智能工廠的概念

　　智能工廠是利用各種現代化的技術，實現工廠的辦公、管理及生產自動化，達到加強及規范企業管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、進行安全生產、提供決策參考、加強外界聯系、拓寬國際市場的目的。

　　智能工廠特點

　　1、產設備網絡化，實現車間“物聯網”

　　以前的車間只實現了機器與機器 （也就是“Machine to Machine”） 之間的連接，這是傳統工廠的T2T的通信模式。

　　而物聯網的出現實現了物與物、物與人、所有的物品與網絡（也就是“Things to Things”）的連接，我們一般稱之為“M2M”。

　　2、過程透明化，智能工廠的“神經”系統

　　MES是對整個生產過程進行管理的軟件系統，智能工廠的“神經網絡”主要就是由MES系統（制造執行系統）構成。

　　因為有了MES系統的存在，整個智能系統才能夠獲取到足夠多的生產數據，才使得智能系統的數據分析成為可能，所以說MES是智能工廠的神經系統毫不為過。

　　3、產數據可視化，大數據分析進行決策

　　在智能工廠的生產現場，智能系統每隔幾秒就收集一次MES系統上傳的數據。

　　工廠的智能系統可以利用這些數據對各個環節進行分析并制定相應的改進方案，通過不斷優化來使工廠的生產達到最優狀態。

　　4、現場無人化，真正做到“無人”工廠

　　在自動化生產的情況下，智能系統一般自行管理工廠中的所有生產任務，如果生產中遇到問題，一經解決，立即恢復自動化生產，整個生產過程無需人工參與，真正實現“無人”的智能生產。

　　5、產文檔無紙化，實現高效、綠色制造

　　生產文檔進行無紙化管理，需要的生產信息都可在線快速查詢、瀏覽、下載，不僅提高了效率，更降低了浪費。

　　智能工廠的體系架構

　　由于CPS進入制造和物流的技術集成以及在工業流程中使用物聯網及其服務，從而產生了創新的工廠系統———智能工廠。完全不同于傳統的工廠自動化系統，智能工廠采用面向服務的體系架構。從中可以看出，對應于傳統自動化系統的現場級使用物聯網技術；對應于控制級采用ＣＰＰＳ；對應的監控管理級連接到安全可靠和可信的云網絡主干網，采用服務互聯網提供的服務。

　　１）基于嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技術、無線自組織的機器對機器通信Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ－ｔｏ－Ｍａｃｈｉｎｅ）通信網絡。Ｍ２Ｍ是基于特定終端行業，以公共無線網絡為接入手段，為客戶提供機器到機器的通信解決方案，滿足客戶對生產過程監控、指揮調度、遠程數據采集和測量、遠程診斷等方面的信息化需求。

　　Ｍ２Ｍ不是簡單的數據在機器和機器之間的傳輸，它是機器之間的一種智能化、交互式通信，即使人們沒有實時發信號，機器也會根據既定程序主動進行通信，并根據所得到的數據智能化地作出選擇，對相關設備發出正確的指令。工業控制需要實現智能化、遠程化和實時化，隨著無線寬帶的突破，具有高數據傳輸速率、低占空比、ＩＰ網絡支持以及泛在移動性的Ｍ２Ｍ將提供更佳的承載基礎。

　　２）ＣＰＰＳ。由于工業控制的可靠性要求非常高，因而生產流程控制采用靠近工廠機器設備的ＣＰＰＳ。CPS是計算過程和物理過程的集成系統，利用嵌入式計算機和網絡對物理過程進行監測和控制，并通過反饋環實現計算過程和物理過程的相互影響。ＣＰＰＳ是一種網絡型嵌入式系統，它將打破在ＰＣ機時代建立的傳統自動化系統的體系架構，從而全面實現分布式智能。

　　３）安全可靠和可信的云網絡。智能工廠的ＩＴ設施建立在云計算網絡基礎上，云計算的本質是一種基于互聯網的服務模式，它類似于遠程數據中心。控制室可以理解為私有云，考慮到控制的可靠性要求非常高，為ＣＰＰＳ提供服務的Ａｐｐ平臺建立在工廠企業的私有云上。但是一些營運和生產管理，例如ＰＬＭ，ＳＣＭ，ＣＲＭ，ＱＭＳ，ＥＲＰ以及ＭＥＳ的一些功能可以通過云計算網絡提供服務，從而可以降低創建和優化基礎架構的成本、提升生產管理的智能化水平、高效地跨地域協同以及提高快速響應市場需求的能力等。

　　４）基于CPS的高級工廠輔助系統。“智能工廠創新聯盟”十分重視將各種無線技術、平板電腦、智能手機以及室內精確定位等多種ＩＴ領域成熟的最新技術，創新地引入新一代工廠系統，制成高級工廠輔助系統。２０１２年４月，谷歌公司發布了“谷歌眼鏡“新產品，這是一款可穿戴移動終端產品。“谷歌眼鏡“采用了“擴增實境”（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）又稱增強現實技術，在“實境”現實基礎上，將圖像、聲音和其他感官增強功能實時添加到真實世界的環境中，以虛擬現實把它擴增，把真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到同一個畫面或空間，可以使用戶充分感知和操控虛擬的立體圖像。

　　為此，“智能工廠創新聯盟”專門成立了項目組，經過研究試驗，打算將該技術用于工業維護系統：通過頭盔式顯示器將多種輔助信息顯示給用戶，包括虛擬儀表的面板、被維修設備的內部結構以及被維修設備零件圖等，從而大幅提高維護效率。利用這些高級工廠輔助系統還可以支持、幫助和培訓新一代工作人員。