“工業(yè)4.0”是德國政府提出的高科技戰(zhàn)略計(jì)劃，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智能工廠（或稱智慧工廠）。智能工廠作為“工業(yè)4.0”項(xiàng)目的三大主題之首，著重研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。

　　“智能工廠”的概念最早由美國羅克韋爾自動(dòng)化有限公司CEO奇思·諾斯布希于2009年提出，其核心是工業(yè)化和信息化的高度融合。智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)。未來，將通過大數(shù)據(jù)與分析平臺(tái)，將云計(jì)算中由大型工業(yè)機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)信息（云端智能工廠），并結(jié)合綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。

　　智能工廠到底有多智能？

　　智能工廠通過“信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System簡稱CPS）”來建立一個(gè)完整的網(wǎng)路系統(tǒng)，這當(dāng)中包括了相互連結(jié)的智能機(jī)械、倉儲(chǔ)系統(tǒng)及高效的產(chǎn)品設(shè)備等，這些設(shè)備可以獨(dú)立自主的運(yùn)作，或者互相交換訊息、互相控制，并且以嵌入式系統(tǒng)來監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)境。當(dāng)指令經(jīng)過CPS系統(tǒng)時(shí)，縱向需要經(jīng)過工廠和公司的商業(yè)流程，橫向則連接了可以實(shí)時(shí)管理的衍生價(jià)值體系，這兩方面共同構(gòu)建了嵌入式制造的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。從生產(chǎn)機(jī)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制到整體工廠運(yùn)作無不講究智能，未來的工廠工人，將不再只是單調(diào)地操作機(jī)器，而是將自己的經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存到系統(tǒng)中，更加智能地與生產(chǎn)機(jī)器溝通互動(dòng)。

　　智能工廠的三個(gè)特質(zhì)：可視化、監(jiān)管全方位、綠色化

　　目前智能工廠概念仍眾說紛紜，其基本特征主要有制程管控可視化、系統(tǒng)監(jiān)管全方位及制造綠色化三個(gè)層面。

制程管控可視化

　　由于智能工廠高度的整合性，在產(chǎn)品制程上，包括原料管控及流程，均可直接實(shí)時(shí)展示于控制者眼前，此外，系統(tǒng)機(jī)具的狀況亦可實(shí)時(shí)掌握，減少因系統(tǒng)故障造成偏差。而制程中的相關(guān)數(shù)據(jù)均可保留在數(shù)據(jù)庫中，讓管理者得以有完整信息進(jìn)行后續(xù)規(guī)劃，也可以依生產(chǎn)線系統(tǒng)的現(xiàn)況規(guī)劃機(jī)具的維護(hù)。

　　系統(tǒng)監(jiān)管全方位

　　通過物聯(lián)網(wǎng)概念、以傳感器做鏈接使制造設(shè)備具有感知能力，系統(tǒng)可進(jìn)行識(shí)別、分析、推理、決策以及控制，這類制造裝備，可以說是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的深度結(jié)合。從訂單開始，到產(chǎn)品制造完成、入庫的生產(chǎn)制程信息，都可以在數(shù)據(jù)厙中一目了然，在遇到制程異常的狀況，控制者亦可更為迅速地作出反應(yīng)，以促進(jìn)更有效的工廠運(yùn)轉(zhuǎn)與生產(chǎn)。

　　制造綠色化

　　除了在制造上利用環(huán)保材料、留意污染等問題之外，需與上下游廠商間從資源、材料、設(shè)計(jì)、制造、廢棄物回收到再利用處理等方面形成綠色產(chǎn)品生命周期管理的循環(huán)，協(xié)助上下游廠商與客戶之間共同創(chuàng)造符合環(huán)保的綠色產(chǎn)品。

    建設(shè)智能工廠需要哪些基礎(chǔ)技術(shù)？

　　智能工廠的建設(shè)主要基于以下三大基礎(chǔ)技術(shù)。

　　無線感測器

　　無線感測器將是實(shí)現(xiàn)智能工廠的重要利器。儀器儀表的智慧化，主要是以微處理器和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為主，包括運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)路、遺傳演算法等智慧技術(shù)，使儀器儀表實(shí)現(xiàn)高速、高效、多功能、高機(jī)動(dòng)靈活等性能，如專家控制系統(tǒng)（Expert Control System，ECS）、模塊邏輯控制器（FLC—Fuzzy Logic Controller）等都成為智能工廠相關(guān)技術(shù)的關(guān)注焦點(diǎn)。

　　控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化（云端智能工廠）

　　在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，隨著應(yīng)用和服務(wù)向云端運(yùn)算轉(zhuǎn)移，資料和運(yùn)算位置的主要模式都已改變，云端運(yùn)算將可提供更完整的系統(tǒng)和服務(wù)。一旦完成連線，體系結(jié)構(gòu)、控制方法以及人機(jī)協(xié)作方法等制造規(guī)則，都會(huì)因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化而產(chǎn)生變化。此外，由于影像、語音信號等大數(shù)據(jù)高速率傳輸對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，對控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，更構(gòu)成嚴(yán)厲的挑戰(zhàn)，而且網(wǎng)絡(luò)上傳遞的資訊的多樣化都要靠控制系統(tǒng)的智慧能力，進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐袛嗖拍艿靡詫?shí)現(xiàn)。

　　工業(yè)通信無線化

　　工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過支持設(shè)備間的交互與物聯(lián)，提供低成本、高可靠、高靈活的新一代制造信息系統(tǒng)和環(huán)境。隨著無線技術(shù)日益普及，各家供應(yīng)商正在提供一系列軟硬體技術(shù)，協(xié)助在產(chǎn)品中增加通信功能。這些技術(shù)支援的通信標(biāo)準(zhǔn)包括藍(lán)牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。

　　未來的智能工廠使得許多沿用多年、占據(jù)主導(dǎo)地位的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)正面臨被淘汰、被更新?lián)Q代的命運(yùn)，而一批原先認(rèn)為是高端的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，也隨著智能工廠概念的到來，快速地走入實(shí)際應(yīng)用中，成為新時(shí)代的寵兒：

　　以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工控自動(dòng)化將成為主流；

　　PLC進(jìn)入第六代——微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性；

　　DCS系統(tǒng)走向測控管一體化設(shè)計(jì)；

　　控制系統(tǒng)向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展；

　　儀器儀表向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化發(fā)展；

　　數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展；

　　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向有線和無線相結(jié)合的方向發(fā)展；

　　工業(yè)控制軟件向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性方向發(fā)展。

　　數(shù)控系統(tǒng)也得跟著聰明起來！

　　數(shù)控系統(tǒng)的開放性不僅是“工業(yè)4.0”時(shí)代對數(shù)控系統(tǒng)提出的新要求，同時(shí)也為大型生產(chǎn)活動(dòng)的自動(dòng)化、信息化創(chuàng)造了有利條件。

　　北京精雕JD50數(shù)控系統(tǒng)也在向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性的方向不斷完善，已經(jīng)具備以下性能特點(diǎn)：

　　支持PLC、宏程序、在線測量及數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用

　　采用開放式體系架構(gòu)，硬件平臺(tái)提供多種總線接口，可靈活實(shí)現(xiàn)與各類外部設(shè)備的連接，為大型加工企業(yè)的自動(dòng)化改造提供了軟、硬件支持

　　提供包括加工文件操作、機(jī)床信息獲取、機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控、機(jī)床遠(yuǎn)程控制在內(nèi)的四大類網(wǎng)絡(luò)接口，可以輕松接入客戶工廠的信息化管理系統(tǒng)

　　支持半導(dǎo)體設(shè)備通訊標(biāo)準(zhǔn)接口SECS，支持包括HSMS、SECS-Ⅱ和GEM在內(nèi)的三層標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，能快速接入高度自動(dòng)化的半導(dǎo)體制造廠的CIMS（Computer Integrated Manufacturing System，計(jì)算機(jī)集成制造管理系統(tǒng)）