智能工厂的三项集成策略

集成是信息技术在制造业应用发展的高级阶段，支持制造过程的各个环节。高度集成化能够极大地提高企业的生产效率、有效组织各方资源、鼓舞不同环节中员工的生产积极性，将企业从松散的个体组织转变为具备超强凝聚力的团队，使人员组织管理、任务分配、工作协调、信息交流与资源共享等发生根本性变化。

“工业4.0”通过CPS，将生产设备、传感器、嵌入式系统、生产管理系统等融合成一个智能网络，使得设备与设备以及服务与服务之间实现互联，具体表现为横向、纵向和端对端的高度集成。

横向集成是指网络协同制造的企业间通过价值链以及信息网络所实现的资源信息共享与整合，确保了各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务。横向集成主要体现在网络协同合作上，指从企业的集成到企业间的集成，并进一步走向不同产业链中的企业集团甚至跨国集团之间这种基于企业业务管理系统的集成，产生新的价值链并创新商业模式（图3-3）。

图3-3 智能工厂的横向集成

资料来源：《德国工业4.0最终报告》（作者改译）。

纵向集成是指基于智能工厂中的网络化制造体系，实现分散式生产，替代传统的集中式的中央控制的生产流程。纵向集成主要体现在工厂内生产流程的科学管理上，从传统意义上侧重于产品的设计和制造过程，走向产品全生命周期的集成，最终建立有效的纵向的生产体系（图3-4）。

图3-4 智能工厂的纵向集成(www.xing528.com)

资料来源：《德国工业4.0最终报告》（作者改译）。

端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化信息系统集成，以保障大规模个性化定制的实施。端对端集成以价值链为导向，在端到端的生产流程中实现信息世界和物理世界的有效整合。端对端集成是从工艺流程角度来审视智能制造，主要体现在并行制造上，从单元技术产品过渡到企业的集成平台系统，并朝着工厂综合能力平台的方向发展（图3-5）。

图3-5 智能工厂的端到端的集成

资料来源：《德国工业4.0最终报告》（作者改译）。

智能工厂的三项集成，从多年来以信息共享为重点的集成阶段，走到了过程集成的阶段，并不断向智能发展的集成阶段迈进。“工业4.0”推动在现有高端水平上的纵向、横向以及端到端集成，包括企业内部、企业与网络协同合作企业之间以及企业和顾客之间的全方位的整合。

从集成化思想在制造业中的发展历程及其给制造业带来的影响效果评价来看，制造业已越来越离不开以先进技术为支持的全方位整合。可以说，基于全方位整合的集成化思维是制造业未来发展的新思维之一，未来制造业必将以“借势借力、整合资源”的全方位整合为基本思路。