當前，我國制造企業面臨著巨大的轉型壓力。一方面，勞動力成本迅速攀升、產能過剩、競爭激烈、客戶個性化需求日益增長等因素，迫使制造企業從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優勢。在工廠層面，制造企業面臨著招工難，以及缺乏專業技師的巨大壓力，必須實現減員增效，迫切需要推進智能工廠建設。另一方面，物聯網、協作機器人、增材制造、預測性維護、機器視覺等新興技術迅速興起，伴隨工業互聯網的起步和發展，為制造企業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，使各行業越來越多的大中型企業開啟了智能工廠建設的征程。

智能工廠是實現智能制造的重要載體，主要通過構建智能化生產系統、網絡化分布生產設施，實現生產過程的智能化。智能工廠已經具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規劃；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。系統中各組成部分可自行組成最佳系統結構，具備協調、重組及擴充特性。已系統具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現了人與機器的相互協調合作，其本質是人機交互。

社會需求需要構建基于工業互聯網平臺上的智能制造，但是智能制造和工業互聯網的基礎是制造業，所以基于制造業的三硬：裝備、工具和材料，再加上三軟：工業軟件、工業大數據、工業人工智能，形成智能制造整體的體系架構，同時來構建工業互聯網的平臺。

在工業互聯網平臺上智能制造實現了各方面作用和目標，基于過去幾十年積累的制造經驗，來開發專業云，比如精密工具云、CNC 加工云、SMT 精密云、組裝云、傳感器、機器人，這些專業云未來會支撐產業云，像家電，車聯網、大健康產業的產業云，通過這個架構體系來實現制造業形態的轉跨和資源的優化配置。

另外一個就是要通過我們構建的智能制造，再加上工業互聯網平臺，實現跨領域、跨行業的賦能，來為其他更多的行業提供制造業工業互聯網平臺的基礎。

一、智能工廠主要建設模式

由于各個行業生產流程不同，加上各個行業智能化情況不同，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過程數字化到智能工廠。

在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫藥、食品等流程制造領域。

企業發展智能制造驅動力：在于產品品質可控。

方法路線：生產數字化建設起步，基于品控需求從產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：

一是推進生產過程數字化，構建覆蓋全流程的動態透明可追溯體系，基于統一的可視化平臺實現產品生產全過程跨部門協同控制；

二是推進生產管理一體化，促進企業內部資源和信息的整合和共享；

三是推進供應鏈協同化，提高工廠內外供應鏈運行效率；

四是整體打造大數據化智能工廠，推進端到端集成，開展個性化定制業務。

第二種模式是從智能制造生產單元（裝備和產品）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。

企業發展智能制造驅動力是拓展產品價值空間。

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

因此其智能工廠建設模式為：

一是推進生產設備（生產線）智能化

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

二是拓展基于產品智能化的增值服務

利用產品的智能裝置實現與CPS系統的互聯互通，支持產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級系統集成

實現生產和經營的無縫集成和上下游企業間的信息共享，開展基于橫向價值網絡的協同創新。

四是推進生產與服務的集成

基于智能工廠實現服務化轉型，提高產業效率和核心競爭力。

第三種模式是從個性化定制到互聯工廠。

在家電、服裝、家居等距離用戶最近的消費品制造領域

企業發展智能制造驅動力：在于充分滿足消費者多元化需求的同時實現規模經濟生產。

方法路線：通過互聯網平臺開展大規模個性定制模式創新。

因此其智能工廠建設模式為：

一是推進個性化定制生產，引入柔性化生產線，搭建互聯網平臺，促進企業與用戶深度交互、廣泛征集需求，基于需求數據模型開展精益生產；

二是推進設計虛擬化，依托互聯網逆向整合設計環節，打通設計、生產、服務數據鏈，采用虛擬仿真技術優化生產工藝；

三是推進制造網絡協同化，變革傳統垂直組織模式，以扁平化、虛擬化新型制造平臺為紐帶集聚產業鏈上下游資源，發展遠程定制、異地設計、當地生產的網絡協同制造新模式。

關于工業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，就最好先做生產線，這是工業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3.0解決的問題。

● 第三，不要在不具備網絡化和數字化的基礎時做智能化，這是工業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。我國制造企業在推進智能工廠建設方面，還存在諸多問題與誤區：

① 盲目購買自動化設備和自動化產線。

②  尚未實現設備數據的自動采集和車間聯網。

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，系統極其復雜，企業還缺乏深刻理解。在這種狀況下，制造企業不能貿然推進，搞“大躍進”，以免造成企業的投資打水漂。

應當依托有實戰經驗的咨詢服務機構，結合企業內部的IT、自動化和精益團隊，高層積極參與，根據企業的產品和生產工藝，做好需求分析和整體規劃，在此基礎上穩妥推進，才能取得實效。

無論是工業互聯網、工業4.0、還是智能制造，其出發點、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，即把互聯網的核心技術——計算和通訊網絡技術，更加廣泛、深入地應用在工業系統和基本設施中，以實現信息技術與生產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和環境的實時感知，在信息空間通過計算做出最佳的決策，動態地優化物理資源的使用。