近年來(lái)，全球各主要經(jīng)濟體都在大力推進(jìn)制造業(yè)的復興。在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等熱潮下，全球眾多優(yōu)秀制造企業(yè)都開(kāi)展了智能工廠(chǎng)建設實(shí)踐。那么對于要走上轉型路的企業(yè)智能工廠(chǎng)到底如何建立呢？

一、智能工廠(chǎng)的內涵及建設重點(diǎn)

　 ? ?智能工廠(chǎng)是實(shí)現智能制造的重要載體，主要通過(guò)構建智能化生產(chǎn)系統、網(wǎng)絡(luò )化分布生產(chǎn)設施，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的智能化。智能工廠(chǎng)已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規劃；通過(guò)整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實(shí)境擴增展示設計與制造過(guò)程。因此，智能工廠(chǎng)實(shí)現了人與機器的相互協(xié)調合作，其本質(zhì)是人機交互。

　　在智能工廠(chǎng)的體系架構中，質(zhì)量管理的五要素也相應的發(fā)生變化，因為在未來(lái)智能工廠(chǎng)中，人類(lèi)、機器和資源能夠互相通信。智能產(chǎn)品“知道”它們如何被制造出來(lái)的細節，也知道它們的用途。

　　企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建的智能工廠(chǎng)原型，主要包括物理層、信息層、大數據層、工業(yè)云層、決策層。

其中，物理層包含工廠(chǎng)內不同層級的硬件設備，從更小的嵌入設備和基礎元器件開(kāi)始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產(chǎn)線(xiàn)，相互間均實(shí)現互聯(lián)互通。以此為基礎，構建了一個(gè)“可測可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。

信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節，包含研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)、物流配送等各類(lèi)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng )、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。

在此基礎上，形成了企業(yè)內部?jì)r(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現數據和信息的流通和交換。

　　由于產(chǎn)品制造工藝過(guò)程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠(chǎng)建設的重點(diǎn)內容有所不同。

面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線(xiàn)和設備的使用較靈活，因此，離散制造型企業(yè)更加重視生產(chǎn)的柔性，其智能工廠(chǎng)建設的重點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線(xiàn)。

二、智能工廠(chǎng)主要建設模式

? ? 　由于各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)流程不同，加上各個(gè)行業(yè)智能化情況不同，智能工廠(chǎng)有以下幾個(gè)不同的建設模式。

1.模式是從生產(chǎn)過(guò)程數字化到智能工廠(chǎng)

2.模式是從智能制造生產(chǎn)單元(裝備和產(chǎn)品)到智能工廠(chǎng)

3.模式是從個(gè)性化定制到互聯(lián)工廠(chǎng)

三、智能工廠(chǎng)發(fā)展重點(diǎn)環(huán)節

智能生產(chǎn)的側重點(diǎn)在于將人機互動(dòng)、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，并對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監控、數據采集，便于進(jìn)行數據分析，從而形成高度靈活、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò )化的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　3D打印是一項顛覆性的創(chuàng )新技術(shù)，被美國自然科學(xué)基金會(huì )稱(chēng)為20世紀更重要的制造技術(shù)創(chuàng )新。制造業(yè)的全流程都可以引入3D打印，起到節約成本、加快進(jìn)度、減少材料浪費等效果。

　　3D打印經(jīng)過(guò)了近 40 年的發(fā)展，龍頭公司開(kāi)始實(shí)現顯著(zhù)盈利，市場(chǎng)認可度快速上升，行業(yè)收入增長(cháng)加速。根據典型的產(chǎn)品生命周期理論，技術(shù)產(chǎn)品從導入期進(jìn)入成長(cháng)期的過(guò)程中往往表現出加速增長(cháng)的特征，判斷目前3D打印產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入加速成長(cháng)期。

圖表：2008-2015年全球3D打印設備出貨量增長(cháng)情況

　　整個(gè)3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈大概可分為三個(gè)部分，上游基礎配件行業(yè)，3D打印設備生產(chǎn)企業(yè)、3D打印材料生產(chǎn)企業(yè)和支持配套企業(yè)，下游主要是3D打印的各大應用領(lǐng)域。通常意義上的3D打印行業(yè)則主要是指3D打印設備、材料及服務(wù)企業(yè)。

02人機交互

未來(lái)各類(lèi)交互方式都會(huì )進(jìn)行深度融合，使智能設備會(huì )更加自然地與人類(lèi)生物反應及處理過(guò)程同步，包括思維過(guò)程、動(dòng)覺(jué)，甚至一個(gè)人的文化偏好等，這個(gè)領(lǐng)域充滿(mǎn)著(zhù)各種各樣新奇的可能性。

　　人與機器的信息交換方式隨著(zhù)技術(shù)融合步伐的加快向更高層次邁進(jìn)，新型人機交互方式被逐漸應用于生產(chǎn)制造領(lǐng)域。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質(zhì)是人機一體化。

　　中國已經(jīng)基本形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈結構，在材料、器件、系統、網(wǎng)絡(luò )等各方面水平不斷完善，自主產(chǎn)品已達6000種，國內建立了三大傳感器生產(chǎn)基地，分別為：安徽基地，陜