适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，涉及智能制造领域。该智能工厂系统包括物理工厂、神经‑智能层、虚拟工厂，物理工厂是实体工厂，完成实际生产的各项功能；神经‑智能层基于软件将物理工厂的底层能力、功能虚拟化；虚拟工厂包括虚拟化的应用App，App将物理工厂的功能呈现给主体，主体通过App获得和/或使用物理工厂的相应功能或服务。本发明专利技术能提升物理工厂的生产效率、生产敏捷性、服务能力，实现智能制造。

【技术实现步骤摘要】
适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统
本专利技术涉及智能制造领域，具体是涉及一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统。
技术介绍
当前，美国、德国、日本等发达国家对制造业升级极为重视，德国提出工业4.0和信息物理系统，美国提出先进制造和工业互联网，各国积极开展智能制造的研究和实践。中国在“互联网+制造”的探索基础上，逐步明确智能制造和工业互联网的发展思路。《中国制造2025》提出实现制造强国的“三步走”战略目标：第一步是2025年迈入制造强国行列；第二步是2035年制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步是在新中国成立百年时，综合实力进入世界制造强国前列。信息技术日新月异，成为制造业升级的关键支撑。互联网、大数据、人工智能等信息技术与制造业的结合，正在重塑制造业，赋“智能”于制造。AlphaGo大胜围棋世界冠军，并非对弈程序多精妙，而是得益于数据(古往今来的棋谱)的有效利用。同样，制造的智能化，并非完全依赖制造技术本身的先进，而是基于供应、生产、市场等各类数据的有效利用来获得“智能”。作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，工业互联网已经成为智能制造的重要基石。工业互联网以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品、人之间的网络互连为基础，通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析，实现智能生产、运营优化和生产组织方式变革。但是，智能制造还处于发展初期，目前尚无完整、成熟的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，能够提升物理工厂的生产效率、生产敏捷性、服务能力，实现智能制造。本专利技术提供一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，该智能工厂系统包括物理工厂、神经-智能层、虚拟工厂，物理工厂是实体工厂，完成实际生产的各项功能；神经-智能层基于软件将物理工厂的底层能力、功能虚拟化；虚拟工厂包括虚拟化的应用App，App将物理工厂的功能呈现给主体，主体通过App获得和/或使用物理工厂的相应功能或服务。在上述技术方案的基础上，所述神经-智能层包括神经网络和智能平台，神经网络实现工厂内部、外部的充分互联，智能平台上运行的软件基于内外部数据对物理工厂的功能实体的运作进行控制和调整。在上述技术方案的基础上，所述神经网络包括车间/现场网、工厂内部网、公共互联网。在上述技术方案的基础上，所述智能平台包括边缘计算平台、工厂内部云平台、产业云平台，三种平台相互协同，实现内、外部数据的存储、分析、处理。在上述技术方案的基础上，所述边缘计算平台位于物理或数据源头的边缘侧，包括通用交换机、服务器、存储器，是融合了网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台；边缘计算平台仅服务于局部区域，侧重于对生产现场的高实时性管控，主要完成生产现场的智能控制、以及生产现场的海量、异构数据采集和初步分析处理，满足工业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全防护方面的需求。在上述技术方案的基础上，所述工厂内部云平台服务于全局，侧重于工厂整体生产、经营的管控，完成工厂内部数据的存储、计算。在上述技术方案的基础上，所述产业云平台服务于全局，侧重于上下游产业链、供应链的协同、整合，完成工厂外部数据的存储、计算。在上述技术方案的基础上，所述虚拟工厂的App包括产品服务App、产品销售App、供应App、采购App、生产制造App、研发协同App、生产协同App、运营管理App。在上述技术方案的基础上，所述智能平台上运行生产经营所需的软件，包括：市场销售软件、大数据软件、集成研发软件、生产制造软件、运营管理软件、人工智能软件、产品服务软件。在上述技术方案的基础上，所述主体包括用户、供应商、运营管理团队、协同企业，如果用户通过个性化定制App提出购买的个性化需求，智能工厂系统收到该需求后，根据研发、制造、采购平台软件基于相关信息的反馈，确认能实现该用户的定制要求，则在该用户满足App设定的付款要求后，个性化定制App正式接受订单，并通过平台软件驱动对应的物理工厂的研发设计、原材料采购、生产制造实体部门进行一系列运作，最终生产出该用户要求的个性化产品并交货，该用户确认收货后，该订单完成；在这次个性化定制中，对该用户而言，使用的仅是一个App，感觉不到物理工厂的存在，但物理工厂的诸多实体部门被其调用；对虚拟工厂而言，其具体运作是基于用户需求数据驱动的，物理工厂的实体部门为该用户进行的生产服务是在神经-智能层的管控下组织和开展的，整个工厂的运作实现智能化。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术针对的是智能制造在推进中遇到的重大难题，即现有工厂因为数字化、网络化、智能化严重欠缺而无法支撑智能制造的应用。本专利技术中的智能工厂系统包括物理工厂、神经-智能层、虚拟工厂，物理工厂是实体工厂，完成实际生产的各项功能；神经-智能层基于软件将物理工厂的底层能力、功能虚拟化；虚拟工厂包括虚拟化的应用App，App将物理工厂的功能呈现给主体，主体通过App获得和/或使用物理工厂的相应功能或服务。本专利技术是互联网、大数据和云计算等新一代信息通信技术在工业领域的渗透和应用，采用功能虚拟化和软件定义的思路，提出基于软件定义的智能工厂系统，形成智能制造的实现基础。智能工厂系统利用各类数据，提升物理工厂的生产效率、生产敏捷性、服务能力，实现智能制造。附图说明图1是本专利技术实施例中适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统的架构图。图2是本专利技术实施例中智能工厂系统的具体结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，包括物理工厂、神经-智能层、虚拟工厂，其中：物理工厂是实体工厂，完成实际生产的各项功能；神经-智能层基于软件将物理工厂的底层能力、功能虚拟化；虚拟工厂包括虚拟化的应用App，App将物理工厂的功能呈现给主体，主体通过App获得和/或使用物理工厂的相应功能或服务。主体包括市场用户、供应商、运营管理团队、协同企业。主体直接面对虚拟工厂，而非物理工厂。神经-智能层包括神经网络和智能平台，神经网络实现工厂内部、外部的充分互联，智能平台上运行的软件基于内外部数据对物理工厂的功能实体的运作进行控制和调整。神经网络包括车间/现场网、工厂内部网、公共互联网。智能平台包括边缘计算平台、工厂内部云平台、产业云平台，三种平台相互协同，实现内、外部数据的存储、分析、处理。边缘计算平台位于物理或数据源头的边缘侧，包括通用交换机、服务器、存储器，是融合了网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台；边缘计算平台仅服务于局部区域，侧重于对生产现场的高实时性管控，主要完成生产现场的智能控制、以及生产现场的海量、异构数据采集和初步分析处理，满足工业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全防护方面的需求。工厂内部云平台服务于全局，侧重于工厂整体生产、经营的管控，完成工厂内部数据的存储、计算。产业云平台服务于全局，侧重于上下游产业链、供应链的协同、整合，完成工厂外部数据的存储、计算。虚拟工厂包括生产、经营所需的各类功能或能力App，将物理工厂虚拟化地呈现在主体面前，主体通过相应App获得和使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：该智能工厂系统包括物理工厂、神经‑智能层、虚拟工厂，物理工厂是实体工厂，完成实际生产的各项功能；神经‑智能层基于软件将物理工厂的底层能力、功能虚拟化；虚拟工厂包括虚拟化的应用App，App将物理工厂的功能呈现给主体，主体通过App获得和/或使用物理工厂的相应功能或服务。

【技术特征摘要】
1.一种适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：该智能工厂系统包括物理工厂、神经-智能层、虚拟工厂，物理工厂是实体工厂，完成实际生产的各项功能；神经-智能层基于软件将物理工厂的底层能力、功能虚拟化；虚拟工厂包括虚拟化的应用App，App将物理工厂的功能呈现给主体，主体通过App获得和/或使用物理工厂的相应功能或服务。2.如权利要求1所述的适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：所述神经-智能层包括神经网络和智能平台，神经网络实现工厂内部、外部的充分互联，智能平台上运行的软件基于内外部数据对物理工厂的功能实体的运作进行控制和调整。3.如权利要求2所述的适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：所述神经网络包括车间/现场网、工厂内部网、公共互联网。4.如权利要求2所述的适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：所述智能平台包括边缘计算平台、工厂内部云平台、产业云平台，三种平台相互协同，实现内、外部数据的存储、分析、处理。5.如权利要求4所述的适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：所述边缘计算平台位于物理或数据源头的边缘侧，包括通用交换机、服务器、存储器，是融合了网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台；边缘计算平台仅服务于局部区域，侧重于对生产现场的高实时性管控，主要完成生产现场的智能控制、以及生产现场的海量、异构数据采集和初步分析处理，满足工业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全防护方面的需求。6.如权利要求4所述的适用于智能制造的基于软件定义的智能工厂系统，其特征在于：所述工厂内部云平台服务于全局，侧重于工厂整体生...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新全，余少华，程容，何炜，陈亮，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42