智能工廠概念及框架分析
智能工廠是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網技術和監(jiān)控技術加強信息管理服務，提高生產過程可控性、減少生產線人工干預，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體，構建、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。
智能工廠已經具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)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(tǒng)中各組成部分可自行組成系統(tǒng)結構，具備協(xié)調、重組及擴充特性。已系統(tǒng)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(xié)調合作，其本質是人機交互。
智能工廠由賽博空間中的虛擬數字工廠和物理系統(tǒng)中的實體工廠共同構成。其中，實體工廠部署有大量的車間、生產線、加工裝備等，為制造過程提供硬件基礎設施與制造資源，也是實際制造流程的zui終載體；虛擬數字工廠則是在這些制造資源以及制造流程的數字化模型基礎上，在實體工廠的生產之前，對整個制造流程進行全面的建模與驗證。為了實現實體工廠與虛擬數字工廠之間的通信與融合，實體工廠的各制造單元中還配備有大量的智能元器件，用于制造過程中的工況感知與制造數據采集。在虛擬制造過程中，智能決策與管理系統(tǒng)對制造過程進行不斷的迭代優(yōu)化，使制造流程達到*；在實際制造中，智能決策與管理系統(tǒng)則對制造過程進行實時的監(jiān)控與調整，進而使得制造過程體現出自適應、自優(yōu)化等智能化特征。
由上述可知，智能工廠的基本框架體系中包括智能決策與管理系統(tǒng)、企業(yè)虛擬制造平臺、智能制造車間等關鍵組成部分。
智能工廠建設原則及維度
1、建設原則
（1）智能工廠的實施廣度
參考德國工業(yè)4.0中對“智能工廠”的定義：重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。前半句“智能化生產系統(tǒng)及過程”，是說除了包括智能化的機床、機器人等生產設施以外，還包括對生產過程的智能化管控，站在信息化的角度，就是智能化的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。而后半句：“以及網絡分布式生產設施的實現”，是指將生產所用的生產設施（如機床、熱處理設備、機器人、AGV、測量測試等各種數字化設備），進行互聯互通、智能化的管理，實現信息化系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的深度融合。目前很多企業(yè)實施的DNC/MDC(設備聯網、設備監(jiān)控系統(tǒng))是其重要的基礎。
（2）智能工廠的實施深度
按照工業(yè)4.0戰(zhàn)略的描述，理想狀態(tài)的智能制造是一種高度自動化、高度信息化、高度網絡化的生產模式，工廠內人、機、料自主協(xié)同，自組織、運轉；工廠間，通過端對端集成、橫向集成，實現了價值鏈的共享、協(xié)作，效率、成本、質量、個性化都得到了質的飛躍。
對于中國制造企業(yè)而言，現在恰逢“三期交疊”的困難期，企業(yè)希望既要符合工業(yè)4.0或者是中國制造2025的發(fā)展方向，又要投資小、見效快、確保成功率，如何在兩者之間平衡，是一個很現實、也很重要的問題。
在本次智能化制造的革命中，企業(yè)一定要“著眼長遠、立足當下”。既要符合工業(yè)4.0 的理念，體現出其主要特點，又要本著務實的原則實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略。比如，要汲取以前CIMS實施的經驗與教訓，不要過于理想化，不要過多強調自組織、自學習、自執(zhí)行等高難度的智能技術，企業(yè)不是突破什么關鍵智能制造技術的研究單位，而是以創(chuàng)造效益為根本目的，要總體規(guī)劃、分步實施，以效益為驅動，確保成功率。在自動化的基礎上，實現信息化、網絡化，在管理方面深挖潛力，充分發(fā)揮人的作用，構建具有適度智能的數字化、網絡化、化、個性化的智能生產模式，切實做到明顯的“提質增效”。并以量化為指標，循序漸進，全面提升企業(yè)的競爭力。假如通過3年時間，能將設備利用率提高100%，就極有可能“確保企業(yè)的未來”，這些作法就是符合工業(yè)4.0戰(zhàn)略思想的。
（3）建設智能工廠要有全局的、系統(tǒng)的思想
企業(yè)在智能工廠建設時一定要從全局思考，打造一個全面的、有體系的智能工廠管理系統(tǒng)，從各個方面進行優(yōu)化、挖掘潛力，zui大程度地提升企業(yè)的生產效率及管理水平。
2、建設維度
從6個維度的“智能”打造中國特色的智能工廠：智能計劃排產、智能生產過程協(xié)同、智能設備互聯互通、智能生產資源管控、智能質量過程控制、智能大數據分析與決策支持。分別從計劃源頭、過程協(xié)同、設備底層、資源優(yōu)化、質量控制、決策支持等6個方面著手，實現全面的精細化、化、自動化、信息化、網絡化的智能化管理與控制，既很好地符合了德國智能工廠的定義，又能與美國工業(yè)互聯網、以及中國制造2025等理念*吻合。
