智能工廠：自動(dòng)化制造業(yè)的未來(lái)
“工業(yè)4.0”是德國(guó)政府提出的高科技戰(zhàn)略計(jì)劃，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智能工廠（或稱智慧工廠）。智能工廠作為“工業(yè)4.0”項(xiàng)目的三大主題之首，著重研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。
“智能工廠”的概念最早由美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化有限公司CEO奇思·諾斯布希于2009年提出，其核心是工業(yè)化和信息化的高度融合。智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)。未來(lái)，將通過(guò)大數(shù)據(jù)與分析平臺(tái)，將云計(jì)算中由大型工業(yè)機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)信息（云端智能工廠），并結(jié)合綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。
智能工廠到底有多智能？
智能工廠通過(guò)“信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System簡(jiǎn)稱CPS）”來(lái)建立一個(gè)完整的網(wǎng)路系統(tǒng)，這當(dāng)中包括了相互連結(jié)的智能機(jī)械、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)及高效的產(chǎn)品設(shè)備等，這些設(shè)備可以獨(dú)立自主的運(yùn)作，或者互相交換訊息、互相控制，并且以嵌入式系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)境。當(dāng)指令經(jīng)過(guò)CPS系統(tǒng)時(shí)，縱向需要經(jīng)過(guò)工廠和公司的商業(yè)流程，橫向則連接了可以實(shí)時(shí)管理的衍生價(jià)值體系，這兩方面共同構(gòu)建了嵌入式制造的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。從生產(chǎn)機(jī)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制到整體工廠運(yùn)作無(wú)不講究智能，未來(lái)的工廠工人，將不再只是單調(diào)地操作機(jī)器，而是將自己的經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存到系統(tǒng)中，更加智能地與生產(chǎn)機(jī)器溝通互動(dòng)。
智能工廠的三個(gè)特質(zhì)：
可視化、監(jiān)管全方位、綠色化
目前智能工廠概念仍眾說(shuō)紛紜，其基本特征主要有制程管控可視化、系統(tǒng)監(jiān)管全方位及制造綠色化三個(gè)層面。
制程管控可視化
由于智能工廠高度的整合性，在產(chǎn)品制程上，包括原料管控及流程，均可直接實(shí)時(shí)展示于控制者眼前，此外，系統(tǒng)機(jī)具的狀況亦可實(shí)時(shí)掌握，減少因系統(tǒng)故障造成偏差。而制程中的相關(guān)數(shù)據(jù)均可保留在數(shù)據(jù)庫(kù)中，讓管理者得以有完整信息進(jìn)行后續(xù)規(guī)劃，也可以依生產(chǎn)線系統(tǒng)的現(xiàn)況規(guī)劃?rùn)C(jī)具的維護(hù)。
系統(tǒng)監(jiān)管全方位
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)概念、以傳感器做鏈接使制造設(shè)備具有感知能力，系統(tǒng)可進(jìn)行識(shí)別、分析、推理、決策以及控制，這類制造裝備，可以說(shuō)是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的深度結(jié)合。從訂單開(kāi)始，到產(chǎn)品制造完成、入庫(kù)的生產(chǎn)制程信息，都可以在數(shù)據(jù)厙中一目了然，在遇到制程異常的狀況，控制者亦可更為迅速地作出反應(yīng)，以促進(jìn)更有效的工廠運(yùn)轉(zhuǎn)與生產(chǎn)。
制造綠色化
除了在制造上利用環(huán)保材料、留意污染等問(wèn)題之外，需與上下游廠商間從資源、材料、設(shè)計(jì)、制造、廢棄物回收到再利用處理等方面形成綠色產(chǎn)品生命周期管理的循環(huán)，協(xié)助上下游廠商與客戶之間共同創(chuàng)造符合環(huán)保的綠色產(chǎn)品。
建設(shè)智能工廠需要哪些基礎(chǔ)技術(shù)？
智能工廠的建設(shè)主要基于以下三大基礎(chǔ)技術(shù)。
無(wú)線感測(cè)器
無(wú)線感測(cè)器將是實(shí)現(xiàn)智能工廠的重要利器。儀器儀表的智慧化，主要是以微處理器和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為主，包括運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)路、遺傳演算法等智慧技術(shù)，使儀器儀表實(shí)現(xiàn)高速、高效、多功能、高機(jī)動(dòng)靈活等性能，如專家控制系統(tǒng)（Expert Control System，ECS）、模塊邏輯控制器（FLC—Fuzzy Logic Controller）等都成為智能工廠相關(guān)技術(shù)的關(guān)注焦點(diǎn)。
控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化（云端智能工廠）
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，隨著應(yīng)用和服務(wù)向云端運(yùn)算轉(zhuǎn)移，資料和運(yùn)算位置的主要模式都已改變，云端運(yùn)算將可提供更完整的系統(tǒng)和服務(wù)。一旦完成連線，體系結(jié)構(gòu)、控制方法以及人機(jī)協(xié)作方法等制造規(guī)則，都會(huì)因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化而產(chǎn)生變化。此外，由于影像、語(yǔ)音信號(hào)等大數(shù)據(jù)高速率傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，對(duì)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，更構(gòu)成嚴(yán)厲的挑戰(zhàn)，而且網(wǎng)絡(luò)上傳遞的資訊的多樣化都要靠控制系統(tǒng)的智慧能力，進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐袛嗖拍艿靡詫?shí)現(xiàn)。
工業(yè)通信無(wú)線化
工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過(guò)支持設(shè)備間的交互與物聯(lián)，提供低成本、高可靠、高靈活的新一代制造信息系統(tǒng)和環(huán)境。隨著無(wú)線技術(shù)日益普及，各家供應(yīng)商正在提供一系列軟硬體技術(shù)，協(xié)助在產(chǎn)品中增加通信功能。這些技術(shù)支援的通信標(biāo)準(zhǔn)包括藍(lán)牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。
創(chuàng)威電子設(shè)備制造廠專業(yè)生產(chǎn)：
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