隨著工業(yè)云、物聯網、AI及虛擬現實等新興技術的迅猛發(fā)展，幾乎癱瘓的制造業(yè)開始走上探索復興之路，而工業(yè)4.0、工業(yè)互聯網、智慧工廠及中國制造2025等概念的火爆，更是不斷牽引著中國制造業(yè)的轉型。

最近幾年，中國制造業(yè)進入艱難的爬坡階段，特別是曾經輝煌無比的電子制造業(yè)更是遭受重挫，那么目前中國制造業(yè)奔赴的工業(yè)4.0方向是什么?誰才是智能工廠的技術擔當?

需求顛覆柔性化生產成大勢

通俗的來說，無論是傳統的制造還是智能制造，其實都是服務，目的就是為了滿足市場用戶的需求，而目前電子制造業(yè)市場需求發(fā)生顛覆性的變化，隨著科技技術的發(fā)展，人們對產品的功能和質量要求越來越高，導致產品更新換代的周期越來越短，產品的復雜程度也隨之增高，因此，多品種、中小批量定制化生產已成為市場需求主流，而可以支持這種需求的高度柔性化的生產制造系統應運而生，毋庸置疑，柔化性、智能化生產已經成為未來智慧工廠的大趨勢。

相比其他行業(yè)，電子制造業(yè)的自動化程度普遍非常高，自動化的應用也曾讓電子制造業(yè)大大滿足了過去單品種、大批量生產的需求，但是，這種單純的高大上的自動化技術已經無法滿足目前小批量、個性化的市場需求，傳統制造業(yè)大批量生產模式受到挑戰(zhàn)，而無論是智慧工廠還是工業(yè)4.0都強調自動化與信息化融合是其核心，實現柔性化生產是其目的，因此，傳統電子制造企業(yè)必須探索工業(yè)4.0之路，使制造工廠向智慧工廠轉型，突破傳統技術的瓶頸，提高生產效率，進而提升自身的核心競爭力，如此才不會在智能制造大洪流下被擊退!

中國科技自動化聯盟秘書長王健表示，智慧工廠的核心競爭力是圍繞數據、信息、知識及決策指導的鏈條展開，具體來說，就是通過感測技術收集車間機器設備的數據，利用運算處理技術形成信息，然后經過邏輯、推測及判斷形成有價值的知識，最后為管理層提供決策參考依據，在這個過程中，產品的全生命周期與企業(yè)價值鏈相集成，從而使自動化與信息化深度融合，助力工廠實現隨時根據市場需求變化來進行柔性化生產計劃，進而降低了運營成本，提升了生產力及企業(yè)的核心競爭力。智能控制加速工廠橫＋縱集成

德國倡議“工業(yè)4.0”的目的是通過通信和智能控制提高制造業(yè)的靈活性、效率和可持續(xù)性，以加強德國工業(yè)的競爭力，自動化與信息化融合是工業(yè)4.0的核心，基于PC的控制技術為兩化融合提供理想的控制技術架構，不但可以整合控制層，而且還可以融合上層企業(yè)軟件層，可見，在工業(yè)4.0的探索上，智能控制技術是扮演擔當重任的最基礎角色。德國倍福自動化有限公司行業(yè)經理王濤認為，高效率、模塊化、靈活可變及開放性的且基于PC的控制技術是實現工業(yè)4.0的必備條件，也可以說是現代工業(yè)自動化世界的互聯架構?？梢詾楣S提供安全可靠的橫向和縱向通訊，這正是現代智慧工廠用戶所需要整合的資源。倍福總裁HansBeckhoff表示，在基于PC的自動化控制技術基礎上，工廠用戶可以同時擁有裝有操作系統以及加載EtherCAT的I/O系統用作高速通訊的中央以及本地控制器，它支持所有通訊協議，將IT領域、因特網和自動化技術完善融合在一起。據HansBeckhoff所述，自動化技術和信息化融合是物聯網和工業(yè)4.0項目的理想溫床，基于PC的控制技術也是云通訊的最佳平臺，因為這種通訊是PC技術的“自然棲息”的一部分。

智能控制加速工廠橫＋縱集成

從工廠各層通訊角度上來講，智能工廠架構可以以金字塔來劃分，從底層到頂層分別為FactoryFloor、PLCS、SCADA/HMI、MES、ERP及云端?？v向互聯是指SCADA/MES/ERP與PLC之間，即是到現場設備的特定數據的一致訪問;橫向互聯是指PLC與PLC之間數據交換的一致訪問;I/O層互聯是指PLC與現場總線之間即是到車間現場設備的特定數據的一致訪問;云層是指PLC與云之間，為記錄數據到云的一致性訪問。

其中，I/O層的通訊互聯是所有層中最關鍵的一環(huán)，PLC與現場總線之間的數據通訊的趨勢從傳統現場總線到工業(yè)以太網，作為目前運行速度最快的開放式工業(yè)以太網技術，EtherCAT這兩年呈現出爆增長趨勢，而且受到眾多自動化廠商和用戶群的認可，EtherCAT技術優(yōu)勢是具備高度的開放性，而且同時具有工業(yè)以太網特性、網絡規(guī)模幾乎無限、同時實現多種控制方式、使得系統擴展更容易和彈性、實時同步性及可以無縫集成傳統現場總線等優(yōu)勢特點，據王濤透露，日本豐田曾宣布其全球新廠將采用EtherCAT技術，可見EtherCAT技術是未來的趨勢。

隨著PC作為公認的技術平臺，加上自動化設備規(guī)范(ADS)、EtherCAT自動化協議(EAP)和OPC統一架構(OPCUA)，Beckhoff擁有了用戶在實現工業(yè)4.0所要求的縱向和橫向整合所需的所有資源?；赑C的控制技術可以集成測量技術和狀態(tài)監(jiān)測功能，甚至能夠監(jiān)測復雜的生產系統。從而幫助工廠能夠建立更可靠和更節(jié)能的智能生產系統。同時也將需要新的、直觀的操作界面，使得人類能夠更加輕松地完成他們的日常工作并能夠與智能設備進行更有效的互動。

總結的說，基于PC的控制技術可以對整個產品生命周期進行自動化改造，包括將它們集成到ERP系統中。通過提供跨所有層的持續(xù)通訊的方式實現智能化的生產環(huán)境。并且開放的基于PC的控制技術對工業(yè)物聯網的落地有著關鍵的促進作用，因為物聯網意味著產品以及系統及其模塊間可以相互通信。這正是開放式控制技術的用武之地，它允許開發(fā)人員將系統設計成具有智能運行和通信的能力。據倍福方面表示，TwinCATIoT軟件與嵌入式控制器或工業(yè)PC相結合成為物聯網控制器，無以無縫連接專用于物聯網和服務器互聯網，TwinCATIoT使倍福控制器可以輕松、安全且快速與云服務器通訊。

云端大數據讓設備層透明可控

工業(yè)4.0旨在提高生產效率，而若要實現這一目標，就需要以目標為導向來分析設備數據及生產數據，這樣可以快速帶來有價值效益。通過對工廠大量數據的采集和分析，不但可以準確預測潛在的機器故障，而且還可以實時掌控生產過程，從而幫助企業(yè)實現能耗的優(yōu)化和效率的提升，可以說，大數據是一切智能制造的基礎，但是，在現實中，很多中國企業(yè)在談到大數據時，往往都忽略了來自最底層的設備所隱藏的數據。

通過諸如大數據、模式識別、狀態(tài)監(jiān)測和電子監(jiān)控等應用程序可以實現對傳統控制任務的擴展，從而不斷提高生產效率。研華科技工業(yè)自動事業(yè)群資深協助理黃怡家說，“實現設備層、控制層到企業(yè)層的無縫信息鏈接是打造工業(yè)4.0智能制造工廠架構的重要的一步?！蓖ㄟ^EtherCAT可以實現與控制層的接入，將底層設備的數據信息傳到云端，從而實現對底層設備參數和狀態(tài)的遠程監(jiān)控，這不管對于維護人員、還是設計人員來講，都讓工作變得更快捷，我們說的智能工廠，其實就是讓以前看不到的底層信息，傳到控制層和企業(yè)層，而傳統的采用模擬信號控制設備是無法在遠端采集到實時信息的。通過控制技術生成的完整過程映射，用戶能夠輕松評估各個機器和系統，進而可以準確預測到潛在的機器故障。

另外，通過人工智能、機器學習及虛擬現實等新興技術手段，對工業(yè)云服務器上的數據，進行實時分析，進而可以制定出更完善的工業(yè)4.0解決方案，包括提前預警機器故障、實時掌控生產線上物料消耗情況、供應鏈及市場需求變化情況，幫助工廠運營決策者更好的完善工業(yè)4.0解決方案，實現柔性化生產制造，以此達到更好的優(yōu)化電子制造企業(yè)的生產效率及對產品質量的把控。