2015年5月8日，國務(wù)院頒布了中國版的“工業(yè)4.0”規(guī)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(yè)大國升級為制造業(yè)強國，已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略。如何看待智能制造，如何構(gòu)建智能工廠，如何構(gòu)建支撐智能工廠的物流體系，成為制造業(yè)和物流行業(yè)都熱切關(guān)注的話題。

　　北京機械工業(yè)自動化研究所（簡稱北自所）長期致力于制造行業(yè)自動化、信息化、集成化、智能化工作，為眾多制造行業(yè)客戶提供了由開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝到服務(wù)的整體解決方案。作為中國制造業(yè)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(shù)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(yīng)對新一輪的產(chǎn)業(yè)革命和技術(shù)革命，世界各國提出很多概念，例如德國的工業(yè)4.0、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；我國提出過兩化融合、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+、制造業(yè)2025等。雖然提法各不相同，但是我認為這些概念本質(zhì)相同，內(nèi)涵相似。

　　應(yīng)該說，目前大家對智能制造有一個初步的相對統(tǒng)一的認識：智能制造是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。它具有以智能工廠為載體、以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端對端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐等特征，可以有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)業(yè)升級需求與技術(shù)創(chuàng)新交匯的結(jié)果。從企業(yè)的角度出發(fā)，去考慮智能制造的需求，就是要解決企業(yè)自身發(fā)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(shè)土地資源緊張的前提下，提高空間利用率和生產(chǎn)能力；三、產(chǎn)品走向國際市場，特別是歐美發(fā)達市場，對提高產(chǎn)品質(zhì)量（主要是質(zhì)量穩(wěn)定性）的要求；四、滿足客戶個性化需求，滿足客戶全程參與產(chǎn)品設(shè)計、制造的這種趨勢。以上四方面都是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型和升級的壓力和動力。與此同時，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為主導(dǎo)的新技術(shù)取得巨大突破：例如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等等，這是新一輪的技術(shù)革命。在這個時間節(jié)點，技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)革命交匯到一起，把以上新技術(shù)運用到傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)，解決了企業(yè)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(xié)同、互聯(lián)、集成、優(yōu)化。核心是互聯(lián)與集成，即不同類型和功能的智能單機設(shè)備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線，不同的智能生產(chǎn)線間的互聯(lián)組成智能車間，智能車間的互聯(lián)組成智能工廠，不同地域、行業(yè)、企業(yè)的智能工廠的互聯(lián)組成一個制造能力無所不在的智能制造系統(tǒng)，這些單機智能設(shè)備、智能生產(chǎn)線、智能倉儲物流、智能車間及智能工廠可以動態(tài)地組合，以滿足不斷變化的制造需求 。

　　例如德國提出的工業(yè)4.0，其核心是連接與融合，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶緊密地連接在一起。“工業(yè)4.0”適應(yīng)了萬物互聯(lián)的發(fā)展趨勢，將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過信息物理融合系統(tǒng)(CPS)形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使得產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備之間、不同的生產(chǎn)設(shè)備之間以及數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)，使得機器、工作部件、系統(tǒng)以及人類通過網(wǎng)絡(luò)持續(xù)地保持數(shù)字信息的交流。

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

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

　　數(shù)字化工廠的底層主要包含了智能化的生產(chǎn)線以及智能化物流兩大部分。在智能化的生產(chǎn)線方面，引進了大量工業(yè)機器人、自動化和半自動化裝備來替代密集型的人工作業(yè)，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率，規(guī)避出現(xiàn)質(zhì)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(jié)拍一致，確保生產(chǎn)線效率最優(yōu)，避免因為節(jié)拍不一致、停工待料而造成的生產(chǎn)浪費。

　　記者：傳統(tǒng)制造企業(yè)走向智能制造，應(yīng)在哪些方面進行變革？

　　張可義：傳統(tǒng)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(xiàn)工序間的流水作業(yè)，降低物流、人工、設(shè)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(shù)等人才構(gòu)建一線管理團隊，確保數(shù)字化工廠快速達產(chǎn)，并且發(fā)揮其最大作用。

　　離散制造業(yè)應(yīng)該專注精益制造，并把其導(dǎo)入到企業(yè)中去，然后借助信息化技術(shù)將物流、工藝流、信息流整合在一起。而精益生產(chǎn)的核心就是準時生產(chǎn)和杜絕浪費，并且各個環(huán)節(jié)上的節(jié)奏是一致的，這樣效率達到最高，生產(chǎn)成本會相對降低很多。

　　企業(yè)還需要培養(yǎng)專業(yè)的自動化人才來面向整個生產(chǎn)線，結(jié)合精益制造完成最后的升級步驟。未來結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和云計算等先進技術(shù)，通過數(shù)據(jù)分析將企業(yè)生產(chǎn)運營的真實情況呈現(xiàn)給決策者，替代掉傳統(tǒng)的逐級通報，讓該看到問題的人務(wù)必看到問題，這樣組織更加扁平化，基礎(chǔ)管理團隊越來越精簡。

　　記者：實現(xiàn)智能制造的重點和難點在哪里？在這一過程中企業(yè)應(yīng)重點關(guān)注哪些問題？

　　謝兵兵：對于智能制造的特征，根據(jù)北自所多年的研究與實踐，我們總結(jié)為“四化”：自動化、信息化、集成化和智能化。其中自動化是關(guān)鍵，信息化是基礎(chǔ)，集成化是手段，智能化是方向。信息化的基礎(chǔ)作用是十分重要的。從大的角度來說，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的信息技術(shù)使得企業(yè)能夠在全球范圍、在24小時時間之內(nèi)整合資源和要素，為智能制造提供了技術(shù)基礎(chǔ)。從企業(yè)的層次看，信息系統(tǒng)也是企業(yè)高效運轉(zhuǎn)的重要保證。企業(yè)的信息系統(tǒng)是分層次的，上下四層：企業(yè)、工廠、車間、底層設(shè)備。企業(yè)層面的信息化主要是建立ERP系統(tǒng)；中間層面的信息系統(tǒng)包括MES系統(tǒng)和WMS系統(tǒng)等；底層的信息化指底層設(shè)備的信息化。現(xiàn)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(tǒng)去考慮問題。優(yōu)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(tǒng)集成，不僅僅是信息的連接，也需要“物”的連接，就是生產(chǎn)系統(tǒng)與物流系統(tǒng)的集成。在這個過程中，車間內(nèi)部工藝、流程要重組，生產(chǎn)設(shè)備調(diào)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(shù)和設(shè)備解決生產(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)，生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)才能做到互聯(lián)互通，這也是智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

　　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(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與人之間的連接是基礎(chǔ)。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(lián)”的要求。我們需要體積更小、成本更低的傳感器。這需要科學(xué)和技術(shù)上取得突破。

　　2、在企業(yè)信息系統(tǒng)互聯(lián)的過程中，越底層的信息互聯(lián)難度越大，這是由于底層設(shè)備通信與集成標準不統(tǒng)一造成的。然而，標準化不足的問題短期內(nèi)得到解決很難。現(xiàn)狀就是底層設(shè)備是異構(gòu)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(shù)與經(jīng)驗來連接和集成。

　　3、底層設(shè)備廠家有時會抵制這種系統(tǒng)的集成和連接，主要擔心影響設(shè)備的安全運行。所以，如何做到既廣泛互聯(lián)又確保系統(tǒng)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(fā)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(guān)鍵環(huán)節(jié)，在基礎(chǔ)條件好、需求迫切的重點地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)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(chǎn)品、智能制造新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能服務(wù)等6方面試點示范。他總結(jié)說：“智能制造是個系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，現(xiàn)在也只是剛剛起步階段，但是我們走在正確的道路上。”