進化するファクトリーインテリジェンス：人間の専門知識からスマート自動化へ

インテリジェントファクトリーは、製造業の歴史的開始以来存在してきたが、インテリジェンス——製造知識の習得と応用と定義される——は、工場のスタッフのみに宿っていた。

数値制御（NC）そしてコンピュータ数値制御（CNC）技術の登場により、工場機械はデジタルI/O能力を獲得したが、依然として「スマート」ではなかった。デジタル化された機械は、ますます生産的になったものの、自分自身、環境、実行中または実行予定のタスクについての認識を持たなかった。

これらの制約にもかかわらず、決定論的な低レベルのデジタル命令と応答のセットを通じて、控えめな規模での中央集権的ファクトリーインテリジェンスは達成されてきた。大規模中央集権的ファクトリーインテリジェンスの実験は、ゼネラルモーターズの1982年製造自動化プロトコル（MAP）、トークンバスネットワークプロトコル（IEEE 802.4）上で動作するものだった。MAP対応ファクトリーインテリジェンス実験は、運用信頼性の維持が困難だったため2004年に終了した。

最も重要な理由の一つは、システムレジリエンス（回復力）の欠如だった——要求される決定論的ファクトリー通信標準とプロトコルのダウンサイドだ。もう一つの理由は、中央システムから指示が来ないとき、接続された機械がいかなるレベルでも稼働を継続できなかったことだ。

これは、PCと分散コンピューティングの発展により1990年代に陳腐化したメインフレーム・ツー・ターミナルインフラストラクチャに似たアナロジーと言える。スマートマシンによるインテリジェントファクトリーの発展を可能にした、いくつかの重要な変化がある。第一は、ITのユビキタスなEthernet LANインフラストラクチャがショップフロアへ拡張されたことだ。これにより、モデルベース定義（MBD）の高速3Dダウンロード、プロセスと製品データのアップロードが可能になった。

第二に、今日のデジタルツインは「スマート」だ。なぜなら、自らの能力と運用ステータスだけでなく、特定のMBD上で実行可能な作業についての認識を持っているからだ。この方式では、スマートマシンは人間のパートナーと同様にタスクを「入札（ビッド）」できる。スマートマシンのデジタルツインは決定論的な低レベル命令を必要とせず、代わりに提出されたMBDに応答し、選択されれば物理的な対応物（フィジカルツイン）で実際の作業を行う。

第三に、HTML、CSS、JavaScriptという3つの標準化されたコアテクノロジーが、インターネットの普及とインテリジェントなグローバルシステムの出現を可能にしたと認識されている。同様の標準化コアテクノロジーが、インダストリアルインターネットと離散製造におけるファクトリーインテリジェンスを可能にすると想定されている。主要なインダストリアルインターネット標準には、モデルベース定義のためのSTEP（ISO 10360）、プロセスデータのためのMTConnect、製品データのためのQuality Information Framework（QIF）がある。

STEPは、CADシステムのネイティブマスターモデルから派生した非プロプライエタリ形式の3Dセマンティックモデルとして、設計意図のほぼすべてを伝達する。MTConnectは、コンピュータ支援製造装置が、非プロプライエタリ形式で構造化され文脈化されたプロセスデータを消費・生成することを可能にする。

QIFは、コンピュータ支援測定装置が、同様の非プロプライエタリ形式で構造化され文脈化されたデータを消費・生成することを可能にする。これら3つの標準とその初期実装は、製造レディネスの指標において進行中である。