智能工厂工业4.0最基本的特征是什么

　　本文作者郭朝晖老师，优也首席科学家，前宝钢研究院首席研究员，中国工业智能领域权威专家

　　几年前，我试图用一句话描述工业4.0最基本的特征。我提出，工业4.0最基本的特征是：流水线上的个性化定制。最近，我又想到用一句话描述智能工厂最典型的特征。我想，最典型的特征应该是：流水线上实现产品的自动切换。 工业4.0、智能工厂有很多特征，我为什么选择这两个不起眼的特征呢？我的理由是：这两个特征不仅通俗易懂，还能“纲举目张”，把工业4.0、智能制造的许多技术引申出来，以便于理解这些技术的作用和相关的场景。

　　下面就简单描述一下相关的场景和逻辑。

　　自动切换意味着：产品到达某个工位时，机器的参数或工作方式会发生改变。要做到这一点，必须跨工序地准确跟踪产品。这就意味着：必须推进生产过程的可追溯和厂内各个车间之间信息的“横向集成”。

　　一般来说，产品的工艺标准和参数存储在管理计算机上，而执行过程是由控制计算机实施的。所以，产品自动切换时，管理计算机要把信息发给控制计算机。这其实就是信息的“纵向集成”。如果生产的工艺参数依赖于产品本身所描述的信息（比如零件的几何形状），产品就要用数字化模型描述、甚至需要采用CPS或数字孪生技术。如果这个工厂不断研发出新产品，而新产品的生产工艺标准都是数字化的，就可能需要把研发、制造、服务等过程串起来，这就是“端到端集成”。如果产品的种类非常多，库存管理和采购就会非常麻烦。要解决这些麻烦、降低库存和采购的成本，就要把销售信息、库存信息和上游供应链的信息打通。这样，“横向集成”就会由企业内部拓展到企业的外部。

　　在产品的切换过程，可能会带来很多麻烦，如质量和效率的降低，能耗和成本的上升等。这时候，就需要用大数据和工业APP的手段进行优化。产品可追溯等特点，就保证了数据的完整性，从而支撑这些工作。同时，生产的计划调度的复杂性和要求会越来越高。特别地，生产出现问题时，对调度的实时性要求会变得很高，很可能会要求智能调度，以实现工序之间的有效协同。同时，为了便于持续优化，工业互联网平台会成为标配。

　　在高度自动化的工厂中，正常的生产过程很少需要人来操作机器。但是，产品切换过程往往是需要人的。如果产品切换实现了自动化，则现场的工人可以进一步减少。从而从自动化走向了智能化。人对生产的干扰也就少了，有利于生产和管理的稳定。换个角度看：如果要实现工业4.0，流水线上每个产品都不一样，就必须实现产品的自动切换。这样，智能工厂的味道是不是越来越浓了？

　　所以，人们在建设新工厂、开发新设备的时候，脑子里要有一根弦：要为日后的自动切换留下接口。有些朋友可能不赞成我的观点，觉得我的要求太LOW了。但我相信：这个观点一定是越想越有味道。

　　编辑：黄飞