.导读】智能工厂构建成为了当下推进人机一体化智能系统的“标配”，而这离不开顶层设计和结构化分析、分布式构建。智能工厂本身包含太多内容，如软件（信息化）、硬件（智能装备）、集成（纵向集成和端到端集成）、工业大数据应用、智能物流、人员及管理要素等，很难通过一篇文章系统阐述。所以，市面上的文章主要是以单个角度切入、然后形成系列文章进行阐述。本文的视角是从信息化层面的三层架构来分析的，打通数据的纵向集成，提高数据的真实度和使用效率，走向效率更加高、质量更优、透明度更高的智能工作。

  结合中国工业现状，未来五年，中国很多制造型企业将搭建三层架构模式（SFC-MES-ERP）的智能工厂，从“三个维度”对企业资源计划、制作的完整过程执行和生产底层进行严密监控，实时跟踪生产计划、产品的状态，可视化、透明化地展现生产现场状况，推进企业改善生产流程、提高生产效率，实现智能化、网络化、柔性化、精益化，以及绿色生产。

  生产现场集中控制管理系统SFC（Shop Floor Control）、制造执行系统MES（Manufacturing Execution System）和制造资源计划管理系统ERP（Enterprise Resource Planning），分别处于工厂生产底层（控制层）、制作的完整过程（执行层）和制造资源（计划层）。通过采用这三套系统，企业能够充分的利用信息技术物联网技术和设备监控技术，加强生产信息管理和服务，清楚掌握产销流程、提高生产的全部过程的可控性、减少生产线上人工的干预，同时还能即时正确地采集生产线数据，合理编排生产计划与生产进度，打造“三维”智能工厂。

  “三维”智能工厂是集绿色、智能等新兴技术于一体，构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的生产制造管理控制管理系统，其核心是将生产系统及过程用网络化分布式生产设施来实现。同时，企业管理包括生产物流管理、人机互动管理，以及信息技术在产品生产的全部过程中的应用，形成新产品研发生产制造管理一体化。

  生产底层（控制层）是工业互联网的感知层，是三维智能工厂的“触角”。在生产的全部过程中，所有制造企业都需要在一个整合的IT系统，或者从多个IT系统中，合并包含电子数据表的管理业务流程信息。在这些系统当中，许多典型的领域需要被特别予以关注，如设备、工具、质量、工艺、人员等。

  在许多制造企业中，生产现场只具备很有限的IT系统，并且这些系统通常以机械控制与自动化为导向，或者根本就没有IT系统，从而必须配备额外的管理人员，花费额外的时间，为了不必要的沟通、联络、接洽、电话咨询，产生了很多文件，耽误了时间，增加了额外的成本。

  在较早进行智能工厂建设的制造企业中，计划层（ERP）、执行层（MES）的管理和生产底层（SFC）之间出现了信息断层，因此产生低效率与附加成本，以此来降低整个企业的信息化效益。

  以盖勒普SFC系统为例，其涵盖了整个生产底层（控制层）的完整规划，是实现三维智能工厂的基石。它既包括机器、设备组、生产线等各类生产所需的智能终端信息采集技术，也包括射频识别（RFID）标签、传感器、摄像头、二维条码、遥测遥感等感知终端信息采集技术，编织了生产底层（控制层）的网络化平台，将生产信息集中管理、实时共享，整体跟踪和管理生产人员所关心的主要生产的全部过程，实时采集生产底层各种加工数据，并加以统计和分析。SFC系统使运行生产底层（控制层）的工作变得更简单、有效和有力，重新定义了整个生产车间的自动化过程。