2012年德國政府製定並大力推行工業4.0，強調工業4.0的特征是工業自動化和信息的緊密結合，是建立在物理信息係統（即“Cyber Physical System”，簡稱“CPS”）的基礎之上的
，這就為智慧工廠的實現指明了一條具有現實可行性的途徑。德國專家和教授基於製造立國和製造強國的理念，把CPS運用於生產製造，提出了CPPS
，即信息物理生產係統
，智慧工廠就是以CPPS為模型進行構建的。

　　然ran而er完wan善shan的de智zhi慧hui工gong廠chang不bu可ke能neng一yi蹴cu而er就jiu，而er是shi一yi個ge漸jian進jin發fa展zhan的de過guo程cheng，最zui早zao實shi現xian的de一yi定ding是shi基ji於yu目mu前qian的de基ji礎chu而er又you朝chao著zhe這zhe個ge方fang向xiang發fa展zhan的de初chu始shi階jie段duan。那na麼me，什shen麼me是shi智zhi慧hui工gong廠chang的de支zhi撐cheng技ji術shu？生sheng產chan製zhi造zao過guo程cheng又you如ru何he采cai用yong聯lian網wang嵌qian入ru式shi係xi統tong？

　　技術引領發展

　　工業4.0的目標是生產製造係統的數字化和虛擬化、將虛擬工廠與實際的對象結合起來、全麵的點對點的信息通信、自配置和自矯正的適應能力以及使機器能集成人的作用。西門子工業領域首席執行官魯思沃教授於2014年7月10日在北京的演講中指出，工業4.0的三大支柱是MES、虛擬與現實的結合和CPS
，這也是智慧工廠的支撐技術。作為智慧工廠三大支撐技術之一的CPS，由美國科學家於2006年提出，則相當於物聯網的另一種表述。與物聯網相比，CPS最顯著的特點是強調物理過程與信息間的反饋。

　　智慧工廠要實現，最關鍵的是工業製造技術和工業自動化技術，這是實現智慧工廠的必要條件。在智慧工廠的三大支撐技術中
，MES的作用更加重要。近20年來，MES係統結構大致經曆了四個階段的演進。第一代MES功能比較單一
，按工業特定要求的應用
；第二代MES則集合了多種應用軟件
；第三代MES又納入了運營管理平台OMP
；而第四代MES將是基於知識、基於優化、基於指標、基於數據、基於約束的，且具有實時、敏捷
、柔性和可組態等特性。MES的發展趨勢是對各種軟件更加高效的整合，這也是MES所麵臨的新挑戰。

　　當前
，製造廠的生產需求超過傳統MES的應用。由於各種工廠IT軟件的運行環境對應了多種不同的數據模型
、循環周期以及定義
，我們很難對這些實質上針對同一生產運營過程、queyoufensandechudexiangguanshengchanshujujinxinghuizongjifenxi，congerzuochuyouzhuyutigaoxiaolvdejuece。shouxianyizhonggaoxiaodepingtaiyinggaishouxiannenggouduiqiyejuecetigongkeshixingzhichi；其次，能夠涵蓋生產商所需的所有功能
，並且將生產的方方麵麵統一起來，包括價值鏈、生產周期以及價值周期；最後，能夠將單個或多個係統納入商業流程中
，優化生產線，實現公司目標。

　　智慧工廠急需開發的關鍵技術主要有以下六個方麵：第一，滲透在生產製造和管理各個環節的IT技術及其集成，包括工業物聯網實踐技術
、分布式雲計算的工業實現、基於Web2.0的工業互聯網技術、物理信息融合係統的工業實踐
；第二

，垂直集成和橫向集成的工業信息技術
，包括基於互聯互操作的設備集成工業以太網整合技術
、機器與機器之間的通信（M2M）、基於統一架構（OPC UA）的垂直集成語義互操作性的實現技術等；第三，軟件技術，包括麵向分布式自動化的各類高效可靠的模塊化軟件開發平台、應用於分布式自動化中的SOA和多智能體係統的軟件技術等
；第四，機電功能模塊的設計
、開發和實踐
；第五，下一代工業輔助係統技術和標準化技術
，包括基於增強實境技術的先進工業輔助係統、機器人和操作員協同等
；第六，標準化技術。

　　逐漸升溫的工業物聯網和大數據

　　近兩年物聯網在世界範圍內逐漸升溫，歐美領先公司都在物聯網的工業應用方向上投入了巨額資金，盡管打著各種旗號，但不論是IBM的“智慧地球”、CISCO的“萬物網”（internet of Everything）
、GE的“工業互聯網”，還是德國的工業4.0，無不將重點放在了開發工業物聯網的解決方案及其業務模式上。2008年(nian)，工(gong)業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)在(zai)中(zhong)國(guo)政(zheng)府(fu)主(zhu)導(dao)下(xia)升(sheng)溫(wen)，但(dan)並(bing)沒(mei)有(you)在(zai)應(ying)用(yong)上(shang)取(qu)得(de)大(da)的(de)突(tu)破(po)。從(cong)技(ji)術(shu)上(shang)看(kan)，物(wu)聯(lian)網(wang)炙(zhi)手(shou)可(ke)熱(re)
，是(shi)因(yin)為(wei)它(ta)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)技(ji)術(shu)基(ji)本(ben)上(shang)已(yi)經(jing)或(huo)正(zheng)在(zai)商(shang)業(ye)化(hua)

，並(bing)不(bu)要(yao)求(qiu)進(jin)行(xing)實(shi)質(zhi)上(shang)的(de)突(tu)破(po)
，且(qie)已(yi)經(jing)建(jian)立(li)了(le)經(jing)過(guo)深(shen)思(si)熟(shu)慮(lv)的(de)參(can)考(kao)架(jia)構(gou)
，頗(po)具(ju)吸(xi)引(yin)力(li)的(de)應(ying)用(yong)案(an)例(li)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)。例(li)如(ru)
，用(yong)物(wu)聯(lian)網(wang)把(ba)“數字操作纜”加入到現有的工業係統中的技術正在走向市場。

　　聯(lian)合(he)國(guo)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)組(zu)織(zhi)的(de)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)顯(xian)示(shi)
，我(wo)國(guo)是(shi)世(shi)界(jie)上(shang)工(gong)業(ye)門(men)類(lei)最(zui)為(wei)齊(qi)全(quan)的(de)國(guo)家(jia)。我(wo)國(guo)有(you)超(chao)大(da)的(de)製(zhi)造(zao)業(ye)生(sheng)產(chan)能(neng)力(li)，目(mu)前(qian)製(zhi)造(zao)產(chan)值(zhi)居(ju)於(yu)世(shi)界(jie)第(di)一(yi)位(wei)
，這(zhe)為(wei)我(wo)國(guo)對(dui)工(gong)業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)分(fen)析(xi)需(xu)求(qiu)和(he)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)創(chuang)造(zao)了(le)巨(ju)大(da)的(de)機(ji)會(hui)。但(dan)是(shi)目(mu)前(qian)
，業(ye)界(jie)對(dui)於(yu)工(gong)業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)還(hai)不(bu)曾(zeng)形(xing)成(cheng)廣(guang)泛(fan)共(gong)識(shi)，從(cong)整(zheng)體(ti)上(shang)看(kan)，業(ye)界(jie)對(dui)工(gong)業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)與(yu)現(xian)實(shi)製(zhi)造(zao)生(sheng)產(chan)的(de)距(ju)離(li)方(fang)麵(mian)存(cun)在(zai)爭(zheng)議(yi)，沒(mei)有(you)取(qu)得(de)普(pu)遍(bian)的(de)共(gong)識(shi)，業(ye)內(nei)人(ren)士(shi)對(dui)其(qi)可(ke)行(xing)性(xing)和(he)現(xian)實(shi)性(xing)也(ye)存(cun)有(you)疑(yi)惑(huo)；同時，業界仍然在討論
、探求利用工業物聯網的新技術實現工業轉型和改造的成功途徑和方法。

　　《中國製造2015》guihuatichu，woguozhizaoyeyaocongdanchunxingshengchanxingxiangfuwuxingzhuanbian。gongyewulianwanghedashujufenxizhengshimianxiangfuwuxingshengchanqiyeqiangyoulidejishugongju。wulianwangjishuheyidongtongxinjishuzaiwoguoqibubuwan，youhenduodejileiheyingyong
，xuduojichusheshihejishudoukeyiweigongyewulianwangtigongbianli。shujushijingguowajueheqianqichulideyouyongxinxi，erdashujuyoushixuduoxiaoshujudejihe，xuyaojinxingquanjudezongheyouhuaquzhidaoheyinlingshengchanheshichanghuodong，qizhong，nengfoutigonggaoxiaoyouzhenduixingdedashujufenxifeichangguanjian。

　　物聯網常被看作是一種同質化的實體，從更高的層次上看
，物聯網可以細分為人用物聯網、商shang用yong物wu聯lian網wang和he工gong業ye物wu聯lian網wang。工gong業ye物wu聯lian網wang集ji成cheng了le足zu夠gou多duo，且qie帶dai有you傳chuan感gan器qi和he軟ruan件jian的de物wu理li機ji械xie裝zhuang置zhi。在zai工gong業ye物wu聯lian網wang中zhong的de設she備bei和he裝zhuang置zhi之zhi間jian的de通tong信xin被bei處chu理li為wei小xiao數shu據ju，當dang小xiao數shu據ju集ji結jie起qi來lai，他ta們men便bian成cheng為wei大da數shu據ju的de一yi部bu分fen。

　　現今物聯網處在一種較為無序的發展狀態
，沒有一個得到各方麵一致認同的標準體係
、標準網絡和標準接口。多種通信技術都在使用，市場上出現了許多嵌入式智能技術、傳感器和執行元件，同時各種物聯網的研究和開發活動都還在進行中。

　　廣泛而分散的領域都在按照各自特定的目標和機會開發物聯網。譬如健康關懷
、智能製造、智慧城市、物流、智能家居
、智能能源、零(ling)售(shou)和(he)智(zhi)能(neng)運(yun)輸(shu)。他(ta)們(men)都(dou)有(you)各(ge)自(zi)的(de)要(yao)求(qiu)


，不(bu)過(guo)也(ye)有(you)著(zhe)一(yi)些(xie)共(gong)同(tong)點(dian)和(he)共(gong)通(tong)之(zhi)處(chu)。尋(xun)找(zhao)不(bu)用(yong)領(ling)域(yu)中(zhong)物(wu)聯(lian)網(wang)應(ying)用(yong)的(de)共(gong)同(tong)和(he)共(gong)通(tong)之(zhi)處(chu)，就(jiu)是(shi)我(wo)們(men)下(xia)一(yi)步(bu)需(xu)要(yao)探(tan)索(suo)的(de)工(gong)作(zuo)。（本文整理自 “中國智慧工廠1.0的理念

、標準與行業實踐”高峰論壇彭瑜教授演講，有刪節）