什么是智能工厂？
揭晓时间：2022-12-14
顾名思义，智能工厂是……智能的 。智能工厂是机械、通讯机制和盘算能力的互连网络，是一个信息物理系统，它使用人工智能 (AI) 和机械学习等先进手艺来剖析数据、驱动自动化流程并随时学习 。
智能工厂和智能制造是被称为 工业 4.0 或第四次工业革命的手艺厘革的一部分 。前三次工业革掷中的每一次都降生于一种立异的新手艺，它彻底改变了我们事情和制造商品的方法：即蒸汽机、装配线和盘算机的实力 。今天，第四次革命是由数字化转型和智能自动化驱动的 。
在已往几年中，企业向导者越来越显着地熟悉到，数字化转型是希望在 2020 年月具有竞争力和弹性的供应链和制造营业确当务之急 。疫情进一步袒露了全球供应链薄弱环节和行业懦弱性 。《福布斯》杂志的一篇 文章 重申了这一点，称“COVID-19 向天下展示了制造业应该已经知道的事情 。古板的供应链和制造生态系统正在失败，我们需要转向顺应性更强、更迅速、完全数字化的解决计划 。”
消耗者的期望也有助于智能工厂手艺和未来工厂的生长 。被称为亚马逊效应的消耗者对越日送达的需求一直在稳步快速增添 。凭证《 企业家》杂志 2019 年的报道，“无论优劣，美国经济和全球经济都处于亚马逊效应的阵痛之中 。电子商务供应商遭受着与亚马逊的速率和效率相匹配的越来越大的压力，并且没有证据批注消耗者的期望正在松开 。” 这种趋势是对智能工厂手艺需求一直增添的一个主要因素，由于过时的系统证实无法知足跟上这一征象所需的物流和仓储能力规模 。
制造商和供应链司理在起劲镌汰对国际相助同伴的依赖时面临进一步的危害和运营中止 。按需制造和虚拟库存等智能工厂解决计划虽然可以最大限度地镌汰对外洋供应商和制造商的依赖 。然而，正如《哈佛商业谈论》在 2020 年的一篇文章中指出的那样 ，将制造业带回美国提及来容易做起来难 “制造商已经求助于专家和分包商，他们只专注于一个领域——甚至这些专家也不得不依赖许多其他领域 。正如天下已经最先依赖差别地区的铁矿石或锂金属等自然资源一样，它也变得依赖于这些专家所在的地区 。” 增添海内制造虽然可以降低本钱和供应链危害，但并纷歧定会消除对外洋相助同伴的需求，也纷歧定会镌汰供应链中的环节总数 。因此，接纳数字工厂手艺来优化效率和可见性比以往任何时间都越发主要 。
我们经常谈论自动化流程，就似乎它们是智能工厂所独吞的——然而自动化和机械人手艺已经在制造营业中使用了几十年 。许多古板工厂在其运营的各个部分都使用自动化机械，例如条形码扫描仪、相机和数字化生产装备 。但这些装备并没有相互毗连 。古板工厂中的职员、资产和数据治理系统都相互隔离运行，必需一连举行人工协协召集成 。
智能数字工厂通过将机械、职员和大数据集成到一个数字毗连的生态系统中来运作 。智能工厂不但整理和剖析数据，并且现实上从履历中学习 。它诠释数据集并从中获得洞察力，以展望趋势和事务，并推荐和实验智能制造事情流程和自动化流程 。智能工厂通过一直的程序刷新来自我纠正和自我优化——它可以教会自己（和人类）变得更有弹性、更有生产力和更清静 。
智能工厂的基本结构可以大致归纳综合为三个办法：
1.数据收罗： 人工智能和现代数据库手艺允许在企业、供应链和天下规模内治理和收罗差别的有用数据集 。通过传感器和网关，工业物联网 (IIoT) 允许毗连的机械将数据网络到系统中 。通过无数其他数据门户，人工智能系统可以编译与绩效、市场趋势、物流或任何其他潜在相关泉源相关的数据集 。
2.数据剖析： 机械学习和智能营业系统使用高级剖析和现代数据治明确决计划来明确网络到的所有差别数据 。IoT 传感器可以在机械需要维修或保养时发出忠言 �？梢曰惚嗍谐『驮擞菀苑⒚魇被臀：� �？梢运孀攀奔涞耐埔蒲芯渴虑榱鞒绦�，以优化性能并凭证需要自动更正 。事实上，可以较量和剖析的数据集泛起脱险些无限的组合可能性，可为数字工厂优化和供应链展望提供信息 。
3.智能工厂自动化： 数据收罗和剖析完成后，事情流程就会建设起来，指令会发送到系统内的机械和装备 。这些装备可能位于工厂的四壁之内，也可能位于供应链中物流或制造环节的远处 。智能事情流程和流程一直受到监控和优化 。若是新闻报道忠言对某种产品的需求激增，则可以指示 3D 打印机事情流程提高该产品的生产优先级 。若是原质料运输延迟，可以轮换库存缓冲以消除任何中止 。
许多企业的供应链运营和系统几十年来基本没有改变 。可是，由于消耗者的期望和经济不确定性处于历史最高水平，供应链司理需要能够提供可权衡的显着收益并能够迅速带来收益的解决计划 。据 《福布斯》杂志报道，2017 年只有 43% 的制造商正在实验智能工厂妄想 。到 2019 年，其中 68% 的人做到了 。关于投资于数字化转型和智能工厂解决计划的公司而言，有可能获得显着的商业利益，包括：
生产力和效率： 纵观其历史，制造业一直主要是关于反应——视察已经爆发的事务或趋势，然后在事后实验将营业引向差别的偏向 。智能工厂手艺旨在镌汰对反应性实践的需求，并将供应链治理转变为更具弹性和响应性的模式 。使用展望剖析和大数据剖析可以识别和实验优化流程 。即时库存治理，准确的需求展望和提高上市速率是智能工厂带来的一些效率优势 。在数字洞察力的增强下，在智能工厂事情的人们也能够简化他们的事情，从而提高运营的整体生产力 。在他们 2019 年的智能工厂 研究中，德勤告诉我们， “在投资智能工厂妄想后，公司在制造产出、工厂使用率和劳动生产率等领域报告了高达 12% 的收益 。别的，到 2030 年，拥有智能工厂的制造商的净劳动生产率可能会凌驾古板工厂 30% 。”
可一连性和清静性：消耗者越来越愿意为他们知道使用对社会和情形认真的要领采购和制造的产品多花一点钱 。现代智能工厂手艺使企业比以往任何时间都更容易发明和实验更多绿色、清静和对社会认真的制造实践的时机 。智能工厂司理可以使用区块链和 RFID 传感器等数字立异来确保所有质料和用品的无可批驳的泉源和质量控制——纵然来自供应链中最遥远的环节 。在离家更近的地方，国际自动化学会 报告 机械人和自动化装备可以资助镌汰或消除导致工伤的五个主要缘故原由中的三个 。
产品质量和客户体验： 就像孩子们的电话游戏一样，古板制造商通常很难确保他们的指令被其供应链中的初级供应商和制造商准确吸收和遵照 。在智能工厂中，智能工厂中的云毗连和端到端可见性为制造历程的所有层级带来实时洞察和建议 �？焖俣ㄖ坪拖煊σ恢弊涞那魇频哪芰σ馕蹲挪方舾突枨� 。系统数据的高级剖析可以快速发明弱点或需要刷新的地方 。这会提高市场竞争力，改善产品谈论，并镌汰价钱高昂的退货或召回 。
智能工厂手艺很是无邪 。随着数字化转型妄想在企业中的兴起，险些可以凭证需要举行扩展、修改和调解 。
云毗连： 无论是公共云、私有云照旧混淆云， 云 都是智能工厂中所有数据和信息流动的管道 。营业规模和全球云毗连确保营业的每个领域都使用实时数据运行，并且可以连忙审查供应链中所有毗连的资产和系统 。
人工智能： 使用集成 人工智能 手艺的操作系统具有速率、能力和无邪性，不但可以网络和剖析差别的数据集，还可以提供实时洞察和响应性建议 。智能工厂内的自动化流程和智能系统通过人工智能一直优化和通知 。
机械学习：机械学习为智能工厂带来 的最有价值的利益之一 是它举行高级展望性维护的能力 。通过监控和剖析制造历程，可以在系统故障爆发之前发出警报 。凭证情形，可以举行自动维护，或者在须要时建议举行人工干预 。
大数据： 强盛的大型数据集允许在智能工厂中举行展望和高级剖析 。企业早就相识 大数据的战略价值， 但直到最近，还经常缺乏有用使用大数据所必需的系统 。供应链和智能工厂的数字化转型为企业使用大数据洞察力举行优化和立异开发了辽阔的天地 。
工业物联网 (IIoT)： 在智能工厂中，当装备和机械配备唯一标识符并能够发送和吸收数字数据时，它们就组成了 IIoT 网络 。现代机械可能已经拥有数字门户，但纵然是几十年前的模拟机械也可以装置 IIoT 网关装备，以加速速率 。从实质上讲， 从 装备发送的数据报告其状态和运动，而发送 到 装备的数据控制和自动化其操作和事情流程 。
数字孪生：机械或系统的准确虚拟复制品成为其数字孪生 。它允许以最小的操作危害实现最大的立异和创立力 。数字孪生可以被推到极限，以多种虚拟方法重新设置，或在现有系统中测试其兼容性——所有这些都不会在物理天下中爆发危害或资源铺张 。
增材打� 。�也称为3D打印，它允许智能工厂使用智能自动化举行按需生产 。这在供应链意外中止或产品需求突然泛起时尤为主要 。但纵然是在照常营业的情形下，虚拟库存也可以通过允许实时制造而大大镌汰危害和铺张 。
虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR)： 2019 年，Assembly Magazine 将 VR 可衣着装备在智能工厂中的一些应用形貌 为“能够将情形条件、库存水平、历程状态、装配过失数据、使用率联系起来，以及以上下文相关的方法（你看或走的地方）的吞吐量指标 。” 这种身临其境的感官体验让用户可以使用来自任何所在或时间点的实时数据来 增强他们的自然感官——从而流通无阻地相识工厂状态 。
区块链： 幸运的是，随着智能工厂手艺的前进，清静解决计划也在与时俱进 。 区块链 在供应链中有许多应用，从与供应商建设“智能合约”到跟踪货物泉源和整个供应链流程的处置惩罚 。在智能工厂中，区块链关于治理整个企业对毗连资产和机械的会见特殊有用——� ；は低车那寰残院驼庑┳氨杆钟屑吐嫉淖既沸� 。
现代数据库： 内存数据库和现代 ERP 系统是工业 4.0 以及所有智能工厂和智能供应链解决计划背后的“大脑” 。推动古板的、基于磁盘的数据库——通常远远凌驾其限制——以跟上运行智能工厂和现代供应链所需 的重大数据治理和剖析功效 。
2020 年为全球企业带来了重大的倾覆和运营危害 。在 COVID-19 之前，德勤 2019 年 对 600 多名制造业高级治理职员举行的一项视察报告称，86% 的人以为在未来五年内，“智能工厂妄想将成为制造业竞争力的主要驱动力 。” 现在，数字化转型和供应链现代化比以往任何时间都更从恒久目的转变为刻意立异和竞争的公司的紧迫和当务之急 。
怎样最先智能工厂转型将取决于您现在所处的位置以及哪些流程对您的营业最要害 。初始系统审计将资助您剖析和盘货现有流程、资产和营业系统 。在最先自动化事情流程和制造流程之前，您需要评估它们现在的情形 。
在最先数字化转型之旅时，请务必记着，智能工厂的“智能”来自其先进的数据剖析和数据治理能力 。现代数据库和 强盛的 ERP 系统 是智能工厂背后的大脑 。它们支持驱动系统的高级功效 。任何智能工厂转型乐成的一个主要因素将是现有营业系统治理大数据和集成人工智能、机械学习和高级剖析等手艺的能力 。
最后，关于智能工厂转型的最好的事情之一是，要有用，它不必一下子爆发 。它也不需要中止或暂停现有的营业运动 。企业为实现数字系统现代化和优化而接纳的每一项行动都将使他们离完全集成的智能工厂更近一步 。别的，就其实质而言，智能工厂手艺会网络和剖析数据 。这意味着从装置那一刻起，任何新数字手艺的影响和投资回报率都可以被权衡和评估 。
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