2015年5月8日，国务院颁布了中国版的“工业4.0”规划——《中国制造2025》。这表明打造智能制造体系，推动我国由制造业大国升级为制造业强国，已经成为国家战略。如何看待智能制造，如何构建智能工厂，如何构建支撑智能工厂的物流体系，成为制造业和物流行业都热切关注的话题。

　　北京机械工业自动化研究所（简称北自所）长期致力于制造行业自动化、信息化、集成化、智能化工作，为众多制造行业客户提供了由开发、设计、制造、安装到服务的整体解决方案。作为中国制造业走向智能制造的见证者和推动者，北自所专家的看法有着重要的参考意义。为此，我们采访了北自所两位专家：副总工程师谢兵兵和物流技术工程研究中心电气部副部长张可义。

　　记者：什么是智能制造？为什么智能制造成为潮流？

　　谢兵兵：近两年来，智能制造是个火热的话题。为应对新一轮的产业革命和技术革命，世界各国提出很多概念，例如德国的工业4.0、美国的工业互联网；我国提出过两化融合、智能制造、互联网+、制造业2025等。虽然提法各不相同，但是我认为这些概念本质相同，内涵相似。

　　应该说，目前大家对智能制造有一个初步的相对统一的认识：智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。它具有以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心，以端对端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可以有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。

　　以我们国家的实际情况来说，智能制造能够成为方向，形成巨大需求，是产业升级需求与技术创新交汇的结果。从企业的角度出发，去考虑智能制造的需求，就是要解决企业自身发展中遇到的问题，主要有以下几方面：一、劳动力成本上升，用工紧张；二、在建设土地资源紧张的前提下，提高空间利用率和生产能力；三、产品走向国际市场，特别是欧美发达市场，对提高产品质量（主要是质量稳定性）的要求；四、满足客户个性化需求，满足客户全程参与产品设计、制造的这种趋势。以上四方面都是我国制造业转型和升级的压力和动力。与此同时，以互联网技术为主导的新技术取得巨大突破：例如物联网、大数据、云技术等等，这是新一轮的技术革命。在这个时间节点，技术革命与产业革命交汇到一起，把以上新技术运用到传统制造产业，解决了企业面临的上述问题，就形成了智能制造的思路。

　　记者：符合智能制造特征的工厂什么样？由哪些部分组成？

　　张可义：智能制造的特征是柔性、协同、互联、集成、优化。核心是互联与集成，即不同类型和功能的智能单机设备的互联组成智能生产线，不同的智能生产线间的互联组成智能车间，智能车间的互联组成智能工厂，不同地域、行业、企业的智能工厂的互联组成一个制造能力无所不在的智能制造系统，这些单机智能设备、智能生产线、智能仓储物流、智能车间及智能工厂可以动态地组合，以满足不断变化的制造需求 。

　　例如德国提出的工业4.0，其核心是连接与融合，要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。“工业4.0”适应了万物互联的发展趋势，将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理融合系统(CPS)形成一个智能网络，使得产品与生产设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联，使得机器、工作部件、系统以及人类通过网络持续地保持数字信息的交流。

　　一是生产设备之间的互联：从工业2.0到工业3.0时代的重要标志是单机智能设备的广泛普及。工业4.0把1969年第一个可编程逻辑控制器Modicon084的使用作为工业3.0的起点，其核心是各种数控机床、工业机器人自动化设备在生产环节的推广，我们可以把它理解为单机设备智能化水平不断提升并广泛普及推广。二是设备和产品的互联：工业4.0意味着智能工厂能够自行运转，零件与机器可以进行交流。由于产品和生产设备之间能够通信，使得产品能理解制造的细节以及自己将被如何使用。

　　制造业领域非常宽广，每个企业所面对的挑战各有不同，所以在走上工业4.0或智能制造的道路上，大家都有不同的实现路径以及方法。企业最重要的是需要秉持精益制造的核心思想，在工业和信息化两方面提升的同时不断进行融合。未来企业里的每一个细节都应该是透明的，问题都能及时发现、处理，保证生产不间断的持续进行。

　　数字化工厂的底层主要包含了智能化的生产线以及智能化物流两大部分。在智能化的生产线方面，引进了大量工业机器人、自动化和半自动化装备来替代密集型的人工作业，从而提高企业生产效率，规避出现质量问题。

　　智能化的物流则采用投料的物料管理模式，确保工序之间的节拍一致，确保生产线效率最优，避免因为节拍不一致、停工待料而造成的生产浪费。

　　记者：传统制造企业走向智能制造，应在哪些方面进行变革？

　　张可义：传统的制造主要依靠人的密集劳动，工序之间连接性较差，原材料需要进行较长距离运输；而新建智能工厂则可以把以前离散的工序连接起来，这样可以实现工序间的流水作业，降低物流、人工、设备、能源等多项制造成本。此外，智能工厂颠覆以前的运营管理模式，选拔了大量的精通精益制造、自动化技术等人才构建一线管理团队，确保数字化工厂快速达产，并且发挥其最大作用。

　　离散制造业应该专注精益制造，并把其导入到企业中去，然后借助信息化技术将物流、工艺流、信息流整合在一起。而精益生产的核心就是准时生产和杜绝浪费，并且各个环节上的节奏是一致的，这样效率达到最高，生产成本会相对降低很多。

　　企业还需要培养专业的自动化人才来面向整个生产线，结合精益制造完成最后的升级步骤。未来结合互联网和云计算等先进技术，通过数据分析将企业生产运营的真实情况呈现给决策者，替代掉传统的逐级通报，让该看到问题的人务必看到问题，这样组织更加扁平化，基础管理团队越来越精简。

　　记者：实现智能制造的重点和难点在哪里？在这一过程中企业应重点关注哪些问题？

　　谢兵兵：对于智能制造的特征，根据北自所多年的研究与实践，我们总结为“四化”：自动化、信息化、集成化和智能化。其中自动化是关键，信息化是基础，集成化是手段，智能化是方向。信息化的基础作用是十分重要的。从大的角度来说，以互联网技术为代表的信息技术使得企业能够在全球范围、在24小时时间之内整合资源和要素，为智能制造提供了技术基础。从企业的层次看，信息系统也是企业高效运转的重要保证。企业的信息系统是分层次的，上下四层：企业、工厂、车间、底层设备。企业层面的信息化主要是建立ERP系统；中间层面的信息系统包括MES系统和WMS系统等；底层的信息化指底层设备的信息化。现在就是把上下几层打通与集成。打通首先是连接，要从整体、系统去考虑问题。优化就是整体功能相加要大于局部，达到1+1﹥2的效果。

　　谈到智能制造的系统集成，不仅仅是信息的连接，也需要“物”的连接，就是生产系统与物流系统的集成。在这个过程中，车间内部工艺、流程要重组，生产设备调整、移动的空间是有限的，更多是通过物流体系的改进，运用物流自动化的技术和设备解决生产工艺流程的重组和自动化需求。因此，在智能制造的体系中，物流信息系统WMS既是MES的一部分，也是ERP的一部分。只有有了自动化的物流系统，生产各个环节才能做到互联互通，这也是智能生产的基础。

　　打造智能制造体系，还有几个难题需要解决：

　　1、智能制造体系的建立，设备与设备，设备与人之间的连接是基础。目前我们能够制造出的传感器，仍然远远不能满足人们“万物互联”的要求。我们需要体积更小、成本更低的传感器。这需要科学和技术上取得突破。

　　2、在企业信息系统互联的过程中，越底层的信息互联难度越大，这是由于底层设备通信与集成标准不统一造成的。然而，标准化不足的问题短期内得到解决很难。现状就是底层设备是异构的，来自不同厂家，我们就是要在这种条件下依靠我们的技术与经验来连接和集成。

　　3、底层设备厂家有时会抵制这种系统的集成和连接，主要担心影响设备的安全运行。所以，如何做到既广泛互联又确保系统安全可靠是急需解决的问题。

　　最后，谢兵兵副总工介绍了工信部启动的“2015年智能制造试点示范专项行动”。工信部为此下发了《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》，部署了2015年的具体工作：将聚焦制造关键环节，在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，选择试点示范项目，分类开展流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6方面试点示范。他总结说：“智能制造是个系统工程，不可能一蹴而就，现在也只是刚刚起步阶段，但是我们走在正确的道路上。”