長期以來，信息化和工業(yè)化深度融合的理念早已深入人心。同時，傳統(tǒng)制造企業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行內(nèi)部流程的變革和重塑也早已在行業(yè)內(nèi)形成共識。MES、ERP、CRM、PLM等一系列系統(tǒng)軟件的應(yīng)用和實踐，使得企業(yè)無論是在信息化程度，還是在競爭能力上都得到了明顯提升。如今，隨著《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略的提出，以及智能制造規(guī)劃的實施，使得傳統(tǒng)制造企業(yè)正面臨著新一輪轉(zhuǎn)型升級的壓力和契機。此時，以CPS為主要應(yīng)用技術(shù)的智能化生產(chǎn)成為了企業(yè)能否成功轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點。

　　CPS（信息物理系統(tǒng)又名賽博物理系統(tǒng)），從概念上講是一個在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控、可信、可擴展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)。其中，計算、通信和控制是CPS必不可少的關(guān)鍵要素，而三者之間的深度融合是CPS正常運行的必要保障。

　　繼美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，以及德國的“工業(yè)4.0”之后，中國提出了《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略，并以此為基礎(chǔ)提出了智能制造實施規(guī)劃。在此背景下，原有的數(shù)字化、自動化的生產(chǎn)模式開始向智能化轉(zhuǎn)變。而智能化場景實現(xiàn)的基礎(chǔ)就在于CPS理論和技術(shù)的快速發(fā)展。

　　“可以說，在世界范圍內(nèi)掀起的新一輪工業(yè)革命中CPS已成為最前沿的交叉研究領(lǐng)域之一，是未來智能工廠、智能家居、智能電網(wǎng)、智能汽車、智能醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等實現(xiàn)的基礎(chǔ)?！敝袊浖u測中心主任助理、曾晉博士在接受《中國信息化周報》記者采訪時如此說道。

　　通過設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)、生產(chǎn)過程的管理與控制，建設(shè)智能工廠，是中國制造企業(yè)實現(xiàn)兩化深度融合和智能制造的突破口與落腳點。

　　作為在智能化轉(zhuǎn)型過程中的關(guān)鍵支點，CPS的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍都是極其廣泛的。無論是在航空航天、石油石化、電力、水資源調(diào)度與污水處理，還是在先進(jìn)制造、環(huán)境監(jiān)測與災(zāi)害控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療和輔助生活以及城市管理等方面，CPS都將發(fā)揮重要作用。高效協(xié)同、互聯(lián)互通、節(jié)能、環(huán)保、安全可靠以及虛實結(jié)合等特點使得CPS的應(yīng)用前景十分廣闊。

　　關(guān)于CPS，數(shù)字化領(lǐng)域?qū)＜抑扈I先提到，美國、德國以及中國，各自的國家戰(zhàn)略有一個共同的聚焦點，那就是基于CPS的智能工廠。

　　他表示，將不同接口、不同控制系統(tǒng)、不同通信協(xié)議的數(shù)控設(shè)備連接成一個網(wǎng)絡(luò)，由一臺計算機實現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)機床的網(wǎng)絡(luò)分布式集中管理，包括程序集中管理、程序網(wǎng)絡(luò)傳輸、程序虛擬制造檢查等，并實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實時采集與監(jiān)控，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布式的生產(chǎn)管理模式，是智能工廠的核心，也是CPS概念的最佳體現(xiàn)。

　　智能感知 實現(xiàn)人機“溝通”

　　“工業(yè)4.0”自出現(xiàn)以后已經(jīng)鼓噪一時。然而，除了德國，這種現(xiàn)象在中國表現(xiàn)得尤為明顯。究其原因，是因為中國將“工業(yè)4.0”當(dāng)成了助推經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的一劑良藥，并想從中覓得先進(jìn)的技術(shù)和理念，從而為中國的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型找尋出路。

　　如今，“工業(yè)4.0”已上升為德國的國家級戰(zhàn)略。而對于“工業(yè)4.0”，德國人將其定義為“以CPS系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能化生產(chǎn)”。對于CPS系統(tǒng)，中國科學(xué)院院士何積豐認(rèn)為，CPS的意義在于將物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，特別是連接到互聯(lián)網(wǎng)上，從而使得物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能。而這五大功能最終要實現(xiàn)的就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。綜合來說，也就是我們眼中的智能化生產(chǎn)。

　　按照德國工業(yè)4.0體系設(shè)想，智能產(chǎn)品將集成有動態(tài)數(shù)字存儲器、感知和通信能力，承載著在其整個供應(yīng)鏈和生命周期中所需的各種必需信息。在這樣的情況下，智能產(chǎn)品具有三個方面的特征：智能產(chǎn)品是信息的載體，智能產(chǎn)品在整個完整的供應(yīng)鏈和生命周期中都一直帶有自身信息；智能產(chǎn)品是一個AGENT（代理），將會影響其所在環(huán)境；智能產(chǎn)品具有自我監(jiān)測能力，產(chǎn)品會對其自身狀態(tài)和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。

　　現(xiàn)在，眾多相關(guān)的國內(nèi)專家、學(xué)者在談到“工業(yè)4.0”的時候，無不提到德國西門子安貝格工廠。可以說，安貝格工廠已成了德國工業(yè)發(fā)展的一個縮影和最好代表，并被譽為德國“工業(yè)4.0”的模范工廠。

　　在安貝格工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，無論是元件、半成品還是待交付的產(chǎn)品，均有各自編碼，在電路板安裝上生產(chǎn)線之后，可全程自動確定每道工序；生產(chǎn)的每個流程，包括焊接、裝配或物流包裝等，一切過程數(shù)據(jù)也都記錄在案可供追溯。更重要的是，在一條流水線上，可通過預(yù)先設(shè)置控制程序，自動裝配不同元件，流水生產(chǎn)出各具特性的產(chǎn)品。

　　由于“產(chǎn)品”與“機器”實現(xiàn)了“溝通”，整個生產(chǎn)過程都為實現(xiàn)IT控制進(jìn)行了優(yōu)化，生產(chǎn)效率因此大大提高：只有不到四分之一的工作量需要人工處理，主要是數(shù)據(jù)檢測和記錄；工廠每年生產(chǎn)元件30億個，每秒鐘可生產(chǎn)出一個產(chǎn)品，產(chǎn)能較數(shù)字化前提高了8倍，而由于對所有元件及工序進(jìn)行實時監(jiān)測和處理，工廠可做到24小時內(nèi)為客戶供貨。此外，由于實時監(jiān)測并挖掘分析質(zhì)量數(shù)據(jù)，次品率大大降低。

　　從生產(chǎn)、裝配、物流到數(shù)據(jù)追溯、分析、監(jiān)測以及控制，整個安貝格工廠的生產(chǎn)過程充分應(yīng)用了CPS技術(shù)?；贑PS在智能工廠應(yīng)用當(dāng)中的重要作用，是不是可以理解為CPS可以應(yīng)用到所有的場景當(dāng)中，或是智能工廠的解決方案就是CPS的解決方案？其實不然。兩種理解都存在問題，前者忽視了智能工廠當(dāng)中還有其他非CPS系統(tǒng)的存在，后者則縮小了CPS可以幫助制造企業(yè)解決問題的范圍。

　　在一個基于CPS的智能工廠當(dāng)中，CPS雖然是智能工廠應(yīng)用的主要技術(shù)，但在CPS之外，還有諸如MES、CAD、ERP以及PLM等應(yīng)用系統(tǒng)，從嚴(yán)格意義上講，這些系統(tǒng)并不屬于CPS的一部分，而是較為獨立的一些系統(tǒng)體系。

　　另外，在“工業(yè)4.0”體系中，傳統(tǒng)的工廠將因為應(yīng)用CPS等技術(shù)，成為智能工廠。這樣一來將促使工廠內(nèi)的生產(chǎn)力大大提升，生產(chǎn)的柔性也將顯著提高，一條生產(chǎn)線可以實現(xiàn)更多的產(chǎn)品型號的生產(chǎn)，從而最終實現(xiàn)大規(guī)模個性化生產(chǎn)的目的。

　　不過，在制造企業(yè)的研發(fā)、制造、運營和營銷等多個環(huán)節(jié)中，CPS仍然大有所為，例如，CPS還可以利用到供應(yīng)鏈的管理中，通過原材料工廠的CPS應(yīng)用，并跟工廠的CPS系統(tǒng)連接起來，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化CPS系統(tǒng)，這就為智能產(chǎn)品的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

　　未來，在基于CPS的生產(chǎn)制造過程中，生產(chǎn)資料在進(jìn)入生產(chǎn)體系之前就被賦予了CPS能力，它是一個具有智能的生產(chǎn)資料，會進(jìn)行自我描述，可以跟同樣賦予了CPS能力的生產(chǎn)線進(jìn)行對話，生產(chǎn)線可以根據(jù)對話的結(jié)果，智能化地安排相關(guān)生產(chǎn)制造計劃。

　　以虛控實 傳統(tǒng)企業(yè)變身“智慧”工廠

　　在對德國工業(yè)4.0體系進(jìn)行充分的學(xué)習(xí)和研究之后，中國根據(jù)自身實際適時提出了《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略明確提出要依托優(yōu)勢企業(yè)，緊扣關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機器人替代、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制、供應(yīng)鏈優(yōu)化，建設(shè)重點領(lǐng)域智能工廠/數(shù)字化車間，并在基礎(chǔ)條件好、需求迫切的重點地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)中，分類實施流程制造、離散制造、智能裝備和產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能化服務(wù)等試點示范及應(yīng)用推廣。同時，針對智能制造規(guī)劃，工業(yè)和信息化部啟動實施了“智能制造試點示范專項行動”，并在傳統(tǒng)制造業(yè)的多個行業(yè)和領(lǐng)域設(shè)定了46個智能制造試點項目。

　　就如北京元工國際科技股份有限公司總經(jīng)理丁德宇在接受《中國信息化周報》記者采訪時所說，CPS系統(tǒng)在國外目前主要是被應(yīng)用在智慧工廠的建設(shè)上。在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，通過CPS系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的以虛控實，并最終完成產(chǎn)品生產(chǎn)。以后CPS應(yīng)用的范圍是很寬泛的，像能源系統(tǒng)或社會系統(tǒng)，“工業(yè)4.0”帶來的革命性的改變是未來將進(jìn)入一個虛實融合的時代。

　　另外，“下一代工業(yè)將建立在CPS之上，隨著CPS技術(shù)的發(fā)展和普及，使用計算機和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)功能擴展的物理設(shè)備無處不在，并將推動工業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)的升級換代，極大地提高汽車、航空航天、國防、工業(yè)自動化、健康/醫(yī)療設(shè)備、重大基礎(chǔ)設(shè)施等主要工業(yè)領(lǐng)域的競爭力?！敝袊茖W(xué)院院士何積豐表示，“CPS不僅會催生出新的工業(yè)，甚至還會重新排列現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)布局?！?/p>

　　不過，我們還需清楚地認(rèn)識到，雖然借助“工業(yè)4.0”和《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略的具體實踐，使得國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期和經(jīng)濟(jì)持續(xù)下行的共同壓力下浮現(xiàn)出一絲曙光，但是我國傳統(tǒng)制造業(yè)，無論是在技術(shù)水平、人才體系，還是研發(fā)創(chuàng)新能力上面與德國、美國等歐美發(fā)達(dá)國家相比仍然處于劣勢。

　　丁德宇提到，目前，西門子安貝格工廠能夠很好地實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的以虛控實。實現(xiàn)這個目標(biāo)需要一整套虛擬工廠的控制系統(tǒng)。國內(nèi)的軟件只是做過一些仿真的工作，還無法實現(xiàn)完全的智能控制。然而，對于西門子來講，完全實現(xiàn)整個工廠的以虛控實還是有難度的。因為安貝格工廠主要是生產(chǎn)電子產(chǎn)品，這相對來說比制造機械設(shè)備要容易。所以說，像CPS這樣的系統(tǒng)軟件還是需要一定的成熟期。

　　另外，他還表示，《中國制造2025》與“工業(yè)4.0”不能等同。國內(nèi)的企業(yè)面臨著不同的階段。對于《中國制造2025》來說關(guān)鍵的地方有兩點：一方面是創(chuàng)新，另一方面是質(zhì)量和綠色發(fā)展。

　　其實，提出智能制造規(guī)劃就是要在制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展、效率提升以及綠色生態(tài)。盡管我們在傳統(tǒng)制造領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家存在差距，但是在互聯(lián)網(wǎng)時代，各種新技術(shù)、新應(yīng)用的涌現(xiàn)為我們帶來了巨大的發(fā)展機遇和廣闊的發(fā)展前景，并為我們追趕甚至超越歐美等發(fā)達(dá)國家提供了契機，從而能夠使我們快速邁過傳統(tǒng)制造領(lǐng)域長期的技術(shù)積累和沉淀階段，盡快實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

　　從整體上看，盡管受到技術(shù)、設(shè)備、人才等多方面的影響，CPS還沒有廣泛應(yīng)用到智能制造領(lǐng)域，但是其應(yīng)用前景已經(jīng)毋庸置疑。在《中國制造2025》國家戰(zhàn)略的推動下，國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)在智能制造領(lǐng)域的布局正如火如荼展開。

　　另外，雖然國內(nèi)智能工廠建設(shè)短時間內(nèi)還無法實現(xiàn)CPS那種完全的實時感知、計算通信以及控制預(yù)測，但是通過多系統(tǒng)的集成和設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，CPS技術(shù)的最終實現(xiàn)已為時不遠(yuǎn)。

　　無論是智能工廠建設(shè)，還是對于無人駕駛技術(shù)的研發(fā)抑或是智慧油田的建設(shè)，其實最終要實現(xiàn)的都是CPS的應(yīng)用。只不過，憑借現(xiàn)階段的技術(shù)能力和設(shè)備狀況還無法完全實現(xiàn)，只能在CPS應(yīng)用的初級階段積蓄力量。然而，不管怎樣，傳統(tǒng)制造業(yè)內(nèi)基于CPS的智能工廠建設(shè)之勢已成“星星之火”。

　　徐工：依托MES 進(jìn)行精益制造

　　作為機械工程制造領(lǐng)域當(dāng)中的重要企業(yè)——徐工，借助《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略以及成為“高端工程機械智能制造國家重點實驗室”的發(fā)展契機，通過主動出擊，著力布局工業(yè)信息化建設(shè)，打造了具有自身特色的智能制造模式。

　　借此模式，徐工想通過管理信息化與設(shè)備自動化的融合，利用各種傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、自動化生產(chǎn)線，構(gòu)建設(shè)計制造一體化、管理智能化、數(shù)據(jù)信息化、控制自動化的智能制造體系。

　　徐工集團(tuán)工程機械股份有限公司信息化管理部部長張啟亮向《中國信息化周報》記者透露，徐工的智能工廠建設(shè)以MES為核心展開。通過MES系統(tǒng)，各個生產(chǎn)單元之間的協(xié)同更加及時，生產(chǎn)訂單進(jìn)度、生產(chǎn)瓶頸工序、工人績效、產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量等生產(chǎn)模型，均有透明量化數(shù)據(jù)體現(xiàn)；MES系統(tǒng)實時記錄制造過程中的在制、工時、人員等信息，使整個生產(chǎn)過程可追溯，為技術(shù)研發(fā)人員提供了及時準(zhǔn)確的多樣數(shù)據(jù)。

　　另外，通過MES系統(tǒng)的實施，快速建立了及時決策體系，對生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)的問題第一時間反饋給管理者，并以最快速度解決，后期大量的SPC統(tǒng)計分析報表也為企業(yè)決策層提供了豐富的管理依據(jù)。

　　“在我們的MES系統(tǒng)實施過程中，始終堅持精益制造的思想，引用行業(yè)最佳實踐，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，改變工廠原有效率低下的流程。將優(yōu)化后的流程形成項目藍(lán)圖，并經(jīng)業(yè)務(wù)部門評審后進(jìn)行固化，固化后在系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化與實現(xiàn)。在項目結(jié)束后，項目組整理吸收工廠優(yōu)秀流程，形成新的最佳實踐?！睆垎⒘寥绱苏f道。

　　不僅如此，徐工集團(tuán)智能化全球協(xié)同研發(fā)平臺實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)與全球?qū)崟r互通，通過與SAP、MES、PDS等系統(tǒng)高度集成，大大縮短新產(chǎn)品的上市時間。

　　同時，在徐工集團(tuán)起重機智能化工廠內(nèi)，關(guān)鍵數(shù)控設(shè)備及大型加工中心全部聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了對車間現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控和可視化管理。通過制造執(zhí)行系統(tǒng)MES與ERP系統(tǒng)的全面集成，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化管理和控制，提高了企業(yè)柔性生產(chǎn)制造水平。

　　現(xiàn)在，在徐工集團(tuán)裝載機智能化制造基地的聯(lián)合廠房里，看不到幾個工人，多半是切割機、焊接機、機器手等在空中不知疲倦地?fù)]舞。

　　除此之外，為了實現(xiàn)智能制造，徐工集團(tuán)還對生產(chǎn)基地、物流和配送三大方面進(jìn)行了全面改造。

　　徐工圍繞混凝土、裝載機等對生產(chǎn)基地進(jìn)行了全面改造，通過互聯(lián)網(wǎng)傳達(dá)到設(shè)備上，把工藝參數(shù)、生產(chǎn)計劃和質(zhì)量檢測全部放在設(shè)備上和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接，實現(xiàn)了機床的聯(lián)網(wǎng)，從而大幅提高了生產(chǎn)效率。

　　在物流改造上面，徐工根據(jù)生產(chǎn)計劃，將物流生產(chǎn)需要的部件自動到達(dá)生產(chǎn)工位，解決了工藝過程當(dāng)中的工時不準(zhǔn)確問題，對整個生產(chǎn)效率、原材料成本、質(zhì)量都有了大幅度的提高。而對配送環(huán)節(jié)的改造，通過從配送中心，到廠家、MES，將供應(yīng)鏈連接在一起。包括整個質(zhì)量檢驗，從進(jìn)貨到過程的檢驗，為后期產(chǎn)品服務(wù)提供依據(jù)，提供服務(wù)轉(zhuǎn)型的所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。與此同時，將CRM系統(tǒng)與售后服務(wù)打通，形成了完整的閉環(huán)。

　　張啟亮還提到，目前，徐工整個智能制造解決方案目前有七塊：決策支持智能化、工藝設(shè)計信息化、物料轉(zhuǎn)運自動化、生產(chǎn)制造柔性化、質(zhì)量控制全程化、生產(chǎn)管理可視化、控制調(diào)度集中化。通過控制中心、核心業(yè)務(wù)和制造數(shù)據(jù)，對工業(yè)機器人、檢測中心都進(jìn)行了有效的管控，把整個制造過程完整地連接在體系里。

　　從徐工智能制造的整體實施情況來看，其智能工廠建設(shè)主要應(yīng)用了MES、ERP、SCM、CRM等信息化系統(tǒng)軟件，這些軟件的應(yīng)用解決了徐工在經(jīng)營管理、生產(chǎn)操作、物流配送等方面的問題，并通過系統(tǒng)的集成和設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)形成了統(tǒng)一的系統(tǒng)體系。

　　廣汽：巧彈智能應(yīng)用二重奏

　　從智能工廠建設(shè)到智能汽車的研發(fā)和生產(chǎn)，廣汽的智能化布局可謂目光長遠(yuǎn)。

　　實現(xiàn)制造到智造的跨越

　　今年10月，廣汽本田第三工廠暨發(fā)動機工廠正式落成。該工廠是基于“Smart-SSC”核心理念進(jìn)行大膽創(chuàng)新從而打造的一座全新的“智慧工廠”，實現(xiàn)了人機物的高度結(jié)合。

　　由于主要生產(chǎn)小型車，該工廠將現(xiàn)有的增城工廠廠房和設(shè)備進(jìn)行最大化活用，采取最合適的“一型”布局，實現(xiàn)人行、物流、完成車不交叉，減少了移動浪費，預(yù)留將來能夠擴展的空間。

　　另外，廣汽本田創(chuàng)造性地在各生產(chǎn)工藝導(dǎo)入先進(jìn)的自動化設(shè)備，將總體工藝制造水平提升到“智造”水準(zhǔn)，人員效率與增城工廠相比提升了29%。例如，沖壓車間導(dǎo)入了國內(nèi)自動裝箱效率最高的高效伺服沖壓線；焊裝車間導(dǎo)入國內(nèi)領(lǐng)先的智能化的自適應(yīng)焊接控制器；涂裝車間在中國汽車制造業(yè)界首次實現(xiàn)密封膠100%自動化涂抹；發(fā)動機工廠導(dǎo)入由加工中心（NC）和多軸箱加工專機（MO）組合而成智能加工線。

　　不僅如此，焊裝車間還實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，讓焊接過程管理更加準(zhǔn)確且智能化，并通過無線射頻技術(shù)（RFID）、高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（IE-CONTROL）和高精度傳感器，構(gòu)建MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。同時，還構(gòu)建了“SPS配膳物流+無線射頻識別+互聯(lián)網(wǎng)”的智能物流指示系統(tǒng)。

　　廣汽本田執(zhí)行副總經(jīng)理郁俊表示，作為新一代的“智慧工廠”，第三工廠實現(xiàn)了“資源占用最小化、效能發(fā)揮最大化”，讓廣汽本田實現(xiàn)了從“制造”到“智造”的全新跨越。

　　發(fā)力無人駕駛技術(shù)

　　關(guān)于無人駕駛技術(shù)，谷歌、奔馳、寶馬等企業(yè)已經(jīng)取得了關(guān)鍵性的技術(shù)突破，并且引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展的潮流。相比谷歌、奔馳等國外企業(yè)，國內(nèi)的汽車廠商在無人駕駛領(lǐng)域雖然起步較晚，但是發(fā)展較快。

　　盡管由于核心零部件、核心技術(shù)的差距使得中國無人駕駛汽車發(fā)展的自主性受到制約，以及由于缺乏相關(guān)法律法規(guī)的支持，使得無人駕駛汽車上路試驗困難重重，但是隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展以及相關(guān)政策法規(guī)的日漸完善，無人駕駛技術(shù)在中國的發(fā)展前景必定十分廣闊。

　　在無人駕駛領(lǐng)域，廣汽選擇與中科院合作，并將汽車行業(yè)發(fā)展的兩個重要方向——新能源和自動駕駛相結(jié)合，通過車載傳感器感知外部環(huán)境，進(jìn)行自主智能決策，以實現(xiàn)新能源汽車的自動駕駛。汽車的自動駕駛集體系結(jié)構(gòu)、智能傳感、智能決策、自動控制于一體，對提高車輛駕駛的智能化、安全性、舒適性有一定幫助。

　　其實，早在2013年，廣汽就曾推出基于無人駕駛技術(shù)的概念車——WITSTAR。這款概念車配備了自主駕駛控制器，能根據(jù)已知的導(dǎo)航路線規(guī)劃、環(huán)境信息和車輛自身狀態(tài)進(jìn)行駕駛決策，模擬駕駛員實施整車進(jìn)退、轉(zhuǎn)向、加減速、制動以及駐車等操作。

　　除了廣汽之外，上汽、吉利、比亞迪等十多家國內(nèi)汽車廠商也開始涉足無人駕駛技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)。同時，隨著國內(nèi)無人駕駛技術(shù)的深入發(fā)展和實踐，將加快推動中國汽車工業(yè)創(chuàng)新變革進(jìn)程。

　　華北油田：全流程智能管控

　　現(xiàn)在，華北油田二連分公司阿爾作業(yè)區(qū)的中控室員工，通過中控室屏幕，可對分布在幾十公里范圍內(nèi)的220多口油井的生產(chǎn)情況一目了然，并能針對不正常參數(shù)及時預(yù)判，指令巡線員工提前處置，有效保證了油井平穩(wěn)生產(chǎn)。這是華北油田完善優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，配套建設(shè)數(shù)字油田的一個縮影。

　　目前，華北油田單井及站場數(shù)字化覆蓋率已達(dá)60%以上，并先后建設(shè)完成阿爾、寶力格、蒙古林3個高寒地區(qū)數(shù)字油田示范區(qū)和山西煤層氣“物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)”。

　　華北油田數(shù)據(jù)中心主任李鳳民向記者解釋道：“數(shù)據(jù)中心是智慧油田建設(shè)的‘參謀部’，同樣也是智慧油田建設(shè)的信息技術(shù)支撐單位，負(fù)責(zé)所有與信息化有關(guān)的業(yè)務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、軟件等資源，云計算資源池、數(shù)據(jù)資源池、軟件資源池和高速智能承載網(wǎng)就是智慧油田建設(shè)的四大基礎(chǔ)工程。”

　　同時，為加快二次三維采集和大面積三維地震資料連片處理解釋工作，華北油田開展工作站集群系統(tǒng)建設(shè)，對勘探開發(fā)研究院、物探研究院地震資料解釋硬件系統(tǒng)進(jìn)行改善和更新。自行研發(fā)應(yīng)用了多核64位LINUX工作站集群技術(shù)，實現(xiàn)了核心帶寬萬兆數(shù)據(jù)傳輸，并將地質(zhì)解釋、儲層預(yù)測、地震反演等多種軟件集成在一個應(yīng)用平臺，提高了地質(zhì)研究水平和工作效率，滿足了大連片工區(qū)綜合地質(zhì)研究的需要。

　　另外，華北油田還致力于打造一體化的智慧油田存儲、計算、信息共享中心，將油田勘探、開發(fā)、井筒工程和油氣井生產(chǎn)等各業(yè)務(wù)的研究資源，有機統(tǒng)一在一個價值鏈中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)知識共享化、生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程化、科研工作協(xié)同化，實現(xiàn)資源統(tǒng)一管控和合理調(diào)配。

　　李鳳民說：“如果把智慧油田比作一個人，那么數(shù)字化生產(chǎn)是骨架，高速承載網(wǎng)是神經(jīng)，各類數(shù)據(jù)資源是血肉，云計算中心就是大腦。這些思維系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、感知系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)形成行動系統(tǒng)，為油田決策、資源優(yōu)選、制訂方案提供可靠依據(jù)?！?/p>

　　此外，在智慧油田建設(shè)中，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用也至關(guān)重要。SCADA系統(tǒng)主要應(yīng)用在石油管道運輸?shù)目刂坪捅O(jiān)測上。SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成有檢測裝置、數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置（RTU）、中央主控站、通信系統(tǒng)及軟件。其控制過程是由設(shè)在控制中心的主控計算機對遠(yuǎn)程終端裝置RTU進(jìn)行定時詢問，把分散在各個站點的情況通過通信線路傳送給中央主控計算機進(jìn)行全線的統(tǒng)一管理和監(jiān)視控制。而各個站點的監(jiān)視控制一般由RTU或可編程序控制器來獨立完成，泵站可以無人值守，從而形成可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)式分布控制系統(tǒng)。

　　管道自動監(jiān)控系統(tǒng)所能達(dá)到的水平，基本為站內(nèi)無人值守，全線經(jīng)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離集中監(jiān)視與控制。管道全線通常按三級設(shè)計：第一級：控制中心集中監(jiān)視與控制；第二級：站控；第三級：就地手動控制。在一般情況下，使用第一級控制（站內(nèi)無人值守），這是SCADA系統(tǒng)設(shè)計的目的控制級。但是，當(dāng)通信（如微波通信、光纖通信等）出現(xiàn)故障或者控制中心主計算機發(fā)生故障時，可使用第二級控制，這是一種后備手段，當(dāng)發(fā)生緊急事故或設(shè)備檢修時，可使用第三級控制。

　　在管道運輸中，管道的自動監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要，它直接關(guān)系到管道的正常運行，為解決這些特殊工藝要求，并適應(yīng)現(xiàn)代管理方式，管道自動監(jiān)控系統(tǒng)通常采用先進(jìn)的SCADA系統(tǒng)對全線進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理，以達(dá)到安全輸送、科學(xué)管理、降低消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益之目的。

　　記者手記

　　在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)形勢之下，傳統(tǒng)制造業(yè)大而全的生產(chǎn)模式輝煌不再。經(jīng)濟(jì)下行和企業(yè)轉(zhuǎn)型已成為企業(yè)發(fā)展的雙重壓力，通過《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略的引領(lǐng)以及智能制造規(guī)劃的具體實施，精細(xì)化、個性化以及智能化的生產(chǎn)模式逐步成為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵之鑰。

　　如今，包括工程機械、石油化工、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域在內(nèi)的傳統(tǒng)制造企業(yè)，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化技術(shù)為基礎(chǔ)的智能工廠建設(shè)已成燎原之勢。

　　在智能工廠中，融合了CPS、MES、ERP、CRM、PLM等系統(tǒng)軟件。各個系統(tǒng)軟件之間的高效協(xié)同和互聯(lián)互通是智能工廠運行的基礎(chǔ)。其中，CPS對于智能工廠建設(shè)的作用尤為重要。

　　從概念上來講，通過物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，CPS最終要實現(xiàn)的是虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界融合，并將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效地運用于現(xiàn)實世界中，從而形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　縱觀國內(nèi)現(xiàn)有的智能工廠，其技術(shù)實現(xiàn)還主要是采用MES、ERP、CRM、PLM等系統(tǒng)軟件來完成產(chǎn)品從設(shè)計、生產(chǎn)、銷售以及物流運輸各個環(huán)節(jié)的智能管理，從而提高效率、降低成本。不過就如正文中所提到的，以上這些系統(tǒng)軟件并不屬于CPS，當(dāng)然也就無法真正實現(xiàn)CPS在智能工廠當(dāng)中所能發(fā)揮的最大效用。

　　盡管以上系統(tǒng)軟件并不能替代CPS，但是卻為CPS在智能工廠當(dāng)中的最終實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。相信經(jīng)過技術(shù)的積累和沉淀，在突破技術(shù)束縛之后，中國的智能工廠建設(shè)定能更上一層樓，傳統(tǒng)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級也必將進(jìn)入高速發(fā)展階段。

　　本報記者 路沙

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