導語：如何才能寫好一篇工廠智能制造方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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在不久前剛剛結束的全國兩會上，海爾集團總裁周云杰表示，他們正在探索以海爾COSMO平臺為核心的智能制造模式，這個平臺是中國首個自主知識產權的、面向智能制造的中國版的工業互聯網，希望中國成為世界智能制造第三極。在這個平臺上，海爾的制造能力會與全球的資源結合起來，構建三個方面的市場，形成互聯工廠的服務、大規模定制、大數據服務、網絡化協同制造，以及智能智慧服務、檢測與認證等8個大平臺的服務板塊，成為支持大規模定制的互聯網智能制造解決方案平臺。

互聯工廠

將成為未來變革核心

海爾布局互聯工廠，并非簡單的“機器換人”，而是體現著海爾對于“工業4.0”，或者說對智能制造的深刻理解。智能制造的“智能”不僅體現在產品本身，更在于對用戶需求的把握。

c用戶交互有了創意和靈感，背后誰來支撐這些創業團隊的設計落地？“是以“工業4.0”為核心的互聯工廠。”海爾集團董事局主席、首席執行官張瑞敏如此說道。

互聯工廠不僅僅是機器換人，也不只是生產的智能化。在海爾，它的本質在于準確滿足用戶需求。忙碌的生產線上的每一臺產品，都是用戶按照各自的需求，將定制訂單直接發送工廠，從而啟動生產流程的。換句話說，每個正在生產的產品，都是有“主人”的。

在海爾互聯工廠的運轉體系里，每臺產品都有一個以iMES為核心的數字標簽作為“身份證明”，標簽上對應的是用戶的需求和訂單信息，賦予了產品生產、物流全流程透明可視的可能。與此同時，海爾互聯工廠讓用戶從產品創意設計、研發到生產全流程參與，用戶還可以在手機上看到工廠全流程生產過程；互聯工廠整合海爾供應商、物流商等各類資源，共同滿足用戶需求。“互聯網工廠是用自動化生產方式滿足用戶的個性化需求，實現向大規模個性化定制轉變。”張瑞敏說。

“產品將逐步成為網器，可以和用戶交互，獲取用戶個性化需求。只有這樣才能把用戶碎片化需求整合起來，通過人、機、物實時互聯，讓網器根據個性化需求主動提供服務，為用戶提供最佳體驗。”張瑞敏說，“這其實就是物聯網，我們的目標是在家電行業率先引爆物聯網。”

相較于傳統的制造模式，互聯工廠做到了即需即供、產銷合一，許多在傳統模式下無法解決的難題，被從根本上解決了。例如最讓傳統企業頭痛的“庫存”，在互聯工廠已不再成為一個問題。目前，海爾在多個生產基地布局了覆蓋各主要品類的五個整機互聯工廠，同時還有青島模具、斐雪派克電機兩個模塊化互聯工廠。40多條智能無人互聯線體，已經實現了700多個工序的自動化升級。

海爾COSMO平臺

支撐智能制造建設

美國的GE和德國的西門子作為發達國家智能制造的代表，已經開始探索開放共享的工業互聯網平臺，分別推出了Predix、MindSphere平臺，來構建互聯網生態體系。海爾在互聯工廠的基礎上構建起可以跨產業，在生態層面上相互聯接和協同的平臺即海爾COSMO平臺，成為中國制造企業蛻變的最強有力創新驅動器和最適宜的新技術驗證場，也成為了發展數字經濟智能制造的中國樣本。

中國制造企業發展水平參差不齊，智能化和自動化的程度各不相同。對于發展水平參差不齊的中國制造業來說，COSMO的意義在于它可以為不同層級的企業提供差異化的智能制造解決方案，就像Windows適配不同電腦一樣。海爾的野心在于，它將來不僅僅是一家家電制造企業，而是一個智能制造的解決方案提供商，或者說，成為“制造工廠的工廠”。

海爾家電產業集團副總裁陳錄城認為：“現在，中國的企業正在轉型過程當中，存在的問題就是方向不清晰，包括手段、模式，都非常不清晰。我們這個COSMO平臺就是為所有企業在探索智能制造轉型過程當中提出的一個落地的標準和指南。”海爾的思路是，建立一個具有普適性的生態系統，在其中集成各種世界最先進的技術和應用，從而完成智能制造的中國式升級。可以說，COSMO平臺系統正是在這樣的邏輯之下運營而生的。

COSMO平臺不僅能真正通過內外部的全要素互聯互通把設備數據工業數據等企業數據和背后的用戶數據連在一起，變成一個很大的資源，來交互滿足用戶最佳體驗。而且COSMO平臺正在逐步構建一個開放共享的工業生態體系。這個生態體系中，全流程資源同時參與，為用戶全流程周期提供服務。

據海爾智能自動化總監孫明介紹，互聯工廠中的生產線看起來是海爾做成的，但是背后是有20多家的資源共同參與到這條線的建設，而靠什么能夠把它們聚合在一起成為這條線呢？就靠COSMO平臺。

另外，海爾COSMO平臺從以企業為中心到以用戶為中心。在海爾的最新實踐中用戶全流程參與的大規模定制體驗迭代：為企業提供用戶參與企業全流程大規模定制的能力。不僅僅讓企業精準獲取了用戶的需求，快速滿足了用戶最佳體驗；更重要的是，實現了用戶需求驅動企業全流程的變革，變原來以企業為中心的傳統模式為以用戶為中心，并協同的互聯網模式，這樣可以大幅提升企業的效率和對用戶終生價值的體驗滿足。

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2005年，寧波圣瑞思成立，正式創建“圣瑞思”品牌，開始專注從事成衣自動化流水線系統的開發與生產。

 

圣瑞思以提高終端客戶的生產效率及管理水平為目標，本著專業專注，用心服務的經營理念,依靠職業化、流程化、科技化的服務隊伍為客戶提供最優秀的服務。集研發、生產、銷售、工程施工、管理培訓于一體。產品主要包括智能服裝生產懸掛系統、半自動服裝物流運輸系統(手推線)、自動服裝物流運輸系統(電動線)、智能服裝立體倉儲系統、服裝數字車間工位系統、托盤管理系統等等。為客戶實現從裁片到成衣生產過程自動化、信息化管理及運輸、分揀、存儲提供全方位服務。

 

2014年，公司完成企業改制及資產重組，創辦浙江瑞晟智能科技股份有限公司，于2015年7月完成新三板掛牌。至此，浙江瑞晟智能科技股份有限公司成為一家致力于數字化智能高端裝備制造的高科技新三板上市企業。產品線涵蓋工業生產數據實時采集系統、智能生產與后整吊掛系統、智能物料配送系統、智能生產分揀系統、智能倉儲與物流系統、大數據集成系統、智能生產輔助機器人系統、自動化專用設備系列。

 

自成立以來，公司一直專注于工業自動化系統的研發和技術創新，對內厚積薄發，沉穩務實技術與管理，對外銳意進取、積極開拓市場與渠道。經過多年發展，在深耕智能服裝與家紡吊掛系統市場下，進一步研發和開拓新產品市場，現已形成以自主核心技術、關鍵零部件、領先產品及行業系統解決方案為一體的完整產業鏈。

 

圣瑞思的“獨家招牌”

 

圣瑞思具有多元化的研發結構體系，廣泛涉及機械設計、計算機軟件、電子元件、網絡程控、管理培訓等領域，擁有雄厚的科研實力。工業智慧物聯控制系統及相關應用軟件的研發、智能倉儲系統、智能物流及分揀系統、工業數據采集系統、工業機器人等產品。

 

同時擁有完整產品生產線和自主知識產權，這讓圣瑞思得以成為國內服裝懸掛系統領域的領軍企業。

 

圣瑞思自成立以來，一直專注于服裝生產懸掛系統的研究開發與技術創新，對內厚積薄發,沉穩夯實技術與管理，對外銳意進取，積極開拓市場與渠道。經過多年發展，圣瑞思已發展成為國內服裝生產懸掛設備行業最具運營活力、最具開拓精神、最具發展前景的企業。

 

以提高服裝生產企業的生產效率及管理水平為目標，本著專業專注，用心服務的經營理念，圣瑞思依靠職業化、流程化、科技化的服務隊伍為客戶提供最優質的服務與客戶共同發展，致力于將圣瑞思做成服裝吊掛系統行業的第一品牌，踐行服裝生產高效之道這一承諾。

 

挑戰“智造”，從吊掛系統到供應鏈管理

 

現在常被提及的智能工廠其實只是“智能制造”的一個組成部分。在智能制造之下，傳統的制造流程將被重組，其目的是要實現產品的智能化。其中個性化的客戶需求與設計，供應商和制造商之間的信息接入與共享,售后服務的快速響應等環節與智能工廠一起，成為智能制造非常關鍵的組成部分。

 

智能工廠的核心特點是：產品的智能化、生產的自動化、信息流和物資流合一。從當前世界范圍內來看，很多企業都在向著智能工廠的方向發展，但是還沒有哪一家企業有足夠的勇氣宣布自己已經建成了一座智能的工廠。

 

在討論智能工廠的未來圖景時，提到最多的是“大規模定制化生產'這需要企業從幾個維度建立相關的企業能力:強大的客戶需求收集和分析能力;社會化交互的產品研發體系;模塊化、智能化的產品制造工藝;高靈活度的供應鏈管理;與客戶需求匹配的生產能力(包搬備維護能力);智能的庫存和物流管理體系。

 

除了大規模定制化生產，智能工廠的未來圖景還包括了能源的節約，讓供應鏈更加安全，以及準確地尋找到相關領域專家的問題解決方式。而且智會g工廠的生產模式不僅僅局限于生產終端消費品的企業，生產設備的企業一樣可以通過實踐智能工廠來更好地滿足客戶需求、降低成本、提高交付效率、合理管理產能。

 

智能工廠不能忽略的核心要求之一是要實現信息流、物資流和管理流合一。通過ERP系統、供應鏈管理軟件、最新的物聯網(接人產品和其對應零部件)和大數據的收集分析，讓信息流和物資流合一。做到對每一個個體產品、零部件在生產的全流程中可以實時監控和管理，事前預測、事中操作和事后追蹤。目前，圣瑞思產品包括智能服裝生產懸掛系統、半自動服裝物流運輸系統(手推線)、自動服裝物流運輸系統(電動線)、智能服裝立體倉儲系統、服裝數字車間工位系統、托盤管理系統等等。為客戶實現從裁片到成衣生產過程自動化、信息化管理及運輸、分揀、存儲提供全方位服務。

 

身處制造業而升級向服務業發展的圣瑞思開拓的是一條極具引領意義的道路，依靠職業化、流程化、科技化的服務隊伍為客戶提供最優質的服務與客戶共同發展，將產品轉化為服務，成為服裝吊掛系統行業的第一品牌，是圣瑞思踐行服裝生產高效之道的承諾。

 

銳意創新保持核心競爭力

 

圣瑞思注重產品研發的升級換代，每年投入大量研發資金進行服裝企業生產的智能化設備開發。目前其他同行服裝吊掛標準型號產品硬件上已與同類產品相差不大，但圣瑞思在軟件控制系統方面已超過同類產品。圣瑞思在發展標準產品的同時大力滿足客戶爿非標準化設計的需要，根據不同的客戶需求制定不同的方案，實現不同的自動化產品實施。在家智能生產線上，圣瑞思目前是本行業應用實踐最多的設備提供商，已經在家紡生產領域占據絕對的話語權。

 

產品研發與用戶直接相關。與大客戶形成戰略合作伙伴關系，充分挖掘與滿足合作伙伴提高與改善生產管理水平的要求，從而開發出能夠確實滿足客戶需求的產品，實現客戶勞動生產率的提升。圣瑞思始終將技術革新作為公司發展的根本，每年不斷有新產品面向市場，服務客戶。

 

多年來，圣瑞思始終將人才培養放在重要位置。技術是企業發展的根本，人才是技術發展的內生動力，是推動企業技術革新的關鍵。圣瑞思非常重視人才的選用與培養，目前公司本科以上學歷占比達到25%，大學以上學歷45%，人才基礎充分保證公司技術的發展。在圣瑞思，倡導的是敬業精神和認真的工作態度，企業與員工、客戶共同成長，共享機遇與挑戰。員工是企業的寶貴財富，客戶是企業生存和發展的基礎。圣瑞思關心員工成長，為員工創造良好的發展機會;時刻關注客戶的切身利益，為客戶提供豐厚的回報;走企業、員工、客戶共同發展的“三贏”之路。

 

而作為一家立志為智能工廠建設提供解決方案的智造企業，圣瑞思深知客戶第一的重要性。企業要永遠走在客戶的前面，生產永遠高于客戶的需求，要不惜一切為客戶服務，以為客戶創造利潤為己任，在此基礎上，自身才可能獲得長遠的發展。

 

如今，經過十余年的發展，圣瑞思已從最初的服裝生產吊掛流水線業務向智能倉儲系統、智能物流分揀系統、企業智能化數據管控系統等工業智能化產品拓展，產品應用行業涵蓋紡織服裝、家紡、物流、童車、箱包、制鞋等眾多行業。

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由此可以看出，在新技術、新應用不斷涌現，并與先進制造技術加速融合的今天，智能制造成為國家重大政策和戰略的地位已毋庸置疑，而作為政策落地實踐主體的傳統制造企業也在尋求依托智能制造國家戰略實現自身業務的轉型升級。

企業方面，濰柴動力、九江石化、海爾集團、蒙牛乳業等企業建成了一批智能工廠/數字化車間，陜鼓動力、沈陽機床、中國商飛、青島紅領、長虹集團等企業積極開展智能制造模式創新。

與此同時，在今年的兩會上，身處制造業前線的與會代表也根據親身的調查研究和業務實踐對“智能制造”的實施建言獻策。

海爾集團總裁周云杰表示，他們正在探索以海爾COSMO平臺為核心的智能制造的模式，這個平臺是中國首個自主知識產權的、面向智能制造的中國版的工業互聯網。希望中國成為世界智能制造第三極。在這個平臺上，海爾的制造能力會與全球的資源結合起來，構建三個方面的市場，形成互聯工廠的服務、大規模定制、大數據服務、網絡化協同制造，以及智能智慧服務、檢測與認證等8個大平臺的服務板塊，成為支持大規模定制的互聯網智能制造解決方案平臺。

浪潮集團董事長孫丕恕表示，數據是智能制造的核心驅動，要以大數據驅動傳統產業轉型升級，推動“中國制造2025”戰略落地。針對我國工業軟件發展水平、數據資源開發利用率、軟硬一體化的智能制造整體方案與發達國家存在差距的問題，他建議，一是要集中突破智能制造支撐軟件的核心技術，打造智能制造生態圈；二是要統籌規劃工業云平臺，推動建設國家工業大數據中心；三是要依托大型制造企業建立大數據創客中心，帶動中小企業創新發展；四是要培育壯大一批世界級的IT龍頭企業，構建大數據驅動的智能制造整體解決方案，為“中國制造2025”戰略落地提供全面的信息化支撐。

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【關鍵詞】工業4.0 工業互聯網 智能制造 互聯網+

【中圖分類號】F49 【文獻標識碼】A

【DOI】 10.16619/ki.rmltxsqy.2015.19.006

“工業互聯網”中的智能制造

過去20年，互聯網是改變社會、改變商業最重要的技術；如今，物聯網的出現，讓許多物理實體具備了感知能力和數據傳輸的表達能力；未來，隨著移動互聯網、物聯網以及云計算和大數據技術的成熟，生產制造領域將具備收集、傳輸及處理大數據的高級能力，使制造業形成工業互聯網，帶動傳統制造業的顛覆與重構。

“工業互聯網”的概念最早是由美國通用電氣公司（GE）于2012年提出的，隨后聯合另外四家IT巨頭組建了工業互聯網聯盟（IIC），將這一概念大力推廣開來。“工業互聯網”主要含義是，在現實世界中，機器、設備和網絡能在更深層次與信息世界的大數據和分析連接在一起，帶動工業革命和網絡革命兩大革命性轉變。

工業互聯網聯盟的愿景是使各個制造業廠商的設備之間實現數據共享。這就至少要涉及到互聯網協議、數據存儲等技術。而工業互聯網聯盟的成立目的在于通過制定通用的工業互聯網標準，利用互聯網激活傳統的生產制造過程，促進物理世界和信息世界的融合。

工業互聯網基于互聯網技術，使制造業的數據流、硬件、軟件實現智能交互。未來的制造業中，由智能設備采集大數據之后，利用智能系統的大數據分析工具進行數據挖掘和可視化展現，形成“智能決策”，為生產管理提供實時判斷參考，反過來指導生產，優化制造工藝（圖1）。

智能設備可以在機器、設施、組織和網絡之間實現共享促進智能協作，并將產生的數據發送到智能系統。

智能系統包括部署在組織內的機器設備，也包括互聯網中廣泛互聯的軟件。隨著越來越多的機器設備加入工業互聯網，實現貫通整個組主和網絡的智能設備協同效應成為可能。深度學習是智能系統內機器聯網的一個升級。每臺機器的操作經驗可以聚合為一個信息系統，以使得整套機器設備能夠不斷地自行學習，掌握數據分析和判斷能力。以往，在單個的機器設備上，這種深度學習的方式是不可能實現的。例如，從飛機上收集的數據加上航空地理位置與飛行歷史記錄數據，便可以挖掘出大量有關各種環境下的飛機性能的信息。通過這些大數據的挖掘與應用，可以使整個系統更聰明，從而推動一個持續的知識積累過程。當越來越多的智能設備連接到一個智能系統之中，結果將是系統不斷增強并能自主深度學習，而且變得越來越智能化。

工業互聯網的關鍵是通過大數據實現智能決策。當從智能設備和智能系統采集到了足夠的大數據時，智能決策其實就已經發生了。在工業互聯網中，智能決策對于應對系統越來越復雜的機器的互聯、設備的互聯、組織的互聯和龐大的網絡來說，十分必要。智能決策就是為了解決系統的復雜性。

當工業互聯網的三大要素――智能設備、智能系統、智能決策，與機器、設施、組織和網絡融合到一起的時候，其全部潛能就會體現出來。生產率提高、成本降低和節能減排所帶來的效益將帶動整個制造業的轉型升級。

所以說，“工業互聯網”代表了消費互聯網向產業互聯網的升級，增強了制造業的軟實力，使未來制造業向效率更高、更精細化發展。

“工業4.0”中的智能制造

2009到2012年歐洲深陷債務危機，德國經濟卻一枝獨秀，依然堅挺。德國經濟增長的動力來自其基礎產業――制造業所維持的國際競爭力。對于德國而言，制造業是傳統的經濟增長動力，制造業的發展是德國工業增長不可或缺的因素，基于這一共識，德國政府傾力推動進一步的技術創新，其關鍵詞是“工業4.0”。

“工業4.0”中，互聯網技術發展正在對傳統制造業造成顛覆性、革命性的沖擊。網絡技術的廣泛應用，可以實時感知、監控生產過程中產生的海量數據，實現生產系統的智能分析和決策，使智能生產、網絡協同制造、大規模個性化制造成為生產方式變革的方向。“工業4.0”所描繪的未來的制造業將建立在以互聯網和信息技術為基礎的互動平臺之上，將更多的生產要素更為科學地整合，變得更加自動化、網絡化、智能化，而生產制造個性化、定制化將成為新常態。

自動化只是單純的控制，智能化則是在控制的基礎上，通過物聯網傳感器采集海量生產數據，通過互聯網匯集到云計算數據中心，然后通過信息管理系統對大數據進行分析、挖掘，從而作出正確的決策。這些決策附加給自動化設備的是“智能”，從而提高生產靈活性和資源利用率，增強顧客與商業合作伙伴之間的緊密關聯度，并提升工業生產的商業價值（圖2）。

生產智能化。全球化分工使得各項生產要素加速流動，市場趨勢變化和產品個性化需求對工廠的生產響應時間和柔性化生產能力提出了更高的要求。“工業4.0”時代，生產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合，從著手生產制造之前，就按照交貨期、生產數量、優先級、工廠現有資源（人員、設備、物料）的有限生產能力，自動制訂出科學的生產計劃。從而，提高生產效率，實現生產成本的大幅下降，同時實現產品多樣性、縮短新產品開發周期，最終實現工廠運營的全面優化變革。

傳統制造業時代，材料、能源和信息是工廠生產的三個要素（圖3）。傳統制造業發展的歷史，就是工廠利用材料、能源和信息進行物質生產的歷史。材料、能源和信息領域的任何技術革命，必然導致生產方式的革命和生產力的飛躍發展。但是，隨著移動互聯網和云計算、大數據技術的發展，計算機到智能手機等移動終端的演進，越來越多功能強大的智能設備以無線方式實現了與互聯網或設備之間的互聯。由此衍生出物聯網、服務互聯網和數據網，推動著物理世界和信息世界以信息物理系統（CPS）的方式相融合。也可以說，是這種技術進步使得制造業領域實現了資源、信息、物品、設備和人的互通互聯。

通過互通互聯，云計算、大數據這些新的互聯網技術，和以前的自動化的技術結合在一起，生產工序實現縱向系統上的融合，生產設備和設備之間，工人與設備之間的合作，把整個工廠內部的要素聯結起來，形成信息物理系統，互相之間可以合作、可以響應，能夠開展個性化的生產制造，可以調整產品的生產率，還可以調整利用資源的多少、大小，采用最節約資源的方式。

“工業4.0”時代，在智能工廠中，CRM（Customer Relationship Management，客戶關系管理）、PDM（Product Data Management，產品數據管理）、SCM（Supply chain management，供應鏈管理）等軟件管理系統可能都將互聯。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供應商采購。原材料到貨后，將被賦予數據，“這是給某某客戶生產的某某產品的某某工藝中的原材料”，使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產過程中，原材料一旦被錯誤配送到其他生產線，它就會通過與生產設備開展“對話”，返回屬于自己的正確的生產線；如果生產機器之間的原材料不夠用，生產機器也可以向訂單系統進行“交涉”，來增加原材料數量；最終，即便是原材料嵌入到產品內之后，由于它還保存著路徑流程信息，將會很容易實現追蹤溯源（圖4）。

設備智能化。在未來的智能工廠，每個生產環節清晰可見、高度透明，整個車間有序且高效地運轉。“工業4.0”中，自動化設備在原有的控制功能基礎上，附加一定的新功能，就可以實現產品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節能性等智能化要求。這些為生產設備添加的新功能是指通過為生產線配置眾多傳感器，讓設備具有感知能力，將所感知的信息通過無線網絡傳送到云計算數據中心，通過大數據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，從而實現設備智能化。

“工業4.0”中，在生產線、生產設備中配備的傳感器，能夠實時抓取數據，然后經過無線通信連接互聯網傳輸數據，對生產本身進行實時的監控。設備傳感和控制層的數據與企業信息系統融合形成了信息物理系統（CPS），使得生產大數據傳到云計算數據中心進行存儲、分析，形成決策并反過來指導設備運轉。設備的智能化直接決定了“工業4.0”所要求的智能生產水平。

能源管理智能化。近年來，環境和節能減排已成為制造業最重視的課題之一。許多制造業企業都已經開始應用信息技術，對生產能耗進行管理，以最具經濟效益的方式，部署工業節能減排與綜合利用的智能化系統架構，從資源、原材料、研發設計、生產制造到廢棄物回收再利用處理，形成綠色產品生命周期管理的循環。

供應鏈管理智能化。在傳統的制造業生產模式中，無論是工廠還是供應商，都需要為制造業的零部件或原材料的庫存付出一定的成本支出，由于供應商和工廠之間的信息不對稱和非自動的信息交換，生產的模式只能采用按計劃或按庫存生產的模式，靈活性和效率受到了約束。

“工業4.0”時代，復雜的制造系統在一定程度上也加速了產業組織結構的轉型。傳統的大型企業集團掌控的供應鏈主導型將向產業生態型演變，平臺技術以及平臺型企業將在產業生態中的展現出更多的作用。因此，企業競爭戰略的重點將不再是做大規模，而將是智能化的供應鏈管理，在不斷變化的動態環境中獲得和保持動態的供需協調能力。

供應鏈管理智能化將統一工廠的零部件庫存和供應商的生產流程，從而保證工廠的零部件庫存的最小化，降低庫存帶來的風險，降低生產成本。供應鏈管理智能化要求企業間的信息采用基于事件驅動的方式交換信息，信息的交換是實時的，并且對方同樣可以做出實時的反應，供應鏈上不同企業的運作效率與在同一個企業中不同部門的運作一樣敏捷，具有滿足不斷變化的需求的適應性。供應鏈管理智能化將為供應鏈上的企業帶來更大的利益，供應鏈上各個企業的協同制造將為降低制造成本、物流成本，縮短制造周期，提供更好的服務和有力的保障。

實現上述四個智能化體現了“工業4.0”的宏大愿景。“工業4.0”認為實現上述四個智能化其實是一個簡單的概念：將大量的有關人、信息管理系統、自動化生產設備等物體融入到信息物理系統（CPS）中，在制造系統中，利用產生的數據為企業服務，協同企業的生產和運營。

智能制造的內涵

無論是德國的“工業4.0”，還是美國的“工業互聯網”，其實質與我國工業和信息化部推廣的“兩化融合”戰略大同小異。某種程度上說，以智能制造為代表的新一輪工業革命或許對于我國制造業是一個很好的機會，也可能是我國制造業轉型升級的一個重要機遇。

工廠內實現“信息物理系統”。德國“工業4.0”其實就是基于信息物理系統（CPS）實現智能工廠，最終實現的是制造模式的變革。CPS概念最早是由美國國家基金委員會在2006年提出，被認為有望成為繼計算機、互聯網之后世界信息技術的第三次浪潮。

CSP是融合技術，包括計算、通信以及控制（傳感器、執行器等）。中國科學院何積豐院士指出：“CPS，從廣義上理解，就是一個在環境感知的基礎上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控可信可擴展的網絡化物理設備系統，它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環實現深度融合和實時交互來增加或擴展新的功能，以安全、可靠、高效和實時的方式監測或者控制一個物理實體。CPS的最終目標是實現信息世界和物理世界的完全融合，構建一個可控、可信、可擴展并且安全高效的CPS網絡，并最終從根本上改變人類構建工程物理系統的方式。”

目前所說的制造業信息化，首先強調的是CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設計）、CAM （Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造）等工業軟件和PPS（生產計劃控制系統）、PLM（產品生命周期管理）等信息化管理系統。主要應用于由上而下的集中式中央控制系統。

而信息物理系統（CPS）則通過物體、數據以及服務等的無縫連接，實現了生產工藝與信息系統融合，形成了智能工廠。物聯網和服務互聯網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，與生產計劃、物流、能耗和經營管理相關的ERP、SCM、CRM等，和產品設計、技術相關的PLM處在最上層，與服務互聯網緊緊相連。中間一層，通過CPS物理信息系統實現生產設備和生產線控制、調度等相關功能，從智能物料供應，到智能產品的產出，貫通整個產品生命周期管理。最底層則通過物聯網技術實現控制、執行、傳感，實現智能生產（圖5）。

智能工廠的產品、資源及處理過程因CPS的存在，將具有非常高水平的實時性，同時在資源、成本節約中也頗具優勢。智能工廠將按照重視可持續性的服務中心的業務來設計。因此，靈活性、自適應以及機械學習能力等特征，甚至風險管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設備將實現高級自動化，主要是由基于自動觀察生產過程的CPS的生產系統的靈活網絡來實現的。通過可實時應對的靈活的生產系統，能夠實現生產工程的徹底優化。同時，生產優勢不僅僅是在特定生產條件下一次性體現，也可以實現多家工廠、多個生產單元所形成的世界級網絡的最優化。

工廠間實現“互聯制造”。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及，制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面，要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息，及時對市場需求做出快速反應；另一方面，要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享，合理利用各種資源。

互聯制造能夠快速響應市場變化，通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源，在提高產品質量的同時，減少產品投放市場所需的時間，增加市場份額；能夠分擔基礎設施建設費用、設備投資費用等，減少經營風險。通過互聯網實現企業內部、外部的協同設計、協同制造和協同管理，實現商業的顛覆和重構。通過網絡協同制造，消費者、經銷商、工廠、供應鏈等各個環節可利用互聯網技術全流程參與。傳統制造業的模式是以產品為中心，而未來制造業通過與用戶互動，根據用戶的個性化需求，然后開始部署產品的設計與生產制造。

另外，作為一個未來的潮流，工廠將通過互聯網，實現內、外服務的網絡化，向著互聯工廠的趨勢發展。隨之而來，采集并分析生產車間的各種信息向消費者反饋，從工廠采集的信息作為大數據經過解析，能夠開拓更多的、新的商業機會。經由硬件從車間采集的海量數據如何處理，也將在很大程度上決定服務、解決方案的價值。

過去的制造業只是一個環節，但隨著互聯網進一步向制造業環節滲透，網絡協同制造已經開始出現。制造業的模式將隨之發生巨大變化，它會打破傳統工業生產的生命周期，從原材料的采購開始，到產品的設計、研發、生產制造、市場營銷、售后服務等各個環節構成了閉環，徹底改變制造業以往僅是一個環節的生產模式。在網絡協同制造的閉環中，用戶、設計師、供應商、分銷商等角色都會發生改變。與之相伴而生，傳統價值鏈也將不可避免的出現破碎與重構。

工廠外實現“數據制造”。滿足消費者個性化需求，一方面需要制造業企業能夠生產或提供符合消費者個性偏好的產品或服務，一方面需要互聯網提供消費者的個性化定制需求。由于消費者人數眾多，每個人的需求不同，導致需求的具體信息也不同，加上需求的不斷變化，就構成了產品需求的大數據。消費者與制造業企業之間的交互和交易行為也將產生大量數據，挖掘和分析這些消費者動態數據，能夠幫助消費者參與到產品的需求分析和產品設計等創新活動中，為產品創新作出貢獻。

因此，大數據將構成制造業智能化的一個基礎。大數據在制造業大規模定制中的應用除了圍繞定制平臺這一核心之外，還包括數據采集、數據管理、訂單管理、智能化制造等。定制數據達到一定的數量級，就可以實現大數據應用，通過對大數據的挖掘，實現流行預測、精準匹配、時尚管理、社交應用、營銷推送等更多的應用（圖6）。同時，大數據能夠幫助制造業企業提升營銷的針對性，降低物流和庫存的成本，減少生產資源投入的風險。

“數據制造”時代，互聯網技術將全面嵌入到工業體系之中，將打破傳統的生產流程、生產模式和管理方式。生產制造過程與業務管理系統的深度集成，將實現對生產要素的高度靈活配置，實現大規模定制生產。從而，將有力推動傳統制造業加快轉型升級的步伐。毫無疑問，“數據制造”將會改變制造業思維，給制造業帶來更多的靈活性和想象空間，也或將顛覆制造業的游戲規則。

對我國的啟示

沒有強大的制造業，一個國家將無法實現經濟快速、健康、穩定的發展，勞動就業問題將日趨突顯，人民生活難以普遍提高，國家穩定和安全將受到威脅，信息化、現代化將失去堅實基礎。改革開放以來的30多年中，中國經濟經歷了接近10%的高速增長階段，而制造業是我國經濟高速增長的引擎。目前，我國尚處于工業化進程的中后期，制造業創造了GDP總量的三分之一，貢獻了出口總額的90%，未來幾十年制造業仍將是我國經濟的支柱產業。

重新定義“智能制造”的關鍵詞。進入21世紀以來，制造業面臨著全球產業結構調整帶來的機遇和挑戰。特別是2008年金融危機之后，世界各國為了尋找促進經濟增長的新出路，開始重新重視制造業，歐盟整體上開始加大制造業科技創新扶持力度；美國于2011年提出“先進制造業伙伴計劃”，旨在增加就業機會，實現美國經濟的持續強勁增長。美國國家科學技術委員會于2012年2月正式了《先進制造業國家戰略計劃》，德國于2013年4月推出《工業4.0戰略》。我們應該通過比較研究《美國先進制造業國家戰略計劃》《德國工業4.0戰略》等資料中的先進制造業關鍵詞，進而來定義未來制造業的發展方向（圖7）。

一是軟性制造。大規模制造時代，傳統的制造環節利潤空間越來越受到擠壓。所以，從發達國家發展先進制造業的戰略規劃中均可以看到，制造業的概念和附加值正在不斷從硬件向軟件、服務、解決方案等無形資產轉移。相對于傳統制造業，如今的制造業是軟件帶給硬件功能、控制硬件、對硬件造成極大影響。同時，與以往的硬件商品所不同，目前的制造業中，對商品附屬的服務或者基于商品上面的解決方案的需求正在快速增加。

所謂軟性制造，就是增加產品附加價值、拓展更多、更豐富的服務與解決方案。因為相對于硬件，產品內置的軟件、附帶的服務或者解決方案通常是軟性和無形的，都是“看不見”的事物，所以稱之為軟性制造。

軟性制造不再將“硬件”生產視為制造業，而認為“軟件”在制造業中不斷發揮主導作用，商品產生的服務或解決方案將對制造業的價值產生巨大影響。所以，未來的制造業需要放棄傳統的“硬件式”的思維模式，而要從軟件、服務產生附加值的角度去發展制造業。軟件、服務在整個制造業價值鏈中所占的比重將越來越大，呈現顯著的增長趨勢。未來制造業企業向顧客提供的不再是單純的產品，而是各種應用軟件與服務形態集成于一體的整體解決方案。

二是從“物理”到“信息”的趨勢。以往，每當提及制造業，恐怕都認為是各種零部件構成硬件產品的核心。隨著封裝化、數字化的發展，零部件生產加工技術加速向新興市場國家轉移，這樣，零部件本身的利潤就難以維系。因此，發達國家制造業開始更加注重通過組裝零部件進行封裝化，將部分功能模塊化，將系列功能系統化，來提升附加價值。

模塊化是將標準化的零部件進行組裝，以此來設計產品。從而能夠快速響應市場的多樣化需求，滿足消費者的各項差異化需求。以往，在產品生產過程中，需要付出很多時間和成本，如果將復雜化的產品通過幾個模塊進行組裝，就能夠同時解決多樣化和效率化的問題。

但是，模塊化本身不過是產品的一項功能，未來制造業將更加重視在通過模塊化和封裝化的基礎上進行系統化，拓展新的應用與服務。如果以系統化為主導，就能相對于“物理”意義上的零部件，獲取更多的帶有“信息”功能的附加價值。相反，如果不掌控系統的主導權，無論研發出的零部件的質量和功能多么好，也難以成為市場價格的主導者。

三是從“群體”到“個體”的趨勢。在發達國家，以規模化為對象的量產制造業將生產基地轉移至新興市場國家，以定制化為重點的多種類小批量制造業漸漸成為主流。同時，消費者本身也將有能力將自己的需求付諸生產制造。也就是說，“大規模定制”隨著以3D打印為代表的數字化和信息技術的普及帶來的技術革新，將制造業的進入門檻降至最低，不具備工廠與生產設備的個人也能很容易地參與到制造業之中。制造業進入門檻的降低，也意味著一些意想不到的企業或個人將參與到制造業，從而有可能帶來商業模式的巨大變化。

“個性化”首先是美國大力推進的。在美國的文化背景下，個性要比組織色彩強烈。制造業的“個性化”趨勢不僅僅是美國制造業回歸，還將帶動舊金山等大城市制造業的興盛，一些專注于通過信息技術使得生產工程高效化、專業性的小規模手工制作的制造業將在市區內盛行，它們根據消費者的需求進行柔性的定制化服務，憑借獨特的設計，與大量生產形成差異化競爭。

四是互聯制造。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及，制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面，要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息，及時對市場需求做出快速反應；另一方面，要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享，合理利用各種資源。

互聯制造能夠快速響應市場變化，通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源，提高產品質量，減少產品投放市場所需的時間，增加市場份額。另外，作為一個未來的潮流，工廠將通過互聯網，實現內、外服務的網絡化，向著互聯工廠的趨勢發展。

美國因為有Google、Apple、IBM等IT巨頭和無數的IT企業，所以在大數據應用上較為積極，非常重視對社會帶來新的價值。Google不斷將制造業企業收購至麾下，就是希望掌握主導權。同時，作為美國大型制造業企業的一個代表，GE公司也開始加強數據分析和軟件開發，從車間采集數據，進行解析，提供解決方案，開拓新的商業機會。德國將“工業4.0”視為國家戰略，將工廠智能化視為國家方針。通過信息技術，最大限度的發揮工廠本身的能力（表1）。

把“兩化”深度融合作為主要著力點。工業和信息化部成立以來，一直致力于推進“兩化融合”工作，通過信息化的融合與滲透，對傳統制造業產生革命性影響。“工業4.0”本質上是由信息技術引發的，與我國的“兩化融合”有異曲同工之處。在未來制造業中，我們應該將“兩化深度融合”作為主要著力點，進一步繼續加快推進信息化、自動化和智能化。

首先，研究部署信息物理系統（CPS）平臺，實現“智能工廠”的“智能制造”。智能制造已成為全球制造業發展的新趨勢，智能設備和生產手段在未來必將廣泛替代傳統的生產方式。而信息物理系統（CPS）將改變人類與物理世界的交互方式，使得未來制造業中的物質生產力與能源、材料和信息三種資源高度融合，為實現“智能工廠”和“智能制造”提供有效的保障。美國、德國等世界工業強國都高度重視信息物理系統的構建，加強戰略性、前瞻性的部署，并已然取得了積極的研究進展。而我國目前的制造業發展仍然以簡單地擴大再生產為主要途徑，迫切需要通過智能生產、智能設備和“工業4.0”理念來改造和提升傳統制造業。

其次，推動制造業向智能化發展轉型的同時，同步推動制造業的模式和業態的革新。主要體現在，從大規模批量生產向大規模定制生產的革新、從生產型制造向服務型制造的革新、從集團式全能型生產向網絡式協同制造的革新、從兩化融合向工業互聯網的革新。

提升制度創新和管理變革能力。“智能制造”時代，平臺型企業、網絡化組織、開放式創新、大規模定制、社會化生產等行為將更加普遍。所以，生產者與消費者的互動將更加緊密，中小企業的作用將更加突出，對市場需求的快速反應將更加重要……這些變化都要求適時、適度的制度創新和管理變革能力，對我國相對薄弱的制度創新和管理變革能力構成現實性的挑戰。

篇5

各個制造商將從不同方向邁向未來，選用不同的信息技術 和運營技術　應對其所面臨的挑戰并滿足客戶的需求。“未來工廠”所具備的共同特征可讓中國的制造商“面向未來”做好準備，并能夠充分把握“中國制造2025”綱領下新的機遇。

“未來工廠”所具備一些共同特點包括：

協作：協作工具和分享的意愿對實現真正的現代化和創新而言至關重要。此外，與合作伙伴和客戶共同參與產品開發和流程改進也必不可少。

創新：企業支持和培養一種打破常規的思維文化，并鼓勵全體員工獻計獻策。這適用于新產品推出、內部流程及設施管理。

靈活：企業及時響應新機遇或市場變化并快速做出決策。

支持云：未來的制造企業越來越多地需要使用基于云的解決方案，以實現諸多優勢，例如不斷更新換代的功能、出色的靈活性及更快的實施速度。

以客戶為中心：如今中國的消費者，和世界其他國家一樣，都有著較高的消費要求，期望獲得根據個人需求定制的高度個性化產品和購買體驗。

面向垂直市場：企業需要更加專注于較小細分市場并側重于少數核心產品，這是一種有效的成功策略。

數據驅動：企業應根據實時的數據而不是過時的假設或猜測制定決策。

高效：為了在全球經濟環境中保持競爭力和盈利能力，中國制造商必須不斷提高生產效率、實現流程自動化、精簡運營流程和最大限度減少浪費。

獨特：中國制造商需要建立并提升差異化特色，并在定位和產品開發方面保持高度戰略眼光。與眾不同是保持或贏得市場份額所必需的因素。

自動化：實現現代化的壓力還擴展到了工廠車間。生產系統和流程必須得到充分利用，最大限度縮短停機時間并減少設備和人員的資源浪費。

對比上述特征，其中有多少適用于您的工廠？現在就是完善您“未來工廠”戰略的最佳時機。

市場分析公司麥肯錫最近公布的一份名為《高效數字企業七大特點》 的報告強調：制造企業迫切需要采取行動。“為了保持競爭力，各公司必須停止觀望和數字試驗，即刻開始向全數字企業轉型……數字試驗的時代已經結束。在經濟復蘇緩慢的蕭條環境下，數字化繼續呈現良好的發展勢頭。電子商務在美國和大多數歐洲國家（或地區）以兩位數的速度不斷增長，并在亞洲蓬勃發展。為了抓住這一發展勢頭，各公司需要加快步伐，快速向數字企業轉型。”

篇6

大眾公司的高爾夫汽車生產線在兩臺庫卡機器人的密切配合下，靈活而又悠閑地為車身安裝車門，兩臺智能機器人配合非常默契，彼此了解并實時溝通，以期保證自己的每個動作都在最適當和最短的時間內完成。

這是在德國漢諾威舉行的工業博覽會上西門子公司展臺發生的一幕，該模型旨在描繪未來制造智能化軟件與高性能的生產硬件如何緊密協調工作的場景。

在4月7日開幕的漢諾威工業博覽會吸引了全球65個國家和地區的約5000家廠商參展，當德國總理默克爾在荷蘭展臺欣然接受機器人小蘿莉遞來的郁金香時，制造業的智能化大潮持續在偌大的漢諾威博覽會上延伸，本刊記者對未來制造的探索之旅也正式在這里啟程。

制造業占GDP23%份額的德國提出了工業4.0的概念，默克爾認為未來工廠中的機器、設備、零件之間可以自由溝通，智能工廠能夠自行運轉。

西門子股份公司管理委員會成員、工業業務領域CEO魯思沃把當前制造過程分成產品設計、生產規劃、生產工程、生產實施和服務五個階段，并把其稱作為工業3.X，即當前可以提供全面數字化工廠的解決方案，但距離工業4.0還有很大差距。

在西門子展臺，尼桑一款新型賽車在產品設計階段采用了數字虛擬軟件，模擬了車身的曲面設計，最大限度地減少了賽車高速飛馳時的空氣阻力。經過優化設計的尼桑賽車百公里加速只需要2.5秒，而其他賽車一般需要9秒。這是一款把傳統內燃機推進系統和電動系統結合起來的混合動力賽車，最高時速可達300公里，是當今世界上最快的電動賽車。

西門子3D可視化軟件正在模擬法國道達爾鉆井平臺的生產環境，讓每個參觀者如臨其境，在虛擬現實的模型中，可以直接獲取即時的生產數據，預知生產環境，讓參與其中的人更有安全感。

工業4.0的核心理念之一就是現實工廠與虛擬工廠的無限接近，從這個角度看，我們的一只腳似乎已經踏進了未來制造的大門。

產業集成

Tucher是德國北巴伐利亞州眾多啤酒廠當中的一家，曾經是紐倫堡貴族的家族企業。本刊記者在參訪體味當地啤酒文化的同時，還深刻感受到啤酒在生產過程中集成化、自動化設備和軟件的高度應用。

正是這些包括西門子在內的工業集成方案提供商保證了啤酒口味的多樣化和每種口味的精確度，清爽、苦澀、酸味等十幾種啤酒口味不單單是每天品嘗工程師們舌尖上的幸福，更是工業智能和集成應用偉大作用的生動體現。

本次展會把“產業集成”設立為主題，智能工廠是產業集成的目標，而集成的概念在中國今年春節聯歡晚會上已有體現。2014年春節聯歡晚會可實現舞臺布景中五個LED屏幕的自由移動，由于節目是現場直播，舞臺技術以及設備的可用性必須得到保證。

西門子巧妙地把集成的思想應用其中，為該項目提供了全集成驅動系統，該系統由電機和運動系統組成，后者直接集成在變頻器的閉環控制模塊里，所有組件在傳動系統里協同配合，從而確保了舞臺設備的可用性和安全運行。

記者在工程展區看到一臺生產線末端包裝機，在西門子開放工程架構下，SICK公司的智能傳感器、庫卡公司的機器人以及其他自動化部件，在一個名叫“博途”的軟件調配下自主進行著包裝動作，這一場景也是驅動系統與自動化系統進行集成的體現。

西門子驅動技術集團CEO方潤朗（Ralf-Michael Franke）先生在解釋未來制造全集成驅動系統的變革方向時說，過去集成概念只在個別產品上進行優化，比如電機、齒輪、變頻器和聯軸器的一般性組合，而現在則是整個驅動鏈條上的功能集成、自動化層面的集成以及涵蓋整個產品生命周期的集成。

全集成驅動系統專業的解釋是：橫向沿著能量流由耦合器和變速箱到電機和逆變器，縱向則是在自動化層次上對工業制造工藝控制結構和產品生命周期的集成。橫向集成會改善機器的生產效率和產品質量，集成的產品包括變速箱、耦合器、電機和逆變器等，西門子作為老牌的驅動系統提供商可以提供“一站式”服務。

德國紐倫堡是西門子大型傳動部生產工廠的所在地，漢諾威到紐倫堡的高鐵列車的傳動系統就是該工廠提供的。郭德輝是西門子大型傳動部中國、中東和非洲業務發展總監，他舉例說，亞洲最大的紙漿和紙張制造商之一亞洲紙漿紙業集團，通過使用全集成系統，能源消耗和造紙廠的二氧化碳排放量都大幅度減少。由此，亞洲漿紙業集團每條生產線年均節省數千萬元的開支，年均停機時間被保持在最低的12.5小時。

工業4.0的其中一個核心元素是融合虛擬與現實世界，而全集成系統讓CAD/CAM（計算機輔助設計、制造）工具和產品數據實現無縫交互。德國的機械制造商DMG正是通過這個方案，讓虛擬模型生成現實機械的時間節省了80%。DMG還在網絡化的生產中，通過優化虛擬生產計劃和產品開發參數，使生產效率提高了50%。

未來工業企業需要對市場變化做出快速反應，即生產系統能對全球需求和特定客戶要求做出快速反應。漢諾威博覽公司董事約亨?柯克勒說，在這一系統中，包括工件、機器到運輸系統在內的所有環節都可以通過網絡進行互聯，實現彼此之間的自由通信，這就是所謂的智能工廠，但達到智能工廠之前必須進行“產業集成”。

很遺憾的是，要實現這一愿景，主要挑戰之一則是標準化，即相關軟件需要兼容所有聯網的元器件、機器、設備和工廠等，當前每家公司的IT系統都使用獨立的設置，要實現集成化發展，需要所有公司都采用業內廣泛認可的國際化的標準生產體系。

西門子擁有驅動和自動化產品以及相關的軟件支持，但它并不能要求客戶都采用西門子的產品，盡管西門子有開放架構和思維模式。可見，未來智能工廠需要統一的標準體系。

數字工廠

西門子安貝格電子工廠坐落在德國巴伐利亞洲東部的安貝格市，它是全歐洲甚至全球最先進的數字化工廠。已經有24年歷史的安貝格工廠為西門子提供印刷電路板等電子產品，100萬次加工過程的差錯率只有12次。

李永利是該電子工廠的副總經理，已經在此工作了3年以上，今年秋季他將被調回中國成都，擔任西門子成都電子工廠的總經理。4月9日，記者在參訪時，李永利解釋了該工廠出錯率從百萬分之五百為何降到百萬分之十二的背后故事。

制造業有一個公認的概念，作為全球最好的制造工人――德國工人的出錯率大概在百萬分之三百到五百，如果把這一比率降低到百分之十二，必須要靠機器來完成。安貝格工廠75%的生產過程是由機器來完成的，包括物料配送、數據收集、數據整理等，而其中最為關鍵的是智能算法的確定。

以前人們進行加減乘除要靠人工來計算，當計算器出現之后，沒有人再懷疑計算器在加減乘除中是否算得準確，因為人們在制造計算器時已經把“智能算法”內置其中。工廠也是一樣，以前需要用人工完成的動作通過“智能算法”固化在機器中，讓機器代替人工來完成。在滿是機器的工廠中，人的因素就是發號指令，做出生產管理決策，讓機器去執行。

安貝格工廠有1萬平方米的生產車間，生產線主要分為做印刷電路板生產和印刷電路板組裝。當記者走進車間，眼前橫排的一條生產線據說是15年前建立的，在這里看不到像其他很多工廠里工人們非常繁忙的樣子，工人們很安靜地在裝有電腦屏幕的工位上有條不紊地工作著，并不是很忙碌。

當我們走進安貝格工廠時，李永利給記者呈現了兩個世界，一個是真實的工廠，一個是虛擬的工廠。他說，在真實工廠之前就已經有了虛擬工廠，研發設計部門把虛擬的研發產品同步給生產部門來生產，兩部門有著統一平臺，并時刻保持著協調的一致性。真實工廠生產時的數據參數、生產環境等都會通過虛擬工廠來反映出來，而人則通過虛擬工廠對現實中的真實工廠進行把控。

為了更準確收集到生產過程中各種數據，安貝格工廠超過3億個元器件都有自己的身份識別。“我們每個成品都有精確的生產信息，可以精確到單個產品中的每一個元器件，而每個元器件的基礎信息都會有。這些基礎信息包括哪條生產線生產的、用什么材質、當時用的扭矩是多少、用什么樣的螺絲釘，等等。當一個元件進入烘箱時，機器會判斷該用什么溫度以及持續的時間長短，并可以判斷下一個進入烘箱的元件是哪一種，適時調節生產參數。”李永利說

安貝格工廠的每一條生產線每天并不是一成不變地只生產一種產品，生產系統會實時同步研發部門的最新指示，自動跳轉不同產品或者器件的生產模式。這種生產模式是研發和生產部門同步設定的，即研發部門的任何變化都會實時在生產環節反映出來，生產系統會自動定格到每一個具體元件上并掃描它的參數。

安貝格工廠所有的設備都裝有掃描器和讀碼器，產品和元件的所有信息都可以被記錄下來。李永利作為生產環節的負責人對生產過程并不很關心，他每天關注的則是產品質量，一旦發現有問題，比如是原材料導致的質量問題，他會通過研發系統輸入某個原材料有問題的指令，這一指令會下達到工廠控制層，所有生產線都能自動識別到，當掃描器和讀碼器掃描產品時，就會中止所有涉及該原材料的產品的生產。

記者在安貝格工廠看到，每個工人面前都有一臺電腦屏幕，屏幕上都會顯示即將需要執行動作圖示，圖示提醒他這步該做什么，所以工人不需要提前準備很多東西，也不需要之前做很多工作，只要對著電腦屏幕做就可以了。

在產品包裝環節，旁邊的電腦會詳細記錄人工或者機器是否往包裝箱里投放了說明書、插件等，如果沒有投放，電腦就不會打出產品的最終標簽，這樣就避免了漏放產品說明書的情況。要打的標簽很重要，里面記錄著有關產品的詳細信息，這也是產品追溯時的關鍵依據。

安貝格工廠配有全自動化的立體倉庫，會把原材料通過自動化的管線送到車間現場。記者在車間看到的都是整齊的生產線。但據李永利介紹，在車間下面還有像停車庫一樣的底層，原材料就是通過自動化的管線從立體倉庫中被運送到車間現場，當然每一個原材料都有自己的身份標示。在車間現場有個臨時站，原材料先從立體倉庫被運送到臨時站，等待隨時被調用。

安貝格工廠的生產系統還與公司的ERP系統無縫對接，當某一訂單生產完最后一個產品時，該訂單將會在ERP（企業信息化管理系統）中改變訂單狀態――生產完畢，成品就直接發貨運走，工廠里沒有成品倉庫。

“這個工廠每天要加工上千種產品，近十萬件產品，跟著不同的訂單，這個客戶可能幾百個產品，另外客戶可能是幾千個產品，而且訂單里面的產品組合也不一樣，如果我們全都是人手動去操作，要多少人一個一個去捋訂單啊。這個工廠的生產完全是跟著訂單走，都靠智能化的系統來完成。”李永利告訴記者說。

未來制造

西門子安貝格工廠盡管在世界上都屬于最先進的工廠，但距離工業4.0所描繪的場景還有很大差距。

西門子一直都是工業4.0的倡導者，魯思沃認為：“這場變革將是一個漸進的過程，工業4.0的真正到來可能需要20年左右的時間，在此期間，變化將不斷出現和遞進。”

魯思沃把這個“漸進的過程”稱作為工業3.X，它是建立在強大的生產執行系統和數字化企業平臺基礎上，虛擬世界和現實世界中的生產通過數字化互聯融合，可以令整個生產價值鏈的數據進行無縫交流。

德特勒夫?凱瑟博士是麥肯錫咨詢公司德國漢堡分公司總監，是制造業管理規范方面的專家，他強烈地感覺到全球化趨勢正在劇烈改變著制造業的場景，將對現有制造業產生巨大沖擊。當然他也認為，新的機會則會在更加復雜和不確定性的環境中誕生。

凱瑟博士強調了不確定性將成為制造業的常態，這些不確定性包括原材料和能源價格的變化、匯率的波動、供應鏈的復雜性、新興市場的高成長性、貿易規則的變動、自然災害以及人才和知識產權的約束等，這些因素都有可能引發全球制造業供應鏈的巨大災難。

IT、循環經濟、虛擬設計、3D打印機器人、納米和復合材料等關鍵技術正在對傳統制造業產生嚴重影響，很多德國公司已經開始把新材料、人機交互和工業4.0作為引發公司未來商業變革的最重要的因素，其中作為工業4.0序曲的數字工廠正在改變德國現有工廠結構和價值鏈。

是否重視制造業向工業4.0的過渡，默克爾甚至認為“這是德國工業是否擁有未來的關鍵”。根據德國高科技企業聯合會的研究報告，未來10年工業4.0進程將為德國帶來2670億歐元的產值，并認為工業4.0將在機器設備、汽車、電子、信息工程、化學等領域獲得率先突破。

魯思沃把工業4.0時代細化到三個關鍵維度：第一是生產執行系統、數字化企業平臺、產品生命周期管理軟件和自動化系統的集成，將帶來一個強大的制造運行管理系統；第二是虛擬世界和現實世界生產的融合，基于統一的數據模型來完成，制造商可因此大大縮短產品的上市時間；第三是信息物理融合系統，這也是增加生產靈活性、縮短產品上市時間的關鍵，互聯的機器可以通過網絡技術彼此交流，并靈活地集成于現有的生產過程中。

與魯思沃相比，德特勒夫?凱瑟博士對工業4.0的理解相對比較簡單，他認為就是互聯網在傳統制造業中的應用，只是互聯網應用之前必須進行數字化。但凱瑟博士所理解的數字化工廠較為復雜，其中包括無處不在的智能傳感器、無處不在的無線互聯網以及對數據處理更加靈活和智能化的系統。

他舉例說，未來制造中的生產線將由原來僵硬的、靜態的、為特定產品設置的流水線生產，向更加靈活、動態的、為個性化訂單設置的柔性生產過渡。

篇7

通過電子屏幕，加工中心二次成形單元、10廠總裝單元、備料中心車砂加工單元等各個角落的實時工作畫面一目了然；而同一時刻的“中控異常列表看板”上，一名工人報修的曲線帶鋸工序設備異常，顯示正在處理中；裝配、實木鋸鉆銑、部件檢砂等各個單元計劃產能、達成率數據也在電子屏幕上動態變化……

而在中控室外面，是高度自動化的生產：“機械手”在加工抽屜的裝配榫；運輸機器人把完成上一道工序的零部件帶向下一個生產線；包裝車間內，紙箱生產線接到包裝線上自動傳輸的家具成品型號信息后，自動生成相應的紙箱，再由機器輔助為傳送帶上等待封裝的家具套上保護膜、扣上包裝箱，工人只需動手封口，所有的工序就算完成了。

2012年，在德國“工業4.0”和“中國制造2025”還未形成行業潮流的時候，美克家居就高瞻遠矚地實施了智能制造項目。三年之后，憑借自動化生產+個性化定制的模式，美克家居成為工業和信息化部“家居用品制造智能車間試點示范”項目。

目前，美克家居的工廠產能100%供應自有品牌，此舉既能提高全產業鏈商品的獲利能力，也能為多品牌戰略提供保障，但是在家居和家具零售領域，持續的關注點應該還是最基本的客戶交付能力――品質與交期的改善。美克家居智能制造的戰略出發點是以客戶為中心，希望打造一個高度靈活、信息化和個性化的智能制造模式，在保證品質的同時縮短交付周期。

五層分解

在智能工廠建設的具體規劃上，美克家居做了五個層面的分解。第一個層面是智能設備，比如用機器人來實現自動化生產，提高勞動生產率，從而降低對人力需求的依賴。第二個層面是在整個生產上，引入了自動化生產線，包括包裝線、柔性的組裝線來適應未來越來越多的大規模定制與個性化定制的需求。第三個層面是通過自動化倉庫管理系統（WMS）和工廠的自動化物流運輸系統實現高效精準的廠內自動化物流輸送。這個層面還包括自動化系統，自動創建生產任務分配，上對自動化系統的銜接，下對自動化物流的銜接，來做自動化生產。第四個層面是智能計劃協調系統，通過ERP和進階生產規劃及排程系統（APS），能將接受的銷售訂單自動轉化為廠內生產需求，再將生產需求分解成具體零部件的生產任務，通過MASS系統和WMS系統來自動完成生產。第五個層面是智能設計，通過將設計數字化，把ERP系統和生產執行系統集成起來。從這五個層面，美克家居致力打造一個無縫集成的智能工廠。

“身份”驗證

之前，按照傳統的方式，工廠一個月有 300個不同品號的紙箱需求，紙箱供應商就得按照這個需求提前準備好，采購部門則要處理300個訂單。美克家居引進了自動化設備之后，就把300種不同的紙箱規格簡化成了6種，按照需要現裁現用。而這條自動生產線會根據傳送帶上運過來的成品家具的品牌、尺寸、型號，推送出對應的紙箱。那么，它是如何知道傳過來的是哪個品牌、哪個規格、哪種類型的家具呢？答案就在于家具身上所攜帶的身份標簽條形碼――RFID。

實際上，從備料加工流程開始，一塊木板、布料分別裁剪成哪些尺寸、使用什么花色、用在哪個家具的什么位置等，都是用自動化設備來實現的。每一個材料、部件都會自己的RFID，完成一道工序之后，通過電子設備掃描，運輸機器人會帶其進入下一個收到信息并作好了操作準備的工序，直到包裝、物流配送。“所有的生產流程被記錄，包括關鍵工序的產品檢驗結果，可以實現質量可追溯，哪個環節出了問題可以直接精準修正。長遠來看，還可以幫助我們總結提煉、繼而改進工藝。對客戶來說，未來可以看到他定制的產品到了哪個生產環節，在哪個車間由哪個工人操作。”美克家居工藝技術中心總監許海介紹道。

三個APP

互聯網、數字化時代，消費者的身份不再僅僅是買了商品的顧客，而是與產品及其背后品牌、企業的用戶甚至是“粉絲”。盡可能地靠近用戶、感知客戶，從生產銷售方變身貼心的服務方，已經成為品牌營銷的重要戰略。而通過與用戶的交互，產生的信息數據又可以端對端地傳送至企業的整個供應鏈管理系統和設計、研發、生產制造環節。

據美克家居零售總經理牟莉介紹，美克家居與IBM、蘋果公司合作，目前已經推出了三款不同的APP。其中包括幫助設計顧問更好為消費者服務的Sales Consult、設計一體化呈現的Home Visit、實現定制化推薦的Dynamic Buy等。“通過這些應用帶來的科技化體驗，可以實現家居購物可視化、家居布置方案場景化、家居設計簡單化、家居購物過程趣味化等四大方面的體驗躍升，將大大簡化購買家具的過程。”

具體來講，Sales Consult可以令消費體驗迅速升級。美克家居的設計顧問將利用互聯網技術，充分發揮移動終端的優勢，進行產品的演示、家具的換裝和搭配、下單，并圍繞消費者進行個性化的分析和推薦。而結合Home Visit應用，美克家居還能實現功能的延伸和定制開發。

在導購引導客戶瀏覽家居產品時，設計顧問的iPad將收集并記錄客戶在選購過程中的家居喜好，并且根據這些重要的數據的后臺分析，主動向顧客推薦產品，讓客戶的意見和體驗真正與產品融合，對產品產生影響，形成閉環。

篇8

在大數據、智慧智能工廠、信息自動化、標準化等字眼滿天飛的時代，企業往往需要制定出一份實行工業4.0的計劃書，逐步去完善推進。

首先，企業要明白工業4.0的目標是什么，以及有哪些實現途徑。其次，確定好兩個研究主題，一是智能工廠，二是智能生產。最后，確定好該主題的實現途徑。在筆者看來，它分為4個階段：第一，建設信息物理網絡系統（CPS）。第二，實現縱向集成、橫向集成、端到端的3項集成。第三，運用產品數據、運營數據、價值鏈數據、外部數據等大數據系統進行分析。第四，實施標準化和參考架構、管理復雜系統、一套綜合的工業寬帶基礎設施、安全和保障、工作的組織和設計、培訓和持續的職業發展、監管框架、資源利用效率的8項計劃。

由于CPS是實現工業4.0的基礎，沒有CPS的支撐，智能工廠、智能制造都是“空中樓閣”。而CPS依賴于通過網絡技術將工廠、機器、生產資料和人高度聯結，對于還未實現工業2.0或是工業3.0的企業真的能去實施嗎？因此，企業可根據自身情況和國情、市場發展趨勢，自行選擇可以改善、實施的途徑。

在筆者不斷研究和試錯的過程中，總結出8個企業實踐工業4.0創新快速導入的方法步驟。

一是定義企業工業4.0規劃范圍及模式，包括整合規劃（系統整合及加值應用）、創新服務規劃（例如快速定制智能生產服務模式）、創新解決方案規劃（例如智慧生活）。

二是需組建一個工業4.0工作小組。

三是對觀念、架構及方法展開研討。

四是結合企業營運策略及目標/KPI對發展工業4.0的目標及策略進行探討。

五是對流程與系統現狀分析。

六是對流程與系統需求進行探討。

篇9

先后參加了《工業4.0先進數字化制造技術》 、《BWA和數字化海事解決方案》、《海洋工程領域的國家標準》 、《工業4.0的實施及面臨的障礙》等面授課程；同時還實地走訪考察了貝殼爾船舶系統有限公司、邁克爾造船廠、空客德國漢堡工廠、漢堡智慧港、通快集團、奧迪汽車智能工廠、西門子--MF--K制造工廠、巴魯夫傳感器制造公司、博世智能工廠。

一、學習考察總結感受：

德國工業4.0主要分為三大步驟或三大板塊：一是：智能工廠。重點研究智能化及數字化生產系統和過程，以及網絡化分布式生產設施設備的實現；二是：智能生產，主要涉及整個企業全面的生產物流管理、人機互動及3D技術在生產過程中的應用等；三是：智能物流，主要通過互聯網、物聯網，整合物流資源，充分發揮物流資源供應的效率，而需求方則快速獲得服務匹配，得到物流支持。

1.柔性生產

該生產系統所要實現的目標是使生產實現最大的柔性化。自動化和信息化是實現柔性定制個性化生產的手段。

從實地考察的幾家智能工廠來看，AGV小車將上道工序準產品推入待加工區域，而這些準產品的尺寸大小等參數都是不同的，按照頂點順序進行排列，符合JIO理念。而JIO（Just in order）是繼JIT（Just in time ）準時制生產的基礎上提出的，要求供應商不僅按時將零部件送抵生產現場，還要求不同規格零部件的順序按照要求排列，以便滿足混線生產的要求。

這樣不同型號的產品在裝配時，不會因為零件順序錯落而發生裝配錯誤的問題。豐田的JIT只適合單一產品的大批量生產，而JIO則是混線生產，柔性制造模式所必需的供應鏈運作機制，是生產模式的變革。

德國工業4.0 與我國提出的中國制造2025意義相近。但目前國內的自動化項目都號稱4.0，但絕大部分無法實現柔性制造；這是目前我們與德國工業4.0主要差距之一。

2.數據追蹤

在產品的生產、制造、檢測、使用等整個生命周期中會產生很多數據，即所謂的大數據。制造商需要能夠利用這些數據對產品進行跟蹤，以了解產品的狀態；對產品進行一系列的動態售后服務等。

工業4.0”和“中國制造2025”雖不盡相同，但有很多異曲同工之處。實際上，兩國之間已經開始有了對接應用實例。比如，博世公司正在與機器制造商就可預見的維護進行合作，當零配件需要更新時就會通過登記系統自動發出新的訂購指令。又如，SAP公司將“無線射頻識別技術(RFID)”電子標簽用于產品，當彼此有危險的貨物被相鄰存儲時就會發生自動報警。

二、考察學習啟示

篇10

2008年全球金融危機后，實體經濟的重要性被重新認知，美、德、英、法等發達國家相繼提出“再工業化”戰略，印度等發展中國家也在加快謀劃和布局。中國于2015年提出“中國制造2025”，大力推進由制造大國向制造強國的轉變。

從企業內部看，生產成本上升、研發投入不足、生產組織方式較為傳統都是亟待解決的具體問題；從外部環境看，消費者具有更大的主導權，大數據、云計算、移動、社交化、3D打印、機器人等技術將顛覆舊有的制造模式，跨界融合、制造業服務化的趨勢也日益顯著。中國制造業正處于變革與轉型的十字路口。

有別于“工業4.0”聚焦在制造業高端產業和高端環節，“中國制造2025”是對制造業轉型升級的整體謀劃，不僅提出培育發展新興產業的路徑，同時重視對傳統產業進行改造升級。兩者在以下三方面大為不同：

發展基礎。中國制造業發展水平參差不齊，相當一部分企業還處在工業2.0階段，因此需要推進工業2.0、工業3.0和工業4.0并行發展。德國已普遍處于從工業3.0向工業4.0過渡階段，擁有強大的機械和裝備制造業，在自動化工程領域已具有很高的技術水平。

戰略任務。“中國制造2025”以推進信息化和工業化深度融合為主線，大力發展智能制造，構建信息化條件下的產業生態體系和新型制造模式。而工業4.0著眼高端裝備，提出建設“信息物理系統”，推進智能制造。

主要舉措。“中國制造2025”除了將智能制造作為主攻方向之外，還在全球化、創新、質量品牌建設、綠色制造等方面提出了具體要求。工業4.0的重點是建立智能工廠，實現智能生產。

隨著“中國制造2025”的推進，新一代信息技術將與制造業深度融合，制造業將發生巨大變化：

1.生產方式趨向智能化、網絡化。智能化包括三個方面：一是生產過程將由新型傳感器、智能控制系統、機器人、自動化成套生產線組成，“無人工廠”的數量將不斷增加；二是工業信息系統通過互聯網實現互聯互通和綜合集成，促進機器運行、車間配送、企業生產、市場需求之間的實時信息交互，原材料供應、零部件生產、產品集成組裝等全生產過程變得更加精準協同；三是工業云平臺、工業大數據等智能分析工具將幫助企業實現更好的決策。網絡化指的是企業將更多地通過網絡將產品價值鏈分解到不同國家的配套協作企業，產品生產過程由全球范圍內多個企業高效、快捷地合作完成。