你知道智慧工厂的五大基本特征吗？

在中国制造2025及工业40信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，建立基于工业大数据和"互联网"的智能工厂。

最近几年，欧美国家最早针对流程工业提出了"智能工厂"的概念。流程工业智能工厂由商业智能、运营智能、 *** 作智能三个层次组成，由于自身的自动化水平较高，因此实施智能工厂相对比较容易。与流程工业相比，离散制造业首先在底层制造环节由于生产工艺的复杂性，如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高，投资很大。特别是装备制造业、家电、 汽车 、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化，设计智能。

因此，在中国制造2025及工业40信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和"互联网"的智能工厂。

生产设备网络化，实现车间"物联网"

工业物联网的提出给"中国制造2025"、工业40提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。传统的工业生产采用M2M(Machineto Machine)的通信模式，实现了设备与设备间的通信，而物联网通过Things to Things的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。

在离散制造企业车间，数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中，将所有的设备及工位统一联网管理，使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯，设备与工位人员紧密关联。

如：数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程，将加工程序上传至DNC服务器，设备 *** 作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序，待加工任务完成后，再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档，整个生产过程实现网络化、追溯化管理。

生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策

"中国制造2025"提出以后，信息化与工业化快速融合，信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节，条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用，尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用，离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段，所拥有的数据也日益丰富。离散制造企业生产线处于高速运转，由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，对数据的实时性要求也更高。

在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先，在生产工艺改进方面，在生产过程中使用这些大数据，就能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的。

一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。利用大数据技术，还可以对产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，由此便可在生产过程中优化能源的消耗，对所有流程进行分析将会大大降低能耗。

生产文档无纸化，实现高效、绿色制造

构建绿色制造体系，建设绿色工厂，实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现"制造大国"走向"制造强国"的重要战略之一。目前，在离散制造企业中产生繁多的纸质文件，如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等，这些纸质文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和实时追踪，而且易产生大量的纸张浪费、丢失等。

生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，从而杜绝了文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。

生产过程透明化，智能工厂的"神经"系统

"中国制造2025"明确提出推进制造过程智能化，通过建设智能工厂，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，进而实现整个过程的智能管控。在机械、 汽车 、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，侧重从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。因此其智能工厂建设模式为推进生产设备(生产线)智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。

离散制造企业生产现场，MES系统在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先，MES系统借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理，减少企业内部无附加值活动，有效地指导工厂生产运作过程，提高企业及时交货能力。其次，MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息，使计划、生产、资源三者密切配合，从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化，做出准确的判断并制定快速的应对措施，保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用，进而最大限度地发挥生产效率。

生产现场无人化，真正做到"无人"工厂

"中国制造2025"推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。在离散制造企业生产现场，数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式(Lights Out MFG)。在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现"无人"智能生产。

实现从制造业大国向制造业强国的"升级"，"中国制造2025"成为最有力的战略驱动。盖勒普是"中国制造2025"的先行 探索 者和实践者。深度结合当前离散制造业的实际现状，基于全球25年领先技术和中国15年的本地化经验，盖勒普提出了离散制造业智能工厂的五个方向，旨在借助全球先进智能工厂整体解决方案(MES-SFC)这一生产力引擎，打破组织边界，将企业整个生产现场都纳入到管理网络中，正深刻地改变着制造模式、流程乃至整个制造业的结构，这一具有未来竞争力的创新成果将有力推动整个制造业的转型升级，也让离散制造企业得到了独一无二的新技术体验，并为行业树立成功典范。

智能工厂

智能工厂是当今工厂在设备智能化、管理现代化、信息计算机化的基础上达到的新的阶段，其内容不但包含上述的智能设备和自动化系统的集成，还涵盖了企业管理信息系统（MIS）的全部内容，包括人事系统、财务系统，销售销售、调度系统等方面。

“智能工厂”的发展，是智能工业发展的新方向。特征体现在制造生产上：

一、系统具有自主能力：可采集与理解外界及自身的资讯，并以之分析判及规划自身行为。

二、整体可视技术的实践：结合讯号处理、推理预测、彷真及多媒体技术，将实境扩增展示现实生活中的设计与制造过程。

三、协调、重组及扩充特性：系统中各组承担为可依据工作任务，自行组成最佳系统结构。

四、自我学习及维护能力：透过系统自我学习功能，在制造过程中落实资料库补充、更新，及自动执行故障诊断，并具备对故障排除与维护，或通知对的系统执行的能力。

五、人机共存的系统：人机之间具备互相协调合作关系，各自在不同层次之间相辅相成。

所谓工业40，是基于工业发展的不同阶段作出的划分。

按照目前的共识，工业10是蒸汽机时代，工业20是电气化时代，工业30是信息化时代，工业40则是利用信息化技术促进产业变革的时代，也就是智能化时代。

这个概念最早出现在德国，2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其核心目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。

工业40是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。

该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。

旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。

德国所谓的工业四代(Industry40)是指利用物联信息系统(Cyber—Physical System简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。

“中国制造2025”与德国“工业40”的合作对接渊源已久。2013年4月，德国政府正式推出“工业40”战略。2015年5月，国务院正式印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。

工业40已经进入中德合作新时代，中德双方签署的《中德合作行动纲要》中，有关工业40合作的内容共有4条，第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业40”对于未来中德经济发展具有重大意义。双方认为，两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。

扩展资料
工业40联盟

由德国“工业40”研究机构、中国相关院所和中德两国企业组成的青岛中德“工业40”推动联盟，2月9日在中国第十一个国家级经济新区——青岛西海岸新区成立，成为中国首个“工业40”联盟。
2014年11月4日，中国首套工业40流水线在第十六届中国国际工业博览会上亮相。

青岛中德生态园管委主任赵士玉介绍说，青岛中德生态园作为中德两国共同建设的生态型、智能型、开放型利益共同体，中德“工业40”推动联盟在这里成立十分有意义。

“工业40”是大数据革命、云计算、移动互联时代背景下，对企业进行智能化、工业化相结合的改进升级，是中国企业更好的提升和发展的一条重要途径。中德“工业40”联盟成立后，青岛西海岸新区将投入1亿元人民币对区域内部分企业进行试点，未来将逐步实现企业“工业40”升级。

参考资料来源：百度百科-工业40

建设数字智慧工厂需要根据实际情况和需求，结合技术方案、数据分析等多个方面进行评估和比较，选择最适合自身的系统。以下是一些数字智慧工厂系统的推荐：

智能制造管理软件MES：MES主要用于制造过程中的精细化管理和优化，可以对生产线的各个环节进行搜集和分析，优化作业过程和提高生产效率。

工厂物联网平台（PDMoT）:  PDMoT (Plant Data Management over IoT) 是与第四次工业革命密不可分的平台，它深度整合了人工智能、云计算、大数据处理等技术手段，协助企业策略转型，并通过大量实测、仿真等 *** 作保证每一个投入都十分值得。

还有其它的系统如ABB Ability Manufacturing Operations Management, 行业创新平台（FlexNet）, GE Predix 等等，建议您可以结合自身的需求和实际情况进行咨询、比较和选择，同时建议与供应商沟通您具体的企业环境、产品类型和工艺流程等细节，以便其能够为您提供更专业的方案和支持。

在全球创新版图重构以及我国加快构建双循环新发展格局的时代背景下，作为全球电气连接、电子接口和工业自动化领域的技术领袖和市场领袖，菲尼克斯电气集团如何抢抓机遇加快推进创新迭代实现高质量发展？《经济》杂志、经济网调研组与菲尼克斯（中国）投资有限公司副总裁邓晓巍进行探讨，了解作为“隐形冠军”的菲尼克斯电气集团的“智造”构想是如何落地的。
作为全球首批九家智能制造“灯塔工厂”之一，菲尼克斯电气集团是德国工业40核心参与者和推进者，1993年成立于南京的菲尼克斯（中国）投资有限公司（以下简称“菲尼克斯电气中国”），作为菲尼克斯集团海外最大研发和制造基地，成为菲尼克斯集团全球最具竞争力的三大中心之一。菲尼克斯电气中国公司早在2014年就正式发布“连接智能的世界”的智能战略，开启智能制造的全新 探索 ，菲尼克斯智能制造及数字工业解决方案业务领域也顺势而生。据邓晓巍介绍，作为跨国企业总部，将属地国的国家发展战略融入企业发展战略的思考同样必要，“目前中国正将智能制造和数字化转型发展作为实现碳中和的重要途径，菲尼克斯电气中国决定大力投入智能工厂建设”。
2020年菲尼克斯电气中国实施了两大战略“行动”：1月，发布“赋能全电气 社会 （AES）”战略，积极支持“双碳”目标；4月，启动新一代智能工厂建设，以智能化的物流、生产、楼宇以及物联网、大数据、云计算等新兴技术和系统解决方案为手段，全面构建绿色、精益和智能的示范工厂。“确立成为‘赋能全电气 社会 ’的数字工业企业后，我们的业务加速向智能制造和提供数字工业解决方案、电动 汽车 智能充换电解决方案重要领域拓展延伸。”邓晓巍表示。
“智能”制造的本质是OT(自动化）与IT（互联网技术）的融合。“早在2008年菲尼克斯电气中国提出了融合IT的自动化（OT）战略发展方向。作为IT与OT相融合的典范——全新一代开放式控制平台（PLCnext）打破了IT与OT之间的壁垒，面向不同应用场景，运用IT手段对OT端的数据进行访问、处理，便捷连接至云端，实现‘云边端’一体化。”据邓晓巍介绍，除了PLCnext，菲尼克斯电气中国还为现代智能制造开发MOMnext和Proficloud两大平台作为技术支撑，其中MOMnext是新一代制造运营管理平台，帮助企业实现从接单到交付的全价值链的数字化运营管理；Proficloud是云边端一体化开放的互联网平台，为企业提供从工业现场实时的数据采集、安全的数据传输和存储、数据的建模分析到行业深度应用等一体化解决方案。
5G技术是如何助力“智造”？“拿基于5G互联工厂生产运营管理APP来说吧，它充分利用5G的低延迟、高可靠的技术，把生产制造运营的全要素（人、机、料、法、环、测）进行数据采集，并进行人与人、人与机之间的协同交互，形成生产运营管理的各类APP，让生产过程可视化、数据分析智能化、运营管理简单化。”邓晓巍向调研组介绍，AR/VR现场/远程辅助设备可实现对生产过程的监控，现场人员通过AR/VR眼镜等智能终端获取增强图像叠加、装配可视化呈现，辅助完成复杂精细的设备装配；遇到问题时现场人员还可以通过5G网络借助AR/VR技术获得远程指导，还可以进行设备诊断及预测性维护。AGV智能系统则可实现AGV实时感知、自动控制、多重避障，并在云端进行状态可视、智能调度决策及故障诊断，还可利用5G网络在云端批量更新AGV边缘计算控制器的固件及运行程序。
“智造”要解决的核心问题是数据处理，为此首先要打通信息孤岛，“智造”要在传统制造过程中实现贯通数据流和接通各口，同时还要挖掘已获得的数据的隐藏价值实现数据价值最大化。
“智造”过程中5G技术和大数据起着关键性的作用，人的作用何在？邓晓巍认为，“智造”的灵魂和根本还是“人”。人的认知和观念转变、人的数字化能力提升直接决定数字化转型能否实现。智能时代更需要教育。据他介绍，校企共建的“菲尼克斯中德智能制造学院”一直致力于“智能教育”，将德国工业40智能制造技术、双元育人理念引入学校进行人才培养机制的创新；围绕工业40智能制造技术，开展核心课程体系开发，保证课程体系设置与智能制造生产过程对接；规划设计符合德国工业40、中国制造2025的智能制造实训教学平台，促进智能制造教师、工程师双师队伍建设；依托菲尼克斯电气EduNet全球智能教育联盟，促进国际交流与合作；围绕中国智能制造发展战略，深入开展产学研合作；通过智能技术创新与应用大赛、工程训练营等方式丰富院校创新创业手段。
邓晓巍认为，当前中国发展现代职业教育也应该抓住几个关键环节，一是教育，产教融合，工学交替；二是实训，建设生产型实训基地；三是交流，加大教师与工程师间的双向交流；四是就业，提升职业学校学生的就业能力。

来源/《经济》杂志、经济网调研部 刘一煊 马淑贞

编辑/谭冉

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