無論是德國(guó)“工業(yè)4.0”，還是“中國(guó)制造2015”，智能制造都是這些國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中的重要目標(biāo)。中國(guó)制造業(yè)經(jīng)過三十多年的發(fā)展，在各種因素的作用下進(jìn)入到一個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵期，下一階段的主要任務(wù)是促進(jìn)工業(yè)化與信息化之間的深度融合。

近日，國(guó)家工信部發(fā)布的《2017年工業(yè)通信業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》中明確提出，工業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域要重點(diǎn)針對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床等高端制造業(yè)配套開發(fā)，大力鼓勵(lì)和引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合用戶和整機(jī)企業(yè)等共同開展核心基礎(chǔ)零部件（元器件）、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定，加快奠定裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)。

無論是德國(guó)“工業(yè)4.0”，還是“中國(guó)制造2015”，智能制造都是這些國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中的重要目標(biāo)。中國(guó)制造業(yè)經(jīng)過三十多年的發(fā)展，在各種因素的作用下進(jìn)入到一個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵期，下一階段的主要任務(wù)是促進(jìn)工業(yè)化與信息化之間的深度融合，開發(fā)利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)在一些重點(diǎn)領(lǐng)域內(nèi)取得突破，進(jìn)而推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)與現(xiàn)代制造業(yè)相結(jié)合，提升中國(guó)制造業(yè)在國(guó)際分工中的地位。

沿著這一發(fā)展線路圖，中國(guó)智能制造的宏偉藍(lán)圖已逐漸清晰，對(duì)于包括傳控、伺服、運(yùn)控等在內(nèi)的自動(dòng)化行業(yè)來說，IT與OT的融合同樣是一個(gè)總體趨勢(shì)，即通過信息協(xié)同來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的最大優(yōu)化、提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等裝備制造產(chǎn)業(yè)朝著智能化、精致化、綠色化方向邁進(jìn)。

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化

工業(yè)化與信息化“兩化”融合的目的是要構(gòu)筑工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這是一項(xiàng)“打基礎(chǔ)”的重點(diǎn)工程，其表現(xiàn)在于基于以太網(wǎng)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)OPCUA、MQTT這些MES/ERP、大數(shù)據(jù)/云平臺(tái)的互聯(lián)與集成能力。這一建設(shè)過程并非一蹴而就，面對(duì)當(dāng)前中國(guó)制造業(yè)水平參差不齊的現(xiàn)狀，必須分階段來實(shí)施規(guī)劃，即從數(shù)字化，到網(wǎng)絡(luò)化，再到智能化，這也是制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)良好機(jī)遇，它為產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)儲(chǔ)備。

數(shù)字化是推動(dòng)新工業(yè)革命的基石，要實(shí)現(xiàn)更高水平的機(jī)械制造、控制裝置制造以及機(jī)柜制造，都離不開高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)已成為制造業(yè)新的原材料，能否高效地利用數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)整個(gè)生產(chǎn)過程，即從虛擬的產(chǎn)品研發(fā)，到成本計(jì)算和采購(gòu)，直至生產(chǎn)流程，很大程度上都取決于數(shù)據(jù)的質(zhì)量?？梢哉f，數(shù)字化為下一步工業(yè)4.0和智能制造階段探索新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)服務(wù)和新的商業(yè)模式奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)正逐漸走向開放、互聯(lián)，并在所有層次上橫向與垂直集成，為此，一個(gè)明顯的趨勢(shì)是：工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)正與IT網(wǎng)絡(luò)相融合，以及為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)等功能，系統(tǒng)開始與Internet互聯(lián)網(wǎng)連接，越來越多地采用開放、標(biāo)準(zhǔn)及基于TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一個(gè)嶄新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)來臨，它突破了原先自動(dòng)化行業(yè)的局限，借助云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通訊、無線和蜂窩等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)制造業(yè)技術(shù)的再升級(jí)，并朝著智能制造的方向前進(jìn)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建立，令人機(jī)交互、大集成、遠(yuǎn)程訪問等應(yīng)用開發(fā)日益受到關(guān)注，市場(chǎng)對(duì)智能化部署的要求也會(huì)越來越高，系統(tǒng)整體的智能化處理能力是關(guān)鍵。因?yàn)閷?duì)于用戶來說，一套高效的解決方案，其價(jià)值在于使用的便利性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、高生產(chǎn)效率、市場(chǎng)滿意度等方面。以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)作為基礎(chǔ)手段的智能制造，將對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)和企業(yè)個(gè)體產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在智能制造和大數(shù)據(jù)分析的幫助下，企業(yè)可以延伸自己的競(jìng)爭(zhēng)力，從原來單純提供產(chǎn)品，過渡到提供產(chǎn)品服務(wù)，且通過反饋數(shù)據(jù)來優(yōu)化生產(chǎn)與制造，使得傳統(tǒng)制造業(yè)擴(kuò)展到更廣大的云平臺(tái)，以獲得更多的利潤(rùn)空間，同時(shí)更好地把握市場(chǎng)資源。

軟件開發(fā)成為關(guān)鍵

在過去，談到制造業(yè)投入往往指的是硬件設(shè)備或產(chǎn)線；但如今，在數(shù)字化與智能化的大趨勢(shì)下，軟件開發(fā)成為構(gòu)建未來智能制造的重要拼圖，也越來越受到產(chǎn)業(yè)人士的關(guān)注。原因在于，面對(duì)當(dāng)前個(gè)性化生產(chǎn)需求日益升高的市場(chǎng)環(huán)境下，要求設(shè)備要有一個(gè)足夠開放的系統(tǒng)平臺(tái)，能夠?qū)⑹褂谜叩母鞣N創(chuàng)新設(shè)計(jì)和專業(yè)工藝結(jié)合到生產(chǎn)中去，令制造過程更加智能化，生產(chǎn)工藝具備更強(qiáng)的適應(yīng)性，產(chǎn)品性能更具差異化。

以貝加萊基于自有AutomationStudio平臺(tái)所開發(fā)的mapp模塊化開發(fā)平臺(tái)軟件為例，為了適應(yīng)智能制造發(fā)展趨勢(shì)下的市場(chǎng)需求，更為迅速地響應(yīng)個(gè)性化生產(chǎn)，提供在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理方面更為全局的優(yōu)化，確保在個(gè)性化定制時(shí)代為用戶提供產(chǎn)品品質(zhì)、制造成本以及交付能力的保障，mapp平臺(tái)軟件為用戶在控制系統(tǒng)部份提供了一個(gè)高度集成且具有極強(qiáng)的開放性的平臺(tái)，其中包含了控制的邏輯、運(yùn)動(dòng)、機(jī)器人與復(fù)雜行業(yè)算法，并對(duì)IT功能、管理功能進(jìn)行最高效的匹配與整合。

貝加萊開發(fā)的mapp模塊化開發(fā)平臺(tái)軟件

mapp是貝加萊為智能機(jī)器高效開發(fā)所設(shè)計(jì)的軟件應(yīng)用系統(tǒng)，其基于軟件復(fù)用（SoftwareReuse）與組件技術(shù)（ComponentsTechnology），采用標(biāo)準(zhǔn)的PLCopen進(jìn)行應(yīng)用的封裝，通過提高已有的行業(yè)軟件封裝，對(duì)軟件進(jìn)行高效的開發(fā)支持。mapp有效地將機(jī)器的開發(fā)分為了基礎(chǔ)的機(jī)電一體化對(duì)象（軸、軸組、CNC、機(jī)器人）、以及行業(yè)功能、Web功能、基礎(chǔ)的管理功能（文件管理、配方、用戶、報(bào)警趨勢(shì)等），這樣，具有共性的部分都會(huì)被封裝為不同的mapp功能單元，而通過mappLINK對(duì)軟件進(jìn)行組態(tài)配置，即可快速構(gòu)成及其應(yīng)用。

另外，區(qū)別于眾多從電氣化跨入自動(dòng)化的廠商，德國(guó)倍福大膽實(shí)踐將控制由硬件轉(zhuǎn)向軟件，即用不同的軟件平臺(tái)取代不同的復(fù)雜硬件，這一思維打破了傳統(tǒng)工業(yè)化理念，開創(chuàng)了將PC應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的新思路。該公司中國(guó)區(qū)執(zhí)行董事、總經(jīng)理梁力強(qiáng)表示，PC控制器，連同陸續(xù)推出的EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊技術(shù)和TwinCAT軟件構(gòu)成了倍福PC控制理念的“三原色”，而IT思維與工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新則是倍福重要的成長(zhǎng)基因。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0的TwinCATIoT解決方案包含標(biāo)準(zhǔn)化的云通訊協(xié)議，使所有現(xiàn)場(chǎng)層的控制器均可以輕松、安全、快速地與云服務(wù)器相連。倍福工業(yè)4.0軟件解決方案的核心是TwinCATAnalytics，該軟件具有全新的算法并自帶數(shù)據(jù)庫(kù)，可周期性地同步存儲(chǔ)過程數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行在線和離線狀態(tài)分析、預(yù)測(cè)性維護(hù)、模式檢測(cè)和機(jī)器優(yōu)化，所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)格式還可方便地通過微軟或亞馬遜提供的分析服務(wù)功能進(jìn)行訪問處理。

挑戰(zhàn)與標(biāo)準(zhǔn)缺失

智能制造將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用工具引入到生產(chǎn)工廠，在設(shè)備上配備傳感器、執(zhí)行器及其它一些智能化組件，令無縫鏈接的數(shù)據(jù)流可以為工廠管理者提供生產(chǎn)過程中的大量信息，以確保工廠運(yùn)營(yíng)的順暢。增加這些新的附件和傳感器所帶來的一種變化是實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)化，同時(shí)這些智能化的生產(chǎn)設(shè)備還具備提前預(yù)測(cè)的功能，做到防止事故的發(fā)生，例如產(chǎn)線突然減速或其它復(fù)雜的技術(shù)問題。

然而，在智能制造大規(guī)模應(yīng)用之前仍存在著許多挑戰(zhàn)。首先是IT問題，通常企業(yè)原有的IT系統(tǒng)需要融合到初步建立起來的工廠生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)中。其次，為工業(yè)設(shè)備裝備傳感器牽涉到很多方面，需要對(duì)大量現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整或修改，如物流、采購(gòu)和訂單等工作流程，設(shè)備和軟件的更新時(shí)間較長(zhǎng)，另外也要求專門培訓(xùn)管理人員。

智能制造意味著最先進(jìn)的系統(tǒng)，下一步則將是把所有機(jī)器、生產(chǎn)組件、制造環(huán)境以及IT系統(tǒng)連接在一起，它們之間相互依賴，目的是令到制造可以把生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)整合于一體，這就要求所有組成部分的標(biāo)準(zhǔn)化程度更高，機(jī)器與組件之間彼此都有較高的辨識(shí)能力，這種IT系統(tǒng)的連接性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前所用到的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。

安全和確保程序Bug不會(huì)影響到制造過程是另一項(xiàng)要面臨的挑戰(zhàn)，制造設(shè)備上的傳感器把數(shù)據(jù)傳送給路由器時(shí)有很大的安全隱患。例如，在某些情況下，安全措施不到位可能會(huì)導(dǎo)致員工選擇較易被破解的密碼，使得陌生人很容易就能進(jìn)入到核心系統(tǒng)之中。

還有一個(gè)重要問題是，智能制造仍然缺乏標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議。由于智能制造涉及到傳統(tǒng)工廠設(shè)備、傳感器和路由器等等，因此要想在不同技術(shù)領(lǐng)域間建立統(tǒng)一的使用標(biāo)準(zhǔn)是極其困難的，甚至?xí)泻芏嘁庀氩坏降膯栴}發(fā)生。

智能制造對(duì)工廠生產(chǎn)管理所帶來的深刻變化要遠(yuǎn)大于僅僅簡(jiǎn)單地采用一些傳感器，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，可以預(yù)見的一個(gè)趨勢(shì)是，制造工廠將置身于云端計(jì)算機(jī)，客戶只是采購(gòu)虛擬庫(kù)存，生產(chǎn)設(shè)備采用更多標(biāo)準(zhǔn)化部件來生產(chǎn)各種定制化產(chǎn)品。從本質(zhì)上講，未來的生產(chǎn)模式將是各個(gè)獨(dú)立的企業(yè)租賃集中化的制造設(shè)備來完成生產(chǎn)制造的全過程。

智能制造意味著生產(chǎn)和物流的數(shù)據(jù)化、自動(dòng)化和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方式，隨著越來越多的工廠完成傳感器應(yīng)用的革新，這些制造商們將會(huì)找到一種把智能制造納入他們其它業(yè)務(wù)應(yīng)用的最佳方式，更大規(guī)模的工業(yè)革命即將拉開帷幕！

信息化與工業(yè)自動(dòng)化融合之路

“兩化”融合是指電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，信息化成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的常規(guī)手段。信息化進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再相互獨(dú)立進(jìn)行，不再是單方的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系，而是兩者在技術(shù)、產(chǎn)品、管理等各個(gè)層面相互交融，彼此不可分割，并催生工業(yè)電子、工業(yè)軟件、工業(yè)信息服務(wù)業(yè)等新產(chǎn)業(yè)。兩化融合是工業(yè)化和信息化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。

融合發(fā)生在哪些環(huán)節(jié)？

信息化與工業(yè)化主要在技術(shù)、產(chǎn)品、業(yè)務(wù)、產(chǎn)業(yè)四個(gè)方面進(jìn)行融合。也就是說，兩化融合包括技術(shù)融合、產(chǎn)品融合、業(yè)務(wù)融合、產(chǎn)業(yè)衍生四個(gè)方面。

技術(shù)融合是指工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)的融合，產(chǎn)生新的技術(shù)，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。例如，汽車制造技術(shù)和電子技術(shù)融合產(chǎn)生的汽車電子技術(shù)，工業(yè)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融合產(chǎn)生的工業(yè)控制技術(shù)。

產(chǎn)品融合是指電子信息技術(shù)或產(chǎn)品滲透到產(chǎn)品中，增加產(chǎn)品的技術(shù)含量。例如，普通機(jī)床加上數(shù)控系統(tǒng)之后就變成了數(shù)控機(jī)床，傳統(tǒng)家電采用了智能化技術(shù)之后就變成了智能家電，普通飛機(jī)模型增加控制芯片之后就成了遙控飛機(jī)。信息技術(shù)含量的提高使產(chǎn)品的附加值大大提高。

業(yè)務(wù)融合是指信息技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷等各個(gè)環(huán)節(jié)，推動(dòng)企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和管理升級(jí)。例如，計(jì)算機(jī)管理方式改變了傳統(tǒng)手工臺(tái)賬，極大地提高了管理效率；信息技術(shù)應(yīng)用提高了生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化程度，生產(chǎn)效率大大提高；網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷成為一種新的市場(chǎng)營(yíng)銷方式，受眾大量增加，營(yíng)銷成本大大降低。

產(chǎn)業(yè)衍生是指兩化融合可以催生出的新產(chǎn)業(yè)，形成一些新興業(yè)態(tài)，如工業(yè)電子、工業(yè)軟件、工業(yè)信息服務(wù)業(yè)。工業(yè)電子包括機(jī)械電子、汽車電子、船舶電子、航空電子等；工業(yè)軟件包括工業(yè)設(shè)計(jì)軟件、工業(yè)控制軟件等；工業(yè)信息服務(wù)業(yè)包括工業(yè)企業(yè)B2B電子商務(wù)、工業(yè)原材料或產(chǎn)成品大宗交易、工業(yè)企業(yè)信息化咨詢等。