简述智能工厂的体系架构

智能工厂是实现智能制造的基础与前提，它在组成上主要分为三大部分。

在企业层对产品研发和制造准备进行统一管控，与ERP进行集成，建立统一的顶层研发制造管理系统。管理层、操作层、控制层、现场层通过工业网络进行组网，实现从生产管理到工业网底层的网络连接，满足管理生产过程、监控生产现场执行、采集现场生产设备和物料数据的业务要求。除了要对产品开发制造过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，在投入运行前就要了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产制造过程中的流程优化和大规模网络制造提供支持。

• 企业层是基于产品全生命周期的管理层

企业层融合了产设计生命周期和生产生命的全流程，对设计到生产的流程进行统一集成式的管控，实现全生命周期的技术状态透明化管理。

• 管理层主要实现生产计划在制造职能部门的执行，管理层统一分发执行计划，进行生产计划和现场信息的统一协同管理。

管理层通过MES与底层的工业控制网络进行生产执行层面的管控没操作人员或管理人员提供计划执行、跟踪以及所有资源（人、机、物料、客户需求等）的当前状态，同时获取底层工业网络对设备工作状态、实物生产记录等信息的反馈。

• 集成自动化系统是从底层出发的、自下而上的，跨越设备现场层、中间控制层和操作层三个部分，基于CPS网络方法使用TIA技术集成现场生产设备物理创建底层工业网络，在控制层通过PLC硬件和工控软件进行设备的集中控制，在操作层有操作人员对整个物理网络层的运行状态进行监控、分析。

智能工厂架构可以实现高度智能化、自动化、柔性化和定制化，研发制造网络能够快速响应市场的需求，实现高度定制化的节约生产。

打造智能工厂还需建立企业数字化管理平台，在同一的数字化平台上进行企业资源、企业供应链、企业系统的融合管理，建立一个跨职能的层级数字化平台，实现资源、供应链、设计系统、生产系统统一的的柔性协调和智能化管控，企业所有层级进行全数字化管控，通过数字化的层级流转实现对市场需求的高定制化要求，并实时监控企业的资源消耗、人力分配、设备应用、物流流转等生产关键要素，分析这些关键要素对产品成本和质量的影响，以达到智能管控企业研发生产状态、有效预估企业运营风险的目的。

同时，还要建立智能化物理网络。在生产现场建立物理网络，记录生产物料流转等生产过程中的数据，并与设备连接，以实现设备数据自动采集，及时掌握设备运行状态。

数字化智能工厂的建立有利于制造企业在同一数据平台对企业的各个职能和专业领域进行数字规划，助力企业实现精益化生产管理。