以工業(yè)4.0為綱領(lǐng)的新工業(yè)革命正在促進(jìn)我國工業(yè)企業(yè)信息化沿兩化融合方向深入發(fā)展。兩化融合是信息化和工業(yè)化高層次的深度結(jié)合，是指以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路；兩化融合的核心是信息化支撐，追求可持續(xù)發(fā)展模式。兩化融合落地到企業(yè)之中實質(zhì)上就是要通過系統(tǒng)集成在工業(yè)企業(yè)構(gòu)建起信息化集成系統(tǒng)，支持構(gòu)建智能工廠、實現(xiàn)智能生產(chǎn)，實現(xiàn)智能制造。工業(yè)企業(yè)兩化融合的關(guān)鍵就是系統(tǒng)集成技術(shù)。
按照工業(yè)4.0的要求，工業(yè)企業(yè)需要實現(xiàn)四個智能化，即：智能工業(yè)品、智能生產(chǎn)線、智能工廠和智能制造。但是，實現(xiàn)這一目標(biāo)必須做腳踏實地的工作，必須為工業(yè)企業(yè)構(gòu)建起一個從戰(zhàn)略決策到工業(yè)現(xiàn)場的實實在在的系統(tǒng)，由這個系統(tǒng)來實現(xiàn)智能制造的目標(biāo)，這個系統(tǒng)就是信息化集成系統(tǒng)。怎么樣構(gòu)建這樣的大系統(tǒng)，必須通過系統(tǒng)集成技術(shù)將系統(tǒng)的各層次的信息集成起來為智能制造服務(wù)，實現(xiàn)四個智能化。概而言之，實現(xiàn)智能制造第一是信息化集成大系統(tǒng)，第二是構(gòu)建此系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術(shù)，缺一不可。
系統(tǒng)集成技術(shù)包含了四大要素，它們是：（1）應(yīng)用需求分析。（2）開放系統(tǒng)。（3）接口技術(shù)。（4）系統(tǒng)集成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)用需求分析：無論是構(gòu)建信息化集成系統(tǒng)本身還是開發(fā)出開放的軟件平臺，必須將應(yīng)用需求分析清楚。這是建設(shè)系統(tǒng)的第一步也是最重要的一步。
開放系統(tǒng)：開放系統(tǒng)是信息化集成系統(tǒng)的基本屬性，它必須具有“寬廣的胸懷”以容納工業(yè)企業(yè)方方面面的業(yè)務(wù)需求。必須建設(shè)一個開放的軟件平臺，能對各種應(yīng)用需求進(jìn)行適應(yīng)性開發(fā)，使得系統(tǒng)可支持智能制造的各種要求。
接口技術(shù)：按照應(yīng)用需求構(gòu)建的大系統(tǒng)及其軟件平臺必須能夠接入多廠家設(shè)備，能夠無縫接入各類子系統(tǒng)使得信息化集成系統(tǒng)有能力完成智能制造的任務(wù)。此中接口技術(shù)成為最為關(guān)鍵的保證。
系統(tǒng)集成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)企業(yè)信息化集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。信息化集成系統(tǒng)各層級是靠最先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的全連接成為有機整體的。
工業(yè)企業(yè)在新工業(yè)革命的背景下，滿足最終用戶應(yīng)用需求，建設(shè)起一個開放的系統(tǒng)，應(yīng)用接口技術(shù)接入各類子系統(tǒng)與多廠家設(shè)備，通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)各層級連接為一個整體，從而有效地實現(xiàn)智能制造的根本任務(wù)。
系統(tǒng)集成概念起源
系統(tǒng)集成概念由工業(yè)自動化系統(tǒng)開啟，始于70年代末、80年代初的美國，當(dāng)時，許多工業(yè)生產(chǎn)的計算機應(yīng)用項目需要將多廠家設(shè)備綜合在一個系統(tǒng)中。許多大企業(yè)需要實現(xiàn)全廠設(shè)備的綜合監(jiān)控和互聯(lián)。但是，當(dāng)時的設(shè)備系統(tǒng)基本上都是專利系統(tǒng)，通信協(xié)議多為專利協(xié)議，于是出現(xiàn)了一些規(guī)模不大的公司，它們是由熟悉多廠家設(shè)備的硬件和軟件開發(fā)人員組成，這些公司承接綜合性大項目，或受命于大企業(yè)實現(xiàn)全廠設(shè)備的綜合監(jiān)控。這些公司取名為某某系統(tǒng)集成公司，雇員一般幾十人到一、二百人。
項目伊始，公司的計算機硬件和軟件開發(fā)人員進(jìn)入現(xiàn)場或企業(yè)，進(jìn)行深入的調(diào)查研究，明確用戶需求，針對多廠家設(shè)備，進(jìn)行定制開發(fā)，提出完善的解決方案，最后全面實施，這些開發(fā)者被叫做系統(tǒng)集成師（Integrator）。他們所進(jìn)行的工作稱為系統(tǒng)集成，因為他們綜合了全企業(yè)或大工廠里的各類設(shè)備信息進(jìn)行監(jiān)控管理，他們是將各個設(shè)備子系統(tǒng)集成在一起，構(gòu)建起企業(yè)以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)制造與企業(yè)管理系統(tǒng)，做了“系統(tǒng)集成”的工作。
從70年代末起，經(jīng)過80年代直到90年代，工業(yè)自動化系統(tǒng)從單廠家設(shè)備的DCS、PLC專利系統(tǒng)，向多廠家設(shè)備集成，向以DCS、PLC、SCADA系統(tǒng)為基礎(chǔ)的開放系統(tǒng)發(fā)展。這一階段，工業(yè)PC機、嵌入式計算機和DCS技術(shù)的發(fā)展，特別是PLC和PLC系統(tǒng)得到了迅猛發(fā)展。PLC系統(tǒng)開始取代早先的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和遙測系統(tǒng)，在許多大項目中，建成了以PLC為基礎(chǔ)的SCADA系統(tǒng)；采用系統(tǒng)集成構(gòu)建的大型開放系統(tǒng)取代了專利的DCS以及60年代、70年代的DDC（Direct Digital Control System）系統(tǒng)；系統(tǒng)集成技術(shù)應(yīng)用愈來愈廣泛。
這一時期，工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模日趨龐大，要求與之相應(yīng)的自動化系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大。要求系統(tǒng)容納更多廠家的設(shè)備，要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加開放以接入各種設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)PC加上HMI軟件加PLC系統(tǒng)，發(fā)展成為系統(tǒng)集成開放系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。
這一階段，適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和需求變化，原來著名的DCS和PLC廠商，開始做系統(tǒng)集成項目，進(jìn)行開放系統(tǒng)的研究和制造，他們或成立了強大的系統(tǒng)集成分部，或與更大的廠商兼并、聯(lián)合組成規(guī)模較大的自動化系統(tǒng)集成公司。
隨著IT技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)信息化浪潮以更大的勢頭發(fā)展。企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和經(jīng)營管理系統(tǒng)由于IT技術(shù)的深入而得到快速發(fā)展，ERP與其他管理信息系統(tǒng)幾乎進(jìn)入了所有大型企業(yè)，此時系統(tǒng)集成包含了更大的范圍，從自動化到了信息化。這一階段，幾乎所有的世界級大型IT公司紛紛參與信息化大系統(tǒng)的系統(tǒng)集成項目，特別是軟件企業(yè)在系統(tǒng)集成方面做出了一系列的創(chuàng)新。
新概念的軟件體系在信息化系統(tǒng)集成項目中嶄露頭角。微軟的.NET開發(fā)框架，SUN公司的J2EE系統(tǒng)集成應(yīng)用架構(gòu)，IBM的SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）成為企業(yè)信息化的IT架構(gòu)方法，將企業(yè)業(yè)務(wù)彼此連接，可重復(fù)的業(yè)務(wù)任務(wù)或服務(wù)進(jìn)行整合，構(gòu)建在各種系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。適合具體企業(yè)業(yè)務(wù)的大型系統(tǒng)集成平臺也在企業(yè)信息化與自動化深度融合中出現(xiàn)。
90年代初期，全球范圍內(nèi)，涌現(xiàn)出一大批系統(tǒng)集成廠商。1994年，控制系統(tǒng)集成商聯(lián)合會（CSIA：Control System Integrators Association）在北美成立。CSIA自成立以來，一直致力于世界范圍控制系統(tǒng)集成事業(yè)的發(fā)展，為全世界的系統(tǒng)集成商服務(wù)。CSIA的研究結(jié)果表明：到21世紀(jì)初，全世界的系統(tǒng)集成商（公司）至少有4000多個。
CSIA定義控制系統(tǒng)集成商為：控制系統(tǒng)集成商是一個獨立的增值工程組織，它主要為工業(yè)控制系統(tǒng)、制造系統(tǒng)和工廠自動化的銷售、設(shè)計、實施、安裝、試車和技術(shù)支持做應(yīng)用知識服務(wù)和技術(shù)專家支持。（“A Control Systems Integrator (CSI) is an independent (or an independent profit/loss division) value-added engineering organization that focuses on industrial control systems, manufacturing execution systems and plant automation that requires application knowledge and technical expertise for sales, design, implementation, installation, commissioning and support.”）CSIA的成員公司可以為各種項目提供產(chǎn)品和系統(tǒng)集成服務(wù)，這些項目中通常包含過程控制、離散控制、管理監(jiān)督系統(tǒng)、批量控制以及機器人技術(shù)和數(shù)據(jù)采集等內(nèi)容。它聚焦于工業(yè)控制和信息系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)以及工廠自動化系統(tǒng)等方面。系統(tǒng)集成商需要具備應(yīng)用知識和銷售、設(shè)計、執(zhí)行、安裝、調(diào)試以及支持的方方面面專項技能。