智能制造是新工业革命的核心,其关键在于合理化和智能化地使用设备,通过智能运维实现制造业的价值最大化。它不仅关注生产领域,而且涵盖研发、生产、产品、渠道、销售和客户管理等各个环节,推动整体生态链的变革。对于工业企业来说,智能制造的基础依然是规模化、标准化和自动化,但还需具备柔性化、定制化、可视化和低碳化的新特性。商业模式也会发生颠覆性变化,从生产者主导转变为消费者需求主导。在国家层面,需要建立一个比消费互联网更安全可靠的工业互联网。
智能制造包含五个方面:产品智能化、装备智能化、生产方式智能化、管理智能化和服务智能化。
产品智能化是指将传感器、处理器、存储器、通信模块和传输系统整合到产品中,使其具备动态存储、感知和通信能力,实现可追溯、可识别和可定位的功能。例如,计算机、智能手机、智能电视、智能机器人和智能穿戴设备都是物联网的一部分,这些产品从生产出来就是网络终端。传统家电如空调、冰箱、汽车和机床也需要连接到网络,预计到2020年,物联网设备数量将超过500亿个,并将持续增长多年。
通过先进制造、信息处理和人工智能技术的集成,可以形成具有感知、分析、推理、决策、执行、自主学习及维护功能的智能生产系统和网络化、协同化的生产设施。在工业4.0时代,装备智能化包括单机智能化和单机设备互联形成智能生产线、智能车间和智能工厂。单纯的研发和生产端改造不足以实现智能制造,还需要基于渠道和消费者洞察的前端改造。两者相结合,才能实现端到端的全链条智能制造改造。
智能制造的核心之一是个性化定制、极少量生产、服务型制造和云制造等新业态。这些新模式的本质在于重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系,重构信息流、产品流和资金流的运行模式,从而重建新的产业价值链、生态系统和竞争格局。智能制造使得产品价值不再由企业定义,而是由用户决定。用户可以参与产品设计,产品价值由用户认可、用户参与和用户愿意分享的程度决定。
随着纵向集成、横向集成和端到端集成的深入,企业数据的及时性、完整性和准确性不断提高,这将提升管理的准确性、效率和科学性。通过智能化管理,企业能够更好地整合资源,优化流程,提升整体运营水平。
智能服务是智能制造的关键部分,制造企业逐渐意识到从生产型制造向生产服务型制造转型的重要性。未来,线上与线下并行的O2O服务将成为常态。个性化的研发设计、总集成、总承包等新服务产品将在生产方式变革中不断涌现。
智能工厂具备三个主要特征:
在工业3.0时代,工厂的底层加工单元包括传感器、可编程控制器(PLC)和执行器,上层则是生产过程执行管理系统(MES)、企业资源计划(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理(SCM)和客户关系管理(CRM)等系统。这些系统需要在工业4.0时代实现更高的智能化和集成化,以支持更高效的生产管理和客户服务。
工业4.0意味着智能工厂能够自主运转、连接并与其他机器进行交流。产品设备之间能够通信,每台机器都有一定的“生命”。随着工厂“智商”的提高,其智能化程度也越来越高。智能工厂是现代工厂信息化发展的新阶段,利用物联网技术和设备监控技术,实现高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。