工业4.0战略的展开方向之一就是智能工厂

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核心提示：随着信息技术的发展，工厂将引入大数据技术进行分析优化管理，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，最终

随着信息技术的发展，工厂将引入大数据技术进行分析优化管理，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，最终将实现自动化、智能化、互联化的生产制造，能实现这种制造方式的工厂被称为智能工厂。工业4.0战略的展开方向之一就是智能工厂。在这场新的变革中，装备制造商、零部件供应商、软件提供商等站在各自需求角度对智能工厂都有着各自的解读，也因而带来了不同层面的实践，以及不同形态的智能制造解决方案。

过去我们一谈智能工厂或者概念厂或者智能制造，就会想到机器人，这不是智能的完整概念。我们使用智能装备、智能物流制造这些系统，实现整个生产过程中的优化控制，智能调度、生产，以及设备运行状态的监控，质量的管理，设计与绩效管理，对生产、设备、质量的异常做出正确的判断和集成等，实现制造执行与运营管理、研发设计、智能装备的集成，实现设计制造一体化、管控一体化，这才是智能制造。

一个智能工厂具有什么样的特征才称得上智能？至少有五点：

人机一体化，虚拟现实，具有自组织和超融性的能力，具有自学习和自我维护能力，有自律的能力。那么如何实现设计制造一体化、管控一体化呢？

1、首先设备或者仪表等传感器要能够自组织、自学习、自维护的感知能力，理解环境信息和自身信息，并进行分析和判断来规划自身的行为和能力。能够跟随环境的变化自己做出决策来调整行动，有较强有力的支持度和记忆支持的模型为基础。

2、工业互联网实现互联互通、实时控制，进而实现安全、节能将是智能工厂的核心技术。具体而言通过网络获取大数据的应用，开发、销售、ERp、pLM、SCM等业务管理系统与实际生产过程之间的协同等。通过设备间的互联，提高设备间的相互协同能力，从而使生产模块间的搭配方式更灵活、更自由；

3、利用机器视觉，人工智能等技术，使机器人与设备具备更加智能化的功能；通过信息化技术与自动化技术的结合，构建深度整合的数字化工厂；

智能工厂中不仅仅是智能系统、智能模型这么简单，而是把传统的工厂附加上形象思维，让他独立承担起分析、判断、决策的任务，在智能机器的配合下能够更好的发挥出人的潜力，使人机之间表现出一种平等共事、互相理解、互相协作的关系。因此，在智能制造系统当中，高素质、高智能的人将发挥更好的作用。

人工智能则承担起了能够帮助厂区分析、判断、决策的任务，机器智能和人的智能能真正的集成在一起，相互配合、相得益彰。

4、实现虚拟现实技术也是实现高水平的人机一体化的关键技术之一，虚拟现实技术是以计算机为基础，融合信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真多媒体技术为一体，借助多种音像和传感器，虚拟展示现实生活当中各种过程、部件，因而能够模拟制造过程和未来的产品。从感官和视觉上给人获得完全如真实的感受，它的特点是可以按照人的意志、意念来变化，这种人机结合的新一代的智能界面是智能制造的显着特征。

总结现代智能工厂有四大关键点：一是要连接所有网络以拿到数据。二是要有智能传感器。三是大数据，将所有设备、所有人连接后，所有数据都大批量传送到智能终端上。四是分析，得到数据后从中抓取出应用趋势来，提高设备状态的检测和预测水平。要形成高速传输、大数据，保证实时性、安全性和节能就变得十分关键。因此工业互联网是承载人工智能的技术平台、大数据则成为人工智能的生产要素。

针对未来的智能水厂或者概念厂来说，我们大胆的设想：

一、未来的智能厂所有设备和仪表都是智能的。每台设备均有自己的运行数据中心，它们均具备很强的自我诊断能力，还具有预测未来状态的能力，在预测到未来某时点会发生故障或者缺少机油等状况时，自动向智慧大脑发出求救信号，以获得专业化维保人员的爱护。它们相互配合，智能调控、调度设备，不需要人为的干预。无论是设备还是仪表，它们的管理和维护方式都将从被动的事后维修转变为主动的事前维护保养，这些工作都将通过物联网与专业的外包服务单位相连通，基本不需要厂区的生产管理人员参与。

也不再设置中控室，厂区内布置有安全的无线网络，无论是游客还是管理人员，都可以通过移动智能终端查看生产情况，当然，权限管理是相当严格的，以保证生产系统的高度安全性。一般情况下，都不需要人来干预生产过程，只有在特殊和紧急情况下，才需要有权限的操作人员介入。智能控制系统的大脑的特点将是分布式，即，负责生产过程控制的控制器都分布于靠近设备和仪表的底层。上层的大脑则是放置在云端，与城市的管网以及其它概念厂互联互通，可以完成更大范围的智能调度。

二、未来的智能水厂与大数据密不可分。有人说，下一个十年，大数据和人工智能将颠覆各种产业形态。智能水厂必与大数据紧密相依，因为对于智能两个字来说，大数据是原材料，而机器学习是原材料的加工厂，人工智能服务则是工厂出炉的产品，被越来越多的人应用在现实环境之中。

因此智能水厂必须将大量的数据喂进机器，这样机器才可以不断学习，不断的优化自身的参数，才可以将总结出的经验交给机器，随着机器的深度学习以及对大数据的处理能力不断升级，我们的智能水厂在现实应用中发挥出自己的作用。

三、未来的智能水厂与新技术的各种融合。不久的将来，在VR技术普遍应用的时候，我们的水厂的管理也可以使用VR的虚拟现实技术，将水厂装入虚拟现实的眼镜，管理人员无需去现场，也不需要看电脑屏幕中的工艺监控画面，我们戴上眼镜，就能身临其境下去查勘，100%还原真实现场运行，有了这个技术之后，未来水厂的管理是这样的您不再因为身处何方而纠结了，我在家也能办公，我在闲暇时也可以管理，我在出门时也可以监控了。

我想，现在是一个万物互联的人工智能时代，未来的水厂也必将互联化、数据化和智能化。构建智能水厂是一项复杂的工程，它不但涉及到众多专业领域（机械，电子，自动化，IT），同时涵盖了多种应用技术（信息技术，感知技术，控制器，人工智能等）。工业4.0的出现则通过对生产体系中要素的剖析以及对共性的总结，提出了一套完整而标准的智能工厂体系，工业互联网是承载人工智能的技术平台、大数据则成为人工智能的生产要素。