工业4.0组件架构模型让智能制造落地-博天堂网页版

中国发明协会常务理事、走向智能制造研究院执行院长赵敏

　　12月28日，由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟联合主办，中国电子报社、北京东方国信科技股份有限公司联合承办的中国制造企业“双创”平台建设现场会在北京成功举行，首届中国工业互联网“双创”开发者大赛在会上正式启动。中国发明协会常务理事、走向智能制造研究院执行院长赵敏在会上表示：“cps是实现智能制造、工业4.0、工业互联网、工业物联网、工业价值链的关键使能技术，是它们的最大公约数。”

　　cps是实体空间与虚拟空间融合的最大公约数

　　赵敏指出，德国工业4.0是基于iot、物联网来做。德国国家工程院院长孔翰宁提出，在智能工厂中，人、机器和产品如同在社交网络一样进行交互，智能工厂与智能物流、智能电网、智能建筑等的接口是未来智能基础设施的重要组成部分，以分布、联网的自治系统应对与日俱增的复杂性和灵活性，智能工厂生产智能产品。

　　而对于美国工联网，美国工业互联网联盟（iic）构架任务组联合主席林诗万指出，工业互联网或工业物联网在美国和欧洲已基本不作区分，因为高度类似，只是细节方面有些不同，可以统称为“工联网”。工业物联网系统是将工业控制系统与企业系统、业务流程、分析工具和人员连接和集成的大型系统。

　　日本在学习德国工业4.0的基础上，推出了日本工业价值链参考体系。在这个架构中，按照三个维度进行企业管理，但是最突出的不是信息化，而是先把企业进行适度分解再进行重构，让原有的企业技术体系、管理体系在当今的工业互联网的架构下进行重构。

　　赵敏表示，工业物联网是通过工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建服务驱动型的新工业生态体系。工业物联网是支撑智能制造的一套使能技术体系。其中重要的一点是，物理实体空间与数字虚拟空间如何融合，这就要找它们的最大公约数，我们会发现cps系统是它们的最大公约数。

　　物理实体空间与数字虚拟空间的融合，包括商业层、功能层、信息层、通信层、集成层、资产层。实际上所谓的cps，是利用赛博空间当中的一些数字化的模型、数字化的逻辑，以及由此所形成的软件，为物理世界服务，实际上就是软件定义。整个过程是，物理世界运行、运行规律化、规律模型化、模型算法化、算法代码化、代码软件化、软件优化物理世界运行。实际上智能制造说的就是这样一个逻辑，人可以细分成人体、人脑和人智，第一次、第二次工业革命解放的是人体，第三次工业革命重点解放的是人脑，再下次工业革命，我们人脑、人体都可以被解放，但是人智以知识的形式写到数字空间，使规律、算法、代码利用数字空间更好地规范优化物理世界运行。因此把人智转化成机智，实际上就是智能制造要做的最核心的事情。从解放人类体力到解放人类脑力的跨越，其背后逻辑在于构建一套赛博空间与物理空间的闭环赋能体系，由软件定义不断优化制造资源配置，实现智能制造。

　　赵敏强调，走向智能制造的第一步，就是要把德、美、日工业发展战略，从技术上看都是实现各种“thing”互联，即以物联网（iot）为基础来实现工业的转型升级，再通过赛博物理系统连接，按照“一硬、一软、一网、一平台、一框架”构建cps。

　　工业4.0组件架构模型让智能制造落地

　　赵敏表示，从另一个维度上讲的是系统级别。要按照一种架构和工业标准去构建智能制造体系，否则将来无法形成一个生态，没有办法跟别人接轨，也没有办法把很多系统直接连接。所以要尽量按照标准做，即加上管理壳。管理壳是一种管理软件，是虚实之间承上启下的关键要素。任何物体加上管理壳后，变成工业4.0组件，也就是cps。把任何物经过编码整理变成物件，再把物件加上管理壳，变成工业4.0组件，最后让它符合工业4.0标准，再连接起来。工业4.0组件之间广泛连接，最终形成物联网。

　　智能制造有多种定义，各界的认识并不统一。赵敏认为，智能制造是基于cps与软件技术构建“状态感知—实时分析—自主决策—精准执行—学习提升”的数据闭环，以软件形成的数据自动流动来消除复杂系统的不确定性，在给定的时间、目标场景下，优化配置资源的一种制造模式。

　　赵敏指出，总的来说，cps是实现智能制造、工业4.0、工业互联网、工业物联网、工业价值链的关键使能技术，是它们的最大公约数；工业互联网、工业物联网是实现cps的基础；romi4.0是构建cps的框架；选好框架、打牢基础、互联互通，是实现智能制造的先决条件。