对德国工业4.0、中国制造2025等国内外智能制造的主要概念与发展趋势进行分析，并对智能制造的典型应用场景、主要需求及体系架构进行分析，结合物联网、云计算和大数据等技术，提出并践行面向智能制造的工业互联网整体架构与关键技术、工业智能网络、工业数据采集与数据开放等应用技术。
1、智能制造应用场景分析
广域应用场景：主要指跨域的多工厂之间的网络通信和应用，典型应用场景包括多工厂之间的广域网络访问和通信、协同设计、供应链协作、与客户互动、多厂间物流等。
工厂级应用场景：主要指工厂的生产管理和办公管理应用，典型应用场景包括企业ERP、CRM、MES等应用系统，以及移动办公/管理应用、安全管理应用（视频监控和巡检等）、节能管理、集群通信、厂区内智能物料配送和运输等。
现场级应用场景：主要指生产线现场的生产过程管理、现场监控和控制等，包括智能工厂生产过程的数据采集及分析，实现生产过程、设备、资源监控的可操作和可视化；要能支持采集不同现场设备数据的要求，支持将生产数据及设备故障信息显示在监控站的屏幕上，实现生产过程的动态监控与管理；实现智能设备、机器人和生产线、用户全流程互联对话，实现人机、机机互联下的高品质、高效、柔性自动化生产等。
2、智能制造网络通信特点和需求
智能制造网络通信必须适应恶劣的工业现场环境，具有较强的抗干扰能力、实时通信等特点，为紧要任务提供最低限度的性能保证服务，确保整个工业控制系统的性能。制造企业传统基础网络部署模式为以太局域网+Wi-Fi覆盖，存在一些局限性。
● 带宽不足，成为智能制造的瓶颈。随着联网在线设备的骤增、数据采集率的提升、承载业务的多样化，对网络带宽提出了很高的要求。
● 灵活部署能力不足，组网灵活性差，抗干扰性差。
● Wi-Fi网络存在缺乏统一管理平台、网络覆盖不全面、网络信号不稳定、安全性不能得到保障等不足。智能制造要求将企业的生产过程控制、运行、管理、办公统一控制与管理，办公网络和生产网络既安全逻辑隔离又有机融合互联，对工厂的网络通信提出了新要求。
弹性叠加业务：快速业务多样性，如视频类、上网、专线等。
带宽弹性扩容：多种高带宽接入能力，动态调整。多层次开放：灵活应对接入方式、接入地点、接入终端多变性。
有线、无线一体化的调度通信功能：支持工业控制网络的多种通信接口（如RS232、RS485、CAN总线等）。
具有良好的响应实时性：工业控制网络不仅要求传输速度快，而且要求响应快，即响应实时性要好，一般为ms至0.1s级别。
容错性要求：在网络局部链路出现故障的情况下，能在很短的时间内重新建立新的网络链路。
3、智能制造信息化应用升级需求
智能制造除了现有的办公管理和生产经营管理的办公ERP、SCR、CRM等信息化应用需求外，还提出了生产现场管理、过程可视化、客户互动、个性化定制等很多新的信息化应用需求。
生产过程可视化管理需求：支持智能生产管理的精益管理、可视化管理、实时管理、柔性生产等需求。
移动应用需求：支持移动办公和移动管理应用，实现管理人员在生产一线现场办公/管理（使用平板电脑和智能手机等移动终端）。
工业云需求：支持远程协同设计、远程供应链协作、客户互动等应用场景，并能够支持IT系统云化功能。
工业大数据需求：通过采集现有工厂设计、工艺、制造、管理、监测、物流等环节的数据，实现生产的智能管理与决策分析后市场服务需求：制造行业整体上需要拓展后市场服务作为新业务增长点，如产品远程诊断和维护、客户360°交互、向电子商务转型等。
4、面向智能制造的工业互联网整体解决方案
1）工业互联网整体架构
本项目基于云计算、物联网、互联网等技术构建工业互联网整体架构，实现生产设备、智能产品、生产和物流系统、IT系统、生产和服务人员、供应链/合作伙伴及客户之间的有机互联，以及网络协同（协同设计、协同制造、供应链协同等）和工业数据采集、数据分析、数据开放等功能。工业互联网整体架构如图所示。
工业互联网如何建？
边缘层：一是，工业通信网络，将企业生产过程控制、运行、管理作为一个整体进行控制与管理，促进信息化和工业化深度融合；二是，LTE园区网，实现工厂内4G无线接入业务数据本地分流，工厂外通过VPN完成企业数据分离；三是，物联网，实现智能设备和智能产品的数据采集、远程监控服务。
工业大数据采集与数据分析：通过对生产设备和智能产品的数据采集，将生产、产品使用过程中的工艺、物料、制造、管理、服务等全流程数据进行数据分析，实现生产智能管理与决策分析、产品智能服务和维护，及为智能制造企业和应用开发商提供数据开放服务。
工业云：通过设计协同、制造协同、供应链协同、服务协同等，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同企业间的信息共享和业务协同。
2）生产智能化网络技术
生产智能化网络主要是指智能工厂车间级工业通信网络，实现智能工厂内部整套装备系统、生产线、设施与移动操作终端泛在互联，车间互联和信息安全保障。构建智能工厂车间的全周期信息数据链，促进机器之间、机器与控制平台之间的实时连接和智能交互。
工业物联网将企业生产过程的控制、运行、管理作为一个整体进行控制与管理，促进信息化和工业化深度融合，工业物联网的特点和优势如下。
● 用于智能车间设备承载：用于车间的各类固定生产设备联网，有效解决不同接口、不同协议的设备互联和统一数据采集及控制。
● 提升网络车间生产线已有信息化网络，辅助设备及业务需要扩充网络容量，快速改造升级老网络，节省投资。
● 多业务承载能力强：可方便叠加Wi-Fi、微基站，开通企业调度电话、园区网络。
● 多业务应用和安全需要，如“能源管理”、“视频安防”、“移动办公”、“移动MES”、“无线AGV”等业务部署，需要对多种应用进行网络安全隔离（物理及逻辑双重）。
● 工业物联网扁平结构，具有部署方便、组网灵活、易于扩展和高可靠性等特点。
3）大数据监控分析技术
大数据监控分析技术，通过物联网提供针对产品、设备、工艺和质量等的远程智能服务，包括远程监控、远程预警、远程维护、数据分析等。智能服务拓展到产品设备的全生命周期管理，包括产品设备远程监护与维护平台、基于大数据挖掘的设备使用分析系统、智能手机APP自助服务系统，实现功能包括以下几类。
● 对各类设备的上百种数据进行采集、存储。
● 及时分析用户使用典型行为。
● 提供优化解决方案及实时监控设备使用情况。
设备智能化服务的成功应用可以大大提高工作效率，服务维护成本显著降低，差异化程度提升。
4）工业云平台
工业云平台提供高品质的网络和云资源、IDC数据中心资源、以及混合云，搭建安全、灵活的工业协同平台，提供工业协同服务能力，包括设计协同、制造协同、供应链协同、服务协同等。
接下来，德富莱工业云平台的工作核心是数据在不同企业（及客户）之间的流转，要实现横向集成与价值链端到端集成。
横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络实现的一种资源整合，为实现各企业间的无缝合作提供实时产品与服务，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。
端到端集成通过价值链上不同企业资源的整合，以产品价值链创造集成供应商、制造商（研发、设计、加工、配送）以及客户信息流、物流和资金流，在为客户提供更有价值的产品和服务的同时，重构产业链各环节的价值体系。
5）结束语
随着信息技术的快速发展，智能制造和工业互联网的技术和应用将会发生新的变化，未来企业不仅要利用工业互联网资源进行资产的性能管理，而且要利用工业互联网实现智能制造的云控制。将产业链、供应链或价值链的协同机制建立起来，或将先进的控制技术资源的公共服务体系建立起来，不断提升智能制造生产体系的创新水平。
