深度解析工业革命的本质智能制造
在过去的二十年里，互联网已经成为改变社会和商业的最重要技术。如今，物联网的出现赋予了众多物理实体感知能力和数据传输的表达能力。展望未来，随着移动互联网、物联网、云计算和大数据技术的不断进步和成熟，生产制造领域将具备收集、传输及处理大数据的高级能力。这一变革将推动制造业向工业互联网方向发展，并带动传统制造业的颠覆与重构。
在工业互联网的浪潮中，智能制造成为备受瞩目的焦点。工业互联网这一概念最早由美国通用电气公司在2012年提出，之后与四家IT巨头共同推广，成立了工业互联网联盟。工业互联网的核心在于将机器、设备和网络与现实世界中的大数据和分析连接在一起，从而引发工业革命和网络革命的双重转变。
工业互联网联盟的愿景是实现制造业厂商设备之间的数据共享，这涉及到互联网协议、数据存储等一系列技术。制定通用的工业互联网标准、利用互联网激活传统的生产制造过程、促进物理世界和信息世界的融合是他们的主要目标。
基于互联网技术，工业互联网使制造业的数据流、硬件、软件实现智能交互。智能设备采集大数据后，利用智能系统的大数据分析工具进行数据挖掘和可视化展现，形成“智能决策”，为生产管理提供实时判断参考，优化制造工艺。智能设备在机器、设施、组织和网络之间实现共享，促进智能协作，并将产生的大数据发送到智能系统。
智能系统包括组织内的机器设备和互联网中广泛互联的软件。随着越来越多的机器设备加入工业互联网，智能设备协同效应的实现成为可能。深度学习是智能系统内机器联网的一个关键升级。每台机器的操作经验可以聚合为一个信息系统，使整套机器设备能够不断自行学习、掌握数据分析和判断能力。例如，结合飞机数据和航空地理位置信息，可以挖掘出飞机性能的各种信息，使系统更聪明，推动知识的持续积累。
工业互联网的关键在于通过大数据实现智能决策。采集足够的大数据时，智能决策便得以产生。在应对系统越来越复杂的互联需求时，智能决策显得尤为重要。当工业互联网的三大要素——智能设备、智能系统、智能决策与机器、设施、组织和网络融合时，其潜能将充分展现，带动制造业的转型升级。
智能制造也是工业4.0的核心内容之一。在债务危机中的欧洲，德国经济却独树一帜，其制造业的国际竞争力是经济增长的关键。基于这一共识，德国积极推动技术创新，提出“工业4.0”战略。在这一战略下，互联网技术对传统制造业造成颠覆性冲击。网络技术的广泛应用使实时感知、监控生产数据成为可能，实现生产系统的智能分析和决策。未来的制造业将建立在互联网和信息技术基础上，实现更高的自动化、网络化和智能化水平。生产个性化、定制化将成为新的常态。
自动化是控制的基础，而智能化则通过互联网、物联网传感器采集生产数据，利用云计算数据中心进行分析和挖掘，作出正确决策。这些决策使自动化设备具备“智能”，提高生产灵活性和资源利用率，增强与顾客和商业伙伴的紧密关联度，提升工业生产的商业价值。在“工业4.0”时代，智能化生产通过深度融合信息化技术，将机械、知识、管理和技能等多元要素融为一体。从生产准备阶段开始，系统已根据交货期、生产数量、优先级及工厂现有资源的生产能力，智能地制定出科学精准的生产计划。这一变革极大地提升了生产效率，实现了生产成本的显著下降，同时推动了产品多样化，缩短了新产品的开发周期，使工厂运营全面优化。
传统制造业依赖材料、能源和信息的结合进行生产。历史的车轮随着移动互联网、云计算和大数据技术的发展而转动，智能设备以无线方式连接互联网或其他设备，催生了物联网、服务互联网和数据网的诞生。这些新兴技术推动了物理世界与信息世界的融合，通过信息物理系统（CPS）实现了制造业领域资源、信息、物品、设备和人的全面互联。
在“工业4.0”时代，云计算、大数据等互联网技术，与自动化技术的结合，实现了生产工序在纵向系统上的完美融合。生产设备和设备之间、工人与设备之间的紧密合作，将整个工厂的内部要素联结成一个高度协同的信息物理系统。这一系统可以实时响应，进行个性化的生产制造，灵活调整产品的生产率和资源的利用方式，以最节约资源的方式运作。
进入“工业4.0”时代，智能工厂中的CRM、PDM、SCM等软件管理系统实现全面互联。接到订单的瞬间，工厂便能立即向原材料供应商采购材料。原材料到货后，每一批材料都被赋予独特的数据标识，使其在整个生产过程中能够追踪其流向和用途。如果原材料被错误地配送到其他生产线，它会通过与生产设备的智能对话回到正确的生产线；如果生产线上的原材料不足，生产机器也能智能地与订单系统进行沟通，请求增加原材料。
设备的智能化是这一时代的核心。未来的生产车间，每个生产环节都清晰可见，整个车间运转有序且高效。在“工业4.0”中，自动化设备在原有基础上增添了新的智能功能，如产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能性等。这些功能是通过为生产线配置众多传感器实现的。这些传感器能够实时采集数据，通过无线网络传送到云计算数据中心，再利用大数据进行分析和决策，从而使设备具备自律管理的智能功能。
“工业4.0”还推动了能源管理的智能化。企业开始应用信息技术来管理生产能耗，以最具经济效益的方式部署工业节能减排与综合利用的智能化系统架构。从资源采购到废弃物回收再利用处理，形成了一个完整的绿色产品生命周期管理循环。
在供应链方面，“工业4.0”实现了供应链的智能化管理。传统的制造业生产模式中，供应链的运作往往伴随着较高的库存成本和信息不对称的风险。而在“工业4.0”时代，通过智能化的供应链管理，工厂能够最小化零部件库存，降低库存带来的风险，并降低生产成本。平台技术和平台型企业在产业生态中将发挥越来越重要的作用，企业竞争的战略重点将转向智能化的供应链管理，以在不断变化的动态环境中保持动态的供需协调能力。智能制造：工业革命的崭新篇章
在这个由智能制造引领的新一轮工业革命中，企业的运作模式正在经历前所未有的变革。以供应链管理智能化为例，企业间的信息交流采用了基于事件驱动的方式，实时交换信息，确保供应链上的企业都能迅速响应市场变化。这种实时交互的运作模式不仅提升了不同企业的运作效率，也使得供应链上的企业能够像同一个企业内的不同部门一样敏捷运作，满足不断变化的市场需求。这种协同制造模式为降低制造成本、物流成本，缩短制造周期，以及提供更好的服务提供了强有力的保障。
这一宏大愿景的实现，正是“工业4.0”理念的生动体现。所谓的“工业4.0”，其实质就是将人、信息系统、自动化生产设备等融入信息物理系统（CPS）中，利用制造过程中产生的数据为企业服务，协同企业的生产和运营。这样的智能制造模式，无论是对于德国的“工业4.0”，还是美国的“工业互联网”，或是我国工业和信息化部推广的“两化融合”战略，都有着异曲同工之妙。
智能工厂，作为这一理念的具体实践，正在逐渐融入我们的生活。在智能工厂中，信息物理系统（CPS）扮演着至关重要的角色。这个系统不仅融合了计算、通信和控制技术，还实现了生产工艺与信息系统的深度融合。中国科学院何积丰院士对CPS的解读为我们揭示了其深层含义：一个可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统，通过影响计算进程和物理进程实现信息的实时交互，从而增强物理系统的功能。
当我们谈论制造业信息化时，我们首先要想到的是CAD、CAM等工业软件和PPS、PLM等信息化管理系统。智能工厂的实现并不仅仅局限于这些。通过信息物理系统（CPS），智能工厂实现了生产工艺与信息系统的无缝连接，形成了真正意义上的智能生产。在这个生产系统中，物联网和服务互联网分别位于三层信息技术基础架构的底层和顶层。最底层通过物联网技术实现控制、执行和传感；中间层通过CPS实现生产设备和生产线的控制、调度等功能；最顶层则与产品设计、技术相关的PLM以及服务中心的业务相连。
除了智能工厂内部的生产变革外，随着信息技术和互联网、电子商务的普及，制造业市场正在向互联制造转型。互联制造通过互联网实现企业内部、外部的协同设计、协同制造和协同管理，快速响应市场变化，提高产品质量和生产效率。这种新型的制造业模式通过互联网将消费者、经销商、工厂和供应链等各个环节紧密连接在一起，根据用户的个性化需求进行产品的设计和生产制造。工厂通过互联网实现服务的网络化，向互联工厂的趋势发展。车间信息的采集和分析不仅为消费者提供了反馈，也为商业发展开拓了新的机会。
在这个智能制造的时代，我们面临着巨大的机遇和挑战。只有紧跟时代的步伐，不断学习和创新，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。智能制造不仅是一个技术的革新，更是一个商业模式的颠覆和重构。让我们一起期待这个未来的潮流如何改变我们的生活和工作方式。随着互联网技术向制造业领域的深入渗透，网络协同制造已经成为新的行业趋势，正在重塑制造业的传统模式。这一过程打破了传统工业生产的生命周期，构建了一个涵盖产品设计、研发、生产制造、市场营销和售后服务的闭环系统。在这个闭环中，用户、设计师、供应商、分销商等角色都经历了前所未有的变革，传统价值链也面临重塑。
在工厂之外，“数据制造”正在崛起。为了满足消费者的个性化需求，制造业企业需要生产符合消费者偏好的产品或提供服务，同时互联网提供了消费者个性化定制需求的平台。消费者与制造业企业之间的交互和交易行为产生了大量数据。这些数据的挖掘和分析有助于消费者参与到产品的需求分析和设计过程中，为产品创新做出贡献。大数据成为制造业智能化的基石。
在制造业的大规模定制中，大数据的应用不仅限于定制平台，还包括数据采集、管理、订单管理、智能化制造等方面。当定制数据达到一定数量级时，就可以通过数据挖掘实现流行预测、精准匹配、时尚管理等多种应用。大数据还能帮助制造业企业提高营销的针对性，降低物流和库存成本，减少生产资源投入的风险。
在“数据制造”时代，互联网技术将全面融入工业体系，打破传统的生产流程、生产模式和管理方式。通过深度集成生产制造过程与业务管理系统，实现对生产要素的高度灵活配置，实现大规模定制生产。这无疑将推动传统制造业的转型升级，改变制造业思维，为其带来更多的灵活性和想象空间。
对于我国而言，制造业是国家经济的重要组成部分。没有强大的制造业，国家经济难以实现快速、健康、稳定的发展。当前，我国正处于工业化进程的中后期，制造业创造了大量的GDP和出口贡献。在未来几十年中，制造业仍将是我国经济的支柱产业。
重新定义智能制造的关键词时，我们可以看到软性制造的重要性日益凸显。随着制造业的利润空间受到挤压，发达国家已经开始从硬件向软件、服务、解决方案等无形资产转移。未来的制造业不再仅仅是硬件的生产，而是软件对硬件的控制和功能的提升，以及对服务和解决方案的需求的快速增长。软性制造强调通过软件和服务的附加价值来发展制造业，这意味着未来的制造业企业需要提供更加丰富的解决方案和服务形态来满足客户的需求。
随着技术的发展，制造业正从“物理”转向“信息”。以往以硬件生产为核心的制造业正在经历变革。随着封装化和数字化的发展，零部件生产加工技术向新兴市场国家转移。在这样的背景下，制造业企业需要关注如何从信息角度发展业务，以适应新的市场趋势。这不仅包括软件和服务的提供，还包括如何利用信息技术来优化生产流程和管理系统，以实现更高效的生产和更优质的服务。
“数据制造”时代为制造业带来了前所未有的机遇和挑战。制造业企业需要紧跟时代步伐，适应新的技术趋势和市场变化，通过创新和转型来实现可持续发展。现代化制造业的转型：模块封装、个性化生产与智能化未来
随着时代的进步与技术的革新，制造业正逐步展现出全新的面貌。模块化和个性化生产的兴起，预示着制造业迈入一个新的时代。传统的制造业以规模化生产为主，而现在，越来越多的制造企业开始注重通过组装零部件进行封装化生产，将部分功能模块化，系列功能系统化，以此提升产品的附加价值。
模块化是将标准化的零部件进行组装，以设计满足市场多样化需求的产品。这一方法能够快速响应消费者的差异化需求，有效解决了大规模生产与产品多样化之间的矛盾。模块化只是产品功能的一部分，未来的制造业将更加注重在此基础上的系统化拓展，进一步开发新的应用与服务。系统化为主导，能够带来超越“物理”层面的零部件的附加价值，实现带有“信息”功能的更大价值。否则，即便零部件的质量和功能再出色，也难以在市场竞争中占据主导。
随着数字化和信息技术的普及，制造业的趋势正从“群体”转向“个体”。在发达国家，大规模的量产制造业正逐渐将生产基地转移到新兴市场国家，而小批量、定制化的生产逐渐受到重视。消费者开始有能力将自己的需求付诸生产制造。尤其是随着3D打印技术的普及，即使不具备工厂与生产设备的个人也能轻松参与制造业。这种“大规模定制”的制造业模式带来了商业模式的巨大变化。
互联制造是制造业发展的又一个新方向。随着信息技术和互联网的普及，制造业企业需要及时获取网络上的信息，并根据市场需求做出快速反应。企业还需要实现资源的集成与共享。互联制造能够快速响应市场变化，通过企业间的动态协同来配置制造资源，提高产品质量和市场份额。工厂通过互联网实现内外服务的网络化，朝着互联工厂的趋势发展。
美国的制造业在大数据应用上走在了前列。Google等IT巨头不断收购制造业企业，希望掌握主导权。GE公司也开始加强数据分析和软件开发，从车间采集数据，提供解决方案，开拓新的商业机会。德国则将“工业4.0”视为国家战略，追求工厂的智能化。
面对这样的趋势，我们应该将信息化和自动化深度融合作为主要着力点，推动制造业向智能化发展转型。研究部署信息物理系统平台是实现“智能工厂”和“智能制造”的重要保障。还需要推动制造业的模式和业态的革新，提升制度创新和管理变革能力。
危机既是威胁也是机会。在这个变革的时代，我们需要紧跟技术的步伐，不断创新和变革，以适应市场的需求和变化。只有这样，我们才能在激烈的竞争中立于不败之地。新一轮工业革命正如波澜壮阔的浪潮，席卷而来，它将以全新的力量重塑我们的世界。这场革命不仅将改变现有的生产方式和产业组织形式，还将重塑各国的比较优势，深刻影响全球产业竞争力和国际产业分工格局。智能制造作为主攻方向，正引领着这场变革的潮流。它将为我国产业结构调整带来重要的影响，推动制造业向高端化、智能化转型。这是一个巨大的机遇，让我们看到了无限的可能性和潜力。随着智能制造技术的不断进步和应用，我国制造业将迎来全新的发展机遇，实现跨越式的发展。这是一场充满挑战和机遇的革命，我们期待着它带来的美好未来。
智能制造不仅仅是一种技术革新，更是一种全新的产业革命。它将引领制造业进入一个全新的时代，推动产业结构的优化和升级。在这场革命中，我们需要紧紧抓住机遇，加强技术研发和应用，提高制造业的智能化水平。我们还需要加强国际合作，共同推动全球智能制造的发展，共同迎接全新的产业时代。这是一场全球性的变革，需要我们共同努力，共同创造美好的未来。