掌握智能制造的三大集成實現數字化智能工廠

對于傳統制造業要實現數字化智能工廠，需要進行智能制造升級，而通過價值鏈集成是客戶價值的實現途徑，橫向集成和縱向集成則是保障了這種價值的最大化實現，它們共同組成了智能制造體系。

在智能工廠內部，通過縱向集成，把傳感器、各層次智能機器、工業機器人、智能車間與產品有機的整合在一起，同時確保這些信息能夠傳輸到ERP系統中，對橫向集成、以及端到端的價值鏈集成提供支持。

這種縱向集成構成了工廠內部的網絡化制造體系，這個網絡化制造體系有很多的模塊組成，這些模塊包括模型、數據、通信、算法等等所有必要的需求。在不同過的產品生產過程中，模塊化的網絡制造體系可以根據需要對模塊的拓撲結構進行重組，從而可以很好地滿足個性化產品生產的需求。

這個集成后的網絡化制造體系可以看成是一個巨大的智能機器系統，模塊可以看成他的程序單元，而改變拓撲結構的過程就是重新編程的過程，只不過這所有活動全部是自動完成的。根據不同產品發出的指令，網絡化制造體系能夠根據需要來組織完成生產。

縱向集成具有三種特點：確保不同層次的設備和傳感器的信號傳輸到MES、ERP層面，提供對橫向集成以及端到端集成的數據支持；為了滿足智能制造的可變性，開發模塊化和可重用性是很重要的；對智能系統進行功能性描述。縱向系統其實也就是智能工廠系統。

按照國際模型，一個工廠的縱向系統由三層結構組成：過程控制系統（SFC）、生產執行系統（MES）、資源計劃系統（ERP）。智能工廠就是這三層的上下貫通，每一層模塊化，共同組成一個智能平臺；同時，建構生產數據中心。這樣就可以實現智能產品核智能設備之間的數據流動，從而實現數據自動采集、數據自動傳輸、數據自動決策、自動操作運行、自主故障處理等等。

橫向集成是指將各種不同的制造階段的智能系統集成在一起，既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置（如原材料、生產過程、產品外出物料、市場營銷等等），也包括不同公司之間的價值網絡的配置。橫向集成與縱向集成、價值鏈集成整合起來構成了智能制造網絡。

橫向集成通過互聯網、物聯網、云計算、大數據、移動通信等等全新技術手段，對分布式的智能生產資源進行高度的整合，從而構建起在網絡基礎上的智能工廠間的集成。橫向集成也是實現價值鏈集成的基礎，沒有橫向集成，也就沒有價值鏈集成。

一個產品的生產過程可能包括產品需求確定、產品設計、產品規劃、產品工程、生產、銷售服務等等多個價值鏈環節，每個環節可能有不同的企業完成。所謂的價值鏈集成就是要把這種在一個企業之中或者多個企業之間的產品從需求分析開始直到銷售服務全價值鏈集成起來，確保個性化的產品能夠實現。

傳統產品生產中，端到端的價值鏈集成一般通過CAX、SFCMESERP等等系統的數據接口來實現。智能制造體系中，將通過CPS通過底層的無縫集成來實現，同時CPS與SFCMESERP之間通過縱向集成實現數據交互。

價值鏈集成的意義在于，他可以確保即使是唯一生產的個性化產品，也能夠在整個價值鏈上被準確的、高效的生產出來。同時，價值鏈集成把橫向集成和縱向集成連接在一起，實現了端到端的價值最大化，從而最大化的滿足了客戶的需求。

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