7月23日，“工業(yè)4.0與智能制造領(lǐng)域創(chuàng)新實(shí)踐國際研討會”上在清華召開，PLCopen中國組織主席彭瑜以“智慧工廠使能技術(shù)和中國制造業(yè)的發(fā)展路徑”發(fā)表了演講。圍繞德國工業(yè)4.0的定義和設(shè)計(jì)原理和智慧工廠概念和基本架構(gòu)等話題進(jìn)行了闡述。
他表示，工業(yè)4.0是一個為價(jià)值鏈組織使用的技術(shù)和概念的集合名詞。在工業(yè)4.0的智慧工廠的模塊化架構(gòu)中，CPS監(jiān)控物理過程，建立物理世界的一種虛擬拷貝，并實(shí)施分布式?jīng)Q策。通過物聯(lián)網(wǎng)，CPS之間、CPS與人之間進(jìn)行實(shí)時通信和協(xié)調(diào)；通過服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)，提供內(nèi)部的和跨組織的服務(wù)，同時被價(jià)值鏈的參與者所利用。
在彭瑜看來，互操作性是工業(yè)4.0中非常重要的實(shí)現(xiàn)技術(shù)（enabler）。在不同CPS之間、CPS與人之間，通過IoT和IoS互聯(lián)互通，必須在不同行業(yè)/專業(yè)和相應(yīng)的行業(yè)技術(shù)/專業(yè)技術(shù)之間沒有歧義的、明確的信息傳遞和交換，這就是語義互操作性。成功實(shí)現(xiàn)不同制造業(yè)的CPS間的互聯(lián)互通的關(guān)鍵因素，將是語義互操作性的標(biāo)準(zhǔn)化。在工業(yè)4.0的一個實(shí)驗(yàn)性樣板工程SmartFactoryKL中，語義互操作意味著在這個工廠中所有的CPS（工件的加工工段、工件的傳輸載體、裝配工段以及產(chǎn)品）彼此間都能夠通過開放式網(wǎng)絡(luò)和語義描述進(jìn)行通信。
彭瑜在介紹智慧工廠的概念和架構(gòu)時表示，數(shù)字化工廠是利用數(shù)字化技術(shù)，集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、生產(chǎn)管理、企業(yè)管理、銷售和供應(yīng)鏈等專業(yè)人員的知識、智慧和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、銷售、服務(wù)的現(xiàn)代化工廠模式。這種模式特別依賴泛在網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)，實(shí)時獲取工廠內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，有效優(yōu)化生產(chǎn)組織的全部活動，達(dá)到生產(chǎn)效率、物流運(yùn)轉(zhuǎn)效率、資源利用效率最高，對環(huán)境影響最小，還能充分發(fā)揮從業(yè)人員能動性。
“智慧工廠首先應(yīng)該是數(shù)字化工廠，即在工程技術(shù)維度、生產(chǎn)制造維度以及生產(chǎn)供應(yīng)和銷售維度全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步發(fā)展為實(shí)現(xiàn)了工程技術(shù)智能化、生產(chǎn)制造智能化以及生產(chǎn)供應(yīng)和銷售智能化的工廠模式。”彭瑜如是說。
據(jù)了解，多年來工程技術(shù)界一直在探索數(shù)字化工廠（實(shí)現(xiàn)智慧工廠的基礎(chǔ)），應(yīng)該如何完整而精確的描述。由于按工藝流程劃分，存在流程工業(yè)和離散制造業(yè)的生產(chǎn)工廠，不同行業(yè)的數(shù)字化工廠需要建立不同的模型，采用不同的方法，尋找和開發(fā)適當(dāng)?shù)拿枋龉ぞ摺?span lang="EN-US">
另外，他認(rèn)為不同專業(yè)的人從各自工作的需要觸發(fā)，開發(fā)研究數(shù)字化工廠的描述方法和實(shí)施工具。分別形成了以制造為中心的數(shù)字化工廠的方法和工具、以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字化工廠的方法和工具和以管理為中心的數(shù)字化工廠的方法和工具。
2006年，美國ARC總結(jié)了以制造為中心的數(shù)字制造、以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字制造和以管理為中心的數(shù)字制造，并考慮了原材料和能源供應(yīng)和產(chǎn)品的銷售供應(yīng)，提出用工程技術(shù)、生產(chǎn)制造和供應(yīng)鏈這三個維度來描述工廠的全部活動。通過建立描述這三個維度的信息模型，利用適當(dāng)?shù)能浖湍軌蛲暾磉_(dá)圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)支持，生產(chǎn)制造以及原材料供應(yīng)、銷售和市場相關(guān)的所有環(huán)節(jié)的活動。
如果這些描述和表達(dá)能夠在這三個維度各自貫通，得到實(shí)時數(shù)據(jù)的支持，還能夠?qū)崟r下達(dá)指令指導(dǎo)這些活動，并且為實(shí)現(xiàn)全面的優(yōu)化，能在這三個維度之間進(jìn)行交互，可以肯定地說這就是我們理想的數(shù)字化工廠。
“我們可以把數(shù)字化工廠看做是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的數(shù)字化制造、經(jīng)營業(yè)務(wù)過程和制造過程的數(shù)字化管理，以及綜合集成優(yōu)化的過程。”彭瑜認(rèn)為，正式在這樣的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化、產(chǎn)品制造的智能化，以及管理的智能化，才能創(chuàng)建智慧工廠。他話鋒一轉(zhuǎn)：“然而，如何在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)發(fā)展數(shù)字化工廠，為了實(shí)現(xiàn)智慧工廠還需要開發(fā)哪些技術(shù)，制定哪些規(guī)范，都有待于研究。”
“工業(yè)4.0的理念和規(guī)劃是革命性的，但工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)形式必定是漸進(jìn)的，即使在德國也需要起碼二十年的時間。”彭瑜在小結(jié)中展現(xiàn)了其長遠(yuǎn)的目光：“盡管工業(yè)4.0的規(guī)劃是針對制造業(yè)和裝備制造業(yè)的，但它絕不是單獨(dú)的工業(yè)革命，它必將帶來更廣泛的社會變革。所以我們可以說，這是一種系統(tǒng)性的變革。”
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