隨著信息技術的發展，工廠將引入大數據技術進行分析優化管理，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，最終將實現自動化、智能化、互聯化的生產制造，能實現這種制造方式的工廠被稱為智能工廠。工業4.0戰略的展開方向之一就是智能工廠。在這場新的變革中，裝備制造商、零部件供應商、軟件提供商等站在各自需求角度對智能工廠都有著各自的解讀，也因而帶來了不同層面的實踐，以及不同形態的智能制造解決方案。

過去我們一談智能工廠或者概念廠或者智能制造，就會想到機器人，這不是“智能”的完整概念。我們使用智能裝備、智能物流制造這些系統，實現整個生產過程中的優化控制，智能調度、生產，以及設備運行狀態的監控，質量的管理，設計與績效管理，對生產、設備、質量的異常做出正確的判斷和集成等,實現制造執行與運營管理、研發設計、智能裝備的集成，實現設計制造一體化、管控一體化，這才是智能制造。

一個智能工廠具有什么樣的特征才稱得上“智能”？至少有五點：人機一體化，虛擬現實，具有自組織和超融性的能力，具有自學習和自我維護能力，有自律的能力。那么如何實現設計制造一體化、管控一體化呢？

1、首先設備或者儀表等傳感器要能夠自組織、自學習、自維護的感知能力，理解環境信息和自身信息，并進行分析和判斷來規劃自身的行為和能力。能夠跟隨環境的變化自己做出決策來調整行動，有較強有力的支持度和記憶支持的模型為基礎。

傳統型設備或者儀表正處于向新型傳感器轉型的發展階段。新型傳感器的特點必然是微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化，標準化；不同廠家，不同功能的產品都需要采用標準化的信息模型與通訊協議，通過實時數據、實時通訊等技術確保及時的反應工業現場的狀態

2、工業互聯網實現互聯互通、實時控制，進而實現安全、節能將是智能工廠的核心技術。具體而言通過網絡獲取大數據的應用，開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業務管理系統與實際生產過程之間的協同等。通過設備間的互聯，提高設備間的相互協同能力，從而使生產模塊間的搭配方式更靈活、更自由；

3、利用機器視覺，人工智能等技術，使機器人與設備具備更加智能化的功能；通過信息化技術與自動化技術的結合，構建深度整合的數字化工廠；

智能工廠中不僅僅是智能系統、智能模型這么簡單，而是把傳統的工廠附加上形象思維，讓他獨立承擔起分析、判斷、決策的任務，在智能機器的配合下能夠更好的發揮出人的潛力，使人機之間表現出一種平等共事、互相理解、互相協作的關系。因此，在智能制造系統當中，高素質、高智能的人將發揮更好的作用。

人工智能則承擔起了能夠幫助廠區分析、判斷、決策的任務，機器智能和人的智能能真正的集成在一起，相互配合、相得益彰。

4、實現虛擬現實技術也是實現高水平的人機一體化的關鍵技術之一，虛擬現實技術是以計算機為基礎，融合信號處理、動畫技術、智能推理、預測、仿真多媒體技術為一體，借助多種音像和傳感器，虛擬展示現實生活當中各種過程、部件，因而能夠模擬制造過程和未來的產品。從感官和視覺上給人獲得完全如真實的感受，它的特點是可以按照人的意志、意念來變化，這種人機結合的新一代的智能界面是智能制造的顯著特征。

總結現代智能工廠有四大關鍵點：一是要連接所有網絡以拿到數據。二是要有智能傳感器。三是大數據，將所有設備、所有人連接后，所有數據都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數據后從中抓取出應用趨勢來，提高設備狀態的檢測和預測水平。要形成高速傳輸、大數據，保證實時性、安全性和節能就變得十分關鍵。因此工業互聯網是承載人工智能的技術平臺、大數據則成為人工智能的生產要素。

針對未來的智能水廠或者概念廠來說，我們大膽的設想：

一、未來的智能廠所有設備和儀表都是智能的。每臺設備均有自己的運行數據中心，它們均具備很強的自我診斷能力，還具有預測未來狀態的能力，在預測到未來某時點會發生故障或者缺少機油等狀況時，自動向智慧大腦發出“求救”信號，以獲得專業化維保人員的愛護。它們相互配合，智能調控、調度設備，不需要人為的干預。無論是設備還是儀表，它們的管理和維護方式都將從“被動的事后維修”轉變為“主動的事前維護保養”，這些工作都將通過物聯網與專業的外包服務單位相連通，基本不需要廠區的生產管理人員參與。

也不再設置中控室，廠區內布置有安全的無線網絡，無論是游客還是管理人員，都可以通過移動智能終端查看生產情況，當然，權限管理是相當嚴格的，以保證生產系統的高度安全性。一般情況下，都不需要人來干預生產過程，只有在特殊和緊急情況下，才需要有權限的操作人員介入。智能控制系統的大腦的特點將是分布式，即，負責生產過程控制的控制器都分布于靠近設備和儀表的底層。上層的大腦則是放置在“云端”，與城市的管網以及其它概念廠互聯互通，可以完成更大范圍的智能調度。

二、未來的智能水廠與大數據密不可分。有人說，下一個十年，大數據和人工智能將顛覆各種產業形態。智能水廠必與大數據緊密相依，因為對于“智能”兩個字來說，大數據是原材料，而機器學習是原材料的加工廠，人工智能服務則是工廠出爐的產品，被越來越多的人應用在現實環境之中。

因此智能水廠必須將大量的數據“喂”進機器，這樣機器才可以不斷學習，不斷的優化自身的參數，才可以將總結出的經驗交給機器，隨著機器的深度學習以及對大數據的處理能力不斷升級，我們的智能水廠在現實應用中發揮出自己的作用。

三、未來的智能廠與新技術的各種融合。不久的將來，在VR技術普遍應用的時候，我們的水廠的管理也可以使用VR的虛擬現實技術，將水廠裝入虛擬現實的眼鏡，管理人員無需去現場，也不需要看電腦屏幕 中的工藝監控畫面，我們戴上眼鏡，就能“身臨其境”下去查勘，100%還原真實現場運行，有了這個技術之后，未來水廠的管理是這樣的“您不再因為身處何方而糾結了，我在家也能辦公，我在閑暇時也可以管理，我在出門時也可以監控了”。

我想，現在是一個萬物互聯的人工智能時代，未來的水廠也必將互聯化、數據化和智能化。構建智能水廠是一項復雜的工程，它不但涉及到眾多專業領域（機械，電子，自動化，IT），同時涵蓋了多種應用技術（信息技術，感知技術，控制器，人工智能等）。工業4.0的出現則通過對生產體系中要素的剖析以及對共性的總結，提出了一套完整而標準的智能工廠體系，工業互聯網是承載人工智能的技術平臺、大數據則成為人工智能的生產要素。

作者：北京金控數據技術股份有限公司 楊斌 董事長

編輯：李丹