一、工業(yè)4.0智能制造內(nèi)涵

智能化制造作為工業(yè)4.0模式的核心，它可以通過智能設(shè)備更加合理與高效的使用制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的價值最大化。智能制造會影響生產(chǎn)領(lǐng)域，讓產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、渠道、銷售、管理等實(shí)現(xiàn)一體化，并賦予產(chǎn)品定制化、可視化、低碳化特性。根據(jù)德國、美國等工業(yè)制造強(qiáng)國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，工業(yè)4.0智能制造主要包含：產(chǎn)品智能化、裝備智能化、生產(chǎn)智能化、管理智能化和服務(wù)智能化。

第一，產(chǎn)品智能化。將現(xiàn)代通訊技術(shù)、傳感技術(shù)應(yīng)用到制造業(yè)，比如將傳感器、存儲器、傳輸器、處理器等設(shè)備裝入到產(chǎn)品當(dāng)中，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有動態(tài)存儲、通訊與分析能力，從而使產(chǎn)品具有可追溯、可追蹤、可定位的特性；

第二，裝備智能化。工業(yè)4.0模式下的工業(yè)生產(chǎn)裝備需要與信息技術(shù)和人工智能等技術(shù)進(jìn)行集成與融合，從而使傳統(tǒng)生產(chǎn)裝備具有感知、學(xué)習(xí)、分析與執(zhí)行能力。生產(chǎn)企業(yè)在裝備智能化轉(zhuǎn)型過程中可以從單機(jī)智能化或者單機(jī)裝備互聯(lián)形成智能生產(chǎn)線或者智能車間兩方面著手。但是值得注意的是，單純地將生產(chǎn)裝備智能化還不能算真正意義上的裝備智能化，只有將市場和消費(fèi)者需求融入到裝備升級改造中，才算的上是真正實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈裝備智能化；

第三，生產(chǎn)智能化。在傳統(tǒng)工業(yè)時代，產(chǎn)品的價值與價格完全由生產(chǎn)廠商主導(dǎo)，廠家生產(chǎn)什么消費(fèi)者就只能購買什么，生產(chǎn)的主動權(quán)完全由廠家掌控。而在工業(yè)4.0時代，產(chǎn)品的生產(chǎn)方式不再是生產(chǎn)驅(qū)動，而是用戶驅(qū)動，即生產(chǎn)智能化可以完全滿足消費(fèi)者的個性化定制需求，產(chǎn)品價值與定價不再是企業(yè)一家獨(dú)大，而是由消費(fèi)者需求決定；

第四，管理智能化。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通訊技術(shù)以及智能設(shè)備的成熟，工業(yè)4.0模式管理智能化也成為可能。在整個智能生產(chǎn)系統(tǒng)中，企業(yè)管理者使用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的橫向集成，再利用移動通訊技術(shù)與智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)整個智能生產(chǎn)價值鏈的數(shù)字化集成，從而形成完整的智能管理系統(tǒng)。此外，生產(chǎn)企業(yè)使用大數(shù)據(jù)或者云計(jì)算等技術(shù)可以提高企業(yè)搜集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時性，使智能管理更加高效與科學(xué)；

第五，服務(wù)智能化。智能化服務(wù)作為智能制造系統(tǒng)的末端組成部分，起到間接連接消費(fèi)者與生產(chǎn)企業(yè)之間的作用。工業(yè)4.0模式下的服務(wù)智能化最終特征體現(xiàn)在線上與線下的融合O2O服務(wù)，即一方面生產(chǎn)企業(yè)通過智能化生產(chǎn)不斷拓展其業(yè)務(wù)范圍與市場影響力，另一方面生產(chǎn)企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通訊技術(shù)將消費(fèi)者連接到企業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，通過消費(fèi)者的不斷反饋與意見提升產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量。

二、工業(yè)4.0智能制造體系架構(gòu)

由于我國的工業(yè)生產(chǎn)水平仍處于工業(yè)2.0時代，部分企業(yè)達(dá)到工業(yè)3.0水平。根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況來看，中國的工業(yè)4.0智能制造體系架構(gòu)應(yīng)當(dāng)是一個通用的制造體系架構(gòu)模型，可以為工業(yè)4.0技術(shù)的發(fā)展提供開發(fā)、集成與運(yùn)行功能，以形成制造業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)等階段智能化，并且通過互聯(lián)網(wǎng)或者物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立制造業(yè)的價值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而建成具有靈活性、持續(xù)發(fā)展性的智能制造體系。由于智能制造體系是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)原理與各種智能網(wǎng)絡(luò)為一體的復(fù)雜性系統(tǒng)，因此在建設(shè)過程中需要做好以下準(zhǔn)備：第一，重視智能制造體系的頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃，應(yīng)將智能制造系統(tǒng)的主體和其它輔助要素統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化研究，尤其是管理、安全與評價等要素。同時，要協(xié)調(diào)好不同生產(chǎn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，包括執(zhí)行協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)傳輸格式等，以防重復(fù)浪費(fèi)建設(shè)；第二，智能制造體系架構(gòu)應(yīng)當(dāng)以生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際需求制定標(biāo)準(zhǔn)，與生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)能力緊密結(jié)合。最好先設(shè)立智能制造示范點(diǎn)，通過預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)踐，進(jìn)而挖掘深層次的標(biāo)準(zhǔn)化需求，并通過智能制造架構(gòu)評價體系對示范點(diǎn)的效果進(jìn)行評價，完善智能制造體系架構(gòu)；第三，加快制造業(yè)的信息物理系統(tǒng)鋪設(shè)，將信息通訊技術(shù)滲入到制造業(yè)領(lǐng)域。通過信息物理網(wǎng)絡(luò)改變傳統(tǒng)的設(shè)備與人之間的聯(lián)系，從根本上改變制造業(yè)勞動力結(jié)構(gòu)，進(jìn)而創(chuàng)造出新的商業(yè)模式。具體智能制造體系架構(gòu)如圖1所示。

（圖1 智能制造體系架構(gòu) 來源：中機(jī)院）

由圖1智能制造體系架構(gòu)圖可知，智能制造系統(tǒng)分為三部分，分別為數(shù)字系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)以及智能在線服務(wù)，其中信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)為核心組成，具體又包含智能裝備系統(tǒng)、智能執(zhí)行系統(tǒng)與智能管理系統(tǒng)。具體而言：

第一，數(shù)字系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化。智能制造系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化將貫穿整個價值網(wǎng)絡(luò)，只有開發(fā)出一套單一而又簡單的標(biāo)準(zhǔn)，才可以將不同的制造企業(yè)連接起來。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系應(yīng)當(dāng)以制造企業(yè)為核心，按照A基礎(chǔ)共性、B關(guān)鍵技術(shù)、C重點(diǎn)行業(yè)三個層次來綜合制定標(biāo)準(zhǔn)。A基礎(chǔ)共性作為標(biāo)準(zhǔn)化的最底層，應(yīng)當(dāng)包含安全標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、評價標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)以支撐B關(guān)鍵技術(shù)層與C重點(diǎn)行業(yè)層。B關(guān)鍵技術(shù)層是連接A基礎(chǔ)共性與C重點(diǎn)行業(yè)的關(guān)鍵層，起到承上啟下的作用。C重點(diǎn)行業(yè)層作為標(biāo)準(zhǔn)化的頂層，要按照不同行業(yè)需求，有針對性地推進(jìn)智能制造；

第二，信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)，即CPS系統(tǒng)。信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、感知技術(shù)、自動化控制技術(shù)等技術(shù)融合，在物理空間中構(gòu)建了人、機(jī)器、信息、環(huán)境等要素相互交互、協(xié)同與映射的復(fù)雜系統(tǒng)，通過不間斷的數(shù)據(jù)交流與感知，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的高效系統(tǒng)。CPS系統(tǒng)的核心要素包含一硬、一軟、一網(wǎng)、一平臺四大要素。其中，一硬指的是智能自動控制系統(tǒng)硬件，一軟指的是可以進(jìn)行分析、策劃、執(zhí)行的工業(yè)軟件，一網(wǎng)指的是可以將智能裝備系一平臺指的是可以進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集、分析的工業(yè)云平臺或者工業(yè)服務(wù)平臺；

第三，智能實(shí)時在線服務(wù)系統(tǒng)。智能服務(wù)系統(tǒng)處于智能制造體系架構(gòu)的末端，具有連接消費(fèi)者與生產(chǎn)者的作用。其技術(shù)核心為云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)。當(dāng)消費(fèi)者有問題，智能服務(wù)系統(tǒng)可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)搜集問題答案并及時反饋給消費(fèi)者，如果智能服務(wù)系統(tǒng)不能解決客戶的問題，那么服務(wù)系統(tǒng)會自動將存在的問題轉(zhuǎn)接到專家以及時解決消費(fèi)者問題。(作者：陳麗娟)