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在規(guī)劃智能工廠的時候要以智能的方式去思考。傳統(tǒng)工廠是大規(guī)模使用機(jī)器制造產(chǎn)品，而智能工廠的定義是？
能夠進(jìn)行自我規(guī)劃，不需要人工介入，有一定的技術(shù)基礎(chǔ)。如CPS讓生產(chǎn)設(shè)備之間以及產(chǎn)品之間像人類一樣，可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行對話和溝通，讓產(chǎn)品和機(jī)器自動完成自己的使命。
當(dāng)我們談到智能工廠，就會不由自主想到工業(yè)4.0。
工業(yè)4.0的特點(diǎn)，我想是分散化、集成化和智能化。智能工廠只是全局的一部分。
智能工廠是什么，它能夠利用大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，制造出低成本、個性化的產(chǎn)品。其次是敏捷性、靈活性，內(nèi)部流程都能夠自動適應(yīng)，不需要重新設(shè)計。
另一點(diǎn)是高度的自動化，但不失靈活性。有人認(rèn)為有了自動化就失去了靈活性，但我們有一個智能分散過程，得益于信息物理系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)的幫助，可以將靈活性和自動化兩者結(jié)合。
智能工廠的設(shè)備可以適應(yīng)不同的產(chǎn)量，通過IT系統(tǒng)使縱向和橫向整合，從而實現(xiàn)服務(wù)互聯(lián)。整合整個供應(yīng)鏈上各個元素，從供應(yīng)鏈到最后終端客戶。
在1994年的美國，出現(xiàn)了一個詞——敏捷工廠。其一是通過IT系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)快速響應(yīng)客戶需求，其二就是橫向整合。在1993年的德國一位專家提出了分散式工廠的概念，稱生產(chǎn)系統(tǒng)可分為很多部分，一些分散化的過程可以通過互聯(lián)網(wǎng)方式整合。
這些是模塊化工廠的前身，采用一些分散式的生產(chǎn)方式，將所有一切連接起來，我想這也是智能工廠概念的基礎(chǔ)。
舊的概念加上新的概念，再加上新的科技就可以構(gòu)成智能工廠。很多技術(shù)在被成熟應(yīng)用后，如CPS、云計算就為實施生產(chǎn)過程中的智能化帶來了更多可能。
以洗衣機(jī)產(chǎn)品為例。作為消費(fèi)者，我們可能希望將洗衣機(jī)的顏色改變一下，更加適應(yīng)房間的顏色。作為生產(chǎn)企業(yè)，客戶需要個性化、定制化的設(shè)計，而不再是大規(guī)模、統(tǒng)一的產(chǎn)品。
變化越多，意味著產(chǎn)品的產(chǎn)量就越小，產(chǎn)品的生命周期就越短，交付到市場的時間也就越短。我們的最終目標(biāo)是要滿足客戶的需求。
那么如何能夠滿足小批量生產(chǎn)、滿足客戶更多變的定制化需求？而且，企業(yè)也不能為此去增加成本和工作時間。這就需要有靈活高效、可拓展性的生產(chǎn)，使產(chǎn)品組合更加細(xì)分，每種產(chǎn)品數(shù)量變小，所有這一切加起來就構(gòu)成了智能工廠。我們需要一個比傳統(tǒng)工廠更加人性化的智能工廠。
對于德國工業(yè)4.0，德國人給出了很多標(biāo)準(zhǔn)，從整體概念到工廠規(guī)劃細(xì)節(jié)。其中一些標(biāo)準(zhǔn)是我們德國物流研究院名譽(yù)院長Prof. Dr.-Ing. Axel Kuhn（庫恩院士）提出來的，他也是我的博士生導(dǎo)師。
如果要規(guī)劃智能工廠，首先我們要了解生產(chǎn)的產(chǎn)品和市場需求量。何時產(chǎn)量穩(wěn)定，何時會產(chǎn)生銷售峰值，這個波動過程，在設(shè)計工廠的時候也需要考慮。
工廠是一個實體，所以我們要確定需要投入多少資金，購置多少設(shè)備。另一點(diǎn)，工廠都有供應(yīng)商，我們還要與供應(yīng)商整合，包括人力資源和組織架構(gòu)。
智能工廠在規(guī)劃時最大的不同，是生產(chǎn)，剛才說到的拓展性、敏捷性和靈活性都是很重要的概念。智能工廠一定會以集成系統(tǒng)的方式體現(xiàn)這些特性。
我們可以通過改變生產(chǎn)線的方式來改變生產(chǎn)，將生產(chǎn)單元靈活地連接起來。
如何達(dá)到靈活性，而不是剛性，也不是死板地改變生產(chǎn)線？一個靈活的生產(chǎn)過程，產(chǎn)品應(yīng)是互通互聯(lián)的，這是一種自我管理的過程，產(chǎn)品自帶生產(chǎn)信息，可以提示系統(tǒng)如何進(jìn)行生產(chǎn)。
除了生產(chǎn)，運(yùn)輸也要非常靈活，雖然這很難達(dá)到。未來的趨勢，一定是使用智能和自動運(yùn)輸系統(tǒng)，通過自動運(yùn)輸系統(tǒng)將物流空間分成很多部分。
如德國物流研究院研制出的全球首臺輕型高速穿梭車MultiShuttle，有別于傳統(tǒng)無人小車的是：MultiShuttle Move每個小車都是獨(dú)立的，有獨(dú)立的“思想”。在行走過程中，需要與哪些設(shè)備聯(lián)網(wǎng)溝通；遇到障礙物如何處理......都可以智能地獨(dú)立完成。
這些智能化的物流新技術(shù)，是需要在智能工廠里運(yùn)用的。
在智能工廠里，IT系統(tǒng)是工業(yè)4.0很重要的一部分。在整個產(chǎn)品線上進(jìn)行垂直整合，而在工廠內(nèi)部進(jìn)行縱向整合，在供應(yīng)鏈進(jìn)行橫向和縱向整合，這個就是創(chuàng)新。
我們需要將系統(tǒng)整合起來，讓它能夠進(jìn)行工作?，F(xiàn)在，我們可以通過云計算來讓IT系統(tǒng)更好的工作。
最后一點(diǎn)是人力資源。過去工廠里有很多人力是重復(fù)工作的，但在智能工廠里面一切都會改變，因為我們通過人機(jī)交互，通過IT系統(tǒng)進(jìn)行溝通；為此，我們需要擔(dān)負(fù)更多責(zé)任。
在科技完全成熟之前，還需要一些時間，才能實現(xiàn)智能工廠，現(xiàn)在還不存在一個完好的智能工廠。
智能的時代正在到來，縱橫整合是一個大話題。智能工廠不僅是生產(chǎn)，還有人機(jī)交互。西門子Amberg工廠在20年前就已經(jīng)開始智能生產(chǎn)過程了。
奔馳的工廠(Smart + Plant)就是智能工廠(Smart Plant)嗎？這個問題很有意思。
德國奔馳Smart工廠里的生產(chǎn)線，人們和機(jī)器可以相互溝通，供應(yīng)商之間可以橫向整合，噴涂車間、驅(qū)動系統(tǒng)以及總裝車間都是相互連接的。順便提一句，這個廠1997年就啟動了，當(dāng)時還年輕的我在那里擔(dān)任項目經(jīng)理。
最后一句話想與大家分享：The secret of getting ahead is getting started.
作者：Rolf Schmidt
來源：德國物流研究院（ID：Fraunhofer_IML）
