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一、e-制造的体系结构和模型
尽管e-制造的概念、理论和方法具有通用性，但由于企业文化、市场环境、技术基础和瓶颈问题都不同，在实施e一制造的时候会采取不同的策略，使用不同的集成方式和手段。每个企业的e-制造也应有其独有的技术特色和应用模式。
为了更好地支持e-制造的实施，需要建立其系统体系结构与相关标准，从系统结构、术语使用、接口实现等方面为实施e-制造提供标准化与规范化的定义。e-制造的集成需求可用纵、横两个维度来描述，e-制造为企业的管理决策层提供关于车间生产情况的透明和可视化的信息，提供各个制造单元、客户关系管理系统(CRM)和供应链管理系统(SCM)之间有效且可配置的信息交互功能，并在这些功能支持下实现制造系统和企业管理系统层的集成。e一制造全面集成了CRM、SCM、商业智能、电子商务、车间自动化等功能，可实现资源和数据共享。制造商可通过企业资源计划(ERP)系统下达物料采购和生产制造指令，经过电子方式完成物料采购、支付，加速订单的发送和获取、原材料的获得以及产品制造和配送，实现零库存，进而实现企业在最佳资本运营成本基础上的不间断生产。
为了实现与其他上层应用系统的集成，制造层在信息流和应用集成上的需求主要包括：制造系统和全企业范围内其它业务应用系统之间透明和实时的信息交换；制造设备的智能和远程维护；制造资源的有效管理和优化利用；制造资源与整个供应链的实时集成。
e-制造系统中制造层包含生产过程控制、产品质量控制、智能设备管理等功能，由以下几个子系统构成：
1.生产过程控制系统
对生产过程、制造单元和物料流进行建模和优化，建立的模型必须包含供应商在内的全部供应链单元的生产过程、产品、设备、组织，以及其它资产的全部信息、生产过程实际运行状况的监控和管理、设计制造过程中相关活动的同步等。
2.产品质量控制系统
通过基于web的分布式质量控制系统以及与智能设备管理系统的集成，实时识别产品质量变化并找出其原因，从而减少因质量问题造成的损失。
3.设备管理系统
包括车间生产设备智能监控、故障诊断、远程维护和制造资源服务，以及生产过程中的异常、故障和性能瓶颈等问题的诊断和分析等功能。采用智能代理等智能化技术和方法，实现设备及系统的连续、实时、远程和分布式监控和分析，为应用系统提供设备性能状态、负荷能力等实时信息，根据这些信息进行基于预测的设备维护远程故障诊断。通过智能维护和性能评价，保证设备稳运行于最佳性能状态，提高制造系统的可靠性，减少设备停工时间。采用制造资源的远程服务功能可有效利用企业资源，避免浪费。
4.制造执行系统
通过动态的生产管理和调度，提高制造系统柔性，以便快速适应市场需求变化。
5.基于Web的现场监控代理
具有统一风格的人机交互界面，便于用户使用，并且适应跨平台分布环境。
二、e-制造的关键使能技术
实施e-制造的关键是实现信息共享，尤其是制造工厂和车间的数据与上层业务管理功能模块(如ERP、CRM等)之间的信息共享。
1.远程服务体系
远程服务是在资源需求者和提供者之间建立通信和访问连接，特别是快速成形等先进制造技术与装备往往技术复杂、价格昂贵，负荷通常不饱满，如果所有企业都独立购置，必将造成资源的闲置和浪费，通过远程服务体系，可充分利用昂贵的制造资源。在服务体系建设中，首先由掌握先进制造技术和拥有必要设备资源的企业或机构建立相应的资源服务中心，并解决Internet／Web环境下的网络安全与支持技术，形成基于Web的分布式计算模式的、支挣多用户、多站点的远程服务系统的体系结构。
2.电子化后勤
实施电子化后勤(e-logistlics)的目的是利用信息技术的支持和信息共享的方法缩短产品订货至交货的时间，提高对客户的服务水平。电子化后勤通常包括：为用户提供产品的生产量、出货时问等数据服务；实现管道式库存管理，合理分配位于不同地点的多个仓库的库存，并能优化不同库存的产品发送计划，保证按时将产品运送给用户；实现库存产品出货的可视化管理；实现发货者和运输者之间的协作，以降低整个供应成本；提供量化的供应响应时间和面向全过程耗费的总成本管理和控制功能。
3.装备工程
装备工程是指企业为改善制造设备的可用性和进行生产性能维护所采用的技术，具体包括：生产线的吞吐量统计；系统维护和性能改善；设备状态监控和故障诊断；设备(特别是对新引进的设备)性能改善；与设备供应商的协作；设备零部件管理、装配版本和更改管理；基于预测的设备维护计划和操作管理；生产过程性能调整。
装备工程系统(EES)是EE的具体实现。EEs以灵活的模块化方式实施，对外提供标准
数据和功能接口，并与MES的实施相互配合和协调。EES功能的实现(包括数据收集和传输等)不应影响MES的现有功能和系统运行。
实施EES的关键技术包括：实时控制技术，根据制造过程的历史信息和执行状况，对后续过程执行设备的参数进行智能调整；故障检测和分类技术。分析过程执行中所提取的过程数据，判断过程运行是否正常(故障检测)，并根据故障来源和原因进行故障分类。
4.电子化诊断(e-diagnostics)
（1）e-diagnostics解决方案应当包含以下功能：具备透过防火墙远程访问设备数据的能力，以及支持交互式问题解决方式的通信机制；允许共享关键性诊断数据，分布在不同地点的多个工厂和供应商之间能够在需要时充分共享数据，以提高远程故障探测和故障修复能力；支持基于预测的维护，包括及时向相关部门人员和设备发送需要维护的信息等；基于主流的计算机技术，以开放式体系结构进行系统实施，支持公开标准和数据模型；为本地和远程访问提供相同的设备监控和诊断数据，维护数据的一致性，并以一致的方式提供数据表示和用户操作界面；提供实时数据收集、储存、恢复和分析功能，并提供决策支持功能；支持音频和视频协作方式，如电视电话会议、网上视频会议，使异地专家可实时查看和诊断设备和部件的故障，并与操作人员进行实时交流。
（2）电子化诊断能力(e-diagnostics capability)是一套衡量企业电子化诊断水平的标准，它由低到高分为四层。0层：访问和远程协作能力，包括远程连接、远程协作和领域服务访问能力；1层：收集和控制能力，包括远程工具操作、远程性能监控、数据收集和储存；2层：分析能力，包括对自动报告和服务提供能力(SPC)的进一步分析；3层：预测能力，包括基于预测的维护、自我诊断和自动通知。
5.电子化维护(e-maintenance)
电子化维护不仅能通过Intranel／Internet对企业的资源(包括设备、物料、过程等)进行故障检测和诊断，还能实时、远程地监控设备的运行状态，预测运行趋势，及时发现制造系统的异常，避免发生重大质量问题和系统故障。通过监控、分析、比较和维护，可使企业所拥有的资源发挥最佳性能。还可通过基于web的代理技术，对制造系统的运行控制方法进行智能决策，并通过与电子商务系统的互联，生成智能解决方案。
三、e-制造应用实例
e-制造被喻为透明工厂，通过网络将各个部门的数据连接起来。国际知名ERP系统开发商Kewm公司最近推出了新一代ERP，即企业经营一体化解决方案，宣称e-制造=ERP e-commerce。Rockwell自动化公司推出的e-制造方案和相应的操作系统是一种全方位的自动化产品，可通过现有的电子商务技术将生产部门与企业的整体商业系统及供应链结合，帮助客户优化产品和服务质量，及时响应电子商务的动态要求，全面提高企业运作效率及竞争力。
Rockwell推出的全套软件和硬件控制系统能实现从企业设备层、控制层到信息层的无缝连接，进而应用到整个供应商、服务商、分销商及客户网络，减少间接成本20％以上，实现企业内部网、外联网和国际互联网的三位一体。Rockwell提供满足不同行业需求的工业自动化解决方案的技术和软件，如e-制造的关键部件——Logix和Netlinx。Logix是Rockwell开发的新一代控制平台系列产品，包括适合0EM(原始设备制造商)控制的CompactLogix，分布控制Flex Logix，集离散、过程、运动、传动控制于一身的ControlLogix，体现PC控制的Soft Logix。所有Logix产品都基于统一的控制引擎，并使用统一的组态软件，具有LADDER、FBD、ST、SFc等多种组态方式。Logix系列产品集中体现了网络互联和控制的理念，为e-制造的现场控制层提供了可靠基础，用户可以在Logix平台上实现各种控制应用。
Net Linx是Rockwell推出的开放式自动控制网络体系，将网络服务、通用协议和开放式软件接口有机结合在一起，保证信息和控制数据的高效率无缝传递，在网络环境下实现控制、配置和数据采集三大功能的集成。Net Linx体系可实现在Contr01Net(控制网)、DeviceNet(设备网)和Ethenet／IP三个开放式网络环境下应用系统的互联和数据集成。制造业门户是Rockwell制造过程控制和管理系列软件的总称，帮助企业获取现场生产数据并向制造系统和ERP系统及时传送准确信息，实现生产计划的实时安排和生产过程的优化。
（作者单位：河南省开封技师学院）
尽管e-制造的概念、理论和方法具有通用性，但由于企业文化、市场环境、技术基础和瓶颈问题都不同，在实施e一制造的时候会采取不同的策略，使用不同的集成方式和手段。每个企业的e-制造也应有其独有的技术特色和应用模式。
为了更好地支持e-制造的实施，需要建立其系统体系结构与相关标准，从系统结构、术语使用、接口实现等方面为实施e-制造提供标准化与规范化的定义。e-制造的集成需求可用纵、横两个维度来描述，e-制造为企业的管理决策层提供关于车间生产情况的透明和可视化的信息，提供各个制造单元、客户关系管理系统(CRM)和供应链管理系统(SCM)之间有效且可配置的信息交互功能，并在这些功能支持下实现制造系统和企业管理系统层的集成。e一制造全面集成了CRM、SCM、商业智能、电子商务、车间自动化等功能，可实现资源和数据共享。制造商可通过企业资源计划(ERP)系统下达物料采购和生产制造指令，经过电子方式完成物料采购、支付，加速订单的发送和获取、原材料的获得以及产品制造和配送，实现零库存，进而实现企业在最佳资本运营成本基础上的不间断生产。
为了实现与其他上层应用系统的集成，制造层在信息流和应用集成上的需求主要包括：制造系统和全企业范围内其它业务应用系统之间透明和实时的信息交换；制造设备的智能和远程维护；制造资源的有效管理和优化利用；制造资源与整个供应链的实时集成。
e-制造系统中制造层包含生产过程控制、产品质量控制、智能设备管理等功能，由以下几个子系统构成：
1.生产过程控制系统
对生产过程、制造单元和物料流进行建模和优化，建立的模型必须包含供应商在内的全部供应链单元的生产过程、产品、设备、组织，以及其它资产的全部信息、生产过程实际运行状况的监控和管理、设计制造过程中相关活动的同步等。
2.产品质量控制系统
通过基于web的分布式质量控制系统以及与智能设备管理系统的集成，实时识别产品质量变化并找出其原因，从而减少因质量问题造成的损失。
3.设备管理系统
包括车间生产设备智能监控、故障诊断、远程维护和制造资源服务，以及生产过程中的异常、故障和性能瓶颈等问题的诊断和分析等功能。采用智能代理等智能化技术和方法，实现设备及系统的连续、实时、远程和分布式监控和分析，为应用系统提供设备性能状态、负荷能力等实时信息，根据这些信息进行基于预测的设备维护远程故障诊断。通过智能维护和性能评价，保证设备稳运行于最佳性能状态，提高制造系统的可靠性，减少设备停工时间。采用制造资源的远程服务功能可有效利用企业资源，避免浪费。
4.制造执行系统
通过动态的生产管理和调度，提高制造系统柔性，以便快速适应市场需求变化。
5.基于Web的现场监控代理
具有统一风格的人机交互界面，便于用户使用，并且适应跨平台分布环境。
二、e-制造的关键使能技术
实施e-制造的关键是实现信息共享，尤其是制造工厂和车间的数据与上层业务管理功能模块(如ERP、CRM等)之间的信息共享。
1.远程服务体系
远程服务是在资源需求者和提供者之间建立通信和访问连接，特别是快速成形等先进制造技术与装备往往技术复杂、价格昂贵，负荷通常不饱满，如果所有企业都独立购置，必将造成资源的闲置和浪费，通过远程服务体系，可充分利用昂贵的制造资源。在服务体系建设中，首先由掌握先进制造技术和拥有必要设备资源的企业或机构建立相应的资源服务中心，并解决Internet／Web环境下的网络安全与支持技术，形成基于Web的分布式计算模式的、支挣多用户、多站点的远程服务系统的体系结构。
2.电子化后勤
实施电子化后勤(e-logistlics)的目的是利用信息技术的支持和信息共享的方法缩短产品订货至交货的时间，提高对客户的服务水平。电子化后勤通常包括：为用户提供产品的生产量、出货时问等数据服务；实现管道式库存管理，合理分配位于不同地点的多个仓库的库存，并能优化不同库存的产品发送计划，保证按时将产品运送给用户；实现库存产品出货的可视化管理；实现发货者和运输者之间的协作，以降低整个供应成本；提供量化的供应响应时间和面向全过程耗费的总成本管理和控制功能。
3.装备工程
装备工程是指企业为改善制造设备的可用性和进行生产性能维护所采用的技术，具体包括：生产线的吞吐量统计；系统维护和性能改善；设备状态监控和故障诊断；设备(特别是对新引进的设备)性能改善；与设备供应商的协作；设备零部件管理、装配版本和更改管理；基于预测的设备维护计划和操作管理；生产过程性能调整。
装备工程系统(EES)是EE的具体实现。EEs以灵活的模块化方式实施，对外提供标准
数据和功能接口，并与MES的实施相互配合和协调。EES功能的实现(包括数据收集和传输等)不应影响MES的现有功能和系统运行。
实施EES的关键技术包括：实时控制技术，根据制造过程的历史信息和执行状况，对后续过程执行设备的参数进行智能调整；故障检测和分类技术。分析过程执行中所提取的过程数据，判断过程运行是否正常(故障检测)，并根据故障来源和原因进行故障分类。
4.电子化诊断(e-diagnostics)
（1）e-diagnostics解决方案应当包含以下功能：具备透过防火墙远程访问设备数据的能力，以及支持交互式问题解决方式的通信机制；允许共享关键性诊断数据，分布在不同地点的多个工厂和供应商之间能够在需要时充分共享数据，以提高远程故障探测和故障修复能力；支持基于预测的维护，包括及时向相关部门人员和设备发送需要维护的信息等；基于主流的计算机技术，以开放式体系结构进行系统实施，支持公开标准和数据模型；为本地和远程访问提供相同的设备监控和诊断数据，维护数据的一致性，并以一致的方式提供数据表示和用户操作界面；提供实时数据收集、储存、恢复和分析功能，并提供决策支持功能；支持音频和视频协作方式，如电视电话会议、网上视频会议，使异地专家可实时查看和诊断设备和部件的故障，并与操作人员进行实时交流。
（2）电子化诊断能力(e-diagnostics capability)是一套衡量企业电子化诊断水平的标准，它由低到高分为四层。0层：访问和远程协作能力，包括远程连接、远程协作和领域服务访问能力；1层：收集和控制能力，包括远程工具操作、远程性能监控、数据收集和储存；2层：分析能力，包括对自动报告和服务提供能力(SPC)的进一步分析；3层：预测能力，包括基于预测的维护、自我诊断和自动通知。
5.电子化维护(e-maintenance)
电子化维护不仅能通过Intranel／Internet对企业的资源(包括设备、物料、过程等)进行故障检测和诊断，还能实时、远程地监控设备的运行状态，预测运行趋势，及时发现制造系统的异常，避免发生重大质量问题和系统故障。通过监控、分析、比较和维护，可使企业所拥有的资源发挥最佳性能。还可通过基于web的代理技术，对制造系统的运行控制方法进行智能决策，并通过与电子商务系统的互联，生成智能解决方案。
三、e-制造应用实例
e-制造被喻为透明工厂，通过网络将各个部门的数据连接起来。国际知名ERP系统开发商Kewm公司最近推出了新一代ERP，即企业经营一体化解决方案，宣称e-制造=ERP e-commerce。Rockwell自动化公司推出的e-制造方案和相应的操作系统是一种全方位的自动化产品，可通过现有的电子商务技术将生产部门与企业的整体商业系统及供应链结合，帮助客户优化产品和服务质量，及时响应电子商务的动态要求，全面提高企业运作效率及竞争力。
Rockwell推出的全套软件和硬件控制系统能实现从企业设备层、控制层到信息层的无缝连接，进而应用到整个供应商、服务商、分销商及客户网络，减少间接成本20％以上，实现企业内部网、外联网和国际互联网的三位一体。Rockwell提供满足不同行业需求的工业自动化解决方案的技术和软件，如e-制造的关键部件——Logix和Netlinx。Logix是Rockwell开发的新一代控制平台系列产品，包括适合0EM(原始设备制造商)控制的CompactLogix，分布控制Flex Logix，集离散、过程、运动、传动控制于一身的ControlLogix，体现PC控制的Soft Logix。所有Logix产品都基于统一的控制引擎，并使用统一的组态软件，具有LADDER、FBD、ST、SFc等多种组态方式。Logix系列产品集中体现了网络互联和控制的理念，为e-制造的现场控制层提供了可靠基础，用户可以在Logix平台上实现各种控制应用。
Net Linx是Rockwell推出的开放式自动控制网络体系，将网络服务、通用协议和开放式软件接口有机结合在一起，保证信息和控制数据的高效率无缝传递，在网络环境下实现控制、配置和数据采集三大功能的集成。Net Linx体系可实现在Contr01Net(控制网)、DeviceNet(设备网)和Ethenet／IP三个开放式网络环境下应用系统的互联和数据集成。制造业门户是Rockwell制造过程控制和管理系列软件的总称，帮助企业获取现场生产数据并向制造系统和ERP系统及时传送准确信息，实现生产计划的实时安排和生产过程的优化。
（作者单位：河南省开封技师学院）