走向智能工厂的路径

    近两年来，智能工厂引起了国内外的广泛关注，国内已有不少企业积极探索和试点示范初级智能工厂。但总体上，我国的智能工厂仍处在探索阶段。从智能工厂定义而言，智能工厂是一种先进的综合制造模式，是数字化、网络化、智能化技术与制造技术交叉融合，以客户产品数据、优化的制造工艺流程、协调的生产制造设备为核心，以数字化产品设计、生产流程管理与调度的智能化、数字化智能化制造设备与生产线、自动化的物料配送装置为重点的系统集成，实现面向产品设计、加工、检测、设备安全保障、服务等各环节动态优化与整合，旨在高效、优质、清洁、安全、敏捷的制造产品和服务用户。

    从智能工厂的特征而言，主要表现在：（1）具有产品结构和动力学的三维模拟与仿真优化功能，可实现产品设计手段与设计过程的数字化智能化；（2）具有能参与网络集成和网络协同能力的智能生产线；（3）具有即插即用的软件集成平台，可对生产线或整个工厂的运行进行模拟仿真；（4）具有工艺数据库和知识库，能逐步积累专家经验和知识，实现工艺参数和作业任务的多目标优化；（5）具备制造信息全过程跟踪以及产品质量可追溯功能；（6）实现PLM、MES、ERP 的系统集成和综合管控。

    我们认为，智能工厂是智能制造的载体和集中体现。智能制造是新形势下两化深度融合的主攻方向和突破口。智能制造表现在产品和制造装备智能化、设计和制造过程的智能化及工艺流程的优化、服务的敏捷化远程化和全球化，这几个化都离不开以智能工厂作为载体。当前，关于智能工厂的认识存在误区，有些企业理解为建条数字化智能化生产线加盖一个厂房就是智能工厂；还有些企业理解为买些高端装备、搞点信息化就是智能工厂。智能工厂有明确的内涵和特征，并非高深莫测，遥不可及，探索和建设智能工厂是长期的过程、不可一蹴而就。中国工程院考察团2014 年调研德国西门子公司，其总裁谈到西门子实现“工业4.0”预计需要10-15 年，至今德国还没有一家真正意义上的智能工厂。我国制造业尚处在由大变强的发展阶段，在我国建设智能工厂需要克服核心零部件和工业软件等工业基础能力不强、标准不成体系、理论研究不深入、人才队伍建设不到位等问题，因此，建设智能工厂需循序渐进、步步实干、日日积累、长期坚持，成熟一点就收获一点，不搞刮风。

    国内已有部分企业开始了智能工厂的初级阶段探索，主要表现在发展具有一定智能功能的生产线和数字化工厂。如深圳雷柏逐渐成长为集成商和宁夏小巨人演变为整体解决方案提供商：（1）深圳雷柏主要生产无线键鼠，是3C 行业“第一个吃螃蟹”实施机器换人的企业，2011 年率先从ABB 购买的75 台工业机器人应用于3C 行业，从3200 个工人减到目前800 多人，员工收入大幅度提升。3C 行业流程多种多样，几乎工厂的所有流程都有不同的操作方式，一条生产线下来相当于有近100 个完全不同功能的机器人，雷柏通过“V型线”、“L 型线”、“Z 型线”等分阶段实施机器换人和生产线重构，并逐渐成长为3C 行业系统集成商。（2）；宁夏小巨人主要生产中高档数控加工设备，今天的小巨人已形成了提供数字化制造解决方案的能力，这种能力的形成不是一蹴而就的，是经历了长期积累形成的，而且还在不断改进、提升、完善的过程中。小巨人经历了“数控单机- 制造单元- 解决方案”的演变，经历了从以为用户提供产品为中心- 提供产品- 服务并行- 为用户提供解决方案的演变的过程。

    初步考虑，我国智能工厂的发展可总体划分为三个阶段：第一阶段到2020 年：主要是打好基础，即制定智能工厂标准、突破核心基础部件并实现产业化、实现关键制造装备和生产线的数字化智能化，做好智能工厂初级阶段即以智能制造装备为基础的数字化工厂的试点示范，培育专业的从事提供智能工厂集成的公司，培养人才队伍。

    第二阶段到2025 年：在重点行业、重点企业推广建设初级阶段的数字化工厂，并争取建成几家真正意义上的智能工厂。

    第三阶段到2030 年：智能工厂在重点大型企业及专精特企业推广。

    我们建议当前阶段应以六大任务为抓手，六大任务为：（1）建立跨领域、跨行业、跨部门的智能工厂综合标准化体系，制定一批关于语言、通信、系统组态、显示方式等当前急需的基础标准和技术标准，保证各厂家设备的通用性。例如，智能装备硬件数据接口统一，以实现设备与管理系统之间的双向通讯；智能装备信息接口统一，各家厂家和控制系统供应商就能够统一使用固定的数据格式，管理系统即可采集和处理相关数据。（2）突破传感器、在线测量仪表、智能控制装置、工业机器人、伺服传动和精密传动装置、工业软件等核心基础部件，并实现产业化，保证智能工厂的“咽喉”不能卡在别人手中，保证智能制造装备避免重蹈“空壳化”的覆辙。（3）实现制造装备和物流装备的数字化和自动化，并进而实现智能化。（4）注重搭建通用型软件（软件平台），企业结合实际进行二次开发，在这个基础之上，就可以对智能工厂的各个系统进行深入开发，将生产数据与智能化软件、硬件有机的结合在一起。（5）加强智能工厂的理论研究，不同类型智能工厂的模型和试点示范。例如，近三年可选择30 家企业进行智能工厂初级阶段——数字化工厂的试点示范。（6）做好人才培养，特别是企业的一把手的培训，使他们认识到这是企业的一场革命，涉及到管理体制、权力的重新分配、流程的再造，不是简单的制造过程的自动化、数字化、智能化。

    最后，我们认为，不是所有的企业都适合建设智能工厂，最适合建设智能工厂的企业是产品附加价值高的大型企业，以及少数专精特企业。在智能工厂的发展道路上，建议有条件的企业扎实做好顶层设计和总体架构设计，深入探索并理解智能工厂的本质，清醒的认识目前所处阶段，脚踏实地，循序渐进、不盲目炒作、跟风，必须要有风险防范意识，充分考虑经济的可承受能力，以经济效益为中心。在我国发展智能制造、建设智能工厂要走自己的路，不要跟在别国后面亦步亦趋的爬行，例如，可走自动化、数字化、智能化并行发展之路。