2015年5月8日，國務院頒布了中國版的“工業4.0”規劃——《中國制造2025》。這表明打造智能制造體系，推動我國由制造業大國升級為制造業強國，已經成為國家戰略。如何看待智能制造，如何構建智能工廠，如何構建支撐智能工廠的物流體系，成為制造業和物流行業都熱切關注的話題。

　　北京機械工業自動化研究所（簡稱北自所）長期致力于制造行業自動化、信息化、集成化、智能化工作，為眾多制造行業客戶提供了由開發、設計、制造、安裝到服務的整體解決方案。作為中國制造業走向智能制造的見證者和推動者，北自所專家的看法有著重要的參考意義。為此，我們采訪了北自所兩位專家：副總工程師謝兵兵和物流技術工程研究中心電氣部副部長張可義。

　　記者：什么是智能制造？為什么智能制造成為潮流？

　　謝兵兵：近兩年來，智能制造是個火熱的話題。為應對新一輪的產業革命和技術革命，世界各國提出很多概念，例如德國的工業4.0、美國的工業互聯網；我國提出過兩化融合、智能制造、互聯網+、制造業2025等。雖然提法各不相同，但是我認為這些概念本質相同，內涵相似。

　　應該說，目前大家對智能制造有一個初步的相對統一的認識：智能制造是基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節，具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。它具有以智能工廠為載體、以關鍵制造環節智能化為核心，以端對端數據流為基礎、以網絡互聯為支撐等特征，可以有效縮短產品研制周期、降低運營成本、提高生產效率、提升產品質量、降低資源能源消耗。

　　以我們國家的實際情況來說，智能制造能夠成為方向，形成巨大需求，是產業升級需求與技術創新交匯的結果。從企業的角度出發，去考慮智能制造的需求，就是要解決企業自身發展中遇到的問題，主要有以下幾方面：一、勞動力成本上升，用工緊張；二、在建設土地資源緊張的前提下，提高空間利用率和生產能力；三、產品走向國際市場，特別是歐美發達市場，對提高產品質量（主要是質量穩定性）的要求；四、滿足客戶個性化需求，滿足客戶全程參與產品設計、制造的這種趨勢。以上四方面都是我國制造業轉型和升級的壓力和動力。與此同時，以互聯網技術為主導的新技術取得巨大突破：例如物聯網、大數據、云技術等等，這是新一輪的技術革命。在這個時間節點，技術革命與產業革命交匯到一起，把以上新技術運用到傳統制造產業，解決了企業面臨的上述問題，就形成了智能制造的思路。

　　記者：符合智能制造特征的工廠什么樣？由哪些部分組成？

　　張可義：智能制造的特征是柔性、協同、互聯、集成、優化。核心是互聯與集成，即不同類型和功能的智能單機設備的互聯組成智能生產線，不同的智能生產線間的互聯組成智能車間，智能車間的互聯組成智能工廠，不同地域、行業、企業的智能工廠的互聯組成一個制造能力無所不在的智能制造系統，這些單機智能設備、智能生產線、智能倉儲物流、智能車間及智能工廠可以動態地組合，以滿足不斷變化的制造需求 。

　　例如德國提出的工業4.0，其核心是連接與融合，要把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶緊密地連接在一起。“工業4.0”適應了萬物互聯的發展趨勢，將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過信息物理融合系統(CPS)形成一個智能網絡，使得產品與生產設備之間、不同的生產設備之間以及數字世界和物理世界之間能夠互聯，使得機器、工作部件、系統以及人類通過網絡持續地保持數字信息的交流。

　　一是生產設備之間的互聯：從工業2.0到工業3.0時代的重要標志是單機智能設備的廣泛普及。工業4.0把1969年第一個可編程邏輯控制器Modicon084的使用作為工業3.0的起點，其核心是各種數控機床、工業機器人自動化設備在生產環節的推廣，我們可以把它理解為單機設備智能化水平不斷提升并廣泛普及推廣。二是設備和產品的互聯：工業4.0意味著智能工廠能夠自行運轉，零件與機器可以進行交流。由于產品和生產設備之間能夠通信，使得產品能理解制造的細節以及自己將被如何使用。

　　制造業領域非常寬廣，每個企業所面對的挑戰各有不同，所以在走上工業4.0或智能制造的道路上，大家都有不同的實現路徑以及方法。企業最重要的是需要秉持精益制造的核心思想，在工業和信息化兩方面提升的同時不斷進行融合。未來企業里的每一個細節都應該是透明的，問題都能及時發現、處理，保證生產不間斷的持續進行。

　　數字化工廠的底層主要包含了智能化的生產線以及智能化物流兩大部分。在智能化的生產線方面，引進了大量工業機器人、自動化和半自動化裝備來替代密集型的人工作業，從而提高企業生產效率，規避出現質量問題。

　　智能化的物流則采用投料的物料管理模式，確保工序之間的節拍一致，確保生產線效率最優，避免因為節拍不一致、停工待料而造成的生產浪費。

　　記者：傳統制造企業走向智能制造，應在哪些方面進行變革？

　　張可義：傳統的制造主要依靠人的密集勞動，工序之間連接性較差，原材料需要進行較長距離運輸；而新建智能工廠則可以把以前離散的工序連接起來，這樣可以實現工序間的流水作業，降低物流、人工、設備、能源等多項制造成本。此外，智能工廠顛覆以前的運營管理模式，選拔了大量的精通精益制造、自動化技術等人才構建一線管理團隊，確保數字化工廠快速達產，并且發揮其最大作用。

　　離散制造業應該專注精益制造，并把其導入到企業中去，然后借助信息化技術將物流、工藝流、信息流整合在一起。而精益生產的核心就是準時生產和杜絕浪費，并且各個環節上的節奏是一致的，這樣效率達到最高，生產成本會相對降低很多。

　　企業還需要培養專業的自動化人才來面向整個生產線，結合精益制造完成最后的升級步驟。未來結合互聯網和云計算等先進技術，通過數據分析將企業生產運營的真實情況呈現給決策者，替代掉傳統的逐級通報，讓該看到問題的人務必看到問題，這樣組織更加扁平化，基礎管理團隊越來越精簡。

　　記者：實現智能制造的重點和難點在哪里？在這一過程中企業應重點關注哪些問題？

　　謝兵兵：對于智能制造的特征，根據北自所多年的研究與實踐，我們總結為“四化”：自動化、信息化、集成化和智能化。其中自動化是關鍵，信息化是基礎，集成化是手段，智能化是方向。信息化的基礎作用是十分重要的。從大的角度來說，以互聯網技術為代表的信息技術使得企業能夠在全球范圍、在24小時時間之內整合資源和要素，為智能制造提供了技術基礎。從企業的層次看，信息系統也是企業高效運轉的重要保證。企業的信息系統是分層次的，上下四層：企業、工廠、車間、底層設備。企業層面的信息化主要是建立ERP系統；中間層面的信息系統包括MES系統和WMS系統等；底層的信息化指底層設備的信息化。現在就是把上下幾層打通與集成。打通首先是連接，要從整體、系統去考慮問題。優化就是整體功能相加要大于局部，達到1+1﹥2的效果。

　　談到智能制造的系統集成，不僅僅是信息的連接，也需要“物”的連接，就是生產系統與物流系統的集成。在這個過程中，車間內部工藝、流程要重組，生產設備調整、移動的空間是有限的，更多是通過物流體系的改進，運用物流自動化的技術和設備解決生產工藝流程的重組和自動化需求。因此，在智能制造的體系中，物流信息系統WMS既是MES的一部分，也是ERP的一部分。只有有了自動化的物流系統，生產各個環節才能做到互聯互通，這也是智能生產的基礎。

　　打造智能制造體系，還有幾個難題需要解決：

　　1、智能制造體系的建立，設備與設備，設備與人之間的連接是基礎。目前我們能夠制造出的傳感器，仍然遠遠不能滿足人們“萬物互聯”的要求。我們需要體積更小、成本更低的傳感器。這需要科學和技術上取得突破。

　　2、在企業信息系統互聯的過程中，越底層的信息互聯難度越大，這是由于底層設備通信與集成標準不統一造成的。然而，標準化不足的問題短期內得到解決很難。現狀就是底層設備是異構的，來自不同廠家，我們就是要在這種條件下依靠我們的技術與經驗來連接和集成。

　　3、底層設備廠家有時會抵制這種系統的集成和連接，主要擔心影響設備的安全運行。所以，如何做到既廣泛互聯又確保系統安全可靠是急需解決的問題。

　　最后，謝兵兵副總工介紹了工信部啟動的“2015年智能制造試點示范專項行動”。工信部為此下發了《2015年智能制造試點示范專項行動實施方案》，部署了2015年的具體工作：將聚焦制造關鍵環節，在基礎條件好、需求迫切的重點地區、行業和企業中，選擇試點示范項目，分類開展流程制造、離散制造、智能裝備和產品、智能制造新業態新模式、智能化管理、智能服務等6方面試點示范。他總結說：“智能制造是個系統工程，不可能一蹴而就，現在也只是剛剛起步階段，但是我們走在正確的道路上。”