01、智能制造的主要特征

智能工廠有三大特征。
智能制造是新工業(yè)革命的核心，它并不在于進一步提高設備的效率和精度，而是更加合理化和智能化地使用設備，通過智能運維實現(xiàn)制造業(yè)的價值最大化；它聚焦生產領域，但又是一次全流程、端到端的轉型過程，會讓研發(fā)、生產、產品、渠道、銷售、客戶管理等一整條生態(tài)鏈為之發(fā)生劇變。對工業(yè)企業(yè)來說，在生產和工廠側，它依然可以規(guī)?；?、標準化、自動化為基礎，但它還需被賦予柔性化、定制化、可視化、低碳化的新特性；在商業(yè)模式側，會出現(xiàn)顛覆性的變化——生產者影響消費者的模式被消費者需求決定產品生產的模式取而代之；在國家層面，則需要建立一張比消費互聯(lián)網更加安全可靠的工業(yè)互聯(lián)網。

智能制造作為廣義的概念包含了五個方面：產品智能化、裝備智能化、生產方式智能化、管理智能化和服務智能化。

產品智能化。產品智能化是把傳感器、處理器、存儲器、通信模塊、傳輸系統(tǒng)融入各種產品，使得產品具備動態(tài)存儲、感知和通信能力，實現(xiàn)產品可追溯、可識別、可定位。計算機、智能手機、智能電視、智能機器人、智能穿戴都是物聯(lián)網的“原住民”，這些產品從生產出來就是網絡終端。而傳統(tǒng)的空調、冰箱、汽車、機床等都是物聯(lián)網的“移民”，未來這些產品都需要連接到網絡世界。專家估計，到2020年這些物聯(lián)網的“原住民”和“移民”加起來將超過500億個，且這個進程將持續(xù)10年、20年甚至50年。

裝備智能化。通過先進制造、信息處理、人工智能等技術的集成和融合，可以形成具有感知、分析、推理、決策、執(zhí)行、自主學習及維護等自組織、自適應功能的智能生產系統(tǒng)以及網絡化、協(xié)同化的生產設施，這些都屬于智能裝備。在工業(yè)4.0時代，裝備智能化的進程可以在兩個維度上進行：單機智能化，以及單機設備的互聯(lián)而形成的智能生產線、智能車間、智能工廠。需要強調的是，單純的研發(fā)和生產端的改造不是智能制造的全部，基于渠道和消費者洞察的前段改造也是重要的一環(huán)。二者相互結合、相輔相成，才能完成端到端的全鏈條智能制造改造。

生產方式智能化。個性化定制、極少量生產、服務型制造以及云制造等新業(yè)態(tài)、新模式，其本質是在重組客戶、供應商、銷售商以及企業(yè)內部組織的關系，重構生產體系中信息流、產品流、資金流的運行模式，重建新的產業(yè)價值鏈、生態(tài)系統(tǒng)和競爭格局。工業(yè)時代，產品價值由企業(yè)定義，企業(yè)生產什么產品，用戶就買什么產品，企業(yè)定價多少錢，用戶就花多少錢——主動權完全掌握在企業(yè)手中。而智能制造能夠實現(xiàn)個性化定制，不僅打掉了中間環(huán)節(jié)，還加快了商業(yè)流動，產品價值不再有企業(yè)定義，而是由用戶來定義——只有用戶認可的，用戶參與的，用戶愿意分享的，用戶不說你壞的產品，才具有市場價值。

管理智能化。隨著縱向集成、橫向集成和端到端集成的不斷深入，企業(yè)數(shù)據(jù)的及時性、完整性、準確性不斷提高，必然使管理更加準確、更加高效、更加科學。

服務智能化。智能服務是智能制造的核心內容，越來越多的制造企業(yè)已經意識到了從生產型制造向生產服務型制造轉型的重要性。今后，將會實現(xiàn)線上與線下并行的O2O服務，兩股力量在服務智能方面相向而行，一般力量是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷拓展服務，另一股力量是從消費互聯(lián)網進入產業(yè)互聯(lián)網，比如微信未來連接的不僅是人，還包括設備和設備、服務和服務、人和服務。個性化的研發(fā)設計、總集成、總承包等新服務產品的全生命周期管理，會伴隨著生產方式的變革不斷出現(xiàn)。

工業(yè)4.0要建立一個智能生態(tài)系統(tǒng)，當智能無所不在、連接無處不在，數(shù)據(jù)無處不在的時候，設備和設備之間、人和人之間、物和物之間、人和物之間的聯(lián)系就會越來越緊密，最終必然出現(xiàn)一個系統(tǒng)連接另一個系統(tǒng)、小系統(tǒng)組成大系統(tǒng)、大系統(tǒng)構成更大系統(tǒng)的情況——對于工業(yè)4.0的目標智能制造而言，它就是系統(tǒng)的系統(tǒng)。

在德國乃至全球，一個超復雜的巨系統(tǒng)正在形成。車間里的一部機器，通過更新操作系統(tǒng)實現(xiàn)功能升級，通過工業(yè)應用程序實現(xiàn)各種功能即插即用，通過應用程序編程接口不斷擴展制造生態(tài)系統(tǒng)，所有的機器、產品、零部件、能源、原材料，所有的研發(fā)工具、測試驗證平臺、虛擬產品和工廠，所有的產品管理、生產管理、運營流程管理，所有的研發(fā)、生產、管理、銷售、員工、各級供應商、銷售商以及成千上萬個客戶，都將是這一系統(tǒng)的重要組成部分。

02、智能工廠的主要特征

智能工廠有三大特征。

第一，信息基礎設施高度互聯(lián)，包括生產設備、機器人、操作人員、物料和成品。

第二，有實時系統(tǒng)，可以及時進行信息傳輸和對接。

第三，從柔性化、敏捷化、智能化到信息化，這是智能工廠的發(fā)展趨勢。每個階段，柔性化對環(huán)境的調整能力能夠實現(xiàn)不同產品需要，實現(xiàn)多品種小批量生產，同時能控制這種個性化生產所帶來的成本飆升問題。

在工業(yè)3.0時代，工廠的最底層加工單元包括了3個環(huán)節(jié)，分別是傳感器（相當于眼睛）、可編程控制器（PLC，相當于大腦）和執(zhí)行器（相當于手足）。在加工單元的上層是車間，這里主要是生產過程執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）,通俗說就是，這個系統(tǒng)負責拿到任務，并進行任務的分配。再到上面，則是企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)、產品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)、供應鏈管理（SCM）系統(tǒng)和客戶關系管理（CRM）系統(tǒng)等上層系統(tǒng)。其中，ERP負責企業(yè)內部資源的配置和協(xié)調，而PLM負責產品從開發(fā)到報廢的“管理”，SCM負責企業(yè)資源和外部的對接，而CRM的作用在于促進企業(yè)和消費者的溝通。

以上技術都是工業(yè)3.0已有技術，但工業(yè)4.0對他們提出了新要求，一是必須更加智能，反應更快。比如一輛汽車，未來的PLM系統(tǒng)甚至可以跟蹤其使用過程，通過對其生產、損耗等數(shù)據(jù)的分析，最終“決定”其在接近使用年限之時，應該全面報廢還是“器官移植”——回收有用的舊部件。

另外，工業(yè)4.0要求技術更加集成化，即以上這些系統(tǒng)要實現(xiàn)橫向和縱向的集成，從而實現(xiàn)更加智能化。智能化生產的圖景如下：產品從設計到制造的所有環(huán)節(jié)都被打通，PLM的設計數(shù)據(jù)直接進入ERP系統(tǒng)，后者立即調配工廠資源，如需外界供貨則由SCM系統(tǒng)自動調配。而借助于CRM系統(tǒng)，整個生產過程可以和客戶保持實時溝通，比如顧客通過視頻看到產品不符合自己口味，可以立即讓生產線進行調整。

工業(yè)4.0意味著智能工廠自己可以運轉、連接并和機器進行交流，產品設備之間可以通信。所以德國人把工業(yè)4.0定義為“機器制造機器”，每臺機器都是有生命力的，工廠越來越像一個人，有智商高低的區(qū)別。隨著工廠“智商”的提高，其智能化程度越來越高。

智能工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網技術、設備監(jiān)控技術加強信息管理和服務，清楚的掌握產銷流程，提高生產過程的可控性，減少生產線上的人工干預，即時準確地采集生產線數(shù)據(jù)，以合理編排生產計劃與生產進度，并通過綠色智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術的運用，構建一個高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。
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