自动化技术与柔性生产的融合

　　3.1.2OPC-UA

　　实时以太网解决互联的问题，而OPC-UA则解决连接中的数据访问标准接口，在应用级的接口统一标准，对于来自不同厂商的控制器，OPC-UA提供了MES、SCADA系统对于不同设备的数据采集应用层规范，这确保管理系统能够有效的获得数据并服务于管理数据的优化。

　　3.2开放的软件

　　柔性的制造工厂的基础开放性是对网络开放性的需求，而如同在机器领域一样，不同行业的应用也会不同，尤其是当自动化生产系统与管理系统融合时会存在较大的差异，难点在于通常的自动化系统其采用的RTOS和嵌入式开发平台工具等均基于与传统管理系统不同的架构，这使得两者融合就会非常难，往往会出现自动化的人不了解管理软件、专家软件的应用，而专家软件、管理软件又不了解自动化软件，这里形成很大的难度，而一些领先的自动化厂商在这方面取得了不菲的研发效果。

　　3.2.1仿真建模

　　MATLAB/Simulink这一工具对于很多行业工艺软件、控制算法的研究非常实用和专业，而在过去，从MATLAB/Simulink到PLC之间存在着鸿沟，在计算机上仿真的往往无法直接在PLC上使用，而需通过手动的代码转化移植到PLC上，而这两个领域的工程师又往往是代表不同的领域，Mathworks在2008年的SimulinkPLC为PLC提供了C代码，2012年推出ST结构文本的代码生成功能，这使得原来传统的PLC可以直接进行代码开发，B&R的AutomationStudio即有达到一键生成的能力与Simulink很好的对接，这确保了在不同的行业工艺算法可以被快速移植到PLC的运行。

　　3.2.2EPLAN

　　为了实现工程范例，EPLAN也与诸如贝加莱AutomationStudio这样的软件实现对接，可以将来自自动化厂商的配置图转化为电气接线图，同时基于EPLAN的配置也可以导入到自动化开发平台实现配置的生成。这一工具旨在降低工程量。

　　3.2.3三维软件的集成

　　这是更为普遍的做法，例如：不同的3D或者AutoCAD这样的软件可以为机械加工生成G代码，直接为通用运动控制架构下的CNC和机器人系统所接受，从而实现设备的全线集成。

　　开放的软件不仅仅局限于仿真建模、工程图纸、三维集成，也包括通信、安全等，这一切代表着自动化与管理系统、行业专家系统的融合变得更为密切，必须在更为广泛的领域来实现对此的集成，以确保更为广泛的生产互联。

4、集成平台实现系统无缝连接

　　对于工厂的集成，平台架构变得更为重要，这与传统的单机设备开发工具不同，新的集成开发平台需要在深度与广度方面的集成，深度对于集成开发平台包括行业专业库的标准化与开放的自定义库实现能力，而广度则在于满足互联、开放的软件接口、数据交互功能的设计，B&RAutomationStudio即是此类平台的典型

　　4.1核心在软件集成

　　工厂的集成从设备的智能化到产线互联，互联也包含了规划的软件集成，而这一切则是需要软件的互联而非仅仅硬件的互联。对于CNC&Robotics、定位控制、安全、液压，这些在传统架构下完全不同的控制而言，集成架构是可以在同一控制器的统一软件规划下无缝连接的，这确保了机器功能更为丰富的同时使得生产的效率在互联基础上实现更高的升级。

　　无论是智能设备到产线，还是产线到规划的工厂，这些必须通过软件进行耦合，任何行业的特殊性最终必然通过软件形成来体现。

5、物流供应技术改变生产组织

　　由于工厂的互联和生产组织的变化，原有的归于不同产业的系统也被纳入到现今的系统中，例如：机器人、物流设备。传统上，机器人本不被纳入自动化领域而归属于机械产业，物流也是一个独立的行业，而今天，新的工厂使得这一切与自动化更为紧密的结合。

　　5.1机器人的在线物流

　　机器人应用最大的贡献实际上是它使得工厂的机台间的衔接变得更为自由，由于生产速度越来越快，依赖于人工已经无法胜任这样的工厂输送频度，并且人工的额外扩充也在成本越来越高的时代不大现实，即更快地输送满足生产的节拍。另一方面，高自由度机器人在空间使得原有的生产机台组织变得更为自由，因为，机器人可以通过设置参数来实现空间的物流搬运、加工辅助等，而无需机台、机械设置的变化来实现，例如AGV输送使得传统的按照生产工件安装流程的大型物流输送变得更为简化，生产也变得更为柔性。

　　5.2柔性物流系统

　　物料供应今天变成了柔性制造的核心问题。我们探讨生产系统的自动化集成，然而，如果生产的物料供应不能按照生产所需实现自动给料、配送，那么，这样的智能生产就失去了意义，包括制成品如果无法快速被送入仓库进行分类存储和输出，那么一方面会产生上游无法给下游提供物料而生产无法供应，另一方面高速生产堆积在产线的产品阻碍了生产的延续。这是为什么物流今天也被纳入自动化领域的一个重要原因。

6、信息技术集成打通生产与管理

　　国家关于“两化融合”的战略是为了解决这些生产系统的连贯问题，今天很多事实证明，这的确是一个瓶颈，我们讨论过很多自动化行业的理念如Industry4.0、智慧工厂、数字工厂等，这些在先进的企业可以初步实现，然而对于大部分传统生产而言，这依然是任重道远的发展过程。

　　6.1MES集成

　　很多企业的MES系统起源于IT产业，这使得他们对于自动化技术缺乏了解，而自动化厂商则不对MES进行了解。这是一个瓶颈，如何让MES与自动化融合则需要双方的紧密合作。MES处理生产工厂的数据，但目前仅限于粗放的生产排产、质量控制、看板等在线管理功能，不能更为深入地反映生产和管理的需求，很多MES仅仅停留于对原有来自欧美工厂的标准模型的应用，而这些模型来自于良好的数字化基础以及管理实践的基础。

　　打通MES系统和自动化系统需要自动化系统先行打破原有的开放的通信、软件互联，实现数据基础—数字化，否则，又是空中楼阁的智能工厂。

　　6.2能效管理

　　在基础数据之上，我们可以实现能效管理，对工厂的生产流程中的电力、蒸汽、压缩气、水、原材料等进行供应量、供应时间的监控，能效是目前工厂效率提升最易于实现的部分，可以被纳入智慧工厂一期生产柔性项目。

7、结束语

　　在当今现代化企业向工业4.0迈步的背景下，工厂中的“两化（即自动化与信息化）融合”已成为实现工厂柔性生产，以提高生产效率和产品质量的重大技术策略，自动化技术、信息技术与柔性制造的融合更是创建智能工厂必须解决的关键问题。