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根云-工業(yè)趨勢分析
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©文丨 e-works總編 黃培博士
智能制造究竟是什么？包含哪些范疇？目前業(yè)界還沒有達成共識，不同背景的專家給出的解釋往往大相徑庭，很多概念滿天飛，容易讓制造企業(yè)無所適從。
版權聲明：本文首發(fā)于e-works總編黃培博士博客，原標題《對智能制造內涵的系統(tǒng)思考》，任何媒體和個人必須發(fā)郵件給作者黃培(hp@e-works.net.cn)，并得到作者授權之后，方允許轉載，否則將追究法律責任。
當前，智能制造成為業(yè)界關注的熱點。2015年，工信部批準了46個智能制造試點示范項目和94個智能制造專項，發(fā)布了國家智能制造標準體系建設指南（2015版），很多企業(yè)躍躍欲試，希望通過推進智能制造實現(xiàn)“少人化”，降低成本，靈活應對市場變化，更好地滿足客戶需求。
那么，智能制造究竟是什么？包含哪些范疇？目前業(yè)界還沒有達成共識，不同背景的專家給出的解釋往往大相徑庭，很多概念滿天飛，容易讓制造企業(yè)無所適從。因此，我想站在制造企業(yè)的角度，來系統(tǒng)地分析一下這個問題，希望能夠起到正本清源的作用。可以肯定的是，智能制造的“制造”二字，是廣義的，指的是“manufacturing”，不僅僅是指生產(chǎn)（Production）。
與智能制造相關的概念很多，列舉如下：
數(shù)字化制造（Digital Manufacturing）
這是一種軟件技術，指的是通過仿真軟件對產(chǎn)品的加工與裝備過程，以及車間的設備布局、物流、人機工程等進行仿真，目前主要的軟件包括西門子的Tecnomatix和達索系統(tǒng)的Delmia。在CIMdata對PLM的定義中，DM屬于其中一個領域。
數(shù)字化工廠（Digital Factory）
數(shù)字化工廠指的是從產(chǎn)品研發(fā)、工藝、制造、質量和內部物流等與產(chǎn)品制造價值鏈相關的各個環(huán)節(jié)都基于數(shù)字化軟件和自動化系統(tǒng)進行支撐，能夠實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)采集和分析。這個概念西門子采用較多，西門子有一個數(shù)字化工廠集團，專門提供相關的產(chǎn)品和解決方案。
西門子成都電子工廠也被稱為數(shù)字化工廠，該工廠已經(jīng)廣泛應用了RFID、機器視覺，實現(xiàn)了工控產(chǎn)品的混流生產(chǎn)。數(shù)字化工廠一個重要的標志，是需要MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）軟件、WMS（倉儲管理系統(tǒng)）軟件的支撐。
智能工廠（Smart Factory）
智能工廠目前沒有統(tǒng)一一致的定義。按照業(yè)務流程專家Scheer教授的觀點，工業(yè)4.0的最底層叫做Real time smart factory。我認為，智能工廠相對于數(shù)字化工廠而言，主要強調生產(chǎn)數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)、質量數(shù)據(jù)的采集的自動化，不需要人工錄入信息，能夠實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的實時分析，實現(xiàn)PDCA循環(huán)。SAP有一個MII系統(tǒng)（制造集成與智能），可以實現(xiàn)對工廠數(shù)據(jù)的多維度分析。
▲業(yè)務流程管理專家Scheer教授對智能工廠的解讀
關于智能制造，我認為其內涵是實現(xiàn)整個制造業(yè)價值鏈的智能化和創(chuàng)新，是信息化與工業(yè)化深度融合的進一步提升。智能制造融合了信息技術、先進制造技術、自動化技術和人工智能技術。智能制造包括開發(fā)智能產(chǎn)品；應用智能裝備；自底向上建立智能產(chǎn)線，構建智能車間，打造智能工廠；踐行智能研發(fā)；形成智能物流和供應鏈體系；開展智能管理；推進智能服務；最終實現(xiàn)智能決策。目前智能制造的“智能”還處于Smart的層次，智能制造系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析的能力，能夠準確執(zhí)行指令，能夠實現(xiàn)閉環(huán)反饋；而智能制造的趨勢是真正實現(xiàn)“Intelligent”，智能制造系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自主學習、自主決策，不斷優(yōu)化。
在智能制造的關鍵技術當中，智能產(chǎn)品與智能服務可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新；智能裝備、智能產(chǎn)線、智能車間到智能工廠，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新；智能研發(fā)、智能管理、智能物流與供應鏈則可以幫助企業(yè)實現(xiàn)運營模式的創(chuàng)新；而智能決策則可以幫助企業(yè)實現(xiàn)科學決策。智能制造的十項技術之間是息息相關的，制造企業(yè)應當漸進式、理性地推進這十項智能技術的應用。以下對這些技術一一進行解讀。
1. 智能產(chǎn)品（Smart Product）：
智能產(chǎn)品通常包括機械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機、智能可穿戴設備、無人機、智能汽車、智能家電、智能售貨機等，包括很多智能硬件產(chǎn)品。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。比如在工程機械上添加傳感器，可以對產(chǎn)品進行定位和關鍵零部件的狀態(tài)監(jiān)測，為實現(xiàn)智能服務打下基礎。
2. 智能服務（Smart Service）：
基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT），可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進行預防性維修維護，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機會。還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進行市場營銷的決策。此外，企業(yè)通過開發(fā)面向客戶服務的APP，也是一種智能服務的手段，可以針對企業(yè)購買的產(chǎn)品提供有針對性的服務，從而鎖定用戶，開展服務營銷。
全球PLM領導廠商之一，美國PTC公司斥巨資進軍物聯(lián)網(wǎng)和服務生命周期管理領域，成為智能服務領域的領軍企業(yè)之一。而智能服務最著名的案例，莫過于羅爾斯.羅伊斯將賣發(fā)動機轉為賣飛行小時的服務。此外，個性化定制也屬于一種智能服務。例如，國外一家公司叫做Yooshu的公司，提供個性化定制服務，專門制作符合客戶雙腳形狀的個性化沙灘鞋。
3. 智能裝備（Smart Equipment）：
制造裝備經(jīng)歷了機械裝備到數(shù)控裝備，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備。智能裝備具有檢測功能，可以實現(xiàn)在機檢測，從而補償加工誤差，提高加工精度，還可以對熱變形進行補償。以往一些精密裝備對環(huán)境的要求很高，現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測與補償，可以降低對環(huán)境的要求。智能裝備一個最基本的要求，就是要提供開放的數(shù)據(jù)接口，能夠支持設備聯(lián)網(wǎng)，國外叫做M2M（機器與機器互聯(lián)）。三維打印機本質上是一種數(shù)控裝備，還不是智能裝備。
日本MAZAK的智能機床配備了針對加工熱變位、切削震動、機床干涉、主軸監(jiān)測、維護保養(yǎng)、工作臺動態(tài)平衡性及語音導航等智能化功能，可以自行監(jiān)控機床運轉狀態(tài)，并進行自主反饋，從而大幅度提高機床運行效率及安全性。典型的智能制造裝備還融合了自動化上下料的裝備，一些裝備制造企業(yè)還提供專用的CAM軟件，例如HOMAG(豪邁)集團的木工加工中心。
DMG MORI（德瑪吉森精機）推出最新的復合加工中心LaserTec65已經(jīng)融合了增材制造和切削加工（減材制造），可以通過激光堆焊的增材制造工藝快速制造毛坯。Trumpf(通快集團)的激光切割加工中心可以實現(xiàn)三維切割，多臺激光加工中心可以共享激光源。這些都屬于智能裝備。對于工業(yè)機器人，如果是單純按照固定指令執(zhí)行噴涂、搬運、焊接等工藝的機器人，還不能稱為智能裝備。但是如果具有了機器視覺，能夠準確識別工件，或者自主進行裝配，自動避讓工人等功能，甚至可以實現(xiàn)人機協(xié)作，就屬于智能裝備。例如，ABB推出的雙臂機器人YUMI，就是智能型工業(yè)機器人的典范。隨著復合材料的廣泛應用，復合材料加工與裝配的智能裝備具有廣闊的市場需求。
華中科技大學李德群院士在成形模擬的基礎上將工藝參數(shù)自動設置、自適應注射等智能技術應用到注射機上，提出了在線反演的注射速度平滑優(yōu)化、工藝曲線的二級閉環(huán)控制等方法，成功開發(fā)出智能型注射機。其智能型注射機能耗低于我國及歐洲最高能耗標準，響應時間、位置精度等關鍵指標均達到國際先進水平，顯著提高了注塑產(chǎn)品的重復精度、良品比例和生產(chǎn)自動化程度。李德群院士介紹，這種智能注射機內置了人工智能算法，具備機器學習能力，通過三次試驗就可以準確找到最合適的注射參數(shù)，確保產(chǎn)品質量。這種設備已經(jīng)不僅是Smart，而且具有了Intelligence。
4. 智能產(chǎn)線（Smart Production line）：
很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等，實現(xiàn)自動化的加工、裝配和檢測，一些機械標準件生產(chǎn)也應用了自動化生產(chǎn)線，比如軸承。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主。
很多企業(yè)的技術改造重點，就是建立自動化生產(chǎn)線、裝配線和檢測線。美國波音公司的飛機總裝廠已建立了U型的脈動式總裝線。自動化生產(chǎn)線可以分為剛性自動化生產(chǎn)線和柔性自動化生產(chǎn)線，柔性自動化生產(chǎn)線一般建立了緩沖。為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機器人、吊掛系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線上應用越來越廣泛。目前，很多汽車整車廠已實現(xiàn)了混流生產(chǎn)，在一條裝配線上可以同時裝配多種車型。
食品飲料行業(yè)的自動化生產(chǎn)線可以根據(jù)工藝配方調整DCS或PLC系統(tǒng)來改變工藝路線，從而生產(chǎn)多種產(chǎn)品。汽車行業(yè)正在推行安燈系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)線的故障報警。汽車行業(yè)的總裝線往往由多條組裝線匯聚而成，比如車身、底盤的總裝線匯集到一起，裝配成最終的產(chǎn)品。在裝配過程中，通過準時按序送貨（Just In Sequence）的方式實現(xiàn)混流生產(chǎn)。
目前，汽車、家電、軌道交通等行業(yè)的企業(yè)對生產(chǎn)和裝配線進行自動化、智能化改造需求十分旺盛，很多企業(yè)在逐漸將關鍵工位和高污染工位改造為用機器人進行加工、裝配或上下料。
目前，智能產(chǎn)線在我國制造企業(yè)的應用還處于起步階段，但必然是發(fā)展的方向。智能產(chǎn)線的特點是：在生產(chǎn)和裝配的過程中，能夠通過傳感器或RFID自動進行數(shù)據(jù)采集，并通過電子看板顯示實時的生產(chǎn)狀態(tài)；能夠通過機器視覺和多種傳感器進行質量檢測，自動剔除不合格品，并對采集的質量數(shù)據(jù)進行SPC分析，找出質量問題的成因；能夠支持多種相似產(chǎn)品的混線生產(chǎn)和裝配，靈活調整工藝，適應小批量、多品種的生產(chǎn)模式；具有柔性，如果生產(chǎn)線上有設備出現(xiàn)故障，能夠調整到其他設備生產(chǎn)；針對人工操作的工位，能夠給予智能的提示。實際上，我認為西門子成都電子工廠的總裝線已經(jīng)達到了智能產(chǎn)線的水平。
5. 智能車間（Smart workshop）：
一個車間通常有多條生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品，要么有上下游的裝配關系。要實現(xiàn)車間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設備利用率（OEE）。因此，無論什么制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)的必然選擇。
目前，中國的MES市場非常熱門，國際大牌的自動化廠商西門子、羅克韋爾、GE、施耐德電氣有MES軟件平臺，管理軟件巨頭SAP、ORACLE、EPICOR提供MES軟件，德國的MPDV、PSI，國內的浙大中控、和利時、易往、明基逐鹿、艾普工華、元工國際、蘭光創(chuàng)新、廣州速威、武漢佰思杰、華鐵海興、鑫海智橋等廠商也非常活躍。此外，先進生產(chǎn)排程（APS）系統(tǒng)也已經(jīng)進入了制造企業(yè)選型的視野，開始了初步實踐，實現(xiàn)基于實際產(chǎn)能約束的排產(chǎn)，主流廠商有日本的ASPROVA、德國的JobDISPO APS（蘭光創(chuàng)新經(jīng)銷），國內的永凱、安達發(fā)、易普優(yōu)等，元工國際也提供了APS解決方案。APS軟件對設備產(chǎn)能、工時等基礎數(shù)據(jù)的準確性要求非常高。
對于藥品、食品等行業(yè)，國家有強制性的追溯要求，需要通過GMP等行業(yè)認證，因此推進MES更加緊迫。前文提到的數(shù)字化制造（DM）技術也是智能車間的支撐工具，可以幫助企業(yè)在建設新廠房時，根據(jù)設計的產(chǎn)能科學進行設備布局，提升物流效率，提高工人工作的舒適程度。
MES是一個車間級的綜合管理系統(tǒng)，可以幫助企業(yè)顯著提升設備利用率，提高產(chǎn)品質量，實現(xiàn)生產(chǎn)過程可追溯和上料防錯，提高生產(chǎn)效率。需要強調指出的是，純離散制造企業(yè)也可以應用MES系統(tǒng)，但是，MES系統(tǒng)的應用與企業(yè)的生產(chǎn)模式息息相關。如果純離散的制造企業(yè)實施了MES之后，又改造為自動化或智能產(chǎn)線，那么MES系統(tǒng)可能會推倒重來。因此，企業(yè)進行MES應用需要慎之又慎。智能車間必須建立有線或無線的工廠網(wǎng)絡，能夠實現(xiàn)生產(chǎn)指令的自動下達和設備與產(chǎn)線信息的自動采集。
對于機械制造企業(yè)，可以通過DNC技術實現(xiàn)設備狀態(tài)信息和加工代碼的上傳下達，目前已有成熟的產(chǎn)品，例如蘭光創(chuàng)新、蓋勒普和英迪致遠等。另外，實現(xiàn)車間的無紙化，也是智能車間的重要標志，企業(yè)可以應用三維輕量化技術，將設計和工藝文檔傳遞到工位。上海明匠智能公司開發(fā)了一個智能網(wǎng)關，可以將基于不同廠商通訊協(xié)議的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)轉為OPC標準，解決了車間信息通訊的難題。元工國際聯(lián)合亞控、航星、中科川思特和研華，推出了設備聯(lián)網(wǎng)解決方案，一個平臺可以聯(lián)網(wǎng)PLC、CNC、機器人、儀表/傳感器和工控/IT系統(tǒng)，統(tǒng)一組態(tài)監(jiān)控和三維實況，并實現(xiàn)模擬生產(chǎn)。
有一項新興技術可以將MES系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)在虛擬的三維車間模型中實時地展現(xiàn)出來，不僅提供車間的VR（虛擬現(xiàn)實）環(huán)境，而且還可以顯示設備的實際狀態(tài)，實現(xiàn)虛實融合。西門子和PTC將這項技術作為Digital Twin的一個典型應用。德國PSI、武漢創(chuàng)景也擁有這類產(chǎn)品，天河軟件幫助海爾膠州工廠實現(xiàn)了相關應用。
此外，智能車間還有一個典型應用，就是視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅記錄視頻，還可以對車間的環(huán)境，人員行為進行監(jiān)控、識別與報警。例如，有工人沒有帶安全帽，進入了不允許進入的區(qū)域，或者倒地，都可以自動報警。這方面，三星已經(jīng)有了成功實踐。此外，智能車間應當在溫度、濕度、潔凈度的控制和工業(yè)安全（包括工業(yè)自動化系統(tǒng)的安全、生產(chǎn)環(huán)境的安全和人員安全）等方面達到智能化水平。
6. 智能工廠（Smart Factory）：
一個工廠通常由多個車間組成，大型企業(yè)有多個工廠。前文已經(jīng)提到了智能工廠與數(shù)字化工廠的區(qū)別，一個普遍的共識是，僅僅有自動化生產(chǎn)線和一大堆機器人，并不是智能工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過程應實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產(chǎn)品檢測、質量檢驗和分析、生產(chǎn)物流也應當與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。
一個工廠的多個車間之間要實現(xiàn)信息共享、準時配送、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心，對整個工廠進行指揮和調度，及時發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問題，這也是智能工廠的重要標志。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統(tǒng)支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng)。大型企業(yè)的智能工廠需要應用ERP系統(tǒng)制定多個車間的生產(chǎn)計劃（Production planning），并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個車間的生產(chǎn)計劃進行詳細排產(chǎn)(production scheduling)，MES排產(chǎn)的粒度是天、小時，甚至分鐘。MES是一個企業(yè)級的實時信息系統(tǒng)，MES的選型絕不允許各個車間或分廠各自為政。
三星開展了移動工廠（Mobile plant）的實踐，工人可以通過智能手機查詢工單，可以開視頻會議，維修人員碰到疑難問題，可以通過手機視頻尋求專家解答，還給智能手機配備了RFID和條碼掃描的接口，這也是一個智能工廠的創(chuàng)新實踐。還有一些企業(yè)實現(xiàn)了刀具管理的智能化，通過在刀柄上植入RFID芯片，對刀具的全生命周期進行管理，從而提高刀具的使用壽命。智能工廠還應當重視利用智能的檢測儀器，檢測結果直接進入信息系統(tǒng)，無需人工干預。而展望未來，AR（Augmented Reality，增強現(xiàn)實）技術也將在智能工廠大顯身手。工人帶上AR眼鏡，就可以“看到”需要操作的工作位置，例如，需要擰緊螺栓的地方，擰緊力矩OK，也會有相應提示，從而提高作業(yè)人員的工作效率。
最近，美國GE公司宣布將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺Predix開放。我理解，Predix實際上就是智能工廠的一個集成化的開發(fā)平臺，GE力圖搶占“工業(yè)操作系統(tǒng)”的陣地，成為智能工廠領域的“微軟”。而思科公司提出萬物互聯(lián)（Internet of Everything,IOE）理念、技術和解決方案，也可以支撐智能服務和智能工廠。
7. 智能研發(fā)（Smart R&D）：
離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)應用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng)，但是e-works在為制造企業(yè)提供咨詢服務的過程中發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)應用這些軟件的水平并不高。
比如，很多企業(yè)還處于二維CAD和三維CAD軟件混用的階段，存檔依然是二維，沒有實現(xiàn)全三維設計（MBD，基于模型的產(chǎn)品定義）；應用仿真技術仍然處于事后驗證，沒有實現(xiàn)仿真驅動設計；雖然應用了PDM系統(tǒng)，但還沒有建立企業(yè)內部的通用件庫，重用率不高；對工程/制造/服務BOM的管理還不到位等等。
企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機電軟多學科的協(xié)同配合；要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數(shù)字化樣機，實現(xiàn)多學科仿真，通過仿真減少實物試驗；需要貫徹標準化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個性化定制；需要將仿真技術與試驗管理結合起來，以提高仿真結果的置信度。流程制造企業(yè)已開始應用PLM系統(tǒng)實現(xiàn)工藝管理和配方管理，LIMS（實驗室信息管理系統(tǒng)）系統(tǒng)比較廣泛。
目前，在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)出現(xiàn)了一些智能化的軟件系統(tǒng)，成為智能研發(fā)的具體體現(xiàn)。例如Geometric的DFM PRO軟件可以自動判斷三維模型的工藝特征是否可制造、可裝配、可拆卸；CAD Doctor軟件可以自動分析三維模型中存在的問題；基于互聯(lián)網(wǎng)與客戶、供應商和合作伙伴協(xié)同設計，也是智能研發(fā)的創(chuàng)新形式；Altair的拓撲優(yōu)化技術可以在滿足產(chǎn)品功能的前提下，減輕結構的重量；系統(tǒng)仿真技術可以在概念設計階段，分析與優(yōu)化產(chǎn)品性能，這方面達索系統(tǒng)、西門子(LMS)已有成熟的技術，天喻軟件也開發(fā)出系統(tǒng)仿真的平臺，并在中國商飛得到應用；PLM向前延伸到需求管理，向后拓展到工藝管理，例如，西門子的Teamcenter Manufacturing系統(tǒng)將工藝結構化，可以更好地實現(xiàn)典型工藝的重用；開目軟件推出的基于三維的裝配CAPP、機加工CAPP，以及參數(shù)化CAPP也具有了一定智能，華天軟件、湃睿軟件也有類似產(chǎn)品；此外，索為高科和金航數(shù)碼合作，開發(fā)了面向飛機機翼、起落架等大部件的快速設計系統(tǒng)，也是一種智能研發(fā)的軟件，可以大大提高產(chǎn)品設計效率。
汽車整車企業(yè)和設計公司廣泛應用Cave技術，利用虛擬現(xiàn)實技術輔助產(chǎn)品研發(fā)，也是一個智能研發(fā)技術。全球PLM領導廠商之一，達索系統(tǒng)公司提出了三維體驗（3D Experience）的理念，在VR和AR方面提供了解決方案。仿真巨頭ANSYS在多學科仿真技術方面已有很大突破，而仿真領域的先驅MSC.Software2014年發(fā)布了APEX，將CAD和CAE實現(xiàn)了融合，易學易用性得到極大提升。安世亞太最近提出工業(yè)再設計的理念，將仿真技術與精密制造緊密結合，可以將以為需要多個零件分散制造融合為一個復雜零件，從而提升了零件的工藝性能，降低了零件的重量。
8. 智能管理（Smart Management）：
一談到管理，大家都會想到ERP（企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)。記得在2003年，國內就曾經(jīng)出現(xiàn)過ERP過時的說法，事實上時至今日，ERP仍然是制造企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的基石。以銷定產(chǎn)是ERP最基本的思想，MRP（物料需求計劃）是ERP的核心。
制造企業(yè)核心的運營管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）、客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、供應商關系管理系統(tǒng)（SRM）、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務流程管理系統(tǒng)（BPM）等，國內企業(yè)也把辦公自動化（OA）作為一個核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù)，近年來主數(shù)據(jù)管理（MDM）也在大型企業(yè)開始部署應用。實現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數(shù)據(jù)準確和主要信息系統(tǒng)無縫集成。
智能管理主要體現(xiàn)在與移動應用、云計算和電子商務的結合。例如，移動版的CRM系統(tǒng)可以自動根據(jù)位置服務確定銷售人員是否按計劃拜訪了特定客戶；許多消費品制造企業(yè)實現(xiàn)了全渠道營銷，實現(xiàn)了多個網(wǎng)店系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的無縫集成，從而實現(xiàn)自動派單。此外，主流電梯制造企業(yè)紛紛研發(fā)了銷售配置器軟件系統(tǒng)，可以讓銷售人員根據(jù)客戶的需求靈活地進行產(chǎn)品配置，快速進行報價，美國主流管理軟件Epicor也包含了配置器功能。戴爾公司是基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)在線選配的先驅，寶馬汽車也提供了在線選配的功能，海爾也開始了這方面的實踐。業(yè)務流程管理（BPM）軟件可以實現(xiàn)對業(yè)務流程進行建模，實現(xiàn)業(yè)務流程的可視化、模擬與優(yōu)化，這也是一個典型的智能管理應用。
到目前為止，SAAS（軟件即服務）模式的軟件應用最成功的領域是CRM，Salesforce無疑是領導者，國內的Xtools和八百客也發(fā)展得不錯，而最近國內的紛享銷客、銷售易更是風生水起，拿到多輪投資。阿里叮叮、微信企業(yè)號等也迅速發(fā)展了很多用戶。此外，人力資源領域也是社交網(wǎng)絡和云模式的重要領域，繼美國的Linkedin（領英）之后，我國的陌陌、拉勾網(wǎng)等社交平臺也已開始提供人力資源招聘服務，我國制造企業(yè)已經(jīng)開始應用基于公有云的人力資源招聘、績效和人才管理系統(tǒng)。例如廣東生益科技就應用了SAP的Successfactors軟件，完全基于公有云。
9. 智能物流與供應鏈（Smart logistics and SCM）：
制造企業(yè)內部的采購、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動，因此，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動化的同時，也越來越重視物流自動化，自動化立體倉庫、無人引導小車（AGV）、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應用；而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機器人、自動輥道系統(tǒng)的應用日趨普及。WMS（Warehouse Management System，倉儲管理系統(tǒng)）和TMS（Transport Management System，運輸管理系統(tǒng)）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關注。其中，TMS系統(tǒng)涉及到GPS定位和GIS的集成，可以實現(xiàn)供應商、客戶和物流企業(yè)三方的信息共享。上海科箭2015年推出運輸云服務，迅速得到企業(yè)的接受。
實現(xiàn)智能物流與供應鏈的關鍵技術包括自動識別技術，例如RFID或條碼、GIS/GPS定位、電子商務、EDI（電子數(shù)據(jù)交換），以及供應鏈協(xié)同計劃與優(yōu)化技術。其中，EDI技術是企業(yè)間信息集成（B2B Integration）的必備手段，然而我國企業(yè)對EDI的重視程度非常不夠。EDI技術最重要的價值，就是可以實現(xiàn)供應鏈上下游企業(yè)之間，通過信息系統(tǒng)之間的通訊，實現(xiàn)整個交易過程無需人工干預、而且不可抵賴。
歷經(jīng)多年發(fā)展，主流的EDI技術已經(jīng)是基于互聯(lián)網(wǎng)來傳輸數(shù)據(jù)，而我國很大大型企業(yè)建立的供應商門戶，實際上只是一種Web EDI，不能夠與供應商的信息系統(tǒng)集成，供應商只能手工查詢。德國Seeburger公司的B2B Integration平臺支持各種EDI標準，為歐洲最大的第三方供應鏈平臺SupplyOn提供了基礎平臺，2015年秋季e-works的第三屆德國工業(yè)4.0考察團曾前往Seeburger公司總部考察。供應鏈協(xié)同計劃與優(yōu)化是智能供應鏈最核心的技術，可以實現(xiàn)供應鏈同步化，真正消除供應鏈的牛鞭效應，幫助企業(yè)及時應對市場波動。JDA公司是該領域的領導廠商，IBM也有優(yōu)秀的解決方案。三星已實現(xiàn)了供應鏈同步化。
10. 智能決策（Smart Decision Making）：
企業(yè)在運營過程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。一方面是來自各個業(yè)務部門和業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費用、庫存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設備、產(chǎn)量、交貨期等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般是結構化的數(shù)據(jù)，可以進行多維度的分析和預測，這就是BI（Business Intelligence，業(yè)務智能）技術的范疇，也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng)。
同時，企業(yè)可以應用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI，并與預設的目標進行對比，同時，對KPI進行層層分解，來對干部和員工進行考核，這就是EPM（Enterprise Performance Management,企業(yè)績效管理）的范疇。從技術角度來看，內存計算是BI的重要支撐。SAP HANA和QlikView軟件在這方面已經(jīng)先行一步。BI軟件的另一個趨勢是移動BI，支持在智能手機和PAD上進行分析和應用，而要提升移動BI的應用效果，基于云服務無疑是必由之路。
而今，企業(yè)在運營當中，已經(jīng)產(chǎn)生了諸多的大數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)現(xiàn)場采集的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，設備運行的大數(shù)據(jù)，質量的大數(shù)據(jù)，產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，電子商務帶來的營銷大數(shù)據(jù)，來自社交網(wǎng)絡的與公司有關的大數(shù)據(jù)等，這些大數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為工業(yè)大數(shù)據(jù)（Industrial Big Data），對這些工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析，需要引入新的分析工具。因為大數(shù)據(jù)具有4V的特點，即體量大（Volume）、價值密度低（Value）、種類多(Variety)和速度快（Velocity）。目前，IBM、SAP、ORACLE、微軟等國際大公司在大數(shù)據(jù)分析工具方面激戰(zhàn)正酣，而IBM推出的認知計算（Cognitive Computing）代表了智能決策的前沿方向。
對于制造企業(yè)而言，要實現(xiàn)智能決策，首先必須將業(yè)務層的信息系統(tǒng)用好，實現(xiàn)信息集成，確保基礎數(shù)據(jù)的準確，這樣才能使信息系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)真實可信。在此基礎上應用BI軟件進行分析。近年來，BI也有一些新的發(fā)展，一個比較重要的創(chuàng)新是美國Infor公司推出的In-Context BI，意思是根據(jù)某個用戶當前工作的場景，自動展現(xiàn)與當前業(yè)務相關的分析圖表。而對于工業(yè)大數(shù)據(jù)，企業(yè)首先要采集這些大數(shù)據(jù)，才談得上分析。據(jù)了解，長安汽車曾經(jīng)做過一個有趣的分析，通過與阿里合作，根據(jù)其客戶在淘寶的購買行為特點，來優(yōu)化產(chǎn)品定位。三一重工則借助大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術,將工程機械通過機載控制器、傳感器和無線通訊模塊進行實時采集，通過對大數(shù)據(jù)進行多維度分析和預測，使“挖掘機”指數(shù)成為我國經(jīng)濟運行的晴雨表。
本文提出十項智能技術，不是想定義更多的名詞，而是希望便于制造企業(yè)理解和應用智能制造技術，根據(jù)自身的產(chǎn)品特點和生產(chǎn)模式，制定智能制造應用的規(guī)劃與藍圖。一個優(yōu)秀的制造企業(yè)，并不需要成為“十項全能”的冠軍，實際上只有其中某幾個方面做得很出色，就將成為一個具有差異化競爭優(yōu)勢的企業(yè)。同時，任何技術都只是使能工具，企業(yè)最終要在市場上成功，根本的原因在于能夠發(fā)現(xiàn)和滿足客戶不斷升級的需求，能夠找尋到一片屬于自己的藍海。
在智能制造的大潮之下，信息化與自動化廠商的界限變得越來越模糊。很多國內外主流廠商致力于不斷完善自身的智能制造整體解決方案。因此，國際市場上每年都有諸多并購。最近，西門子以將近10億美金并購了流體仿真廠商CD-ADAPCO，以提供更加完整的CAE解決方案；達索系統(tǒng)并購MES廠商Apriso，供應鏈計劃與優(yōu)化軟件Quntiq，從而可以實現(xiàn)工業(yè)4.0理念中的三個集成；幾年前施耐德電氣對Wonderware母公司Invensys的并購也體現(xiàn)出自動化與信息化融合的趨勢。國內的CAXA、艾克斯特等主流PLM廠商也已將智能制造作為核心發(fā)展方向。
智能制造技術的內涵非常深遠，實際上，云計算、大數(shù)據(jù)分析、電子商務、移動應用、物聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)社交網(wǎng)絡、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（或產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）等技術都屬于智能制造的支撐技術或實現(xiàn)手段，可以說智能制造本身已經(jīng)蘊含了互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)。同時，推進智能制造應當符合綠色制造的理念，實現(xiàn)綠色設計、綠色工藝、綠色包裝，減少三廢排放，建立環(huán)保節(jié)能的綠色工廠和綠色園區(qū)。實現(xiàn)智能制造的核心依然是數(shù)據(jù)和集成，基礎數(shù)據(jù)要準確，信息系統(tǒng)之間，信息系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)之間要實現(xiàn)深度集成。在智能制造的框架下，原有的制造業(yè)信息系統(tǒng)并沒有過時，而是實現(xiàn)了升華。制造業(yè)信息化專家寧振波和趙敏老師提出了智能制造的二十字箴言：狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準執(zhí)行、學習提升，揭示了智能制造技術的發(fā)展方向。
最后強調，智能制造，現(xiàn)狀是Smart Manufacturing，而未來是Intelligent Manufacturing。
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