芯耀
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作者：林清
第四次工业革命（工业 4.0）的本质是由工业软件驱动的工业革命。工业自动化是智能制造的基础，而工业软件蕴含着工艺技术、设备技术、运营技术等多方面知识，是智能制造的大脑。『制造前沿』本文将深入剖析智能制造系统，对其中的关键工业软件进行详细梳理，并以通俗易懂的方式进行科普解读。
常见的工业软件包括PLM、ERP、MESWMS、PDM、SCM、CRM、SCADA等，整个软件系统大体分为三个层次：
?规划层(企业层)：PLM为基础，ERP为核心，制定总的生产计划，负责资源的调配，并将生产计划的命令下达给操作层。由于PLM涉及研发过程，通常PLM平台上会集成CAD等研发类软件。
?操作层(车间层)：以MES为核心和平台，集成所有生产中所需要的功能操作模块，包括SCADA、WMS等，分解和细化规划层下达的生产计划，将生产命令下达给控制层。
?控制层(终端层)：以PLC为代表，是集成了软件的硬件，接受操作层的指令，并直接控制设备运动。控制层不是完全的软件，也是硬件设备的一部分。
来源：中国平安
进一步的，赛迪将工业软件分为四类，研发设计类、信息管理类、生产控制类、嵌入式软件四大类。
?研发设计类(规划层)：PLM、PDM及其集成的CAD、CAE等研发设计软件；
?信息管理类(规划层)：以ERP为核心，及周边的CRM、SCM等软件；
?生产控制类(操作层)：以MES为代表，及其周边的DCS、DCADA等；
?嵌入式软件(控制层)：以PLC为代表的数控系统，及工业通信等其他嵌入式模块。
| 软件类别 | 典型软件 |
| 运营管理类 | ERP(企业资源计划)、CRM(客户关系管理)、SCM(供应链管理)、HRM(人力资源管理)、EAM(企业资产管理) |
| 生产控制类 | MES(制造执行系统)、SCADA(数据采集与监控)、HMI(人机界面) |
| 研发设计类 | CAD(辅助设计)、CAE(辅助分析)、CAM(辅助制造)、CAPP(辅助工艺规划)、PDM(产品数据管理)、PLM |
| 嵌入式工业软件 | 嵌入式操作系统、嵌入式支撑软件、嵌入式应用软件 |
这四类软件协同工作，从产品设计到生产管理，再到设备控制与智能化，形成完整闭环，提升生产效率、产品质量和企业竞争力，推动工业智能化发展。
关键系统名词解释
以下是对智能制造领域关键系统名词的详细解释。
01、CPS（信息物理系统）
定义：融合网络组件（传感器、处理器）与物理组件（执行器）的智能系统，通过实时反馈循环实现物理世界与数字世界的深度交互 。
核心特征：
- 协同设计：集成物理模型与数字模型，支持数字孪生（Digital Twin）技术 。
- 实时性：嵌入式系统确保安全关键应用的可靠响应 。
- 跨领域影响：驱动农业、能源、医疗等行业的创新 。
应用场景：工业4.0中的智能工厂实时优化生产线 。
02、CRM（客户关系管理）
定义：通过管理客户信息优化企业关系的策略与技术工具 。
核心功能：
- 客户分析：追踪需求行为，提升满意度 。
- 流程自动化：整合销售、营销、服务流程 。
- 数据驱动决策：利用分析报告指导资源分配 。
应用场景：企业客户生命周期管理，提高复购率 。
03、DCS（分布式控制系统）
定义：基于微处理器的分散控制、集中管理系统，融合计算机、通信及控制技术（4C技术） 。
核心特征：
- 分散控制：多控制器降低单点故障风险 。
- 集中监控：操作站统一管理生产过程数据 。
- 高可靠性：模块化设计适应恶劣工业环境 。
应用场景：化工、电力等流程工业的过程控制 。
04、ERP（企业资源规划）
定义：集成财务、供应链、人力资源等核心业务流程的信息系统 。
核心模块：
- 资源管理：优化物料、资金、人力分配 。
- 跨部门协同：打破信息孤岛，提升决策效率 。
- 许可证管理：控制软件访问权限与合规性 。
应用场景：制造业全链条资源调度与成本控制 。
05、MES（制造执行系统）
定义：连接计划层（ERP）与控制层（PLC）的车间管理系统，实时监控生产资源 。
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核心功能：
- 过程跟踪：记录物料、设备、人工状态 。
- 动态调度：根据实时数据调整生产计划 。
- 质量管控：追溯工艺参数确保产品一致性 。
应用场景：比如汽车装配线实时异常响应与效率优化 。
06、PDM（产品数据管理）
定义：管理产品全生命周期数据（如CAD模型、BOM表）的集成平台 。
核心能力：
- 版本控制：确保设计变更可追溯 。
- 协同设计：支持跨部门数据共享 。
- 安全性：权限管理保护核心知识产权 。
应用场景：复杂装备研发中的多团队协作 。
07、PLC（可编程逻辑控制器）
定义：专为工业环境设计的数字运算控制器，执行逻辑、定时、计数等指令 。
技术特性：
- 模块化结构：灵活扩展I/O接口适配不同设备 。
- 可靠性：耐受高温、振动等严苛条件 。
- 实时响应：毫秒级处理传感器信号 。
应用场景：生产线机械臂的精准运动控制 。
08、PLM（产品生命周期管理）
定义：覆盖产品概念到退役的全流程管理方法，整合人、数据及业务流程 。
核心价值：
- 缩短上市时间：并行工程加速设计迭代 。
- 成本控制：优化材料选择与制造工艺 。
- 合规支持：管理环保与安全标准文档 。
应用场景：产品的快速迭代开发 。
09、SCADA（监控与数据采集系统）
定义：整合计算机、通信技术的分布式监控系统，实现远程数据采集与控制 。
系统架构：
- 设备层：RTU/PLC采集现场传感器数据 。
- 控制中心：操作站实现报警处理与趋势分析 。
应用场景：比如石油管道无人站点的远程监控 。
10、SCM（供应链管理）
定义：协调企业间物流、信息流、资金流的战略管理方法 。
演进阶段：
- 集成化（1990s） ：ERP系统实现内部流程协同 。
- 全球化（2000s） ：跨国优化供应商与分销网络 。
- 服务化（当前） ：外包非核心业务聚焦竞争力 。
核心目标：降低库存成本，提升客户响应速度 。
11、WMS（仓库管理系统）
定义：通过数字化管理仓储作业（入库、拣选、盘点）的软件系统 。
技术实现：
- 路径优化：算法规划最短拣货路径 。
- 实时库存：条码/RFID技术追踪货位状态 。
- 多系统集成：与ERP、TMS数据联动 。
应用场景：比如电商仓储的自动化分拣与发货 。
智能制造系统架构与代表企业全景表
仅列部分代表
