現代工業的多次變革，是世界格局變化和社會進步背后的重要驅動力。伴隨著工業技術和信息技術的進步，工業4.0時代對智慧工廠的愿景終將照進現實。

下文中，我們將和大家分享我們對智慧工廠的一些認知，希望能讓大家更好理解工業4.0時代的創新和挑戰。

作者 | 辛若豪 晨山資本投資經理

從1.0 到 4.0，工業的前世今生

2011年的漢諾威工業博覽會上，德國率先提出了工業4.0的概念，就此拉開了下一代工業升級的大幕。如何利用機器人、大數據、人工智能等先進技術，帶動工業升級，成了各國關注的焦點。

在工業4.0的愿景中里，包含了我們對未來工廠的眾多期待：能預先檢測故障，主動維修的機器；無需工人操作，在高危環境中完成任務的重型機械；能識別物料、自主協作的機器人……這些有望在未來，成為智慧工廠中的現實。

工業4.0到底是什么？智慧工廠和工業4.0的關系是怎樣的？如果想要看懂這些概念，我們首先需要理解此前的幾次工業革命對行業帶來了怎樣的變化。

回顧歷史，工業歷經了三次重大的變革：

? 機械化：以蒸汽機發明為代表，機械逐步取代人力勞動。工廠也逐漸取代了傳統的手工作坊，成為新的制造模式。

? 電氣化：發電機和內燃機的出現，推動工業進入電氣時代。流水線系統的發明，讓大規模生產模式開始普及，使得汽車、冰箱等產品走進普通人的生活中。

? 數字化：電子技術和IT技術的發展浪潮下，催生了RTU、PLC等現代工業設備。使得工業流程更加自動化、數字化。

工業4.0的目標是，將前兩次工業革命中發展完善的“工業系統”和第三次工業革命中出現的“信息系統”融合，通過數據驅動的方式，推動工業效率和產能的進一步提升。

智慧工廠的多層架構

近年來，香港服務器租用，“智慧工廠”和“工業互聯網”等概念受到了更廣泛的關注。工業4.0中描述的眾多應用，包括預測性維護、柔性生產、全球協同設計等等，也逐漸的傳播開來。

為了更好的理解這些工業應用的潛在商業價值和實施難度，我們需要首先對工廠的環境和架構有更清晰的認識。從工業互聯網的角度來分析，工廠可以簡單分為以下幾個層次：

▲ 來源：工業互聯網白皮書 （2017）

邊緣層

邊緣層是整套工業互聯網架構中，最接近工廠現場的層面。邊緣層代表的是位于生產現場的物理層，這其中包括了數控機床、機器人等制造設備；傳感器、可編程控制器（PLC）等感知和工控設備；以及物料、人員等生產過程中不可或缺的元素。

邊緣層的眾多設備，是工業數據的源頭。在理想情況下，設備和傳感器收集到的海量實時數據，可以幫助企業實現生產工藝、物流、故障維修等多方面的提升。

但在現實中，中國大多數工廠的數字化水平十分有限。工廠的老舊設備并不具備全面的數據采集能力，也缺乏支持數據互聯互通的通信模組。這對需要數據驅動的眾多應用，帶來了較大的挑戰。

如何通過加裝傳感器和物聯網通信模組的手段，對現有工廠進行改造，是工業互聯網發展中的重要環節。

網絡層

在工廠環境中，眾多設備之間的互通互聯往往是通過有線（工廠以太網）和無線（LoRA、NB-IOT、4G / 5G等）手段實現的。

工廠中的各種應用場景，對數據傳輸的速度、時延和可靠度等方面提出了不同需求；比如工業AR (高帶寬，低時延）和機器控制（高可靠性、低時延）等等。為了滿足這些多元化的通信需求，工廠需要結合多種通信手段。

▲ 來源：5G Americas

上面所描述的數據互通互聯，更多是對于OT網絡的升級改造。智慧工廠應用的實施，更需要打通工廠OT和IT網絡間的間隔，實現工廠中調度 - 生產 - 維修等多環節的整體調控。

平臺層 & 應用層

工業互聯網平臺 （PaaS）是智慧工廠的核心。PaaS 平臺集成了工廠設備連接、計算資源調度等諸多功能。為搭建眾多工業APP的開發提供了有效的支撐。