的基础。

    电子商务意味着用户可在因特网上订购产品。用户期望收到与其特定要求相符的产品，这些产品被批量生产(定制的批量产品)，并以正常市价出售。很显然，只有当制造商的生产能够针对用户要求作出足够灵活的反应时，才能将用户要求自动转换成相应产品，没有MES层的链接和优化功能，这一目标无法实现。

    3.6 ERP

    有关ERP的具体内容，不再赘述。

    当前时髦用语“e-制造”和“企业优化”将成为评估未来公司业务的一种标准，把生产过程整合到公司的营销过程中去，将消除不同部门的障碍，进而使它们之间高度融合。这一过程以集成理论为核心，今后的自动化工程将依靠这种整合，把生产过程直接与销售过程相连接，以迅速、高效地响应客户的需求。

    自动化的结果将使企业按照定单能够灵活地处理全球范围内的生产计划和销售渠道，从而获得利润。典型的例子就是通过因特网获得定单并验证它的有效性，随后再通过因特网把这份定单传到最适宜生产的工厂去。客户可通过因特网随时检查定单的生产情况，从而可以对配送计划中的变化作出迅速反应。生产出来的产品通过速递公司进行配送，顾客信息随后被存入客户关系管理(CRM)系统，以便用于今后的营销活动。

    3.7 远程操作技术

    远程操纵生产过程技术一直是自动化技术的重要研究内容。实现远程监视、远程控制、远程设备故障诊断、远程调试、远程管理等，不但可以提高企业自动化水平，提高企业生产设备的维护管理水平，实现无人值守，而且可以为企业合理配置人力资源奠定签础。基于网络，一个具有某种特长的专业技术人员可以同时服务于一个企业内部的若干个岗位，也可以被全球范围内的若千个企业雇佣，而无论他居住在何处。基于网络，当设备发生故障时，能够集中世界范围内的研究机构、专家、设备制造厂家对故障设备进行在线远程诊断，而不受地域的限制。基于网络，在调试生产过程时，可以聘请全球的此领域一流的专家协同分析生产过程状况，给出调试指导，以使生产过程处于最佳状态。这种可以改变企业生产运营方式的技术正日益冲击着人们传统的思维方式并逐步走向实用。然而要实现远程操作，必须解决下述问题带来的不利影响：①网络传输存在不确定性，有可能丢失某些关键的信息。②网络传输存在延时。③网络存在许多不安全因素。

4 企业信息化的趋势

    4.1 现场监控层

    (1)异构系统通信不再有障碍  在任何时间，世界任何一个角落的过程信息都触手可及，这是企业信息化追求的目标。从工厂自动化的角度看，其未来发展会越来越透明，将产生大量的知识财富在通信上打破传统的屏障，集成公司的不同部门在未来是极为重要的。以太网将作为首选网络标准在工厂自动化中起到重要作用，那些依赖于特殊硬件的网络会逐渐退出。除了目前为世界公司所采用的TCP/IP网络以外，继续研究通用通信网关之上和之外的协议层(应用层)的标准化方法，才会出现更好的网络标准。

    (2)现场级集成自动化  现场设备将能够直接嵌入到网络中，并且具有集成式的网络互连部件，用户可以在任何时间访问所需信息。另外，关于分布式智能的讨论正趋于前沿，人们确信本地控制功能和对给定变量的处理能力将成为现场设备的特征。现场设备将会对自身进行诊断，出现错误时，能对系统提出详细的状态信息报告，并将出现标准程序。

    (3)过程与离散系统之间界限模糊  过程与离散系统的核心技术有惊人的相似之处，硬件部分通常包括相同的标准部件，如Intel微处理器。控制系统的最大差别在于使用的软件不同。为过程和离散应用提供自动化系统的厂商开始拓展其它的竞争领域，提供不同解决方案的供应商也在进行跨学科的开发。

    4.2 基于网络的一体化解决方案

    不同总线的集成，异构数据库、异构网络的集成等，将是当前发展的主题。用户对综合自动化系统的需求和企业信息化进程的深入推进，将需要企业信息化系统的完整的解决方案。目前自动化厂商、集团公司也正进行深入研究和采取各种措施来满足这一需求，席卷全球的企业并购潮，将集中优势资源推动这一进程。

    4.3 软件占主导地位

    现场测控设备、网络设备等硬件的发展趋势是通用化和标准化，基于相同硬件和不同软件的设备的功能不同将来构造一个系统的主要工作将是软件的开发和软件系统的集成。对生产过程数据的挖掘和再利用，以达到企业优化的目的，将是自动化系统的重要发展方向，这些工作都是由软件来实现的。

   4.4 标准化是系统的生命

    只有那些技术开放、标准的系统才能在今后扮演决定性的角色，因特网的应用将在公司的全球化进程中发挥支柱性作用，这是在世界范围内推动企业优化的力量。尤其是当今芯片技术、微处理器技术、计算机技术、通信技术、软件技术的飞速发展带来了许多便利和机遇。但与此同时，当今的系统越做越大，越来越复杂，任何公司、集团都不能提供一个用户要求的所有设备和服务，只有遵守共同的标准，研究的成果才有出路，才可能融入到大系统中去。尤其是我国在这一领域相对落后情况下，遵守标准显得极其重要。

5 结 语

    企业增效是实现企业信息化的原动力，企业信息化内容复杂、系统庞大、整体性强。只有针对企业的特点，在工厂建模、工厂维护、资产管理和优化、高级控制等方面进行深入研究，充分了解企业信息化技术发展趋势，制定发展战略，采用先进、开放、标准的技术和手段，在企业整体信息化的基础上，实现设备和人力资源优化，大力挖潜，降低企业的运营成本，提高生产效率，提高工厂维护管理水平，才能在日趋激烈的竞争中立足和发展。尤其是我国刚刚加入WTO，企业的市场应变能力和客户需求响应能力的提高是企业参与国际竞争的必要条件，而企业信息化是这一切的基础。