智慧工廠是以制造、設(shè)計(jì)、管理為中心的智能制造，從原材料、能源供應(yīng)、產(chǎn)品銷售的角度用工程技術(shù)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈這三個(gè)維度來描述智慧工廠的全部活動(dòng)。大型智慧工業(yè)企業(yè)和智慧城市園區(qū)都需要完成從數(shù)字化到智慧層的跨越，智能工廠的核心是將工廠的大量的人、信息和機(jī)器通過ICT(Inbation Communication Technology)技術(shù)完成互連，將全部生產(chǎn)要素聯(lián)成統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，而智慧城市則需要通過IOT(Internet Of Things)把數(shù)字城市與物理城市無縫連接起來，來完成智慧市政、能源、水務(wù)、環(huán)保等系統(tǒng)的建設(shè)。加快了智能工廠與智慧城市建設(shè)的速度。
德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的核心就是通過CPS（信息物理系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物理世界與虛擬世界的融合，從而構(gòu)建一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的智能制造模式，從根本上改變現(xiàn)有的生產(chǎn)思維模式。工業(yè)軟件是CPS物理信息系統(tǒng)的核心，是智能制造體系中的物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要包括和產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)相關(guān)的PLM、與生產(chǎn)計(jì)劃、物流、能源和經(jīng)營相關(guān)的ERP、SCR、CRM等。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要包括與制造生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線控制、調(diào)度、排產(chǎn)等相關(guān)的PCS、MES等，在成品制造過程、原材料供應(yīng)、售后服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈之間通過CPS形成實(shí)時(shí)互聯(lián)互通的信息交換。
工業(yè)軟件通過多維角度的信息模型來圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)支持、生產(chǎn)制造以及原材料供應(yīng)、銷售和市場相關(guān)的所有環(huán)節(jié)的活動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)和管理網(wǎng)是智慧工廠的信息技術(shù)基礎(chǔ)。
以上所有國家戰(zhàn)略的背后都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是對(duì)加快發(fā)展CPS和工業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的重視，并以此作為未來制造業(yè)發(fā)展的新驅(qū)力。這些新驅(qū)力將給工業(yè)轉(zhuǎn)型帶來深刻影響，人們因此將制造業(yè)的這一次變革稱為“第四次工業(yè)革命”。
2.1 工業(yè)云的意義
在工業(yè)領(lǐng)域、無論是系統(tǒng)監(jiān)控還是整體優(yōu)化都需要大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)支持，很多之后甚至需要積累的龐大數(shù)據(jù)做支撐，這決定了如果要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與優(yōu)化控制，必然要依賴于大型數(shù)據(jù)中心，考慮到數(shù)據(jù)的安全性的私密性，云無疑是最好的承載平臺(tái)。
為了解決行業(yè)通用性問題的優(yōu)化，也需要將行業(yè)中各個(gè)企業(yè)工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，這顯然也不是傳統(tǒng)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心可實(shí)現(xiàn)的。
基于云的優(yōu)化解決方案可以無縫集成推廣至其他企業(yè)，大大提高了整個(gè)工業(yè)體系的優(yōu)化進(jìn)度，同時(shí)相對(duì)于一個(gè)一個(gè)企業(yè)的實(shí)施方法大大降低了成本。
工業(yè)云平臺(tái)采集的是工業(yè)企業(yè)最基本的原始數(shù)據(jù)，為國家監(jiān)管統(tǒng)計(jì)部門提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)于國家層面對(duì)于整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的把控能力有了基本數(shù)據(jù)層面的支持。
2.2 共享經(jīng)濟(jì)
流程行業(yè)的工業(yè)體系在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，其共同點(diǎn)特征是它們都由一系列單元操作設(shè)備通過一定形式組合成復(fù)雜系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，例如云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云制造等技術(shù)的日臻成熟以及相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與執(zhí)行，過程工業(yè)生產(chǎn)方式在技術(shù)層面已經(jīng)開始逐漸從兩化融合到后信息化工業(yè)革命的轉(zhuǎn)變。同時(shí)也為仿真系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)應(yīng)用提供了全新的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。
通過工業(yè)云平臺(tái)的建設(shè)，可以充分利用現(xiàn)有云計(jì)算中心資源，帶動(dòng)工業(yè)云平臺(tái)軟件以及工業(yè)云服務(wù)企業(yè)的發(fā)展，工業(yè)云的建設(shè)主要圍繞工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用，從而帶動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和突破工業(yè)人工智能關(guān)鍵技術(shù)。通過深入挖掘工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值，來推動(dòng)工業(yè)智能設(shè)備產(chǎn)業(yè)升級(jí)、工業(yè)生產(chǎn)安全監(jiān)管等重點(diǎn)領(lǐng)域的工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，構(gòu)建整體大數(shù)據(jù)智能應(yīng)用生態(tài)。帶動(dòng)企業(yè)基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的第三方數(shù)據(jù)分析發(fā)掘服務(wù)、技術(shù)外包服務(wù)和知識(shí)流程外包服務(wù)的開展，形成產(chǎn)業(yè)集群來帶動(dòng)新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息通信技術(shù)正在加速向工業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、銷售、服務(wù)等全價(jià)值鏈環(huán)節(jié)滲透，形成新模式、新業(yè)態(tài)，重塑產(chǎn)業(yè)組織與制造模式，重構(gòu)企業(yè)與用戶關(guān)系。
化工、石化、煉油等過程工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，過程設(shè)備、裝置和工廠是典型復(fù)雜大系統(tǒng)，具有大通量、多變量、非線性、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)。過程模型是過程知識(shí)的集中體現(xiàn)，工藝和控制的設(shè)備和流程動(dòng)態(tài)仿真是仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的靈魂，基于云計(jì)算模型的模擬和仿真是提升產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化設(shè)計(jì)和改變服務(wù)模式的根本方法。
以互聯(lián)網(wǎng)+模式在工業(yè)云基礎(chǔ)上構(gòu)建的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以完成對(duì)企業(yè)生產(chǎn)制造和業(yè)務(wù)管理流程的智能優(yōu)化。能夠整合全部生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型建設(shè)、多目標(biāo)控制流程進(jìn)行優(yōu)化，并可對(duì)物料品質(zhì)、能耗、設(shè)備異常和零件生命周期進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警，賦予設(shè)備和系統(tǒng)“自我意識(shí)”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的并行生產(chǎn)。在業(yè)務(wù)流程管理方面，工業(yè)大數(shù)據(jù)將企業(yè)業(yè)務(wù)執(zhí)行與數(shù)據(jù)高度融合，可打通用戶、市場、企業(yè)、政府間的隔離狀態(tài)，讓數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)決策和高效運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)企業(yè)柔性化、透明化管理。為帶動(dòng)周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)與穩(wěn)定以及國際間經(jīng)濟(jì)合作共贏提供強(qiáng)有力支撐。
目前，歐美等發(fā)達(dá)國家的工業(yè)企業(yè)正在大力發(fā)展智能互聯(lián)產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品，智能互聯(lián)產(chǎn)品內(nèi)置傳感器、處理器和軟件，并與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，同時(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序在云端存儲(chǔ)并運(yùn)行。產(chǎn)品具備了智能互聯(lián)特性后，不僅性能更強(qiáng)、可靠性更佳、利用率更高，而且能提供跨界乃至超越傳統(tǒng)產(chǎn)品的新功能。智能互聯(lián)產(chǎn)品的涌現(xiàn)，將重塑現(xiàn)有的價(jià)值鏈，進(jìn)而引發(fā)生產(chǎn)效率的大規(guī)模提升，激發(fā)更多創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)更大的生產(chǎn)率提升和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
在工業(yè)智能互聯(lián)產(chǎn)品的體系中，工業(yè)云是產(chǎn)品互聯(lián)信息的后端處理平臺(tái)，負(fù)責(zé)完成以下核心功能：
產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫：大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)化處理和管理。
應(yīng)用平臺(tái)：執(zhí)行和開發(fā)應(yīng)用程序的環(huán)境，通過數(shù)據(jù)接入、虛擬化和運(yùn)行時(shí)間工具，用戶可以實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)應(yīng)用軟件的快速開發(fā)。
規(guī)劃/數(shù)據(jù)分析引擎：產(chǎn)品運(yùn)行中嵌入的包含規(guī)則、商業(yè)邏輯和大數(shù)據(jù)分析能力的算法，讓企業(yè)發(fā)掘新的產(chǎn)品能力。
智能產(chǎn)品應(yīng)用：用來管理產(chǎn)品的監(jiān)測、控制、優(yōu)化和自動(dòng)等功能。
系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻軟起柜等傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)，具體信息及更多的技術(shù)解決方案詳見www.hnlygroup.com）的工程師們多年來一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，如下只是典型的案例，具體項(xiàng)目會(huì)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的解決方案。
3.1 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)
工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)是基于產(chǎn)業(yè)鏈中的企業(yè)之間的信息集成，是智能制造的一個(gè)核心，智能制造將無處不在的傳感器，嵌入式終端系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)，通信設(shè)施通過集成平臺(tái)形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人，人與機(jī)器，機(jī)器和機(jī)器以及服務(wù)和服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向，縱向和端到端的高度集成。
隨著智能工廠的迅速發(fā)展,基于傳統(tǒng)模型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)無法滿足橫向集成對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模、拓展性、容錯(cuò)性的要求。傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理缺少對(duì)智能工廠相關(guān)需求的針對(duì)性研究,沒有充分考慮分布式事務(wù)處理面臨的事務(wù)分解、事務(wù)合并、數(shù)據(jù)一致性等問題，建設(shè)一個(gè)支持工業(yè)云體系的具有高容量、高伸縮性、高容錯(cuò)性的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)的建設(shè)可提供基礎(chǔ)支撐。
3.2 大數(shù)據(jù)的技術(shù)體系
大數(shù)據(jù)來源于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)等信息系統(tǒng)，經(jīng)過大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的分析挖掘，產(chǎn)生新的知識(shí)用以支撐決策或業(yè)務(wù)的自動(dòng)智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。從數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)中的生命周期看，大數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源經(jīng)過分析挖掘到最終獲得價(jià)值一般需要經(jīng)過5個(gè)主要環(huán)節(jié)，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、計(jì)算處理、數(shù)據(jù)分析和知識(shí)展現(xiàn)。過程中需要保證工業(yè)數(shù)據(jù)的完整性。
3.3構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)
構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)是以工業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、特征分析為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備、裝備的質(zhì)量和生產(chǎn)效率以及產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行更有效的優(yōu)化管理，并為未來的制造系統(tǒng)搭建無憂的環(huán)境。而工業(yè)云平臺(tái)作為支撐工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)平臺(tái)，是能夠完成對(duì)來自設(shè)備端的海量工業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集、存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘與應(yīng)用的重要支撐。
智能制造下的綜合集成需要適應(yīng)各種工廠多種不同的數(shù)據(jù)模型、信息模型、業(yè)務(wù)模型的定義與連接，典型的工業(yè)IT及其集成技術(shù)包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物理信息融合系統(tǒng)、機(jī)器與機(jī)器之間的通信（M2M）、基于統(tǒng)一架構(gòu)（OPCUA）的控制軟總線、適應(yīng)自動(dòng)化體系中的人工智能，基于SOA體系的模塊化軟件開發(fā)平臺(tái)等。
擁有大數(shù)據(jù)不是目的，發(fā)掘其價(jià)值才是關(guān)鍵。由企業(yè)信息化數(shù)據(jù)、裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據(jù)，蘊(yùn)藏著巨大價(jià)值。但工業(yè)大數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)（生數(shù)據(jù)）質(zhì)量決定分析結(jié)果的質(zhì)量。同時(shí)工業(yè)大數(shù)據(jù)其來源更加廣泛，并且裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）都要與企業(yè)信息系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）進(jìn)行集成，基于產(chǎn)業(yè)鏈的橫向集成更加重要。
大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的發(fā)展需要在兩個(gè)方面取得突破，一是對(duì)體量龐大的結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率的深度分析，挖掘隱性知識(shí)，如從自然語言構(gòu)成的文本網(wǎng)頁中理解和識(shí)別語義、情感、意圖等；二是對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將海量復(fù)雜多源的語音、圖像和視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可識(shí)別的、具有明確語義的信息，進(jìn)而從中提取有用的知識(shí)。
