工業(yè)4.0在德國被認為是第四次工業(yè)革命，主要是指，在“智能工廠”利用“智能備”將“智能物料”生產(chǎn)成為“智能產(chǎn)品”，整個過程貫穿以“網(wǎng)絡協(xié)同”，從而提升生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。它的典型特征是：融合性與革命性，是新一代信息技術與工業(yè)化深度融合的產(chǎn)物，是一種新的生產(chǎn)方式，推動傳統(tǒng)大規(guī)模批量生產(chǎn)向大規(guī)模定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

一、智能工廠

“工業(yè)4.0”其實就是基于信息物理系統(tǒng)實現(xiàn)智能工廠，最終實現(xiàn)的是制造模式的變革。

(一)智能工廠概念

“工業(yè) 4.0”從嵌入式系統(tǒng)向信息物理系統(tǒng)(CPS)進化，形成智能工廠。智能工廠作為未來第四次工業(yè)革命的代表，不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務等無縫連接的互聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng))的方向發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng)分別位于智能工廠的三層信息技術基礎架構的底層和頂層。最頂層中，與生產(chǎn)計劃、物流、能耗和經(jīng)營管理相關的ERP、SCM、CRM等，和產(chǎn)品設計、技術相關的PLM處在最上層，與服務互聯(lián)網(wǎng)緊緊相連。中間一層，通過CPS物理信息系統(tǒng)實現(xiàn)與生產(chǎn)設備和生產(chǎn)線控制、調(diào)度等相關功能。從智能物料供應，到智能產(chǎn)品的產(chǎn)出，貫通整個產(chǎn)品生命周期管理。最底層則通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)控制、執(zhí)行、傳感，實現(xiàn)智能生產(chǎn)(圖1)。

圖1 智能工廠的三層信息技術基礎架構

(二)智能工廠的三項集成

集成意味著以計算機應用為核心，是信息技術在制造業(yè)應用發(fā)展的高級階段，支持制造過程的各個環(huán)節(jié)。高度集成化能夠極大地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率、有效組織各方資源、鼓舞不同鏈條中的員工的生產(chǎn)積極性，將企業(yè)從不同個體變?yōu)榫邆涑瑥娔哿Φ膱F隊，使人員組織管理、任務分配、工作協(xié)調(diào)、信息交流、設計資料與資源共享等發(fā)生根本性變化。

“工業(yè)4.0”通過CPS，將生產(chǎn)設備、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等融合成一個智能網(wǎng)絡，使得設備與設備以及服務與服務之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。

橫向集成是指網(wǎng)絡協(xié)同制造的企業(yè)間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡所實現(xiàn)的一種資源信息共享與資源整合，確保了各企業(yè)間的無縫合作，提供實時產(chǎn)品與服務的機制。橫向集成主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡協(xié)同合作上，主要是指從企業(yè)的集成到企業(yè)間的集成，走向企業(yè)間產(chǎn)業(yè)鏈、企業(yè)集團甚至跨國集團這種基于企業(yè)業(yè)務管理系統(tǒng)的集成，產(chǎn)生新的價值鏈和商業(yè)模式的創(chuàng)新(圖2)。

圖2 智能工廠的橫向集成

縱向集成是指基于智能工廠中的網(wǎng)絡化的制造體系，實現(xiàn)分散式生產(chǎn)，替代傳統(tǒng)的集中式中央控制的生產(chǎn)流程?？v向集成主要體現(xiàn)在工廠內(nèi)的科學管理上，從側(cè)重于產(chǎn)品的設計和制造過程，走到了產(chǎn)品全生命周期的集成過程，建立有效的縱向的生產(chǎn)體系(圖3)。

圖3 智能工廠的縱向集成

端對端集成是指貫穿整個價值鏈的工程化信息系統(tǒng)集成，以保障大規(guī)模個性化定制的實施。端對端集成以價值鏈為導向，實現(xiàn)端到端的生產(chǎn)流程，實現(xiàn)信息世界和物理世界的有效整合。端對端集成是從工藝流程角度來審視智能制造，主要體現(xiàn)在并行制造上，將由單元技術產(chǎn)品通過集成平臺，形成企業(yè)的集成平臺系統(tǒng)，并朝著工廠綜合能力平臺發(fā)展(圖4)。

圖4 智能工廠的端到端的集成

智能工廠的三項集成，從多年來以信息共享為集成的重點，走到了過程集成的階段，并不斷向智能發(fā)展的集成階段邁進?！肮I(yè)4.0”推動在現(xiàn)有高端水平上的縱向、橫向以及端到端的，包括企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與網(wǎng)絡協(xié)同合作企業(yè)之間以及企業(yè)和顧客之間的全方位的整合。

從過去集成化思想在制造業(yè)中發(fā)展歷程以及給制造業(yè)帶來的效果評價來看，制造業(yè)已然越來越離不開以先進技術為支持的全方位整合?？梢哉f，基于全方位整合的集成化思維是制造業(yè)新思維之一。而且，制造業(yè)今后的發(fā)展也必將以“借勢借力、整合資源”的全方位整合為基本思路。

二、智能設備

在未來的智能工廠，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見、高度透明，整個車間有序且高效地運轉(zhuǎn)?！肮I(yè)4.0”中，自動化設備在原有的控制功能基礎上，附加一定新功能，就可以實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節(jié)能性等智能化要求。這些為生產(chǎn)設備添加的新功能是指通過為生產(chǎn)線配置眾多傳感器，讓設備具有感知能力，將所感知的信息通過無線網(wǎng)絡傳送到云計算數(shù)據(jù)中心，通過大數(shù)據(jù)分析決策進一步使得自動化設備具有自律管理的智能功能，從而實現(xiàn)設備智能化。

“工業(yè)4.0”中，在生產(chǎn)線、生產(chǎn)設備中配備的傳感器，能夠?qū)崟r抓取數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過無線通信連接互聯(lián)網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)本身進行實時的監(jiān)控。設備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合形成了信息物理系統(tǒng)(CPS)，使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計算數(shù)據(jù)中心進行存儲、分析，形成決策并反過來指導設備運轉(zhuǎn)。設備的智能化直接決定了“工業(yè)4.0”所要求的智能生產(chǎn)水平。

生產(chǎn)效率是制造企業(yè)首先會考慮的問題。在具體生產(chǎn)流程方面，“工業(yè)4.0”對企業(yè)的意義在于，它能夠?qū)⒏鞣N生產(chǎn)資源，包括生產(chǎn)設備、工廠工人、業(yè)務管理系統(tǒng)和生產(chǎn)設施形成一個閉環(huán)網(wǎng)絡，進而通過物聯(lián)網(wǎng)和系統(tǒng)服務應用，實現(xiàn)貫穿整個智能產(chǎn)品和系統(tǒng)的價值鏈網(wǎng)絡的橫向、縱向的鏈接和端對端的數(shù)字化集成，從而提高生產(chǎn)效率, 最終實現(xiàn)智能工廠。通過智能工廠制造系統(tǒng)在分散價值網(wǎng)絡上的橫向連接，就可以在產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、物流、服務的過程中，借助軟件和網(wǎng)絡的監(jiān)測、交流溝通，根據(jù)最新情況，靈活、實時地調(diào)整生產(chǎn)工藝，而不再是完全遵照幾個月或者幾年前的計劃。

“工業(yè)4.0”通過CPS系統(tǒng)將不同設備通過數(shù)據(jù)交互連接到一起，讓工廠內(nèi)部、外部構成一個整體。而這種“一體化”其實是為了實現(xiàn)生產(chǎn)制造的“分散化”?！肮I(yè)4.0”中，生產(chǎn)模式將從“由集中式中央控制向分散式增強控制”轉(zhuǎn)變，“分散化”后的生產(chǎn)將變得比流水線的自動化方式更加靈活。

流水線作業(yè)的主要特點是：物料通過流水線傳送，操作工人在工位上不動，不斷地簡單重復一個固定的動作。好處是可以避免操作工人在車間內(nèi)來回走動、更換工具等勞動環(huán)節(jié)，從而顯著地提升工作效率(圖5)。

圖5 生產(chǎn)生產(chǎn)場景圖及演變過程

隨著PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)的出現(xiàn)和普及，自動化技術得到了重大突破。PLC使得一些邏輯關聯(lián)復雜的操作可以由設備自動完成。同時，數(shù)控機床技術的發(fā)展，使得零部件能夠在機床上按照圖紙完成若干復雜的加工工作。此外，采用機械手等工業(yè)機器人技術，也使得替代操作工人的簡單重復的固定作業(yè)成為可能。

所以，在流水線上，經(jīng)過分解的、由標準化動作組成的操作很容易被自動化的機器來完成。也就是，流水線很容易實現(xiàn)自動化。過去30多年是全球化發(fā)展最快的一段時期，發(fā)達國家通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移將大量勞動密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到勞動力成本較低的發(fā)展中國家。對于大量勞動密集型產(chǎn)業(yè)來說，自動化水平較高的流水線的綜合成本往往要高于自動化水平較低的生產(chǎn)線。

但是，自動化流水線也有其弊端。不能靈活地生產(chǎn)，不能滿足個性化定制，而且重復性低、相對復雜、感知能力要求強的操作更適合人工來做。

更好地滿足個性化需求，提高生產(chǎn)線的柔性是制造業(yè)長期追求的目標。

“工業(yè)4.0”報告中描述的動態(tài)配置的生產(chǎn)方式主要是指從事作業(yè)的機器人(工作站)能夠通過網(wǎng)絡實時訪問所有有關信息，并根據(jù)信息內(nèi)容，自主切換生產(chǎn)方式以及更換生產(chǎn)材料，從而調(diào)整成為最匹配模式的生產(chǎn)作業(yè)。動態(tài)配置的生產(chǎn)方式能夠?qū)崿F(xiàn)為每個客戶、每個產(chǎn)品進行不同的設計、零部件構成、產(chǎn)品訂單、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)制造、物流配送，杜絕整個鏈條中的浪費環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，動態(tài)配置的生產(chǎn)方式在生產(chǎn)之前，或者生產(chǎn)過程中，都能夠隨時變更最初的設計方案。

例如，目前的汽車生產(chǎn)主要是按照事先設計好的工藝流程進行的生產(chǎn)線生產(chǎn)方式。盡管也存在一些混流生產(chǎn)方式，但是生產(chǎn)過程中，一定要在由眾多機械組成的生產(chǎn)線上進行，所以不會實現(xiàn)產(chǎn)品設計的多樣化。管理這些生產(chǎn)線的MES(制造執(zhí)行管理系統(tǒng))原本應該帶給生產(chǎn)線更多的靈活性，但是受到構成生產(chǎn)線的眾多機械的硬件制約，無法發(fā)揮出更多的功能，作用極為有限(圖6)。

圖6 傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)中嚴格按照順序的生產(chǎn)流程

同時，在不同生產(chǎn)線上操作的工人分布于各個車間，他們都不會掌握整個生產(chǎn)流程，所以也只能發(fā)揮出在某項固定工作上的作用。這樣一來，很難實時滿足客戶的需求。

“工業(yè)4.0”描繪的智能工廠中，固定的生產(chǎn)線概念消失了，采取了可以動態(tài)、有機地重新構成的模塊化生產(chǎn)方式。

例如，生產(chǎn)模塊可以視為一個“信息物理系統(tǒng)”，正在進行裝配的汽車能夠自律在生產(chǎn)模塊間穿梭，接受所需的裝配作業(yè)。其中，如果生產(chǎn)、零部件供給環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，能夠及時調(diào)度其他車型的生產(chǎn)資源或者零部件，繼續(xù)進行生產(chǎn)。也就是，為每個車型自律性選擇適合的生產(chǎn)模塊，進行動態(tài)的裝配作業(yè)。在這種動態(tài)配置的生產(chǎn)方式下，可以發(fā)揮出MES原本的綜合管理功能，能夠動態(tài)管理設計、裝配、測試等整個生產(chǎn)流程，既保證了生產(chǎn)設備的運轉(zhuǎn)效率，又可以使生產(chǎn)種類實現(xiàn)多樣化(圖7)。

圖7 動態(tài)配置的生產(chǎn)流程

三、智能物料

“工業(yè)4.0”時代，在智能工廠中，CRM(Customer Relationship Management,客戶關系管理)、PDM(Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、SCM(Supply chain management，供應鏈管理)等軟件管理系統(tǒng)可能都將互聯(lián)。屆時，接到顧客訂單后的一瞬間，工廠就會立即自動地向原材料或零部件供應商采購原材料或零部件。

原材料或零部件到貨后，將被賦予數(shù)據(jù)，“這是給某某客戶生產(chǎn)的某某產(chǎn)品的某某工藝中的原材料或零部件”，使“原材料或零部件”帶有信息。帶有信息的原材料或零部件也就意味著擁有自己的用途或目的地，成為了“智能物料”。如果，在生產(chǎn)過程中，當原材料或零部件一旦被錯誤配送到其他生產(chǎn)線，它就會通過與生產(chǎn)設備開展“對話”，返回屬于自己的正確的生產(chǎn)線;如果，生產(chǎn)機器之間的原材料不夠用，同樣，生產(chǎn)機器也可以向訂單系統(tǒng)進行“交涉”，來增加原材料或零部件數(shù)量(圖8)。

圖8 帶有二維碼的智能物料(作者拍攝于索菲亞家具定制工廠)

最終，即便是原材料或零部件嵌入到產(chǎn)品內(nèi)之后，由于它還保存著路徑流程信息，將會很容易實現(xiàn)追蹤溯源(圖9)。

圖9 帶有二維碼的智能零部件

據(jù)媒體報道，SAP全球高級副總裁、全球研發(fā)網(wǎng)絡總裁柯曼先生在2014中國信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟年會上做了主題為“SAP中國的工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)之道”的演講?？侣J為，在“工業(yè)4.0”里，所有的事情都變得數(shù)字化了。

每個產(chǎn)品都有自己獨立的ID，企業(yè)可以突破地理空間的限制，實現(xiàn)遠程操作與服務。建立在大數(shù)據(jù)預測的基礎上，企業(yè)能夠根據(jù)預測結(jié)果，為客戶量身提供更為延后或者提前的服務，進一步降低風險和成本。在生產(chǎn)的過程中，企業(yè)也能夠?qū)崿F(xiàn)更好的能源管理和彈性生產(chǎn)。

四、智能產(chǎn)品

越來越多的事實表明，信息技術特別是互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和應用正以前所未有的廣度和深度，加快推進制造業(yè)生產(chǎn)方式、制造模式的深刻變革。隨之而來的是，產(chǎn)品本身屬性的變化(圖10)。

圖10 產(chǎn)品的智能化

當前的汽車或許不再是一個“機械”，是一個由傳感器、天線、接收器、顯示儀等等眾多的電子零部件組成的“電子產(chǎn)品”(圖11)。

圖11 產(chǎn)品智能化演進過程

隨著互聯(lián)網(wǎng)，尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，汽車開始與更多的外圍設備、外圍系統(tǒng)互動，傳遞信息、共享信息。通過與智能交通系統(tǒng)(ITS)聯(lián)網(wǎng)，可以實時獲取交通信息、道路以及加油站信息等;通過接收衛(wèi)星導航，實現(xiàn)豐富的定位信息服務;通過智能手機、平板電腦等外圍設備實現(xiàn)更加具有擴展性的應用。汽車已經(jīng)從一個“電子產(chǎn)品”進一步變身為一個“網(wǎng)絡網(wǎng)絡”。未來的汽車能否與網(wǎng)絡互聯(lián)，可能成為汽車市場競爭中的決定性因素。

可以說，信息技術在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要作用。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)、飛機控制系統(tǒng)、汽車電子、家電、武器裝備、電子玩具等以嵌入式系統(tǒng)為代表的物理產(chǎn)品在社會生活的各個領域廣泛存在。而它們隨著計算、網(wǎng)絡和控制技術的發(fā)展，以及未來制造業(yè)需求的提高，都不斷地從物理產(chǎn)品演變成為“電子產(chǎn)品”或者“網(wǎng)絡產(chǎn)品”(圖12)。

圖12 產(chǎn)品意義的變化

五、網(wǎng)絡協(xié)同

通過互通互聯(lián)，云計算、大數(shù)據(jù)這些新的互聯(lián)網(wǎng)技術，和以前的自動化的技術結(jié)合在一起，生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)縱向系統(tǒng)上的融合，生產(chǎn)設備和設備之間，工人與設備之間的合作，把整個工廠內(nèi)部的聯(lián)結(jié)起來，形成信息物理系統(tǒng)，互相之間可以合作、可以響應，能夠開展個性化的生產(chǎn)制造，可以調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)率，還可以調(diào)整利用資源的多少、大小，采用最節(jié)約資源的方式。

“工業(yè)4.0”的智能制造，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)，其核心就是在整個工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用中，通過信息物理系統(tǒng)(CPS)，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術、軟件技術和通信技術，加強信息管理和服務，提高生產(chǎn)過程的可控性，從而實現(xiàn)研發(fā)、生產(chǎn)、制造工藝及工業(yè)控制等全方位的信息覆蓋，全面控制各種信息，確保各個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)都能處于最優(yōu)狀態(tài)。從而引導制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

【工廠內(nèi)的協(xié)同】

對于一個制造業(yè)企業(yè)來說，其內(nèi)部的信息是以制造為核心的，包括生產(chǎn)管理、物流管理、質(zhì)量管理、設備管理、人員及工時管理等和生產(chǎn)相關的各個要素。傳統(tǒng)的制造管理是以單個車間/工廠為管理單位，管理的重點是生產(chǎn)，管理的范圍是制造業(yè)內(nèi)部。

但是，隨著信息技術的進步，很多制造型企業(yè)在發(fā)展的不同時期，根據(jù)管理的不同時期的需求，不斷地開發(fā)了不同的系統(tǒng)，并在企業(yè)內(nèi)部逐步使用，如庫存管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)、供應量管理系統(tǒng)系統(tǒng)等等。不同的系統(tǒng)來實現(xiàn)不同的功能，有些系統(tǒng)采用自主開發(fā)或不同供應商的系統(tǒng)所組成。隨著企業(yè)的發(fā)展，要求不同的生產(chǎn)元素管理之間的協(xié)同性，以避免制造過程中的信息孤島，因此對各個系統(tǒng)之間的接口和兼容性的需求越來越高，即各個系統(tǒng)之間的內(nèi)部協(xié)同越來越重要。

例如，對于采用兩套各自獨立的系統(tǒng)來管理生產(chǎn)和庫存的話，生產(chǎn)實施之前，生產(chǎn)管理系統(tǒng)需要掌控某項生產(chǎn)計劃的實施以及物料資源的供應，而如果庫存管理系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)相對獨立，就無法實現(xiàn)協(xié)同，生產(chǎn)所需要的物料信息不能反饋給庫存系統(tǒng)，庫存系統(tǒng)也不能得到生產(chǎn)所需要物料的需求信息。在生產(chǎn)完成之后，生產(chǎn)系統(tǒng)匯總生產(chǎn)結(jié)果與實際的物料使用信息，但是由于生產(chǎn)管理系統(tǒng)與庫存管理系統(tǒng)采用的是不同的獨立系統(tǒng)，庫存管理系統(tǒng)并不能實時得到物料使用信息，致使實際庫存情況和系統(tǒng)的結(jié)果不能保持一致。為了彌補信息的斷層，不得不從庫存管理系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)信息的手工導入和導出，經(jīng)常進行周期性的人工盤點，才能做到使用情況與庫存信息的匹配。

隨著對于制造的敏捷性及精益制造的要求不斷提高，靠人工導入導出信息已經(jīng)不能滿足制造業(yè)信息化的需求，這就要求在不同系統(tǒng)之間進行網(wǎng)絡協(xié)同，做到實時的信息傳遞與共享。

【工廠間的協(xié)同】

未來制造業(yè)中，每個工廠是獨立運作的模式，每個工廠都有獨立運行的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，或者采用一套生產(chǎn)管理系統(tǒng)來管理所有的工廠的操作。但是隨著企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)設置有不同的生產(chǎn)基地及多個工廠，工廠之間往往需要互相調(diào)度，合理地利用人力、設備、物料等資源，企業(yè)中每個工廠之間的信息的流量越來越多，實時性的要求越來越高，同時每個工廠的數(shù)據(jù)量和執(zhí)行的速度的要求也越來越高。這就要求不同工廠之間能夠做到網(wǎng)絡協(xié)同，確保實時的信息傳遞與共享(圖13)。

圖13 工廠與工廠之間的網(wǎng)絡協(xié)同

在全球化與互聯(lián)網(wǎng)時代，協(xié)同不僅僅是組織內(nèi)部的協(xié)作，而且往往要涉及到產(chǎn)業(yè)鏈上、下游組織之間的協(xié)作。一方面，通過網(wǎng)絡協(xié)同，消費者與制造業(yè)企業(yè)共同進行產(chǎn)品設計與研發(fā)，滿足個性化定制需求;另一方面，通過網(wǎng)絡協(xié)同，配置原材料、資本、設備等生產(chǎn)資源，組織動態(tài)的生產(chǎn)制造?？s短產(chǎn)品研發(fā)周期，滿足差異化市場需求。

“工業(yè)4.0”中的橫向集成代表生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)合，這是一個全產(chǎn)業(yè)鏈的集成。以往的工廠生產(chǎn)中，產(chǎn)品或零部件生產(chǎn)只是一個獨立過程，之間沒有任何聯(lián)系，沒有進一步的邏輯控制。外部的網(wǎng)絡協(xié)同制造使得一個工廠根據(jù)自己的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)檔期，只生產(chǎn)某一個產(chǎn)品的一部分，外部的物流、外部工廠的生產(chǎn)，包括銷售等整個的全產(chǎn)業(yè)鏈能夠聯(lián)系起來。這樣一來，就實現(xiàn)了價值鏈上的橫向產(chǎn)業(yè)融合。

全球化分工使得各項生產(chǎn)要素加速流動，市場趨勢變化和產(chǎn)品個性化需求對工廠的生產(chǎn)響應時間和柔性化生產(chǎn)能力提出了更高的要求?！肮I(yè)4.0”時代，生產(chǎn)智能化通過基于信息化的機械、知識、管理和技能等多種要素的有機結(jié)合，從著手生產(chǎn)制造之前，就按照交貨期、生產(chǎn)數(shù)量、優(yōu)先級、工廠現(xiàn)有資源(人員、設備、物料)的有限生產(chǎn)能力，自動制訂出科學的生產(chǎn)計劃。從而，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)成本的大幅下降，同時實現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，從而最終實現(xiàn)工廠運營的全面優(yōu)化變革。

生產(chǎn)智能化和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實際上就是“工業(yè)4.0”時代的重要標志之一——在智能工廠，利用智能設備，將智能物料生產(chǎn)成智能產(chǎn)品，整個過程貫穿以網(wǎng)絡協(xié)同(圖14)。

圖14 智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關系