智能制造是通過(guò)新一代信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)軟件及現(xiàn)代管理思想在制造企業(yè)全領(lǐng)域、全流程的系統(tǒng)應(yīng)用而產(chǎn)生的一種全新的生產(chǎn)方式。搭建智能制造系統(tǒng)即是將這種生產(chǎn)方式應(yīng)用至制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，使企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面變得更加“聰明”，實(shí)現(xiàn)制造智能化的過(guò)程。

智能制造系統(tǒng)=智能“神經(jīng)系統(tǒng)”+自動(dòng)化設(shè)備

我們可以把搭建智能制造系統(tǒng)理解為企業(yè)在引入數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等生產(chǎn)設(shè)備并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，再配備一套精密的智能“神經(jīng)系統(tǒng)”。所謂的智能“神經(jīng)系統(tǒng)”，是以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向集成的ERP（企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）、MES（生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)）等管理軟件組成中樞神經(jīng)，以傳感器、嵌入式芯片、RFID標(biāo)簽、條碼等組件為神經(jīng)元，以PLC（可編程邏輯控制器）為鏈接控制神經(jīng)元的突觸，以現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、NB-IoT等通信技術(shù)為神經(jīng)纖維的一整套完整的數(shù)據(jù)采集、流轉(zhuǎn)、分析系統(tǒng)。企業(yè)能夠借助智能“神經(jīng)系統(tǒng)”感知環(huán)境、獲取信息、傳遞指令，以此實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策、智能設(shè)計(jì)、合理排產(chǎn)，提升設(shè)備使用率，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行，讓自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備如臂使指。

智能“神經(jīng)系統(tǒng)”之中樞神經(jīng)——ERP+MES

如以人類神經(jīng)系統(tǒng)與智能“神經(jīng)系統(tǒng)”進(jìn)行類比，我們可把ERP看做腦部、MES則作為脊髓，兩者共同組成智能制造系統(tǒng)的中樞神經(jīng)。

ERP是企業(yè)最頂端的資源管理系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)對(duì)企業(yè)管理的事前控制能力，它的核心功能是管理企業(yè)現(xiàn)有資源并對(duì)其合理調(diào)配和準(zhǔn)確利用，為企業(yè)提供決策支持；MES是面向車間層的管理信息系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行，能夠解決工廠生產(chǎn)過(guò)程的“黑匣子”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化和可控化。ERP與MES兩大系統(tǒng)在制造業(yè)企業(yè)信息系統(tǒng)中處于絕對(duì)核心的“C位”，但兩者也都存在著比較明顯的局限性。ERP長(zhǎng)于計(jì)劃調(diào)度，但它并不能起到定位生產(chǎn)瓶頸、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量等作用；MES側(cè)重于生產(chǎn)執(zhí)行，而財(cái)務(wù)、銷售等業(yè)務(wù)不在其監(jiān)控范疇。

企業(yè)要搭建一套健康的智能“神經(jīng)系統(tǒng)”，ERP與MES就如同“任督二脈”一般，必須要將兩者打通，構(gòu)成計(jì)劃、控制、反饋、調(diào)整的完整系統(tǒng)，通過(guò)統(tǒng)一接口進(jìn)行計(jì)劃、命令的傳遞和實(shí)績(jī)的接收，使生產(chǎn)計(jì)劃、控制指令、實(shí)時(shí)信息在整個(gè)ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)、自動(dòng)化體系中透明、及時(shí)、順暢地交互傳遞并逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程數(shù)字化。

智能“神經(jīng)系統(tǒng)”之神經(jīng)突觸——PLC

PLC即可編程邏輯控制器，主要由CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元、外設(shè)I/O接口、通信接口及電源共同組成，根據(jù)實(shí)際控制對(duì)象的需要配備編程器、打印機(jī)等外部設(shè)備，具備邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，能夠完成對(duì)各類機(jī)械電子裝置的控制任務(wù)。

在智能制造系統(tǒng)中，PLC不僅是機(jī)械裝備和生產(chǎn)線的控制器，還是制造信息的采集器和轉(zhuǎn)發(fā)器，類似于神經(jīng)系統(tǒng)中的“突觸”，一方面收集、讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)并反饋給上位機(jī)（SCADA/DCS系統(tǒng)或MES系統(tǒng)），另一方面接收并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)出的指令，直接控制現(xiàn)場(chǎng)層的生產(chǎn)設(shè)備。

智能“神經(jīng)系統(tǒng)”之神經(jīng)元——傳感器與RFID標(biāo)簽

神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的基本組成單位，在智能“神經(jīng)系統(tǒng)”中，擔(dān)任此角色的就是與物料、在制品、生產(chǎn)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等物理界面直接相連的傳感器、RFID標(biāo)簽、條碼等組件。傳感器與RFID標(biāo)簽組成了智能制造系統(tǒng)感知物理世界的最前端數(shù)據(jù)源。

傳感器能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，傳感器使智能制造系統(tǒng)有了觸覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)等感官。

RFID標(biāo)簽具有讀取快捷、批量識(shí)別、實(shí)時(shí)通信、重復(fù)使用、標(biāo)簽可動(dòng)態(tài)更改等優(yōu)秀品質(zhì)，與智能制造的需求極為契合。通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)，企業(yè)可以將物料、刀具、在制品、成品等一切附有RFID標(biāo)簽的物理實(shí)體納入監(jiān)測(cè)范圍，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)減少短貨現(xiàn)象、快速準(zhǔn)確獲得物流信息等目標(biāo)。

智能“神經(jīng)系統(tǒng)”之神經(jīng)纖維——工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)

企業(yè)在日常經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，研發(fā)、計(jì)劃、生產(chǎn)、工藝、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，要讓海量數(shù)據(jù)在智能“神經(jīng)系統(tǒng)”內(nèi)順暢流轉(zhuǎn)，就要綜合利用現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)、TSN、NB-IoT等各類工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)建立一套健全的神經(jīng)纖維網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)總體上可以分為有線通信網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。

有線通信網(wǎng)絡(luò)主要包括現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)、TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）等，現(xiàn)階段工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集主要采用有線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以保證信息實(shí)時(shí)采集和上傳，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正逐步向工業(yè)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域滲透，是有線網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充，主要包括短距離通信技術(shù)（RFID、Zigbee、WIFI等），用于車間或工廠內(nèi)的傳感數(shù)據(jù)讀取、物品及資產(chǎn)管理、AGV等無(wú)線設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接；專用工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)（WIA-PA/FA、WirelessHART、ISA100.11a等）；以及蜂窩無(wú)線通信技術(shù)（4G/5G、NB-IoT）等，用于工廠外智能產(chǎn)品、大型遠(yuǎn)距離移動(dòng)設(shè)備、手持終端等的網(wǎng)絡(luò)連接。

智能“神經(jīng)系統(tǒng)”是智能制造系統(tǒng)架構(gòu)最為重要的中軸線

完整的智能“神經(jīng)系統(tǒng)”在智能制造中發(fā)揮著極為重要的作用，制造業(yè)企業(yè)的布置工作計(jì)劃→發(fā)布工作指令→執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)→監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備→上傳現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)→預(yù)處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并繼續(xù)上報(bào)→反饋總體生產(chǎn)情況→調(diào)整工作計(jì)劃等一系列生產(chǎn)流程均由智能“神經(jīng)系統(tǒng)”負(fù)責(zé)發(fā)布指令、收集信息、處理數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)。智能“神經(jīng)系統(tǒng)”是智能制造系統(tǒng)的中軸線，是智能制造系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，也是智能制造系統(tǒng)的靈魂所在。

文章來(lái)源：信息化和軟件服務(wù)網(wǎng)