工业4.0在工业企业内实施的架构思考【一】

德国“工业4.0”将积极部署 信息物理系统（CPS CPS,Cyber-Physical Systems））平台，实现工厂的“智能制造”。

 

“智能制造”已成为全球制造业发展的新趋势，智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。

而CPS将改变人类与物理世界的交互方式，能够使未来制造业中的物质生产力与能源、材料和信息3种资源高度融合，对实现“智能工厂”和“智能制造”提供有效保障。

美国、德国等世界工业强国都高度重视信息物理系统的构建，加强战略性、前瞻性的部署，并已取得了积极的研究进展。

而我国目前的制造业发展仍然以简单的扩大再生产为主要途径，迫切需要通过智能生产、智能设备和“工业4.0”理念改造和提升传统制造业。

系统架构目标

1).纵向集成; 【Y轴】

纵向集成就是解决企业内部信息系统孤岛 的集成，统一由一个核心系统构成，这是以下步骤的基础；

 

2).横向集成;

横向集成，是打通价值链 以及信息网络所实现的一种资源整合，即 集团公司外部 和 内部 方案或者资源的共享。

可以是通过企业门户的B2B,B2C的Internet技术实现，将企业内部对外的信息门户进行通讯；

企业内部:比如 优化过的解决方案，优秀的信息化专家，甚至是财务共享中心，统一的人员招聘平台，已标准化的服务，更低的边际成本，更快的响应时间 提供服务；

企业外部:对客户， 通过CRM,WEB8D系统，具体场景可以是 外部客户的一次售后服务，通过此系统记录出 服务人员，针对产品，反映的问题，后续的跟进事项，客户的反馈等待;

            对供应商，自助查询个人信息，货物到位情况，寄售结算信息，预计结账到账日期，以及货物的条码等；

 

3).端到端集成;

人的层面： 通过BPM 业务流程再造, 打通总部/工厂/部门 的流程整合, 根据企业实际业务流程进行职责清晰化，岗位明确化，精简审批，实现流程效率的提升;

              再通过ERP内部审批release strategy, GRC职责分离 , OA的审批工作流, 合同文档管理的 授权进行流程固化l

数据的层面：通过XI,中间件技术，DataHub技术，将不同系统的异构数据打通；（比如PLM,MES,ERP,Portal,HR,SRM等)

              主要解决异构系统的连通性，实时交换，沟通频率同步等技术问题;

 

 

以笔者的客户企业为例，金属加工行业，各个工段的排序/排产 统计 还是通过CT技术员 手工统计书面报表，再加上 Excel计算为基础，首先需要梳理的是企业工厂内部一穷二白的 网络信息基础，以及各部门间的利益分配难点

通过传感器 和 RFID条码 打通MES / ERP / PLC / 的信息交换， 从模具/组装工厂 变成 数字化工厂，但是每一个嵌入式子节点的打通都极其具有复杂度，且还要保障工厂内的网络稳定和系统健壮性;

 

1).部署一个统一的内部wifi网络，和各个站点【端口】用于部署 RFID扫描枪/迷你打印设备【用于打印生产工单数据】 等;

 

2).对传统的机器设备进行改造，在保留原有加工能力的前提下，加装传感器，PLC可编程控制器，RFID识别设备， 通过PLC可编程控制单元采集生产过程中的数据(工时/缺陷率/故障数等)

 

3).由于各个设备的系统参数不一样，需要统一部署一个基于元数据结构的数据辞典，用于系统索引；

 

4).打通车间级别的MES系统 和底层控制单元PLC的数据通信 和交互机制，部署中间件平台；【比如基于XML/XSLT的数据交互格式】这部分的工作 需要紧密的和PLC供应商合作，提出技术需求文档；

 

5).再自底部向上 打通MES系统和ERP系统的数据通信（比如 XI/RFC通讯 )， 交互比如 生产批次，完工生产数量，排产信息，实际工时信息统计，完工信息，缺陷产品数量 等; 

【比如SAP的完工confirmation CO11N之类确认的信息】

 

未完待续