2013彭瑜智慧工厂的基本结构和发展路径.pdf

科技自动化世界2013（夏） 智慧工厂的基本架构和发展路径 报告人：彭 瑜 上海工业自动化仪表研究院 PLCopen中国组织 时 间：2013年6月27日 内容提要 智慧工厂概念和具体实现的发展脉络 智慧工厂的基本架构 智慧工厂继承和有待发展的主要技术 小结 智慧工厂概念和具体实现的发展 用三个维度表达的智慧工厂 多年来工程技术界一直在探索数字化工厂应该如何完整而精确的描述。 2006年，美国ARC总结了以制造为中心的数字制造、以设计为中心的数 字制造和以管理为中心的数字制造，并考虑了原材料和能源供应和产品 的销售供应，提出用工程技术、生产制造和供应链这三个维度来描述工 厂的全部活动。 通过建立描述这三个维度的信息模型，利用适当的软件就能够完整表达 围绕产品设计、技术支持，生产制造以及原材料供应、销售和市场相关 的所有环节的活动 工厂描述的三个维度：工程、生产、供应链 经营 CMM 企业内 协调制造管理 ERP 供应链 PLM/ 客户 企业外 管理 S 关系 C客户s 供货商s PLM/ 管理 D CPM 物流 自动化 生产 ARC提出：用工程、生产制造、供应链三个维度 描述数字化工厂的模型 智慧工厂的全面描述 如果这些描述和表达能够得到实时数据的支持，还能够实时下达指令指 导这些活动，并且为实现全面的优化，能在这三个维度之间进行交互， 可以肯定地说这就是我们理想的数字化工厂或者叫智慧工厂。 换一种表达方式，我们可以把数字化工厂看做是实现了产品的数字化设 计、产品的数字化制造、经营业务过程和制造过程的数字化管理，以及 综合集成优化的过程。 不过，如何在现有技术的基础上发展智慧工厂，为了实现数字化智慧工 厂还需要开发哪些技术，ARC并没有明确的说法。 信息物理系统CPS 信息物理系统（Cyber Physical System，CPS），也有人称为信息 物理融合系统，最早是美国科学家相当于物联网的一种表述。它与物 联网相比，最显著的特点是强调物理过程与信息间的反馈。 2008年美国加利福利亚大学的Lee.E在其技术报告《信息物理系统： 设计挑战》中指出：信息物理系统是计算和物理过程的整合集成。嵌 入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制，通常系统具有物理过 程影响计算、计算也影响物理过程的反馈回路。 从自动化技术的观点看，CPS是一种工程系统，由一个嵌入在物体中 的计算和通信的内核，以及物理环境中的结构所监测和控制。 （Karl HenrikJohansson，2011） CPS在生产过程的实现构成了智慧工厂 德国的专家和教授基于制造立国和制造强国的理念，把CPS运用于生 产制