1.3 智造工厂和智能制造

1．智造工厂

智造工厂是从物联网派生出来的概念，主要是指：生产信息化系统+管理信息化系统+工业物联网物流系统，如图1.3.1所示。

图1.3.1 智造工厂

数字化工厂是在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，是新型的生产方式。

智造工厂是在智能生产线的基础上，结合数字化工厂，利用物联网技术和互联网技术，加强信息管理服务，可自主采集、分析判断和决策。

智造工厂基于工业革命的基础上提出了高盈利、零库存、高柔性、无缺陷、智能化和快速响应的设计目标，相比传统工厂，它在适应能力、盈利能力、响应速度、协同能力、合格率、成本、用人量、人均产值、智能化程度等方面都有了很大的改善。

2．智能制造

智能制造是工业4.0的核心（心脏），如图1.3.2所示，制造工艺是不同产业的主要区别特征之一。电子产品千变万化，很难形成统一标准化的制造工艺，50%以上是无法量化的经验，必须等待专家系统和人工智能等高新技术的突破，才能真正实现。我国2017人工智能规划如图1.3.3所示。

图1.3.2 智能制造

图1.3.3 我国2017人工智能规划

人工智能基础理论体系：大数据智能理论、跨媒体感知计算理论、混合增强智能理论、群体智能理论、自主协同控制与优化决策理论、高级机器学习理论、类脑智能计算理论、量子智能计算理论。

人工智能关键共性技术体系：知识计算引擎与服务知识技术、跨媒体分析推理技术、群体智能技术、混合增强新架构和新技术、自主无人系统的技术、虚拟现实建模技术、智能计算芯片与系统、自然语言处理技术。

3．工业软件

工业软件是指专门为工业领域所使用的软件，如图1.3.4所示。

图1.3.4 工业软件

工业软件支撑了绝大部分的生产制造过程，大致可以分为两类。

一类是植入到硬件产品或生产设备中的嵌入式软件，它可以细分为操作系统、嵌入式数据库和开发工具、应用软件等，达到自动化、智能化控制、监测、管理各种设备和系统运行的目的，对应工业4.0中生产设备的应用。

另一类是对生产制造进行业务管理的，各种工业领域专用的工程软件。例如，产品生命周期管理系统（PLM），从产品研发、产品设计、产品生产、流通等各个环节对产品全生命周期进行管理；各种计算机辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）、辅助分析（CAE）、辅助工艺（CAPP）、产品数据管理（PDM）等实现生产和管理过程的智能化、网络化管理和控制，对应工业4.0中生产管理的应用。

因此，工业4.0将工业软件提升到了前所未有的高度。工业4.0将各种工业软件充斥到制造流程中，从供应链管理、产品设计、生产管理、企业管理四个维度，提升“物理世界”中的工厂/车间的生产效率，优化生产工程。工业4.0中囊括了制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）、企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）、产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）等软件系统及数据处理系统，能够将分散的各种信息汇总分析，从而解决产品生命周期的不断缩短、物流交货周期的不断加快及客户定制要求的多样化问题，为制造工艺带来决定性的影响。