移动互联网和IPv6的发展,使物联网和信息物理系统的发展成为可能。物联网涉及对象识别、通信、合作和控制,并根据约定的协议和规则实现信息交换。CPS是一个类似于物联网的概念。它涵盖物理和计算组件,将计算过程和物理过程统一在一个网络中,实现对物理实体的远程、可靠、实时、安全和协作控制。
系统的高度互联和集成带来了新的功能,使得制造系统等复杂系统具有灵活性。在提高生产效率的同时,还可以应用于个性化医疗、智能制造、能源供应和使用等关键领域,实现技术进步。在制造过程方面,除了计算机辅助制造技术外,工业自动化和工业机器人技术也出现在装配和材料转移等重复劳动中,大大降低了劳动力成本。工业互联网和移动互联网的发展为工业机器人融入企业信息系统、实现更灵活的控制提供了机遇。总之,信息技术在其发展过程中逐渐渗透到制造过程中的各个功能模块,形成了许多信息孤岛。
与此同时,人们正试图通过开放系统架构等技术将这些岛屿连接起来,实现智能制造。智能制造集成了信息技术、工业技术和人类创造力,改变了产品创新、设计、生产、运输和销售的模式和流程,改善了工人安全,保护了环境,并允许制造商在全球市场上保持竞争优势。智能制造涉及很多过程,相关技术层出不穷。要通过标准化工作提供参考模式,更好地解决实施过程中可能面临的问题。标准化是实现智能制造的重要工具。许多标准化组织已经提出了智能制造标准化的路线图。
以下三份报告最具影响力:(1)美国国家标准与技术研究院NIST发布的现有智能制造系统标准体系。(2) 德国工业4.0标准化路线图L1 0由DIN、dke和VDE发布。(3) 中国工业和信息化部、国家标准委员会发布的《国家智能制造标准体系建设指南》。这些报告指出了智能制造的发展趋势,对相关标准进行了分类,描述了不同标准集之间的关系,提出了智能制造的相关模型和标准化框架。为了更好地实现中国制造2025,工业和信息化部、国家标准委员会发布了《国家智能制造标准体系建设指南》,提出了智能制造标准化参考模型。通过比较可以发现,各种标准体系都包含体系层面的维度。
NIST智能制造生态系统不涉及担忧。这四个方面是它关注的问题。它更加关注产品的设计、生产和集成到业务流程中的方式。中国智能制造标准体系中的维度是“产品生命周期”,它将生命周期设定在产品类别中,即产品设计、生产、物流、销售和服务,因此与系统级维度结合起来没有实际意义。总体而言,NIST提出的标准体系的意义更加明确,但在其三个维度上,功能的分层是基于各自的主要功能,没有通用的功能分类维度和方法。