2012年德國政府制定并大力推行工業(yè)4.0，強(qiáng)調(diào)工業(yè)4.0的特征是工業(yè)2012年德國政府制定并大力推行工業(yè)4.0，強(qiáng)調(diào)工業(yè)4.0的特征是工業(yè)自動化自動化和信息的緊密結(jié)合，是建立在物理信息系統(tǒng)（即“CyberPhysicalSystem”，簡稱“CPS”）的基礎(chǔ)之上的，這就為智慧工廠的實(shí)現(xiàn)指明了一條具有現(xiàn)實(shí)可行性的途徑。德國專家和教授基于制造立國和制造強(qiáng)國的理念，把CPS運(yùn)用于生產(chǎn)制造，提出了CPPS，即信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)，智慧工廠就是以CPPS為模型進(jìn)行構(gòu)建的。
　　然而完善的智慧工廠不可能一蹴而就，而是一個漸進(jìn)發(fā)展的過程，最早實(shí)現(xiàn)的一定是基于目前的基礎(chǔ)而又朝著這個方向發(fā)展的初始階段。那么，什么是智慧工廠的支撐技術(shù)？生產(chǎn)制造過程又如何采用聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)？
　　技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展
　　工業(yè)4.0的目標(biāo)是生產(chǎn)制造系統(tǒng)的數(shù)字化和虛擬化、將虛擬工廠與實(shí)際的對象結(jié)合起來、全面的點(diǎn)對點(diǎn)的信息通信、自配置和自矯正的適應(yīng)能力以及使機(jī)器能集成人的作用。西門子工業(yè)領(lǐng)域首席執(zhí)行官魯思沃教授于2014年7月10日在北京的演講中指出，工業(yè)4.0的三大支柱是MES、虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合和CPS，這也是智慧工廠的支撐技術(shù)。作為智慧工廠三大支撐技術(shù)之一的CPS，由美國科學(xué)家于2006年提出，則相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的另一種表述。與物聯(lián)網(wǎng)相比，CPS最顯著的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)物理過程與信息間的反饋。
　　智慧工廠要實(shí)現(xiàn)，最關(guān)鍵的是工業(yè)制造技術(shù)和工業(yè)自動化技術(shù)，這是實(shí)現(xiàn)智慧工廠的必要條件。在智慧工廠的三大支撐技術(shù)中，MES的作用更加重要。近20年來，MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大致經(jīng)歷了四個階段的演進(jìn)。第一代MES功能比較單一，按工業(yè)特定要求的應(yīng)用；第二代MES則集合了多種應(yīng)用軟件；第三代MES又納入了運(yùn)營管理平臺OMP；而第四代MES將是基于知識、基于優(yōu)化、基于指標(biāo)、基于數(shù)據(jù)、基于約束的，且具有實(shí)時、敏捷、柔性和可組態(tài)等特性。MES的發(fā)展趨勢是對各種軟件更加高效的整合，這也是MES所面臨的新挑戰(zhàn)。
　　當(dāng)前，制造廠的生產(chǎn)需求超過傳統(tǒng)MES的應(yīng)用。由于各種工廠IT軟件的運(yùn)行環(huán)境對應(yīng)了多種不同的數(shù)據(jù)模型、循環(huán)周期以及定義，我們很難對這些實(shí)質(zhì)上針對同一生產(chǎn)運(yùn)營過程、卻又分散得出的相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總及分析，從而做出有助于提高效率的決策。首先一種高效的平臺應(yīng)該首先能夠?qū)ζ髽I(yè)決策提供可視性支持；其次，能夠涵蓋生產(chǎn)商所需的所有功能，并且將生產(chǎn)的方方面面統(tǒng)一起來，包括價值鏈、生產(chǎn)周期以及價值周期；最后，能夠?qū)蝹€或多個系統(tǒng)納入商業(yè)流程中，優(yōu)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)公司目標(biāo)。
　　智慧工廠急需開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下六個方面：第一，滲透在生產(chǎn)制造和管理各個環(huán)節(jié)的IT技術(shù)及其集成，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐技術(shù)、分布式云計算的工業(yè)實(shí)現(xiàn)、基于Web2.0的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物理信息融合系統(tǒng)的工業(yè)實(shí)踐；第二，垂直集成和橫向集成的工業(yè)信息技術(shù)，包括基于互聯(lián)互操作的設(shè)備集成工業(yè)以太網(wǎng)整合技術(shù)、機(jī)器與機(jī)器之間的通信（M2M）、基于統(tǒng)一架構(gòu)（OPCUA）的垂直集成語義互操作性的實(shí)現(xiàn)技術(shù)等；第三，軟件技術(shù)，包括面向分布式自動化的各類高效可靠的模塊化軟件開發(fā)平臺、應(yīng)用于分布式自動化中的SOA和多智能體系統(tǒng)的軟件技術(shù)等；第四，機(jī)電功能模塊的設(shè)計、開發(fā)和實(shí)踐；第五，下一代工業(yè)輔助系統(tǒng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，包括基于增強(qiáng)實(shí)境技術(shù)的先進(jìn)工業(yè)輔助系統(tǒng)、機(jī)器人和操作員協(xié)同等；第六，標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。