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智能制造系统处理方案和智能工厂发展趋势

目前，中国大多数企业、行业智能制造系统全部还处于局部应用阶段，只有少数大企业单项业务信息技术覆盖面较高，关键业务步骤应用系统之间实现了一定协同和集成。从制造企业生产力水平来看，大量企业处于工业2.0要补课，有些企业处于工业3.0待普及，有部分企业处于工业4.0要示范。

智能制造系统处理方案发展趋势

据行业专业人士分析，以后中国智能制造系统处理方案将面临三大发展趋势。

第一大趋势：智能制造是一项系统性工程，系统处理方案领域合作将愈加活跃。

智能制造发展含有复杂性、系统性，包含设计、生产、物流、销售、服务等产品全生命周期，包含实施设备层、控制层、管理层、企业层、云服务层、网络层等企业系统架构，需要实现横向集成、纵向集成和端到端集成。限于资金投入不足、技术研发周期较长和工艺壁垒等原因，单个系统处理方案商极难满足各个细分行业智能制造发展需要，企业间将不停加强协同创新，以强化智能制造系统处理方案供给能力。

第二大趋势：智能制造系统架构将深入完善，工业软件领域集成和发展将成为关键。

从企业系统架构来看，中国现在还没有出现能够打通整个架构体系智能制造处理方案商，但伴随技术水平不停进步，系统处理方案提供商将不停完善架构体系。智能制造系统处理方案关键依靠于软硬件产品及系统，实现制造要素和资源相互识别、实时交互、信息集成。从硬件层面来看，基于成本大幅降低现实需要，硬件中通用性强部分将日趋模块化、标准化发展。从软件层面来看，工业软件存在于智能制造每个角落，智能制造处理方案将愈加倚重于和硬件层关系亲密软件部分（SFC、MES、ERP、PLM）集成和发展，其中MES是软件层中最关键部分。

中国智能工厂发展趋势分析

目前，智能制造热度高企，石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。《中国制造2025》明确提出要推进 制造过程智能化，在关键领域试点建设智能工厂/数字化车间，这必将加速智能工厂在工业行业领域应用推广。估计未来3-5年全国将涌现出一批智能工厂。

智能工厂内涵及建设关键

智能工厂是实现智能制造关键载体，关键经过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程智能化。企业基于CPS和工业互联网构建智能工厂原型，关键包含物理层、信息层、大数据层、工业云层、决议层。其中，物理层包含工厂内不一样层级硬件设备，从最小嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。以此为基础，构建了一个“可测可控、可产可管”纵向集成环境。信息层涵盖企业经营业务各个步骤，包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动，和由此产生众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。在此基础上，形成了企业内部价值链横向集成环境，实现数据和信息流通和交换。

纵向集成和横向集成均以CPS和工业互联网为基础，产品、设备、制造单元、生产线、车间、工厂等制造系统互联互通，及其和企业不一样步骤业务集成统一，则是经过数据应用和工业云服务实现，并在决议层基于产品、服务、设备管理支撑企业最高决议。这些共同构建了一个智能工厂完整价值网络体系，为用户提供端到端处理方案。

因为产品制造工艺过程显著差异，离散制造业和步骤制造业在智能工厂建设关键内容有所不一样。对于离散制造业而言，产品往往由多个零部件经过一系列不连续工序装配而成，其过程包含很多改变和不确定原因，在一定程度上增加了离散型制造生产组织难度和配套复杂性。企业常常根据关键工艺步骤安排生产设备位置，以使物料传输距离最小。面向订单离散型制造企业含有多品种、小批量特点，其工艺路线和设备使用较灵活，所以，离散制造型企业愈加重视生产柔性，其智能工厂建设关键是智能制造生产线。

智能工厂关键建设模式

因为各个行业生产步骤不一样，加上各个行业智能化情况不一样，智能工厂有以下多个不一样建设模式。

第一个模式是从生产过程数字化到智能工厂。在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食品等步骤制造领域，企业发展智能制造内在动力在于产品品质可控，侧重从生产数字化建设起步，基于品控需求从产品末端控制向全步骤控制转变。

第二种模式是从智能制造生产单元（装备和产品）到智能工厂。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领域，企业发展智能制造关键目标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提升实现价值增加。

第三种模式是从个性化定制到互联工厂。在家电、服装、家居等距离用户最近消费品制造领域，企业发展智能制造关键在于充足满足消费者多元化需求同时实现规模经济生产，侧重经过互联网平台开展大规模个性定制模式创新。

智能工厂发展关键步骤

伴随未来智能工厂发展浪潮迫近。未来，将有多个行业或领域迎来发展高潮。

首先是虚拟仿真设计。伴随三维数字化技术发展，传统以经验为主模拟设计模式逐步转变为基于三维建模和仿真虚拟设计模式，使未来智能工厂能够经过三维数字建模、工艺虚拟仿真、三维可视化工艺现场应用，避免传统“三维设计模型→二维纸质图纸→三维工艺模型”研制过程中信息传输链条断裂，摒弃二维、三维之间转换，提升产品研发设计效率，确保产品研发设计质量。

未来中国应着重突破MBD技术、物理仿真引擎系统架构、仿真模型三个步骤。

其次是网络化智能设备。生产设备智能化程度将在网络化条件下得到快速提升，传统制造模式出现颠覆性变革，具体表现高度密集生产设备、生产设备智能化和柔性化制造方法这三个方面。

再次是模块化定制生产。多批次、小产量生产盈利能力在模块化生产方法下逐步得到提升，产品日益满足消费者个性化需求，具体表现在模块生产和模块组装这两个方面。

最终是柔性化新型人机交互。人和机器信息交换方法伴随技术融合步伐加紧向更高层次前进，新型人机交互方法被逐步应用于生产制造领域。具体表现在智能交互设备柔性化和智能交互设备工业领域应用这两个方面。