【編者按】完善的智慧工廠不可能一蹴而就肿车，而是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程领猾，最早實(shí)現(xiàn)的一定是基于目前的基礎(chǔ)而又朝著這個(gè)方向發(fā)展的初始階段破停。那么，什么是智慧工廠的支撐技術(shù)斋陪？生產(chǎn)制造過(guò)程又如何采用聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)朽褪？

2012年德國(guó)政府制定并大力推行工業(yè)4.0，強(qiáng)調(diào)工業(yè)4.0的特征是工業(yè)2012年德國(guó)政府制定并大力推行工業(yè)4.0无虚，強(qiáng)調(diào)工業(yè)4.0的特征是工業(yè)自動(dòng)化自動(dòng)化和信息的緊密結(jié)合缔赠，是建立在物理信息系統(tǒng)（即“CyberPhysicalSystem”衍锚，簡(jiǎn)稱“CPS”）的基礎(chǔ)之上的，這就為智慧工廠的實(shí)現(xiàn)指明了一條具有現(xiàn)實(shí)可行性的途徑嗤堰。德國(guó)專家和教授基于制造立國(guó)和制造強(qiáng)國(guó)的理念戴质，把CPS運(yùn)用于生產(chǎn)制造，提出了CPPS卒抖，即信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)氏腐，智慧工廠就是以CPPS為模型進(jìn)行構(gòu)建的。

然而完善的智慧工廠不可能一蹴而就栏葬，而是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程冻哈，最早實(shí)現(xiàn)的一定是基于目前的基礎(chǔ)而又朝著這個(gè)方向發(fā)展的初始階段。那么抚言，什么是智慧工廠的支撐技術(shù)优隔？生產(chǎn)制造過(guò)程又如何采用聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)？

技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展

工業(yè)4.0的目標(biāo)是生產(chǎn)制造系統(tǒng)的數(shù)字化和虛擬化芦槽、將虛擬工廠與實(shí)際的對(duì)象結(jié)合起來(lái)棋少、全面的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息通信、自配置和自矯正的適應(yīng)能力以及使機(jī)器能集成人的作用黎伤。西門子工業(yè)領(lǐng)域首席執(zhí)行官魯思沃教授于2014年7月10日在北京的演講中指出儡特，工業(yè)4.0的三大支柱是MES、虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合和CPS催舅，這也是智慧工廠的支撐技術(shù)疏唾。作為智慧工廠三大支撐技術(shù)之一的CPS，由美國(guó)科學(xué)家于2006年提出函似，則相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的另一種表述荸实。與物聯(lián)網(wǎng)相比，CPS最顯著的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)物理過(guò)程與信息間的反饋缴淋。

智慧工廠要實(shí)現(xiàn)，最關(guān)鍵的是工業(yè)制造技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)泄朴，這是實(shí)現(xiàn)智慧工廠的必要條件重抖。在智慧工廠的三大支撐技術(shù)中，MES的作用更加重要祖灰。近20年來(lái)钟沛，MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段的演進(jìn)。第一代MES功能比較單一局扶，按工業(yè)特定要求的應(yīng)用怠苔；第二代MES則集合了多種應(yīng)用軟件客净；第三代MES又納入了運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)OMP；而第四代MES將是基于知識(shí)、基于優(yōu)化、基于指標(biāo)未斑、基于數(shù)據(jù)、基于約束的，且具有實(shí)時(shí)妆浅、敏捷、柔性和可組態(tài)等特性忍具。MES的發(fā)展趨勢(shì)是對(duì)各種軟件更加高效的整合爵缸，這也是MES所面臨的新挑戰(zhàn)。

當(dāng)前却怪，制造廠的生產(chǎn)需求超過(guò)傳統(tǒng)MES的應(yīng)用晚饰。由于各種工廠IT軟件的運(yùn)行環(huán)境對(duì)應(yīng)了多種不同的數(shù)據(jù)模型、循環(huán)周期以及定義殷感，我們很難對(duì)這些實(shí)質(zhì)上針對(duì)同一生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程窃橄、卻又分散得出的相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總及分析，從而做出有助于提高效率的決策椰完。首先一種高效的平臺(tái)應(yīng)該首先能夠?qū)ζ髽I(yè)決策提供可視性支持贫肌；其次，能夠涵蓋生產(chǎn)商所需的所有功能辨批，并且將生產(chǎn)的方方面面統(tǒng)一起來(lái)怔匣，包括價(jià)值鏈、生產(chǎn)周期以及價(jià)值周期桦沉；最后每瞒，能夠?qū)蝹€(gè)或多個(gè)系統(tǒng)納入商業(yè)流程中，優(yōu)化生產(chǎn)線纯露，實(shí)現(xiàn)公司目標(biāo)剿骨。

智慧工廠急需開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下六個(gè)方面：第一，滲透在生產(chǎn)制造和管理各個(gè)環(huán)節(jié)的IT技術(shù)及其集成埠褪，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐技術(shù)浓利、分布式云計(jì)算的工業(yè)實(shí)現(xiàn)、基于Web2.0的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)钞速、物理信息融合系統(tǒng)的工業(yè)實(shí)踐贷掖；第二，垂直集成和橫向集成的工業(yè)信息技術(shù)渴语，包括基于互聯(lián)互操作的設(shè)備集成工業(yè)以太網(wǎng)整合技術(shù)苹威、機(jī)器與機(jī)器之間的通信（M2M）、基于統(tǒng)一架構(gòu)（OPCUA）的垂直集成語(yǔ)義互操作性的實(shí)現(xiàn)技術(shù)等驾凶；第三阿魏，軟件技術(shù)，包括面向分布式自動(dòng)化的各類高效可靠的模塊化軟件開發(fā)平臺(tái)氛灸、應(yīng)用于分布式自動(dòng)化中的SOA和多智能體系統(tǒng)的軟件技術(shù)等耘泰；第四逐茄，機(jī)電功能模塊的設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)踐衍康；第五蹲京，下一代工業(yè)輔助系統(tǒng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，包括基于增強(qiáng)實(shí)境技術(shù)的先進(jìn)工業(yè)輔助系統(tǒng)鞍票、機(jī)器人和操作員協(xié)同等蚊牌；第六，標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)岖佛。

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