智慧工廠是從現有的各種工業自動化技術的基礎上吸收IT技術逐漸發展的。完成這些需要注意分布式自動化、開放的通信和語義可互操作性三個方面。
分布式自動化是用現場總線將傳感器、變送器和執行器鏈接、空間分布對象的數據采集、集中式的PLC轉向算法和數據處理。它的特性是在基本服務中對機電一體化功能進行功能性封裝、清晰定義的服務接口(如WSDL)、標準化的通信接口(如SOAP、DPWS),為自動化部件提供可互操作性、便于集成,花最少時間完成集成、過程控制的程序,易于控制,也便于修改。將來不是所有的功能都在一個集中的系統完成,而可能是有許多的功能,通過智慧體完成各種各樣的協調,是一個很好的方法,這對于CPS智慧工廠非常重要。
開放式通信架構, 不管是運動控制、工廠自動化或者是過程自動化,將來都要追求一種界面,在通信的時候對硬件沒有依賴,所有不同通信的規約,甚至在一種總線下運行。這樣才是一個開放性程序,能把各種技術融合起來,這種理念對將來真正實現智慧工廠有很好的作用。
關于垂直集成和水平集成的互操作問題。垂直集成意味著在企業管理層的軟件和自動化設備之間建立數據連接,要使信號能提升為具有顯性含義。垂直集成是要讓在工廠生產的所有信息都能隨機存取的集成,可以用OPC、UA,有了OPC可以從基礎的嵌入式系統通到ERP上,這一點是可行的技術,可以有開發平臺。
語義互操作是指計算機系統傳輸明確的共享數據能力,它是對信息系統之間能夠進行可用機器計算的邏輯、推理、知識發展和數據聯合的要求。一個計算機系統和另外一個計算機系統進行數據交換時,不僅僅交換數據,而是交換定義非常明確而且可以共享的數據,這樣在任意一個系統里,不會發生歧義,這是將來要實現智慧工廠的重要方法。
面向服務的架構SOA是一種不受限與具體技術的體系結構,在SOA中,迫切要求服務提供者與服務需求者之間進行有效的通信,而無需考慮信息結構、與業務相關的人為因素和其它文件的異構(即非同一性),這種要求稱為語義的可互操作性。通常認為技術方法是服務的要求者與提供者之間進行有效協調和集成的最大障礙,實際上語義的互操作性才是根源性的問題。
智慧工廠是工業自動化技術和IT技術深度融合的產物,工業物聯網和工業服務網是智慧工廠的信息技術基礎。工業自動化中的ERP—MES—PCS三層級架構、以PLM為中心的工廠產品設計和售后服務,以SCR、CRM等為中心的原材料供應物流和制成品的銷售物流,在智慧工廠中繼續發揮作用,但又面臨許多新的發展要求。
工業自動化技術是這場第四次工業革命的主力技術,不過它必須遁溯IT技術所要求的那樣,進一步加快開放的步伐。工業自動化技術應該將其研究的重點,從在各個分割的研究領域(例如分布式系統、工業通信技術等)進行局部的和遞增式的改進,改變到按構建智慧工廠所要求的科學技術和工程技術,積極推動中國制造業走向“數字智造”的先鋒。
(審核編輯: Doris)
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