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[摘 要]新的时代，通信以及信息技术领域的发展是突破性的，智能网络与物理世界之间连接与融合产生了信息物理融合以及物联网系统。为了使制造业世界领先的地位得到确保，德國率先在制造工业中应用了信息物理融合系统的相关技术，实现了第四次工业革命（工业4.0）的开启。本文主要对工业4.0的目标及愿景、主要内容以及双战略的采用进行全面的论述，对智能工厂的体系架构进行深入分析，并对智能工厂中的创新研究项目的开展进行阐述。以便于借助工业4.0的方案、理念以及路线，进行我国装备制造业的升级转型。
[关键词]工业4.0；装备制造；智能工厂
中图分类号：G249 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0203-01
在新的时期，世界经济逐渐出现新的局面，经济具有较慢的增长速度，且波澜起伏。在信息技术的推动下，以德国为代表的工业国家，开启的工业4.0的战略计划，实现了产品制造的智能化推动。其中实现了对于通信以及感知能力、动态数字存储器的集成，实现整个生命周期以及供应链中所需要的各样信息的承载；其生产价值链中能够实现全部的生产设备的集成并实现其自组织的过程，同时能够根据情况进行灵活的生产。智能工程旨在建立数字化以及个性化的，灵活性高度的服务以及产品的生产模式。在这种模式里，传统中行业之间的界限将逐步消失，并形成新的合作和形式和活动领域。
一、通信以及信息技术的遵循“15年周期定量”的发展模式
在计算机技术领域中，“15年周期定律”是非常著名的，也就是每个15年技术就会出现一次新的变革。在互联网以及移动通信技术发展过程中，新一代信息技术逐渐崭露头角，而产业的转型则主要是由物联网、移动互联网、社交媒体、大数据以及云计算等技术的推动下实现的。
物联网技术在互联网发展的基础上，使用无线数据通信、RFID等技术，实现了世界上事物的连接。物品在物联网中通过计算机互联网进行信息的共享以及互联的过程，并能够实现自我识别。但是因为物联网中的物品不能够实现自治以及控制的能力，因而大多是在服务器和物品之间实现通信，物品之间的协同控制没有办法实现。
二、互联网技术被信息物理融合技术推向了一个新高度
为了实现互联网中融入控制系统，信息物理融合系统被提出来，其实现了互联网技术的一次新的进步。最近几年，使用平板电脑、电子阅读器、智能手机实现向信息世界传递物理信息的过程，物理内容在信息世界精心加工后可以适应各类信息的服务和应用中。这就为创新服务的构建打开道路空间，实现了物理世界及其社交活动的更好互动和理解，使其互动以及扩增感知的能力得到促进。信息物理融合系统就由此产生，也被称为“工业互联网”。
本质上来讲，物理世界能够通过信息物理融合系统（CPS）实现实体一定程度的自治以及感知能力的部署，使其变成“智能物体，”其传输信息、协同互联等过程通过网路来实现，以达到虚拟世界与物理实现真正的融合。从应用的角度讲，CPS将人与物理世界的互动的方式改变了。
三、CPS将工业4.0的革命开启
作为工业化以及技术水平的都处于领先水平的国家，德国率先开启了应用CPS实现制造工业的技术创新的过程，提出了在CPS基础上实现工业4.0的战略性计划。
工业4.0时代，每个工厂都需要将“数字企业平台”建立起来，实现基础架构与虚拟环境间通过开发接口进行融合，实现信息与物理相融合的生产系统。实现“自动化生产”向“智能化生产”的成功转型。作为智能网络中的一部分，工业4.0引领所有工业领域实现物联网以及其内部服务的推动，形成系统和产品在整个价值网络上的智能化发展。
工业4.0是实现智能的方法、规范以及产品的集中创建过程，变更常规的价值链，推动新的业务模式的出现。其能够为制造、物流、运行、规划以及工程的整个过程实现可靠性、灵活性更强，质量更高的整套标准，推动价值链更具实时性和动态性，并能够实现自组织的最佳状态。其建立在CPS平台基础上，实现全生命周期的智能产品以及智能工厂中的所有业务的协调过程。实现系统、对象、人员之间的互联。
四、对于制造业市场以及装备制造业供应商进行领导的双战略
工业4.0在CPS的基础上实现了市场以及技术的双战略，其在战略层面上将水平的价值网络创建出来，同时在业务层面上，跨越了整个价值链，提供了端到端的集成，实现了网络化的制造系统以及垂直集成的过程。
水平集成是实现各个工厂中，不同阶段的业务以及制造流程的集成过程，而集成的主要目的就是要实现端到端解决方案的提供。端到端系统可以实现不同技术学科间知识的跨越应用，将整体性系统的性能实现，同时其能够实现最优化的价值链。在端到端解决方案的实现过程中，会使用垂直集成，其主要是实现各个工程系统中不同层级之间的集成过程。
五、智能工厂的架构体系
因为在物流以及制造中使用CPS，并将物联网及其服务应用于工业流程中，实现了创新型的工厂系统，也就是智能工厂，其与传统工程完全不同，在智能工厂中主要使用架构体系是面向服务的。其主要架构如图1所示。
从上图可以看出，智能工厂的架构，在传统的自动化生产系统中现场级应用是使用物联网技术实现的；对于传统的控制级，是应用CPS来实现的；对应监控管理系统与可信且可靠的云网络主干网实现连接是应用服务互联网来实现服务的提供过程的。
六、结束语
智能工厂系统的实现需要将传统的工业自动化技术进一步向通信以及信息技术领域开放。因而我们需要借鉴德国的先进经验和新的理念，实现技术转型的持续发展，对在工业互联网领域引入新的技术更加重视，实现装备制造业的加快升级转型。
参考文献
[1] 温景容，武穆清，宿景芳.信息物理融合系统[J].自动化学报，2012，38（4）：11—22.
[2] 杨刚，沈沛意，郑春红，等.物联网理论与技术[M].北京：科学出版社，2010：2-5.
[关键词]工业4.0；装备制造；智能工厂
中图分类号：G249 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0203-01
在新的时期，世界经济逐渐出现新的局面，经济具有较慢的增长速度，且波澜起伏。在信息技术的推动下，以德国为代表的工业国家，开启的工业4.0的战略计划，实现了产品制造的智能化推动。其中实现了对于通信以及感知能力、动态数字存储器的集成，实现整个生命周期以及供应链中所需要的各样信息的承载；其生产价值链中能够实现全部的生产设备的集成并实现其自组织的过程，同时能够根据情况进行灵活的生产。智能工程旨在建立数字化以及个性化的，灵活性高度的服务以及产品的生产模式。在这种模式里，传统中行业之间的界限将逐步消失，并形成新的合作和形式和活动领域。
一、通信以及信息技术的遵循“15年周期定量”的发展模式
在计算机技术领域中，“15年周期定律”是非常著名的，也就是每个15年技术就会出现一次新的变革。在互联网以及移动通信技术发展过程中，新一代信息技术逐渐崭露头角，而产业的转型则主要是由物联网、移动互联网、社交媒体、大数据以及云计算等技术的推动下实现的。
物联网技术在互联网发展的基础上，使用无线数据通信、RFID等技术，实现了世界上事物的连接。物品在物联网中通过计算机互联网进行信息的共享以及互联的过程，并能够实现自我识别。但是因为物联网中的物品不能够实现自治以及控制的能力，因而大多是在服务器和物品之间实现通信，物品之间的协同控制没有办法实现。
二、互联网技术被信息物理融合技术推向了一个新高度
为了实现互联网中融入控制系统，信息物理融合系统被提出来，其实现了互联网技术的一次新的进步。最近几年，使用平板电脑、电子阅读器、智能手机实现向信息世界传递物理信息的过程，物理内容在信息世界精心加工后可以适应各类信息的服务和应用中。这就为创新服务的构建打开道路空间，实现了物理世界及其社交活动的更好互动和理解，使其互动以及扩增感知的能力得到促进。信息物理融合系统就由此产生，也被称为“工业互联网”。
本质上来讲，物理世界能够通过信息物理融合系统（CPS）实现实体一定程度的自治以及感知能力的部署，使其变成“智能物体，”其传输信息、协同互联等过程通过网路来实现，以达到虚拟世界与物理实现真正的融合。从应用的角度讲，CPS将人与物理世界的互动的方式改变了。
三、CPS将工业4.0的革命开启
作为工业化以及技术水平的都处于领先水平的国家，德国率先开启了应用CPS实现制造工业的技术创新的过程，提出了在CPS基础上实现工业4.0的战略性计划。
工业4.0时代，每个工厂都需要将“数字企业平台”建立起来，实现基础架构与虚拟环境间通过开发接口进行融合，实现信息与物理相融合的生产系统。实现“自动化生产”向“智能化生产”的成功转型。作为智能网络中的一部分，工业4.0引领所有工业领域实现物联网以及其内部服务的推动，形成系统和产品在整个价值网络上的智能化发展。
工业4.0是实现智能的方法、规范以及产品的集中创建过程，变更常规的价值链，推动新的业务模式的出现。其能够为制造、物流、运行、规划以及工程的整个过程实现可靠性、灵活性更强，质量更高的整套标准，推动价值链更具实时性和动态性，并能够实现自组织的最佳状态。其建立在CPS平台基础上，实现全生命周期的智能产品以及智能工厂中的所有业务的协调过程。实现系统、对象、人员之间的互联。
四、对于制造业市场以及装备制造业供应商进行领导的双战略
工业4.0在CPS的基础上实现了市场以及技术的双战略，其在战略层面上将水平的价值网络创建出来，同时在业务层面上，跨越了整个价值链，提供了端到端的集成，实现了网络化的制造系统以及垂直集成的过程。
水平集成是实现各个工厂中，不同阶段的业务以及制造流程的集成过程，而集成的主要目的就是要实现端到端解决方案的提供。端到端系统可以实现不同技术学科间知识的跨越应用，将整体性系统的性能实现，同时其能够实现最优化的价值链。在端到端解决方案的实现过程中，会使用垂直集成，其主要是实现各个工程系统中不同层级之间的集成过程。
五、智能工厂的架构体系
因为在物流以及制造中使用CPS，并将物联网及其服务应用于工业流程中，实现了创新型的工厂系统，也就是智能工厂，其与传统工程完全不同，在智能工厂中主要使用架构体系是面向服务的。其主要架构如图1所示。
从上图可以看出，智能工厂的架构，在传统的自动化生产系统中现场级应用是使用物联网技术实现的；对于传统的控制级，是应用CPS来实现的；对应监控管理系统与可信且可靠的云网络主干网实现连接是应用服务互联网来实现服务的提供过程的。
六、结束语
智能工厂系统的实现需要将传统的工业自动化技术进一步向通信以及信息技术领域开放。因而我们需要借鉴德国的先进经验和新的理念，实现技术转型的持续发展，对在工业互联网领域引入新的技术更加重视，实现装备制造业的加快升级转型。
参考文献
[1] 温景容，武穆清，宿景芳.信息物理融合系统[J].自动化学报，2012，38（4）：11—22.
[2] 杨刚，沈沛意，郑春红，等.物联网理论与技术[M].北京：科学出版社，2010：2-5.