未来制造 智造未来

 谈起智能制造，很多人就会想到提出工业4.0概念的德国。德国政府2013年将工业4.0纳入国家战略，为此提出了建构信息物理系统网络、重新成为世界领先的供应商并主导市场策略，要求实现工业产业之间的横向集成、纵向集成与端到端的继承等一揽子行动计划。

实际上，德国之外的发达国家也非常重视智能制造。美国2008年金融危机爆发之前，产业界就已经认识到20世纪80年代以来的经济过度金融化、产业空心化的严重后果。奥巴马政府提出了重振制造业的战略。美国智能制造有着良好基础，人工智能、控制论、物联网等智能技术研发水平在全球仍处于遥遥领先地位，多家科研院所、高校与霍尼韦尔、IBM、思科等知名企业为此建立了密切的合作关系。2011年美国制定了智能制造的4个优先行动计划，2014年，美国工业互联网联盟成立。

而在欧洲，英国和法国近年来也在发力推进智能制造，法国为此建立了专门的生产振兴部。日本、韩国、印度等国的智能制造也走出了一条新路，值得关注的是，日本通产省早在1992年就建立起日美欧的先进制造合作机制。

中国制造2025是在全球许多国家重新布局产业结构、世界制造业格局迎来重大调整的背景下所提出的。再加上近年来中国经济发展环境发生了重大变化，容纳了主要就业人口的制造产业亟待实现智能升级，摆脱产业结构不合理、高端装备制造业发展滞后、信息化与工业化融合程度不够、制造业创新体系不完善等问题。

要把握智能制造机遇，真正意义上让智能技术、网络技术和制造技术等密切融合并应用于制造全流程，并能在产品制造过程中进行智能化分析，进行敏捷化处理，就必须切实了解主要竞争国家智能制造发展动态，加紧培养优势产业，实现高端装备创新，并结合数字网络，提升智能效率。

由同济大学中德工程学院“工业4.0-智能工厂实验室”与德国西门子工业软件公司相关专家编著的《智能制造之路：数字化工厂》，深入介绍了智能制造浪潮的兴起背景、欧美日等国智能制造发展与应用情况，剖析了智能制造的内涵与特征，探讨了中国智能制造的成长前景。尤为值得一提的是，这本书不仅提供了智能工厂方案与体系的基本介绍，还围绕智能工厂的产品全生命周期管理、智能制造运营管理、全集成自动化、系统集成等重要问题展开了深入探讨，对于国内各级各地政府工业与信息化、科技创新等职能部门的官员，制造业、互联网产业从业人员，关注中国经济发展转型的研究人员具有较强的参考价值。

书作者在全书开篇即比照指出，智能制造与传统制造有着本质化的不同，更新了一直以来的自动化概念，将制造发展为新型的柔性化、高度集成化、智能化水平，极大的扩展及部分取代了人类的脑力劳动和体力劳动。书作者还强调，智能制造工厂不是此前一些分析人士所指的无人工厂，恰恰相反，人将在新的智能制造工厂中发挥更大作用，真正意义上实现人与机器、产品的互联互通。

智能制造系统的关键，体现在智能工厂上。产品制造需要经历自动化、数字化过程，借助物联网技术实现设备的互联互通、智能工厂架构的纵向集成，借助跨层级的数据传输能力建立通道，为生态型只能工厂的建立提供组建基础。通过三维建模等可视化技术，智能工厂中，现实物理世界与虚拟世界实现了无缝融合，可以在成本低廉化基础上实现高水平的仿真设计与制造。书中介绍了智能工厂的架构与功能定义，以西门子基于工业4.0概念构建安贝格数字化工厂的案例进行了进一步的解析说明。

这本书的“产品全生命周期管理篇”主要探讨数字孪生模型及其组成。数字孪生模型是在美国国防部提出的信息镜像模型基础上发展而来的，借此以数字化方式在虚拟空间中呈现物理对象，模拟其在现实环境中的行为特征，可应用于整个产品生命周期的数据、模型及分析工具。数字孪生模型在制造中可起到预见设计质量、制造过程，推进设计和制造更为紧密的实现协同等作用。书中介绍了相关的技术标准与规范，以及产品设计、过程规划、生产布局、过程仿真、产量优化等数字孪生模型。

“制造运营管理篇”介绍了新型的制造执行系统。计算机辅助生产管理系统20世纪80年代以来已广泛应用，制造执行系统的概念则提出于20世纪90年代，可以进一步的分解ERP软件信息，将操作指令传递给底层控制，还可以监控底层设备的运营状态，起到很好的实时管理作用。新型的制造执行系统将成为智能工厂的核心，从生产制造、供应链、工程技术三个维度进行描述，并成为全面贯彻精益制造的平台。书中第六章介绍了西门子的制造执行系统平台，介绍并解析了该系统的架构图。

而在“全集成自动化篇”和“系统集成篇”中，书作者给出了全集成的系统概念介绍，以西门子自动化与驱动集团相应市场需求和技术革新趋势，所进行的相关探索，重点阐释了企业间价值网络的横向集成、纵向垂直集成等问题。