01、智能制造的主要特征

智能工廠(chǎng)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(jìn)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(guò)智能運維實(shí)現制造業(yè)的價(jià)值最大化；它聚焦生產(chǎn)領(lǐng)域，但又是一次全流程、端到端的轉型過(guò)程，會(huì )讓研發(fā)、生產(chǎn)、產(chǎn)品、渠道、銷(xiāo)售、客戶(hù)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(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)和工廠(chǎng)側，它依然可以規?；?、標準化、自動(dòng)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(huì )出現顛覆性的變化——生產(chǎn)者影響消費者的模式被消費者需求決定產(chǎn)品生產(chǎn)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(wǎng)更加安全可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

智能制造作為廣義的概念包含了五個(gè)方面：產(chǎn)品智能化、裝備智能化、生產(chǎn)方式智能化、管理智能化和服務(wù)智能化。

產(chǎn)品智能化。產(chǎn)品智能化是把傳感器、處理器、存儲器、通信模塊、傳輸系統融入各種產(chǎn)品，使得產(chǎn)品具備動(dòng)態(tài)存儲、感知和通信能力，實(shí)現產(chǎn)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(wǎng)的“原住民”，這些產(chǎn)品從生產(chǎn)出來(lái)就是網(wǎng)絡(luò )終端。而傳統的空調、冰箱、汽車(chē)、機床等都是物聯(lián)網(wǎng)的“移民”，未來(lái)這些產(chǎn)品都需要連接到網(wǎng)絡(luò )世界。專(zhuān)家估計，到2020年這些物聯(lián)網(wǎng)的“原住民”和“移民”加起來(lái)將超過(guò)500億個(gè)，且這個(gè)進(jìn)程將持續10年、20年甚至50年。

裝備智能化。通過(guò)先進(jìn)制造、信息處理、人工智能等技術(shù)的集成和融合，可以形成具有感知、分析、推理、決策、執行、自主學(xué)習及維護等自組織、自適應功能的智能生產(chǎn)系統以及網(wǎng)絡(luò )化、協(xié)同化的生產(chǎn)設施，這些都屬于智能裝備。在工業(yè)4.0時(shí)代，裝備智能化的進(jìn)程可以在兩個(gè)維度上進(jìn)行：?jiǎn)螜C智能化，以及單機設備的互聯(lián)而形成的智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)。需要強調的是，單純的研發(fā)和生產(chǎn)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(chǎn)方式智能化。個(gè)性化定制、極少量生產(chǎn)、服務(wù)型制造以及云制造等新業(yè)態(tài)、新模式，其本質(zhì)是在重組客戶(hù)、供應商、銷(xiāo)售商以及企業(yè)內部組織的關(guān)系，重構生產(chǎn)體系中信息流、產(chǎn)品流、資金流的運行模式，重建新的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈、生態(tài)系統和競爭格局。工業(yè)時(shí)代，產(chǎn)品價(jià)值由企業(yè)定義，企業(yè)生產(chǎn)什么產(chǎn)品，用戶(hù)就買(mǎi)什么產(chǎn)品，企業(yè)定價(jià)多少錢(qián)，用戶(hù)就花多少錢(qián)——主動(dòng)權完全掌握在企業(yè)手中。而智能制造能夠實(shí)現個(gè)性化定制，不僅打掉了中間環(huán)節，還加快了商業(yè)流動(dòng)，產(chǎn)品價(jià)值不再有企業(yè)定義，而是由用戶(hù)來(lái)定義——只有用戶(hù)認可的，用戶(hù)參與的，用戶(hù)愿意分享的，用戶(hù)不說(shuō)你壞的產(chǎn)品，才具有市場(chǎng)價(jià)值。

管理智能化。隨著(zhù)縱向集成、橫向集成和端到端集成的不斷深入，企業(yè)數據的及時(shí)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(xué)。

服務(wù)智能化。智能服務(wù)是智能制造的核心內容，越來(lái)越多的制造企業(yè)已經(jīng)意識到了從生產(chǎn)型制造向生產(chǎn)服務(wù)型制造轉型的重要性。今后，將會(huì )實(shí)現線(xiàn)上與線(xiàn)下并行的O2O服務(wù)，兩股力量在服務(wù)智能方面相向而行，一般力量是傳統制造業(yè)不斷拓展服務(wù)，另一股力量是從消費互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，比如微信未來(lái)連接的不僅是人，還包括設備和設備、服務(wù)和服務(wù)、人和服務(wù)。個(gè)性化的研發(fā)設計、總集成、總承包等新服務(wù)產(chǎn)品的全生命周期管理，會(huì )伴隨著(zhù)生產(chǎn)方式的變革不斷出現。

工業(yè)4.0要建立一個(gè)智能生態(tài)系統，當智能無(wú)所不在、連接無(wú)處不在，數據無(wú)處不在的時(shí)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(huì )越來(lái)越緊密，最終必然出現一個(gè)系統連接另一個(gè)系統、小系統組成大系統、大系統構成更大系統的情況——對于工業(yè)4.0的目標智能制造而言，它就是系統的系統。

在德國乃至全球，一個(gè)超復雜的巨系統正在形成。車(chē)間里的一部機器，通過(guò)更新操作系統實(shí)現功能升級，通過(guò)工業(yè)應用程序實(shí)現各種功能即插即用，通過(guò)應用程序編程接口不斷擴展制造生態(tài)系統，所有的機器、產(chǎn)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(chǎn)品和工廠(chǎng)，所有的產(chǎn)品管理、生產(chǎn)管理、運營(yíng)流程管理，所有的研發(fā)、生產(chǎn)、管理、銷(xiāo)售、員工、各級供應商、銷(xiāo)售商以及成千上萬(wàn)個(gè)客戶(hù)，都將是這一系統的重要組成部分。

02、智能工廠(chǎng)的主要特征

智能工廠(chǎng)有三大特征。

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

第二，有實(shí)時(shí)系統，可以及時(shí)進(jìn)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(chǎng)的發(fā)展趨勢。每個(gè)階段，柔性化對環(huán)境的調整能力能夠實(shí)現不同產(chǎn)品需要，實(shí)現多品種小批量生產(chǎn)，同時(shí)能控制這種個(gè)性化生產(chǎn)所帶來(lái)的成本飆升問(wèn)題。

在工業(yè)3.0時(shí)代，工廠(chǎng)的最底層加工單元包括了3個(gè)環(huán)節，分別是傳感器（相當于眼睛）、可編程控制器（PLC，相當于大腦）和執行器（相當于手足）。在加工單元的上層是車(chē)間，這里主要是生產(chǎn)過(guò)程執行管理系統（MES）,通俗說(shuō)就是，這個(gè)系統負責拿到任務(wù)，并進(jìn)行任務(wù)的分配。再到上面，則是企業(yè)資源計劃（ERP）系統、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統、供應鏈管理（SCM）系統和客戶(hù)關(guān)系管理（CRM）系統等上層系統。其中，ERP負責企業(yè)內部資源的配置和協(xié)調，而PLM負責產(chǎn)品從開(kāi)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(jìn)企業(yè)和消費者的溝通。

以上技術(shù)都是工業(yè)3.0已有技術(shù)，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(chē)，未來(lái)的PLM系統甚至可以跟蹤其使用過(guò)程，通過(guò)對其生產(chǎn)、損耗等數據的分析，最終“決定”其在接近使用年限之時(shí)，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(shù)更加集成化，即以上這些系統要實(shí)現橫向和縱向的集成，從而實(shí)現更加智能化。智能化生產(chǎn)的圖景如下：產(chǎn)品從設計到制造的所有環(huán)節都被打通，PLM的設計數據直接進(jìn)入ERP系統，后者立即調配工廠(chǎng)資源，如需外界供貨則由SCM系統自動(dòng)調配。而借助于CRM系統，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以和客戶(hù)保持實(shí)時(shí)溝通，比如顧客通過(guò)視頻看到產(chǎn)品不符合自己口味，可以立即讓生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行調整。

工業(yè)4.0意味著(zhù)智能工廠(chǎng)自己可以運轉、連接并和機器進(jìn)行交流，產(chǎn)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(chǎng)越來(lái)越像一個(gè)人，有智商高低的區別。隨著(zhù)工廠(chǎng)“智商”的提高，其智能化程度越來(lái)越高。

智能工廠(chǎng)是現代工廠(chǎng)信息化發(fā)展的新階段，是在數字化工廠(chǎng)的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、設備監控技術(shù)加強信息管理和服務(wù)，清楚的掌握產(chǎn)銷(xiāo)流程，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，減少生產(chǎn)線(xiàn)上的人工干預，即時(shí)準確地采集生產(chǎn)線(xiàn)數據，以合理編排生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)進(jìn)度，并通過(guò)綠色智能手段和智能系統等新興技術(shù)的運用，構建一個(gè)高效節能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠(chǎng)。
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