工业4.0三项集成

《机·智：从数字化车间走向智能制造》读书笔记
作者：朱铎先，赵敏
出版社：机械工业出版社
出版时间：2018-10

  在工业4.0中，最具技术含量和看点的是三项集成。三项集成，各有侧重，既发挥了德国自身领先的工业化优势，又借助数字化、网络化的助力彼此很好地构织在一起，打造了德国工业4.0的稳定而厚重的“金刚之身”。

1、纵向集成

  智巧工厂（Smart Factory）是工业4.0的基本组成。
  纵向集成的全称为“纵向集成和网络化制造系统”，其实质是“将各种不同层面的IT系统集成在一起（例如，执行器与传感器、控制、生产管理、制造和执行及企业计划等不同层面）”（摘自《德国工业4.0战略计划实施建议》），也就是说将企业内不同的IT系统、生产设施（以数控机床、机器人等数字化生产设备为主）进行全面的集成，目的是建立一个高度集成化的系统，为将来智巧工厂中数字化、网络化、智能化、个性化制造提供支撑，其范围远超过信息化系统之间的集成。

  纵向集成可理解为三个层面：

• 企业内部ERP/PLM/MES/SCADA等信息化系统的深入应用及系统之间的深度集成；
• 通过设备联网，将各种数字化设备建成集中管控的设备网络化管理系统；
• 信息化系统与设备层之间，具有指令下发、状态反馈、动态调整等功能，体现信息技术与物理设备之间的深度集成。

2、端到端集成

  端到端的集成是指“通过产品全生命周期（价值链）和为客户需求而协作的不同公司，使现实世界与数字世界完成整合”（摘自《德国工业4.0战略计划实施建议》）。也就是说，通过产品的研发、生产、服务等产品全生命周期内的一系列工程活动来实现全价值链上所有终端/用户的集成。典型的例子是汽车、手机厂商围绕产品的企业间的集成与合作。

3、横向集成

  横向集成是指“将各种使用不同制造阶段和商业计划的IT系统集成在一起，这其中既包括一个公司内部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司间的配置（价值网络）”（摘自《德国工业4.0战略计划实施建议》）。也就是以价值网络为主线，实现不同企业间的三流合一（物流、能源流、信息流），实现一种社会化、生态化的协同生产，例如航母的生产与配套

4、总结

  简单地讲，纵向集成是一个企业内部的集成，包括企业内部信息化系统之间、信息化系统与生产设备之间的集成，是点的概念，是其他两个集成的基础；端到端是围绕产品生命周期企业间的集成，是产品价值链的集成，是线（或叫链）的概念；横向集成是以价值网络为主线，不同企业间之间的集成，是社会化合作的重要基础，是生态圈的概念。

  德国工业4.0战略希望通过以上三个集成，全面打通企业内部（信息化系统及生产设备）、企业之间、社会化的集成、协同，实现敏捷、高效、智能化、个性化、社会化的生产及服务。