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近幾年，伴隨著資訊技術(shù)向工業(yè)滲透，工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)位化工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等，一批新的智能制造方案，開始成為熱門詞匯。
不過各工業(yè)大國制造業(yè)門類齊全，各行各業(yè)都有，而且數(shù)位化和智能化程度各不相同，不同企業(yè)適合不同的方案。為方便對制造企業(yè)的數(shù)位化和智能化進(jìn)行分析，小編認(rèn)為可以將企業(yè)數(shù)位化和智能化劃分成四大階段進(jìn)行討論。
一、自動化產(chǎn)線與生產(chǎn)裝備
不論是離散制造企業(yè)，還是流程加工企業(yè)，使用自動化裝備進(jìn)行生產(chǎn)，也就是實現(xiàn)工廠的裝備自動化，都是智能制造的基本方式。自動化行業(yè)發(fā)展了很多年，很多行業(yè)都有專門的自動化解決方案商，近兩年機器人也被越來越多的企業(yè)所采用。
使用自動化裝備實現(xiàn)機器換人，直觀地提升生產(chǎn)效率，只要投資回收期在可接受范圍內(nèi)，是企業(yè)最瞭解，也意愿最強的升級改造方案。
二、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集
智能化生產(chǎn)以資訊化為基礎(chǔ)，而將工廠裡各式設(shè)備接入網(wǎng)路，采集設(shè)備的數(shù)據(jù)，則是資訊化的基礎(chǔ)。針對不同工業(yè)設(shè)備，數(shù)據(jù)采集有不同的方式：
有數(shù)據(jù)接口的設(shè)備，如機器人，機床，PLC 控制器，智能化儀器儀表等，將設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)?Gateway。
沒有現(xiàn)成數(shù)據(jù)的設(shè)備，透過安裝感測器，或進(jìn)行智能化改造，增加通訊能力，基于有線或無線方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾ateway。
數(shù)據(jù)傳輸?shù)?Gateway 后，Gateway 基于邊緣計算，進(jìn)行數(shù)據(jù)就地分析和儲存，或?qū)?shù)據(jù)、分析結(jié)果匯總，透過有線或無線的方式，傳輸?shù)焦谢蛩接性扑欧鳎M(jìn)行顯示和后續(xù)分析。
設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)接入需要達(dá)成三個層次：互聯(lián)(硬體接口的連接)、互通(軟件層面的數(shù)據(jù)格式與規(guī)范)、語義互操作(語義的定義與規(guī)范)，其中前兩個層次相對簡單，第三個層次由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，實現(xiàn)起來較難，不過也有 OPC UA 等協(xié)議，正逐步成為推薦的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
三、數(shù)據(jù)打通與直接應(yīng)用
1.新型 MES/ERP 軟件
除了設(shè)備處采集的數(shù)據(jù)，工廠生產(chǎn)管理軟件中，也存在很多數(shù)據(jù)。過去這些數(shù)據(jù)以離散的數(shù)據(jù)孤島存在，彼此資訊隔離，各級管理數(shù)據(jù)不能很好的綜合分析。
如今一些企業(yè)開始透過新型管理軟件，對工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合打通，并在此基礎(chǔ)上提供更高效的資訊傳遞、生產(chǎn)管理和協(xié)同。
新形態(tài)管理軟件名稱，以 MES/ERP 等呈現(xiàn)，但功能基本是實現(xiàn)過去 MES、ERP、CRM，甚至 OA 等功能的綜合整合。很多企業(yè)提供給工廠的，通常不只是一套軟件，而是整套工廠改造的解決方案。
2.遠(yuǎn)端運維系統(tǒng)
基于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，一些企業(yè)為自家產(chǎn)品，或裝備制造企業(yè)，提供裝備遠(yuǎn)端運維解決方案。透過在裝備中加裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，使裝備廠商，可以遠(yuǎn)端隨時隨地對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、升級和維護(hù)等操作，更好的瞭解產(chǎn)品的使用狀況，完成產(chǎn)品全生命週期的資訊收集，指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計和售后服務(wù)。
基于 IoT 可以遠(yuǎn)端監(jiān)控的指標(biāo)如：設(shè)備分布、狀態(tài)，用戶活躍度監(jiān)測;行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)用量統(tǒng)計分析;遠(yuǎn)端異常報警，故障分析，授權(quán)開關(guān)機設(shè)備監(jiān)測等。
在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，還可以開展諸如設(shè)備租賃、設(shè)備保險、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈等創(chuàng)新業(yè)務(wù)。
3.AR輔助作業(yè)
基于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，一些企業(yè)為自家產(chǎn)品或裝備制造企業(yè)，提供裝備遠(yuǎn)端運維解決方案。透過在裝備中加裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，使裝備廠商可以遠(yuǎn)端隨時隨地，對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、升級和維護(hù)等操作，更好的瞭解產(chǎn)品的使用狀況，完成產(chǎn)品全生命週期的資訊收集，指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計和售后服務(wù)。
基于 IoT 可以遠(yuǎn)端監(jiān)控的指標(biāo)如：設(shè)備分布，狀態(tài)，用戶活躍度監(jiān)測;行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)用量統(tǒng)計分析;遠(yuǎn)端異常報警，故障分析，授權(quán)開關(guān)機設(shè)備監(jiān)測等。
在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，還可以開展諸如設(shè)備租賃、設(shè)備保險、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈等創(chuàng)新業(yè)務(wù)。
4. AR 輔助作業(yè)
在工廠全面數(shù)位化的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品研發(fā)類企業(yè)透過數(shù)位化雙胞胎，從而實現(xiàn)更高階段智能化邁進(jìn)。數(shù)位化雙胞胎以數(shù)位化方式，為真實產(chǎn)品、設(shè)備、工廠等實體對象，創(chuàng)建虛擬模型，模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為特徵，創(chuàng)建對應(yīng)的仿真數(shù)位化模型，完整真實在數(shù)位世界中再現(xiàn)整個企業(yè)，使企業(yè)在實際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，在生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個企業(yè)流程。
數(shù)位化雙胞胎具體包括「產(chǎn)品數(shù)位化雙胞胎」、「生產(chǎn)工藝流程數(shù)位化雙胞胎」和「設(shè)備數(shù)位化雙胞胎」三個領(lǐng)域。
以上四個階段并不是嚴(yán)格按順序進(jìn)行的，各階段不是孤立的，邊界比較模煳，很多具體應(yīng)用方案，可能跨越其中多個階段。工廠的改造，也不一定都是從自動化裝備開始。
多數(shù)情況下客戶工廠需要的方案，跨越了數(shù)位化改造的多個階段，但不同供應(yīng)商的業(yè)務(wù)，側(cè)重點和覆蓋范圍各不相同，不少供應(yīng)商或工廠實施的是跨越多階段的方案，但自身技術(shù)和能力會側(cè)重其中某個階段的工作。也有一些企業(yè)聲稱，提供智能工廠整體解決方案。
在單個工廠數(shù)位化的基礎(chǔ)上，工廠還可以透過C2M模式，與消費者建立連接，透過工業(yè)網(wǎng)路平臺，與整個行業(yè)和產(chǎn)業(yè)上下游建立起連接。
