1.2 工业4.0是智能制造

智能制造是一个不陌生的字眼。智能化的生产制造能够提高产品的效率和品质，并把人从烦琐的工作中解放出来。自动化的生产、高科技的应用与智能制造相关联。智能制造改变传统的生产模式，建立智慧化的生产和生活体系，如图1-2所示。

1.综合特征

智能制造是基于新一代信息技术的研究，在设计、生产、管理和服务等各个环节上融会贯通，能够具有自我感知力、判断力和执行力等先进的技术能力，并能运用到生产创造中。智能制造不但包含智能制造技术，还包含智能制造系统。智能技术共同编织成一张智能系统的大网。智能系统能够通过自我学习与改进充实自己的信息库，更好地进行智能化生产。工业4.0的目标就是这种智能制造。

在经历过工业1.0的蒸汽生产、工业2.0的电气化生产、工业3.0的信息生产，又将迎来新的一次改变人类生产制造的大变革，即工业4.0。工业4.0要求生产信息化，设备自主智能思考、智能做决断及智能维护与更新。从生产线到用户使用产品一切实现智能化和简洁化。智能制造就是指依靠传感器、通信网络的物理信息系统，实现人、设备和产品之间信息资源的分享与互通。从而实现实时交流、互相认知的作用，是制造业与互联网紧密关联，使生产方式具有组织超柔性、定向性的特征。

2.智能制造系统

智能制造系统是一个庞大的智能化运作系统，在制造业的每一个角落都有它的足迹。在产品最初的设计、研发到产品的生产，再到产品的运输与维护，每一个环节都有智能化的体现。智能制造系统主要包括智能设备、智能生产、智能产品、智能管理和智能服务这5个方面，如图1-3所示。

（1）智能装备

智能装备包括硬件设施的智能化和人才储备的多元化。软件、硬件一起抓，才能真正组建智能装备。工业4.0之所以不同于之前的工业革命，主要是因为它在硬件方面提出了更高的要求。要想达到工业4.0智能工厂、智能生产的目标就必须对硬件全面升级。半自动化的产品和设备会被智能化需求的市场所淘汰。企业对于新技术的需求在工业4.0时代是很大的，因此智能的硬件设备是必不可少的。这是一个新技术替代旧技术的时代，要全面打开市场，必须在智能装备上下足功夫。

硬件的全面升级要求软件必须跟上进度。要在智能化人才培养方面下更大力度，以此抓住时代变化的潮流，做市场的领导者。不要因为人才的缺失而造成木桶效应，导致制约工业4.0时代的发展。加大投入成本，使人员投入与硬件技术的投入相匹配。

（2）智能生产

智能生产是人类的一种理想的生产状态。能够通过使用PC、智能手机等任何一个智能的终端设备编辑、控制生产的全过程。生产过程中各个环节不断自主地进行交流沟通，最终满足用户的多种个性化需求。用定制代替批量化生产，让产品更合乎客户的心理需求，实现生产小而精。

不同行业、不同企业间开创新的制造模式。重建生产商、消费者和经销商的关系，重组新的产业信息、资金和运输间的关联。工业4.0时代到来后生产者不必迷茫，要在新的挑战中激流勇进，探索真正的智能化生产。

（3）智能产品

智能产品与传统产品最大的区别就是它能借助传感器、处理器及存储器等拥有感知、通信和存储的能力。有专家推测，到2020年，物联网下的智能产品数量将突破500亿。这是个庞大的数字，数量庞大的智能产品主要产生于人们使用的终端设备上。如智能穿戴、智能家居等都是通过智能化的终端设备显示和远程遥控操作的。

小米在年度发布会上发布了首款穿戴式智能设备小米手环。它具有来电提醒、智能震动闹钟、记录分析运动数据和睡眠数据的功能。大众一下子就被这种智能记录运动量、线路的功能所吸引。小米手环与手机互联，使其记录分析的数据能够通过移动终端显示在用户面前。该智能手环一经推出就受到了追捧并引发了运动热潮。

小米手环这种智能化的设备直接改变了很多人的运动方式。以前只是枯燥地运动，现在可以通过小米手环记录自己的运动量，甚至有很多人会乐于分享自己的运动轨迹，用运动轨迹画个桃心之类的。通过运动量上传到互联网，带动周边朋友争相比拼运动的热潮，使得人们的运动更有情趣。小米手环穿戴简单，通过传感器，以互联网为基础，用终端设施接收信息，这样的智能化让用户感到很新奇、很实用。这就是智能产品所带来的便利。

（4）智能管理

围绕产品的生产、使用等多方面信息组合起来，进行产品的智能化管理。提升企业数据的准确性、完整性、及时性和可行性。设备通过信息的交流实现自主决策、自主生产和自主管理。

智能管理是主要以人工为基础，智能设备为主体的全新的管理模式。工业4.0时代将会颠覆传统的管理模式，很大程度地减少工业制造对人力的依赖。

（5）智能服务

智能服务是智能制造的核心，智能制造是为了更好地服务客户。企业通过捕捉客户的基本信息，积累丰富的数据。通过这些数据为客户定制更适合的产品。同时在获取客户基本信息的同时还可以对客户的习惯、兴趣、喜好甚至身份、生活状态等做出全面的数据分析。企业由被动被客户选择转变为主动出击，主动迎合客户的需求，做到精准服务。智能服务是一种根据需求主动出击的服务模式。

制造型企业和服务型企业相应相生，随着工业4.0时代的到来，很多制造型企业需要向服务型企业转型。制造产品逐渐简单化，而个性化服务的需求力度却不断加大。智能化服务主要在于挖掘客户的隐性需求，制定相匹配的产品，刺激客户购买的欲望。

3.发展前景

通过上述针对智能制造的描述，想必大家能够大致勾勒出智能制造的轮廓。那么智能制造在未来的轮廓又会是怎样勾勒的呢？车间里只有机器人通过扫描数字信息对产品进行组装，空无一人的无人运输车直接送货上门，客户通过终端设备直接远程接收和操控产品……这些将成为未来智能制造下的生活场景。智能制造究竟能够给我们带来什么？答案如图1-4所示。

（1）提高生产效率

当员工一个一个用手组装、依靠人力包装产品时，效率必然不能达到最大化。现今社会高速、大批量的生产是很多企业的共同话题，大家都在追求以最大效率生产。但是智能制造就不一样了，智能制造的全自动生产模式大大减少了时间的浪费，个性化定制又使产品定向输出。

（2）节约能源

资源的节约是人类永恒的话题，人们已经意识到资源的不可逆，想要日后仍旧拥有资源，就要在当下节约资源。一方面，目前，很多工厂在没有生产任务的时候，机器依旧在工作状态下耗损能源，而智能制造能够让机器自己管理自己，在没有工作任务的情况下休息，在接到指令后再启动开始工作，从而节约能源。

另一方面，既然智能制造提升了效率，自然在时间、人力以及其他资源上有了很大的节约。

最重要的是智能制造主要是个性化定制，产品面向小众范围。比起批量化生产的产品更符合客户的个性化需求，避免了由于产品与客户之间的不匹配导致产品废弃、资源浪费。

（3）多种少量生产

目前，个性化定制已形成一种潮流，但是很多产品生产仍不能实现个性化定制。如住宅这种大型高费用的产品，通常我们买房子时都会在一套与另一套之间比较挑选，却往往不能直接表达自己的具体需求，再根据具体的需求建造提供房源。很多产品自身是有一套完整的生产程序的，企业间、零件与零件之间不能互通，让客户失去了选择的机会和定制需求的满足。智能制造就针对这种个性化需求支持客户定制产品。一个勺子用什么材质、刻什么花纹、上什么样颜色等，这些都是可以定制的。多方面满足客户的需求，“撞衫率”大大下降。

根据客户定制需求生产出多品种但少量的产品。随着时代的发展，大批量生产、大规模销售的形式已经逐渐被网络零售、柔性化的生产所代替。规模化的生产并不完全被个性化的定制所取代，而是相互的结合，达到更高效率的生产。在很多方面客户的需求大致是相同的，而在少数方面追求个性化。工业4.0时代主要是了解客户的全面需求，针对客户的需求制造品种多样的产品，少量生产，使小众客户从中得到满足。

智能穿戴设备、智能机器人等形成的“智能潮”向消费者席卷而来。消费者对这些智能产品表现出很浓厚的兴趣以及期望。Facebook也想走在智能浪潮的前沿。

Facebook是全球第一大网络社交平台，在全球拥有14亿用户。2016年4月，Facebook发布了一款新型屏幕阅读工具，能对图片上的内容进行自动语音描述，从而让盲人或视觉障碍者“看到”图片。

当盲人阅读时，语音自动播放识别图片文字，并会告诉用户点赞和转发等信息。但是目前这种智能设备还不是很完善。照片描述被控制在100字以内，因此描述不会十分具体。就像它会告诉你在院子里有两棵树，但不会告诉你这两棵树开满了花。或者它会告诉你这张照片中有一个马克杯，但不会告诉你马克杯上有一个卡通鸭子的图案。这款智能识别系统目前只在苹果手机应用里推出，并且只支持英文。

Facebook希望能改进这一技术，使其提供更详细的描述，甚至回答出使用者关于照片的提问，并计划将这项智能识别技术应用在安卓系统和网页中。Facebook官方数据显示每天都有超过20亿的照片上传。这就要求Facebook必须建立一个庞大的图片数据库，用于智能化识别图片技术。Facebook首席技术官迈克·施罗普弗认为，发展人工智能技术主要是为了掌握用户的兴趣点并筛选分析，进而为用户提供其更感兴趣的全面的信息。

Facebook根据盲人这个小众群体阅读的需求，为其设计了可识别图片的智能技术。这使得盲人的个性化需求得到了满足，因而受到很多盲人朋友的欢迎。客户的兴趣和需求就是企业必须关注的。在工业4.0的趋势下，企业的生产更多元化、少量化。批量化生产将不复存在，个性化定制将占领整个时代。