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资讯频道张志檩（1945-），男，河北衡水安平人，教授级高级工程师。毕业于中国科学技术大学无线电电子学系，一直在石油化工战线工作。曾任大庆石油化工总厂自动化处车间副主任、自动化研究室主任、信息中心主任，后调中国石化总部，先后任中国石化总公司经通信息公司、中国石化总公司信息中心、中国石化集团公司信息中心副主任兼总工程师、中国石化股份有限公司信息系统管理部副主任。被国务院授予享受国家政府津贴的有突出贡献的国家工程技术专家。
摘要：本文综述了制造绩效管理理念的形成和发展，重点分析了实时绩效管理和制造绩效服务的形成和应用。
关键词：实时； 制造； 制造绩效；制造绩效管理；制造绩效服务；软件
Abstracts: This paper sum up production and development of Manufacture Performance Management, and basically analyze production and application of Real-time Manufacture Performance Management and Manufacturing Performance Service .
KeyWords:Real-time;Manufacture;Manufacture Performance;Manufacture Performance Management;Manufacturing Performance Service ;Software
随着市场竞争的日趋激烈，企业健康、安全、环保以及社会责任的加强，企业生存发展的条件日趋严格。则越发追求集约化和精细化管理。与之相对应，随着信息技术的进步和企业信息化建设的发展，则出现了工厂自动化与企业信息化的整合与集成，并且模糊了自动化与信息化的分工和界面，也形成了一种新型的管理模式。因而,从21世纪初，国外公司提出了企业控制系统（ECS, Enterprise Control Systems）、工厂到商务之间的协同能力(Plant-to-Business (P2B) Interoperability )、协同制造（Collaborative Manufacturing）、企业制造智能（Enterprise Manufacture Intelligence ，EMI）、企业运行智能（Enterprise Operation Intelligence ，EMI）、商务智能应用（financial or business intelligence (BI) applications）、实时制造环境（real-time Manufacturing environment ）、实时制造绩效管理（Real-time Manufacture Performance Management，见图1）、制造绩效服务（Manufacturing Performance Service, MPS,见图2）、卓越制造战略(Strategies for Manufacturing Excellence)、新一代企业总部（XHQ，neXt generation HeadQuarters）、新一代制造（Next Generation Manufacturing）等概念，其核心是提高企业总体运行性能或绩效，其特点是绩效性能管理的实时动态化，其技术基础则是工厂自动化与信息化的融合、衔接和综合集成。
可以说，信息化是自动化的手段，自动化是信息化的目的。由于信息技术的推动，工业自动化已经有设备自动化、装置自动化、过程自动化（PA）、工厂自动化（FA）、办公自动化（OA）发展到企业级的自动化或企业控制系统（EA，ECS）。企业级自动化则归功于信息化，或者说，企业信息化的主要着眼点是工业自动化的最高阶段，即企业自动化。
1 从SCM到CMM和RPM
从供应链管理的概念提出后，自20世纪90年代中期，SCM经历了供应链计划（Supply Chain Planning，SCP）、供应链过程管理（Supply Chain Process Management , SCPM）、协同制造管理（Collaborative Manufacturing Management, CMM）到实时制造绩效管理（Real-time Manufacture Performance Management）的演变。
早期的SCM只是着眼于供应链内部的的计划优化，但是违背计划的事件经常发生，因此认为更要关注供应链的过程及其优化管理。而且由企业内部扩展到企业外部的供应链。这就是协同制造管理（Collaborative Manufacturing Management, CMM）。CMM即SCM与SCPM的综合。供应链过程管理（Supply Chain Process Management , SCPM）的实质是根据供应链运行参考模型（SCOR，Supply Chain Operation Reference )中涉及的13项财务指标，建立供应链过程模型和财务模型，供应链过程的变革成果或者说企业的绩效反映到财务诸表，财务成果又可以对供应链过程进行评价。实时绩效管理是指对制造企业的主要业务和制造过程进行管理，以达到最佳绩效的经营活动。为了实现RPM，决策支持过程的业务优化，业务绩效管理是提高绩效不可或缺的。特别是整个供应链的可视化、迅速进行正确决策，占据了计划体系中的很大比例。CMM实现的关键是实时绩效管理（RPM）。实现实时绩效管理的主要技术是业务过程的实时管理，会计的实时化，以及收益的实时模拟等。如上所述构成了广义的SCM。
图1 SCM、SCPM 、CMM和RPM的关系图
2 实时绩效管理
所谓绩效就是做事的结果，当然一般结果都希望是好的，即功业、成果、成绩、成效，目前流行为绩效。绩效的英文词汇是Performance，它是由动词Perform演变来的动名词。Perform是做、执行、完成、进行、运行、使用等意，动名词的意思就是该动作的性能、绩效等意了。实际上都是指做事、干活、工作的结果。干好干坏总得有个比较基准、有个衡量指标，而且基准指标又太多，抓住主要的即关键，因此就又有关键绩效指标（Key Performance Indicators，KPI）一词。都是这个意思。
确定关键绩效指标有一个重要的“SMART”原则。SMART是5个英文单词首字母的缩写：S代表具体(Specific)，指绩效考核要由特定的工作指标来衡量，不能笼统；M代表可度量(Measurable)，指绩效指标是数量化或者行为化的，验证这些绩效指标的数据或者信息是可以获得的。即绩效考核要用数据和事实说话； A代表可实现(Attainable)，指绩效指标在经过努力后一般都可以实现，过高或过低多不恰当；R代表现实性(Realistic)，指绩效指标是实实在在的，可以证明和观察；T代表有时限(Time bound)，强调绩效的特定期限。
随着信息技术的发展和企业管理的变迁，上述基本概念没有改变，但是却有了延伸、进步或扩展。主要有三点：一是集约化管理则要求将管理空间和跨度扩展，随之而来的则是关键绩效指标的维度的扩展，层次扩展，业务领域扩展，时间段的范围扩展等。这就形成了多维的企业级的制造全过程、全方位的绩效管理；二是精细化管理则要求将管理粒度缩小、细化、深化。也就是说，集约化要求向宏观延伸，精细化要求向微观延伸；三是绩效的统计方式、考核方式、计算方式发生本质性的进步和变革。以往多是事后算账，最长到年，一般为月，很难到日。后来逐渐演进到事中监控，甚至到事前预测。时间周期也缩小到时，分，甚至到秒。已经由静态管理变为动态管理，由离线管理变为在线管理，由开环管理变为闭环管理。四是通过信息技术将复杂的管理简单化、将企业各地的远程信息本地化，将生产经营业务内在的关联显现化、可视化（visibility into manufacturing performance）。最终实现企业的卓越制造战略（Strategies for Manufacturing Excellence）。这就是实时制造绩效管理（Real-time Manufacture Performance Management）的实质。
图2 实时制造绩效管理概念图
实时绩效管理软件有Citect公司的IIM(Industrial Information Management)和Siemens公司的XHQ（Extend Head Quarters或neXt generation HeadQuarters）等。
3 制造绩效服务（MPS）
根据软件就是服务模型（software-as-a-service (SaaS) models），国外提出了面向服务的制造运营应用（service-oriented manufacturing operations applications ）理念。随之归纳出一类软件命名为制造绩效服务（Manufacturing Performance Services, MPS）软件。
图3 制造绩效服务集成架构图
制造性能服务软件提供制造信息给所有相关人员、制造的管理控制过程以及软件应用，并且给总部和各制造企业的管理者提供新的制造绩效能力。MPS软件提供工厂内的实时数据采集和连接，建立制造操作状况背景，并把制造信息呈现给企业的其他部分。
MPS软件的关键功能：
在多种不同的工厂设备和系统之间、实现基于服务的连接；
在工厂层和业务层之间提供实时数据的连接和存储；
提供基于工厂模型的制造信息；
对数据进行变换处理；
通过门户和显示仪表盘，实现分布式的可视化；
为WEB服务和其他应用提供数据接口；
创建新的绩效应用。
MPS软件供应商同样提供运营绩效状况信息在管理层共享。
MPS软件的供应商还提供BPM执行引擎和额外的模块，比如SPC、分析工具、决策支持或执行等。另外还提供与ERP系统、企业平台及其他使用OPC、ISA95或类似的商务系统，以及别的应用程序，比如分析工具和绩效测量工具之间的集成。
据国外调查评价，制造运行软件服务商的前五名是，No.1—Invensys Process Systems；No. 2—SAP；No. 3—Honeywell Process Systems；No. 4—Oracle；No. 5—IBM/MRO Software。
图4，5，6是位于美国波士顿的阿伯丁（Aberdeen Group）咨询公司2006年6月对制造业绩效管理的调查结果。
根据阿伯丁（Aberdeen Group）咨询公司2006年6月调查（以下同）
图4 目前通用的KPI监控工具图
图5-1 运行绩效（生产能力）监测频率的调查结果图
图5-2 运行绩效（产品质量）监测频率的调查结果图
图5-3 运行绩效（面向资产的制造成本）监测频率的调查结果图
图6 最重要的绩效管理IT技术图
4 协同制造管理（Collaborative Manufacturing Management, CMM）模型
CPM（collaborative production management ) 由ARC公司于2002年正式提出，属于制造智能范畴。与决策支持、制造智能、运营智能、商务智能相似，与实时绩效管理密切相关。
在掌握实时流程和各种原始信息的情况下管理生产运作， 制造商可以有效地对需求和环境变化做出反应，提高竞争水平，增强盈利能力。实现跨越不同的分散的作业则是协同制造（Collaborative Manufacturing）的核心。实际上，它需要在互操作性、标准、合适的生产管理软件以及厂级IT平台的基础上进行集成。需要广泛地延伸到设计和工程部门、供应网络、物流及运输系统、资产管理、其他作业系统，以及多个工厂和各种应用。还必须扩展到生产制造设备、RFID、移动设备，以及其他实时信息来源。
为了提高绩效，制造商需要采用与其分散的作业活动相一致的软件方法，来推动每个工厂工艺的改进，同时监视在各个错综复杂的层面、地域、业务单位、作业结构中的活动，帮助做出合理的运行决策。同时，在日益复杂、竞争日益激烈的环境下，必须支持信息和业务流程的改善。协同作业管理（Collaborative Operations Management, COM）着重于厂级系统，也就是协同制造管理（Collaborative Manufacturing Management, CMM）模型中的下半部分。实施COM的制造商可以采用由一个或多个供应商提供的作业管理平台（Operations Management Platform, OMP）、协同生产管理（Collaborative Production Management, CPM）系统以及制造绩效服务（Manufacturing Performance Services, MPS）解决方案。
从制造的整体来看，协同制造管理（CMM）提供了一种用于由制造所衍生的所有复杂交互活动、应用和流程的思维方法。ARC独具匠心地描述了作为CMM模型核心的球体及三个交叉轴，如图7所示。CMM还能确定企业的工厂在价值网络上的位置。CMM是追求最佳绩效的管理实践，它通过控制制造企业关键的跨领域的业务和制造流程来达到目的。CMM利用新技术与商业伙伴紧密连接。CMM把内部的制造与商务流程紧密结合在一起，并把它们与外部的客户及战略伙伴的业务流程无缝地连接起来。
图7 ARC公司提出的CMM模型图
协同生产管理（CPM）指的是协同制造原理在制造流程管理方面的应用。一般说来，制造管理解决方案包括制造流程的规划、执行、跟踪、报告、合规保证和流程优化等应用组成。生产管理系统不是单独的。它必须与工厂底层控制系统及其他应用、商务系统（ERP和供应链）、工程系统（PDM和PLM）、维护系统（CMM和EAM）整合起来。CPM越发地起到平台或基础设施的作用。
大部分制造商认识到其企业级IT系统需要向新的技术迁移，目前有一种趋势正在显现，即厂级平台。所谓作业管理平台（OMP）弥补了新的企业平台的不足。在选择OMP的时候，必须认真考虑基于服务的体系架构及Web服务，因为合理的体系架构是制造系统向前发展的根本。OMP可以使制造商以多种途径不断地优化其业务绩效。该平台可以把厂级的操作流程及系统连接到一起，更重要的是，还可以管理这些流程及其系统接口。这些平台还可以支持不同的策略，以连接和管理分布全球的制造设施或外包制造业务。一些走在前沿的供应商开始提供OMP平台，而不只是单一的应用。
为了更好地响应客户需求和应对市场压力，制造商变得更具“适应性”或“协同性”。这就要求商务和生产系统之间必须具备更好的连接性和紧密的业务流程。在缺乏工厂-商务（P2B）互操作性的情况下，要获得更好的连接性就意味着为客户定制的集成。创建和维护这种定制集成的费用往往很昂贵，同时还不灵活。 互操作性被定义为厂级生产应用与商务系统基于标准共享信息和交换服务，并在流程中使用信息和服务进行合作的能力。提高供应链绩效推动了对商务和生产制造应用之间集成和互操作性的日益增长的需求。
5 一体化的独立集成平台
世界著名的西门子公司顺应信息技术的发展趋势，洞察现代企业特别是石油化工企业生产经营的管理需求，不失时机地率先提出了推进企业集团级集成的信息化解决方案，并且推出了与其相应的产品----XHQ，即扩展的企业总部（Extend Head Quarters）。据资料介绍，该产品是目前世界上主要石油石化公司采用的主流、独立、第三方的集成平台技术和产品。
图8 XHQ的企业信息化全面集成解决方案图
XHQ是企业总部决策支持和到企业装置级的信息集成平台，是在总部层面和企业层面消除信息孤岛和残缺环的有力工具，实现企业集团级的信息流程及相关信息的可视化、集成化，实现业务流程的协同化和集成化，实现企业级的上下之间、部门之间、纵向横向之间沟通的实时化和集成化，实现各级决策部门决策的模型化和科学化，在企业实现业务智能（Business Intelligence）的基础上，实现实时运营智能（RTOI, Real-Time Operations Intelligence），将总部的决策、监控和协调职能通过信息系统落实到实处。
图9 运营智能示意图
其中，信息访问与集成、信息加工与处理、信息展现与升华是西门子XHQ的三部曲，更是西门子XHQ系统架构的基石。西门子XHQ采用高度可扩展的三层架构体系结构，包括：信息访问和信息处理层（XHQ通讯连接器簇，XHQ Connecter Clusters）；XHQ信息模型和图形工具层（XHQ Information Model）；XHQ信息展示层（XHQ零维护客户端）。其中第一层是信息访问和处理层。该层的功能是实现与现有的各类系统的通讯连接；这些系统涵盖了从基础自动化和过程自动化（第一级）；生产制造执行系统（MES，第二级）；以及ERP、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）、数据仓库（DW）为代表的企业业务智能（BI）系统（第三级）。XHQ通过自己的通讯连接器族（XHQ Connector Clusters）实现与上述所有层面的各种不同类型系统的实时而且方式灵活的数据采集策略。最关键的是，XHQ的通讯连接器完全支持“即插即用”的热插拔机制，以方便整个系统的随时扩展和后台系统的有效维护。XHQ的标准连接器覆盖了企业的主要系统类型，支持的系统达到400种以上。除了这些标准连接器外，XHQ应用平台还提供连接器的开发工具集，用于快速地设计和部署用于特殊后端系统的连接器。
第二层是信息模型（Information Model）层，将对数据源层包括的信息系统数据进行集中的缓存、存储、汇集、分析、关联，并通过XHQ的信息模型对其进行有机的组织，提供基于企业组织角色和生产营运流程的可视化，以真正实现对营运管理流程关联密切的本来面目的还原，帮助企业的各级决策者和执行者构建完整的视图，使其及时地以简单直观的形式看到他们以前想要看到，但又散布在众多的信息孤岛中的运营信息；并根据不同角色的信息需求为其定制信息的组织形式，保证决策制定和执行的及时性和准确性。中间层还具有承上启下的作用，对数据访问进行负载平衡，并将信息的刷新实时地发布给第三层，即浏览器客户端。
第三层是信息展示层，西门子XHQ的用户层是纯粹的瘦客户端，免维护的浏览器客户机，客户需要的只是标准浏览器（IE）。西门子XHQ平台真正采用了纯浏览器/服务器的网络体系结构。客户不必管理注册表的改变、下载ActiveX部件或DLL驱动、或者更新臃肿的客户机，因此消除了潜在的客户端的维护负担。西门子XHQ的客户端可以与主流的企业门户系统进行集成，或集成到企业现有的网站中。用户只简单地使用网页浏览器就可以实现对业务的有效监控和及时管理。
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