1、引言
智能生產需要實現兩種不同性質的自動化,一種是生產裝備的自動化,另一種是數據流動的自動化。
生產裝備的自動化對制造企業而言是非常容易理解的,它是通過自動化的機床、機器人等各類自動化設備實現生產設備的過程自動化,但數據流動的自動化又該如何理解?在智能工廠中,數據是如何自動化流動的?需要經過“幾關”?
2、數據自動流動是工業4.0的精髓
在德國工業4.0戰略中,有縱向集成、端對端集成、橫向集成3項集成,這是工業4.0中非常重要的概念,是實現企業內、企業間價值流集成的關鍵。
縱向集成主要是將各種不同層面的IT系統集成在一起,例如,執行器與傳感器、控制、生產管理、制造和執行及企業計劃等不同層面(摘自德國工業4.0戰略計劃實施建議)。從信息化角度來看,就是在企業內實現研發、計劃、工藝、生產、服務等各環節間的數據自動流動,如圖1所示。
端對端集成則是通過產品全價值鏈和為客戶需求而協作的不同公司,使現實世界與數字世界完成整合。端對端集成更加突出了以產品的研發、生產、銷售、服務等為主線,實現企業間的數據自動流動,如圖2所示。
作為3項集成中的高層次,橫向集成是指將各種使用不同制造階段和商業計劃的IT系統集成在一起,這其中既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置,也包括不同公司間的配置(價值網絡),即以產品供應鏈為主線,通過數據在企業之間的自動流動,實現一種社會化協同生產,如圖3所示。
由圖3可知,在企業內部的市場、銷售、管理、計劃、生產、工程各環節以及外部的設計人員、客戶、供應商、分包商等眾多角色之間實現了數據的自動有序流動。
通過德國工業4.0對3項集成的定義可以看出,工業4.0愿景中,在企業內部、企業之間、社會化的智能制造及服務中,數據自動有序的流動是實現智能制造的重要技術。