1、引言:智能生產(chǎn)需要實(shí)現(xiàn)兩種不同性質(zhì)的自動(dòng)化，一種是生產(chǎn)裝備的自動(dòng)化，另一種是數(shù)據(jù)流動(dòng)的自動(dòng)化。

生產(chǎn)裝備的自動(dòng)化對制造企業(yè)而言是非常容易理解的，它是通過自動(dòng)化的機(jī)床、機(jī)器人等各類自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的過程自動(dòng)化，但數(shù)據(jù)流動(dòng)的自動(dòng)化又該如何理解?在智能工廠中，數(shù)據(jù)是如何自動(dòng)化流動(dòng)的?需要經(jīng)過“幾關(guān)”?

2、數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)是工業(yè)4.0的精髓

在德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略中，有縱向集成、端對端集成、橫向集成3項(xiàng)集成，這是工業(yè)4.0中非常重要的概念，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間價(jià)值流集成的關(guān)鍵。

縱向集成主要是將各種不同層面的IT系統(tǒng)集成在一起，例如，執(zhí)行器與傳感器、控制、生產(chǎn)管理、制造和執(zhí)行及企業(yè)計(jì)劃等不同層面(摘自德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃實(shí)施建議)。從信息化角度來看，就是在企業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)研發(fā)、計(jì)劃、工藝、生產(chǎn)、服務(wù)等各環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)，如圖1所示。

圖1 縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)

端對端集成則是通過產(chǎn)品全價(jià)值鏈和為客戶需求而協(xié)作的不同公司，使現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界完成整合。端對端集成更加突出了以產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等為主線，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)，如圖2所示。

圖2 端對端集成

作為3項(xiàng)集成中的最高層次，橫向集成是指將各種使用不同制造階段和商業(yè)計(jì)劃的IT系統(tǒng)集成在一起，這其中既包括一個(gè)公司內(nèi)部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司間的配置(價(jià)值網(wǎng)絡(luò))，即以產(chǎn)品供應(yīng)鏈為主線，通過數(shù)據(jù)在企業(yè)之間的自動(dòng)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一種社會(huì)化協(xié)同生產(chǎn)，如圖3所示。

圖3 橫向集成

由圖3可知，在企業(yè)內(nèi)部的市場、銷售、管理、計(jì)劃、生產(chǎn)、工程各環(huán)節(jié)以及外部的設(shè)計(jì)人員、客戶、供應(yīng)商、分包商等眾多角色之間實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)有序流動(dòng)。

通過德國工業(yè)4.0對3項(xiàng)集成的定義可以看出，工業(yè)4.0愿景中，在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間、社會(huì)化的智能制造及服務(wù)中，數(shù)據(jù)自動(dòng)有序的流動(dòng)是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要技術(shù)。

3、企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)是打造智能工廠的基礎(chǔ)

未來的企業(yè)是價(jià)值驅(qū)動(dòng)的企業(yè)，是數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的企業(yè)，而數(shù)據(jù)自由有序的流動(dòng)是智能工廠的前提與基礎(chǔ)。

機(jī)器聯(lián)機(jī)器暢通數(shù)據(jù)流

現(xiàn)在的電腦、手機(jī)等終端都接入了網(wǎng)絡(luò)。試想一下，如果這些智能終端不能聯(lián)網(wǎng)工作而只能單機(jī)工作，單是影響工作效率不說，幾天下來，我們就可能要崩潰了：沒有網(wǎng)絡(luò)，怎么工作?同樣，一臺(tái)機(jī)器即便自身的智能化程度非常高，能發(fā)揮的作用畢竟是有限的。

通過專業(yè)的設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將網(wǎng)口、串口等不同的接口形式，不同的數(shù)字控制系統(tǒng)，數(shù)控銑床、數(shù)控車床、加工中心、機(jī)器人等不同的數(shù)字化機(jī)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的互聯(lián)互通，可徹底改變以前機(jī)器信息化孤島的局面，從而可以發(fā)揮機(jī)器集群控制的優(yōu)勢，形成機(jī)器群體的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，實(shí)現(xiàn)集約化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化的生產(chǎn)模式。