1、引言

以新一代信息技术与制造业深度融合的智能制造正在全球引发新的工业革命。智能工厂作为智能制造的重要载体，需要对工厂、车间、产线、设备的各维度数据进行充分的集成、处理、分析和展现。中国作为制造业大国正面临着巨大的转型压力。劳动力成本迅速攀升、客户个性化需求不断增长，迫使制造企业从低成本竞争策略转向建立差异化竞争优势，加上国家和地方政府的大力扶持，使越来越多各行业的大中型企业开启了智能工厂建设的征程。工厂/车间内各种数据的互联互通作为智能工厂建设的前提与基础逐步呈现出井喷式的发展势头。

2、智能工厂简介

2.1建设需求

传统的工人+流水线+批量生产的工厂模式已不能满足制造业日益多样化、个性化的生产需求。智能工厂的建设要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。

智能工厂建设的物理基础是工厂内不同层级的硬件设备，包括最小的嵌入设备、传感器、制造设备、制造单元和生产线等各种硬件设施。在引入硬件设备时要避免陷入一个误区：只有采购数字化设备才可能建设智能工厂。即便工厂全是数字化设备，如果没有实现设备的互联互通，没有实现生产过程的智能管控，数据没有实现真正的有序流动，智能工厂的建设也只能是纸上谈兵。相反，即便工厂中的设备不全是数字化设备，通过改造设备可以被接入信息系统，生产过程可以实现数字化、网络化、智能化，对生产计划、生产资源、生产进度等数据在信息化系统中进行有效的管控，智能工厂的建设也就迈出了重要的一步。因此生产设备与设施的互联互通，可以打破以往设备独立感知和信息孤岛的壁垒，它是智能工厂建设的重要内容。

除此之外，信息系统与物理设施的融合也是智能工厂的建设重点，信息系统通过整合来自不同设备、不同系统生产过程中的各维度数据，实现对生产制造过程的实时控制，根据完整的生产数据获取、过滤、分析从而做出科学决策，并对生产过程进行管理优化，从而提升生产效益、降低生产成本。

智能工厂建设是一个复杂的系统工程，各企业应结合自身实际情况基于企业战略统筹规划，逐步理清建设目标、实施步骤，实现降本提质增效的目的。

2.2智能工厂架构

智能工厂内的各类设备互联、数据采集、实时监控、生产管理等场景，是通过生产系统不同层级的不同产品来实现制造企业人、机、料、环、法一体化管理，完成生产设备、物流仓储、辅料、工具以及车间级、工厂级各信息系统的有机连接，从而为制造企业构建自动化、数字化、智能化的工厂。

智能工厂系统架构分成设备层、物联集成、运营管理层、展示层，如图1所示。

图1智能工厂系统架构图

（1）设备层：主要指生产过程中的各类传感器、仪器仪表、数控机床、机器人等自动化设备，实现生产过程的精确执行。

（2）物联集成分为物联数据中心与物联集成应用，物联数据中心实现对生产过程中各类设备、仪表等的信息采集、处理、控制，同时也实现与MES、WMS等信息系统的数据交换，实现生产数据的有序流动；物联集成应用包括：设备监控、环境监控、能源监控、故障诊断等，实现了对生产的全面集中监控。

（3）运营管理层主要指MES、WMS、ERP等为中心的信息系统，实现对计划调度、工艺执行、生产物流等生产各环节的整体管控。

（4）展示层：根据展示对象、展示方式不同，可以分为大屏显示、PC端C/S，B/S显示、看板显示以及移动端显示等。

2.3基于SCADA构建工厂数据集成平台

SCADA系统属于智能工厂系统架构的物联集成层，定位为数据的采集与监控、提供开放的协议与第三方系统互联、数据存储和分布式计算等，它是设备层与运营管理层的桥梁，构建车间级、厂级的数据集成平台，为上层应用提供统一的数据采集服务、统一的数据存储服务和数据查询服务。

在智能工厂中，基于的SCADA数据集成平台能力包括：

（1）设备接入：可以将工厂、车间、产线、设备的各维度数据进行充分的集成，构建工厂数字化物联基础；

（2）统一的数据集成平台：提供数据存储支撑，完成现场数据管理；并以统一的标准接口，实现与上层信息系统的数据交互；

（3）生产监控：将采集到的实时数据进行可视化展示，真实的反应工厂生产过程；

（4）系统联动：作为设备与设备、事件与事件之间的桥梁，实现设备和系统间的联动控制，满足产线级协同生产、跨系统协同管理的要求；

（5）数据分析：将工业数据进行预处理与分析，辅助生产管理的决策。

3、SCADA在机械加工行业的典型应用

3.1应用需求

在《中国制造》背景下，机械加工企业对智能制造的理念是认同的，但是受到产品制造工艺复杂程度的影响较大，简单加工企业只

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