智能工厂的三大基石

“没有成熟的工艺，就不要做自动化；没有成熟的管理流程，就不要做信息化；没有数据和互联的基础，就不要做智能化。”

工厂智能化是工厂自动化和工厂信息化的整合和进化。工厂智能化有三大基石：自动化、信息化、数据和互联。工厂智能化有两个核心：一是知识的数字化，二是知识的泛在化。

离散制造业和流程制造业的自动化有比较大的差别。离散制造业以工位自动化为基础，再通过自动化传输设备打造自动化生产线或模块化生产单元。流程制造业是以设备自动化控制为基础，加上流程控制自动化，构建整个流程的自动化。所有的自动化都把产品制造工艺研究得非常完善，并把知识数字化，结合机械电子技术，铸就自动化。自动化知识图谱如图6-5所示。

图6-5　自动化知识图谱

成熟的工艺对每一个作业中心及作业细节有精准的描述，作业之间的逻辑关系以及对材料、工装工具的精准描述，都是自动化中编程（数控）的基础。成熟的工艺浓缩了产品制造的物料、产品、工具、加工、装配的知识和经验，并把这些数字化成为程序和模型。这就是成功自动化的必要条件。图6-6描述了一个六轴机器人的运动模型以及相关参数。

设备自动化已经有近50年的历程，在日本和德国这两个工程师文化浓厚的国家得到了长足的发展。这两个国家的自动化水平领先世界，他们投入了大量人员和资金，产生了一大批自动化巨头，如西门子、倍福、东芝。过去的自动化既强调软件的自动化，也强调硬件的自动化。随着信息技术的发展，尤其是物联网以及内嵌计算机的计算、存储和编程能力的几何级数的提升，软件自动化和智能化对整个设备的功能和价值的影响越来越大，甚至起到了决定性作用。

图6-6　六轴工业机器人的运动模型及参数

目前，企业信息化的成功一定是基于成功的业务流程再造，结合信息技术与精益的思想，以高效率、低成本、低风险、协同化为目的把业务数据集成建模，放在系统中进行管理。“Garbage in garbage out”是一个企业信息化流行语，它形象地描述了信息化的挑战。一个流程混乱的企业不可能做好信息化。具有成熟的信息化能力是企业建设智能工厂的基础。成熟的信息化至少包含ERP、CRM、PLM、MES、SCM五大系统，这五大系统会在业务管理、销售和营销、产品创新、产品全周期数据整合、制造过程规划和控制、供应商管理等方面实现高质量的数据信息同步和先进快速的决策支持。信息化极大地提高了管理的效率，为企业竞争能力的提升提供极大的技术支持。这些系统成功地集成，既是构建数据驱动管理的基础，也是企业智能化的基础。一旦完成整个企业各个子系统的集成，众多的业务决策都可以构建决策模型，可以给决策层提供清晰的决策依据；甚至一些可控的决策，可以由系统数据模型直接驱动，不再需要人的参与。智能化工厂众多常规的，重复决策已经由系统取代。众多普通的管理岗位将会消失，规划型和监控型工作岗位将会成为主流。这样的岗位需要数据型业务专家。这样的人才将会决定企业转型的成败。