如今，技術正在迅速將制造業從大規模生產的產品轉變為定制產品。最終的商業目標——也是21世紀競爭力的支柱——是制造商生產正確的產品，以正確的價格交付給正確的客戶。理想情況下，該產品還將以更高的復雜程度提供更大的實用性或客戶吸引力。
工業4.0愿景將智能制造系統添加到制造和裝配的基本流程中。在這一愿景中，“數字化轉型”代表了一個完全互聯的制造環境。這個環境中的所有設備都是在線的、智能的，并且能夠進行不同程度的自主決策。
之前的文章介紹了東盟成員國和其他國家開始采用的工業4.0理念、工具和方法。重點是什么？資源、工具和想法在哪里聚集？出于什么目的？本文重點介紹了工業4.0的關鍵支柱之一——智能工廠。
“我們必須證明數字化制造具有包容性。然后，真實的敘述將會出現：歡迎，機器人。你會幫助我們的。但人類仍然是我們的未來。”——喬·凱瑟
數字化制造
智能工廠理念是工業4.0的核心，許多人甚至可以互換使用這些術語。不幸的是，分析師和制造商對于什么是智能工廠幾乎沒有達成共識。
根據行業研究和報告編制的描述通過以下方式定義智能工廠：
制造業發展和供應鏈地位顯著提升。
完全連接且靈活的系統，依賴于來自連接的生產和運營系統的持續數據流。
超越生產設施中的典型自動化，特別是在執行離散任務或流程方面。
這些相當豐富的描述有幫助，但只有一點點。一般來說，智能工廠是資源、流程和實踐的焦點。在工業4.0環境中，智能工廠是制造商創造價值的地方（稍后詳細介紹）。
智能工廠的特點
由于智能工廠沒有公認的定義，因此很難為其賦予“典型”特征。相反，通過描述智能工廠的功能，可以更輕松地了解智能工廠是什么。這種智能工廠指標方法提供了以下功能：
利用IT通信和數據管理技術監視、收集、協調、控制和集成數據。
更快地生產和分銷制成品以響應市場需求。
使用智能代理和其他網絡物理系統來更有效地運行。
使用自動化代理來優化通常由人類負責的復雜生產決策。
使用數字連接與供應商、客戶、合作伙伴和設施內的部門進行協作。
可以連接到類似生產系統和數字供應鏈的全球網絡。
不斷發展以滿足組織不斷變化的業務目標。
實時或近實時地適應新的和不斷變化的條件并從中學習。
網絡物理系統(CPS)在技術和流程不斷變化的過程中發揮著至關重要的作用。它們通過將計算和通信功能與物理過程相結合，為物理系統添加新功能。CPS的強大之處在于它們能夠提供新功能，支持日益復雜的制造流程。
是什么讓智能工廠變得“智能”？
對于什么是智能工廠缺乏共識，這一點還延伸到了如何使工廠變得智能。然而，那些希望達成共識的人可能會發現共識即將達成。最近為智能工廠分配特定設計和生產能力的研究正在進入制造業貿易媒體和咨詢白皮書。
工業4.0智能工廠的6個關鍵設計原則
I-Scoop咨詢公司的一項研究《工業4.0：第四次工業革命》通過提出每個智能工廠應包含或使用的功能要求來間接描述智能工廠。這些要求強調了當今現有技術的可能性，基于六項基本工廠設計原則：
模塊化：這種設計能力使系統組件能夠快速、輕松地組裝、拆卸和重新組合。在生產車間，這意味著能夠以最少的時間和精力在生產線中添加、重新定位或重新排列組件。高度模塊化的智能工廠設計可實現智能資產的快速集成，可由多個供應商提供。
互操作性：強調互操作性的智能工廠設計確保技術信息可以在系統組件內[或之間]共享。這些業務信息可以在制造企業、供應商和客戶之間共享
去中心化：為機器和網絡物理系統帶來去中心化和自主決策是工業4.0的核心目標。重點是自主系統元素，例如模塊、物料搬運系統以及位于生產車間任何位置的產品。總體目標是使CPS能夠在無需集中控制（人或機器）監管的情況下做出決策。
以下是智能工廠中兩個可能的自主標準：
1.如果結果不違反高層業務目標，則使CPS能夠實時自主地做出生產過程決策。
2.讓嵌入式計算機幫助自主網絡物理系統通過傳感器和執行器與其生產環境進行交互。
實時能力：基于模塊化，智能工廠應該進行配置/自配置，以及時響應內部和外部的變化。這種快速響應基于收集和分析最新數據的能力。借助該功能，制造商將深入了解根本原因并預測計劃外停機的潛在風險，并根據不斷變化的客戶需求安排生產線班次。
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虛擬化：此過程結合了物理制造系統、其數字系統和過程數據來創建虛擬工廠環境。在這個虛擬環境中，可以：
監視、控制和模擬物理系統和過程。
發送數據實時更新虛擬模型。
通過創建數字原型對工廠進行設計更改。
培訓員工執行手動任務。
診斷和預測故障。
指導員工執行維護任務。
服務導向：這一設計原則將重點從銷售產品轉移到銷售產品和服務。具有服務導向戰略的智能工廠將設計和生產產品，創建相關服務，并將它們一起銷售。這種方法鼓勵核心流程的創新改進，并在必要時外包或消除其他流程。
使用實時數據監控和分析方法來識別流程、設備或市場變化。
包括足夠的模塊化，以加快系統恢復或生產流程或設備的更改。
包括對內部變化、監控和控制的實時響應。
響應能力：這一基本能力能夠對內部生產系統狀態的變化、客戶品味或市場的其他變化做出反應。響應式智能工廠設計：
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