一,、智能工廠、數(shù)字化工廠與智能制造
不可忽視的是,，往往很多企業(yè)在提及這些概念時(shí),，容易將這些概念混為一談,，數(shù)字化工廠、智能工廠以及智能制造之間到底是否可以互相替換,，這些概念之間是否存在區(qū)別,？
1、數(shù)字化工廠
對(duì)于數(shù)字化工廠,，德國(guó)工程師協(xié)會(huì)的定義是：
數(shù)字化工廠（DF）是由數(shù)字化模型,、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)，包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實(shí)可視化,，通過(guò)連續(xù)的沒(méi)有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起,。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品,、過(guò)程和工廠模型數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)先進(jìn)的可視化,、仿真和文檔管理,，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程所涉及的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)性能：
在國(guó)內(nèi)，對(duì)于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是：
數(shù)字化工廠是在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中,，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真,、評(píng)估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式,。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個(gè)結(jié)論,，數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)信息的集成,。
2、智能工廠
智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù),，提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù),，以及合理計(jì)劃排程,。同時(shí)，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體,，構(gòu)建高效,、節(jié)能、綠色,、環(huán)保,、舒適的人性化工廠。
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(guò)整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測(cè)，利用仿真及多媒體技術(shù),，將實(shí)境擴(kuò)增展示設(shè)計(jì)與制造過(guò)程,。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備協(xié)調(diào),、重組及擴(kuò)充特性。已系統(tǒng)具備了自我學(xué)習(xí),、自行維護(hù)能力,。因此，智能工廠實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機(jī)交互,。
3,、智能制造
智能工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級(jí)版，但是與智能制造還有很大差距,。
智能制造系統(tǒng)在制造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng),，諸如分析、推理,、判斷,、構(gòu)思和決策等。通過(guò)人與智能機(jī)器的合作,，去擴(kuò)大,、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化擴(kuò)展到柔性化,、智能化和高度集成化,。
國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造,，但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段,，少數(shù)企業(yè)也只是實(shí)現(xiàn)了信息集成，也就是可以達(dá)到數(shù)字化工廠的水平,；極少數(shù)企業(yè),，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的有效交互，也就是達(dá)到智能工廠的水平,。
二,、智能工廠的智能化基因
在智能工廠里，人,、機(jī)器和資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作,，生產(chǎn)出來(lái)的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細(xì)節(jié)以及將如何使用,，能夠回答"哪組參數(shù)被用來(lái)處理我"、"我應(yīng)該被傳送到哪里"等問(wèn)題,。
同時(shí),，智能輔助系統(tǒng)將從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來(lái)，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新,；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實(shí)現(xiàn)更好地結(jié)合,，個(gè)體顧客的需求將得到滿足。
1,、三元戰(zhàn)略
美國(guó)與德國(guó)的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略核心均為CPS（Cyber- Physical System）系統(tǒng),，是典型的二元戰(zhàn)略。美國(guó)是C(Cyber,，包括：數(shù)字,、信息、網(wǎng)絡(luò)等虛擬世界)+P(Physical,，包括機(jī)器,、設(shè)備、設(shè)施等實(shí)體世界),，德國(guó)是P+C,，兩國(guó)均是基于高素質(zhì)勞動(dòng)者、國(guó)家人力匱乏,、企業(yè)高協(xié)同化,、高法制化的基礎(chǔ)之上而提出的戰(zhàn)略！
而中國(guó)裝備水平較美國(guó)和德國(guó)有一定差距,，數(shù)據(jù)采集分析決策能力也有局限,，但中國(guó)具有人力資源優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)該充分挖掘人的作用,。因此,，中國(guó)制造企業(yè)推進(jìn)工業(yè)發(fā)展不能完全照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的二元戰(zhàn)略，更宜采用CPPS（Cyber-Person-Physical System）人機(jī)網(wǎng)三元戰(zhàn)略,，充分體現(xiàn)人的能動(dòng)作用,。
2、六維智能
所謂“六維智能理論”,，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上,，實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過(guò)程管理與控制，從6個(gè)方面打造適合中國(guó)國(guó)情的智能工廠,，這6個(gè)方面包括：
- 智能計(jì)劃排產(chǎn),，是從計(jì)劃源頭上集成ERP，進(jìn)行APS高級(jí)排產(chǎn),。
- 智能生產(chǎn)協(xié)同,，從生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程上,，實(shí)現(xiàn)物料,、刀具,、工裝、工藝的并行協(xié)同準(zhǔn)備,。
- 智能的設(shè)備互聯(lián)互通,，是CPS信息物理系統(tǒng)的典型體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)化通訊,、程序集中管理,、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等。
- 智能資源管理,，包括對(duì)物料,、設(shè)備、刀具,、量具,、夾具等生產(chǎn)資源進(jìn)行精益化管理、庫(kù)存智能預(yù)警等,。
- 智能質(zhì)量過(guò)程管控,，是對(duì)影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、控制,，確保產(chǎn)品質(zhì)量,。
- 智能決策支持，是基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持,，形成管理的閉環(huán),，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化的高效生產(chǎn)模式,。
三、智能工廠核心架構(gòu)
工業(yè)4.0是什么,？每個(gè)人站在不同的角度會(huì)有不同的理解,，是互聯(lián)、集成(縱向,、橫向,、端到端)、數(shù)據(jù),、創(chuàng)新,、服務(wù)、轉(zhuǎn)型或是CPS,、是智能工廠,、是智能制造亦或是國(guó)家戰(zhàn)略,、企業(yè)目標(biāo)。工業(yè)4.0核心內(nèi)容就是建一個(gè)網(wǎng)絡(luò),、三項(xiàng)集成,、大數(shù)據(jù)分析、八項(xiàng)計(jì)劃和研究?jī)蓚€(gè)主題,。
1,、建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（CPS）
CPS讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信,、精確控制,、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合,，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級(jí)計(jì)算能力有效的運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)世界中,，從而在生產(chǎn)制造過(guò)程中，與設(shè)計(jì),、開(kāi)發(fā),、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過(guò)傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng),。
2,、三個(gè)集成
工業(yè)4.0中的三項(xiàng)集成包括：橫向集成、縱向集成與端對(duì)端的集成,。
工業(yè)4.0將無(wú)處不在的傳感器,、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng),、通信設(shè)施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò),，使人與人、人與機(jī)器,、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián),，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端對(duì)端的高度集成,，集成是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的重點(diǎn)也是難點(diǎn),。
3、數(shù)據(jù)處理：大數(shù)據(jù)分析
隨著信息物理系統(tǒng)的推廣,，智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用,，將會(huì)帶來(lái)無(wú)所不在的感知和無(wú)所不在的連接，所有的生產(chǎn)裝備,、感知設(shè)備,、聯(lián)網(wǎng)終端，包括生產(chǎn)者本身都在源源不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)滲透到企業(yè)運(yùn)營(yíng),、價(jià)值鏈乃至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,，是工業(yè)4.0和制造革命的基石。
總體來(lái)說(shuō),，工業(yè)4.0關(guān)注的企業(yè)數(shù)據(jù)分為四類：
產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù),，俗稱企業(yè)主數(shù)據(jù)；
運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù),，一般稱為交易數(shù)據(jù)
整個(gè)價(jià)值鏈上的數(shù)據(jù),，如供應(yīng)商,、分銷商,、客戶等數(shù)據(jù)，也是屬于企業(yè)主數(shù)據(jù)管理的范疇
對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)分析有價(jià)值的外部數(shù)據(jù),。
