當前，我國制造企業(yè)面臨著巨大的轉型壓力。一方面，勞動力成本迅速攀升、產(chǎn)能過剩、競爭激烈、客戶個性化需求日益增長等因素，迫使制造企業(yè)從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優(yōu)勢。在工廠層面，制造企業(yè)面臨著招工難，以及缺乏專業(yè)技師的巨大壓力，必須實現(xiàn)減員增效，迫切需要推進智能工廠建設。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)、協(xié)作機器人、增材制造、預測性維護、機器視覺等新興技術迅速興起，伴隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的起步和發(fā)展，為制造企業(yè)推進智能工廠建設提供了良好的技術支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持，使各行業(yè)越來越多的大中型企業(yè)開啟了智能工廠建設的征程。

智能工廠是實現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過構建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡化分布生產(chǎn)設施，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術進行推理預測，利用仿真及多媒體技術，將實境擴增展示設計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結構，具備協(xié)調(diào)、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機交互。

社會需求需要構建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上的智能制造，但是智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎是制造業(yè)，所以基于制造業(yè)的三硬：裝備、工具和材料，再加上三軟：工業(yè)軟件、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)人工智能，形成智能制造整體的體系架構，同時來構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上智能制造實現(xiàn)了各方面作用和目標，基于過去幾十年積累的制造經(jīng)驗，來開發(fā)專業(yè)云，比如精密工具云、CNC 加工云、SMT 精密云、組裝云、傳感器、機器人，這些專業(yè)云未來會支撐產(chǎn)業(yè)云，像家電，車聯(lián)網(wǎng)、大健康產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)云，通過這個架構體系來實現(xiàn)制造業(yè)形態(tài)的轉跨和資源的優(yōu)化配置。

另外一個就是要通過我們構建的智能制造，再加上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)跨領域、跨行業(yè)的賦能，來為其他更多的行業(yè)提供制造業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎。

一、智能工廠主要建設模式

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

第一種模式是從生產(chǎn)過程數(shù)字化到智能工廠。

在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫(yī)藥、食品等流程制造領域。

企業(yè)發(fā)展智能制造驅(qū)動力：在于產(chǎn)品品質(zhì)可控。

方法路線：生產(chǎn)數(shù)字化建設起步，基于品控需求從產(chǎn)品末端控制向全流程控制轉變。

流程工廠智能工廠建設模式為：

一是推進生產(chǎn)過程數(shù)字化，構建覆蓋全流程的動態(tài)透明可追溯體系，基于統(tǒng)一的可視化平臺實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程跨部門協(xié)同控制；

二是推進生產(chǎn)管理一體化，促進企業(yè)內(nèi)部資源和信息的整合和共享；

三是推進供應鏈協(xié)同化，提高工廠內(nèi)外供應鏈運行效率；

四是整體打造大數(shù)據(jù)化智能工廠，推進端到端集成，開展個性化定制業(yè)務。

第二種模式是從智能制造生產(chǎn)單元（裝備和產(chǎn)品）到智能工廠。

在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造領域。

企業(yè)發(fā)展智能制造驅(qū)動力是拓展產(chǎn)品價值空間。

方法路線：從單臺設備自動化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實現(xiàn)價值增長。

因此其智能工廠建設模式為：

一是推進生產(chǎn)設備（生產(chǎn)線）智能化

通過引進各類符合生產(chǎn)所需的智能裝備，建立基于CPS系統(tǒng)的車間級智能生產(chǎn)單元，提高精準制造、敏捷制造能力。

二是拓展基于產(chǎn)品智能化的增值服務

利用產(chǎn)品的智能裝置實現(xiàn)與CPS系統(tǒng)的互聯(lián)互通，支持產(chǎn)品的遠程故障診斷和實時診斷等服務；

三是推進車間級與企業(yè)級系統(tǒng)集成

實現(xiàn)生產(chǎn)和經(jīng)營的無縫集成和上下游企業(yè)間的信息共享，開展基于橫向價值網(wǎng)絡的協(xié)同創(chuàng)新。

四是推進生產(chǎn)與服務的集成

基于智能工廠實現(xiàn)服務化轉型，提高產(chǎn)業(yè)效率和核心競爭力。

第三種模式是從個性化定制到互聯(lián)工廠。

在家電、服裝、家居等距離用戶最近的消費品制造領域

企業(yè)發(fā)展智能制造驅(qū)動力：在于充分滿足消費者多元化需求的同時實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。

方法路線：通過互聯(lián)網(wǎng)平臺開展大規(guī)模個性定制模式創(chuàng)新。

因此其智能工廠建設模式為：

一是推進個性化定制生產(chǎn)，引入柔性化生產(chǎn)線，搭建互聯(lián)網(wǎng)平臺，促進企業(yè)與用戶深度交互、廣泛征集需求，基于需求數(shù)據(jù)模型開展精益生產(chǎn)；

二是推進設計虛擬化，依托互聯(lián)網(wǎng)逆向整合設計環(huán)節(jié)，打通設計、生產(chǎn)、服務數(shù)據(jù)鏈，采用虛擬仿真技術優(yōu)化生產(chǎn)工藝；

三是推進制造網(wǎng)絡協(xié)同化，變革傳統(tǒng)垂直組織模式，以扁平化、虛擬化新型制造平臺為紐帶集聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，發(fā)展遠程定制、異地設計、當?shù)厣a(chǎn)的網(wǎng)絡協(xié)同制造新模式。

關于工業(yè)4.0的階段和實施先決條件，北航劉強教授說過一段話非常經(jīng)典的“三不要原則”：

● 第一，不要在不具備成熟的工藝下做自動化，工藝如果不成熟，就最好先做生產(chǎn)線，這是工業(yè)2.0解決的問題。

● 第二，不要在管理不成熟的時候做信息化，這是工業(yè)3.0解決的問題。

● 第三，不要在不具備網(wǎng)絡化和數(shù)字化的基礎時做智能化，這是工業(yè)4.0解決的問題。 

劉教授的“三不要原則”在實際落實中，基于各種原因，落實不充分。我國制造企業(yè)在推進智能工廠建設方面，還存在諸多問題與誤區(qū)：

① 盲目購買自動化設備和自動化產(chǎn)線。

②  尚未實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的自動采集和車間聯(lián)網(wǎng)。

③ 工廠運營層還是黑箱。

④  設備績效不高。

⑤ 依然存在大量信息化孤島和自動化孤島。

究其原因，是智能制造和智能工廠涵蓋領域很多，系統(tǒng)極其復雜，企業(yè)還缺乏深刻理解。在這種狀況下，制造企業(yè)不能貿(mào)然推進，搞“大躍進”，以免造成企業(yè)的投資打水漂。

應當依托有實戰(zhàn)經(jīng)驗的咨詢服務機構，結合企業(yè)內(nèi)部的IT、自動化和精益團隊，高層積極參與，根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝，做好需求分析和整體規(guī)劃，在此基礎上穩(wěn)妥推進，才能取得實效。

無論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、還是智能制造，其出發(fā)點、思考問題的角度和所關注的應用領域各有差異，但它們都是共享著一個核心理念，即把互聯(lián)網(wǎng)的核心技術——計算和通訊網(wǎng)絡技術，更加廣泛、深入地應用在工業(yè)系統(tǒng)和基本設施中，以實現(xiàn)信息技術與生產(chǎn)運營技術的深度融合；它們都要達到一個共同目的，即通過對物理實體狀態(tài)和環(huán)境的實時感知，在信息空間通過計算做出最佳的決策，動態(tài)地優(yōu)化物理資源的使用。