隨著信息技術(shù)的發(fā)展，工廠將引入大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析優(yōu)化管理，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，最終將實現(xiàn)自動化、智能化、互聯(lián)化的生產(chǎn)制造，能實現(xiàn)這種制造方式的工廠被稱為智能工廠。工業(yè)4.0戰(zhàn)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(yīng)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(tài)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(tǒng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程中的優(yōu)化控制，智能調(diào)度、生產(chǎn)，以及設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控，質(zhì)量的管理，設(shè)計與績效管理，對生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量的異常做出正確的判斷和集成等,實現(xiàn)制造執(zhí)行與運營管理、研發(fā)設(shè)計、智能裝備的集成，實現(xiàn)設(shè)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(xiàn)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(xiàn)設(shè)計制造一體化、管控一體化呢？
1、首先設(shè)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(huán)境信息和自身信息，并進行分析和判斷來規(guī)劃自身的行為和能力。能夠跟隨環(huán)境的變化自己做出決策來調(diào)整行動，有較強有力的支持度和記憶支持的模型為基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)型設(shè)備或者儀表正處于向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點必然是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，標準化；不同廠家，不同功能的產(chǎn)品都需要采用標準化的信息模型與通訊協(xié)議，通過實時數(shù)據(jù)、實時通訊等技術(shù)確保及時的反應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的狀態(tài)
2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通、實時控制，進而實現(xiàn)安全、節(jié)能將是智能工廠的核心技術(shù)。具體而言通過網(wǎng)絡(luò)獲取大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開發(fā)、銷售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與實際生產(chǎn)過程之間的協(xié)同等。通過設(shè)備間的互聯(lián)，提高設(shè)備間的相互協(xié)同能力，從而使生產(chǎn)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(shù)，使機器人與設(shè)備具備更加智能化的功能；通過信息化技術(shù)與自動化技術(shù)的結(jié)合，構(gòu)建深度整合的數(shù)字化工廠；
智能工廠中不僅僅是智能系統(tǒng)、智能模型這么簡單，而是把傳統(tǒng)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(wù)，在智能機器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關(guān)系。因此，在智能制造系統(tǒng)當中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用。
人工智能則承擔起了能夠幫助廠區(qū)分析、判斷、決策的任務(wù)，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(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)也是實現(xiàn)高水平的人機一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機為基礎(chǔ)，融合信號處理、動畫技術(shù)、智能推理、預測、仿真多媒體技術(shù)為一體，借助多種音像和傳感器，虛擬展示現(xiàn)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(chǎn)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(jié)合的新一代的智能界面是智能制造的顯著特征。
總結(jié)現(xiàn)代智能工廠有四大關(guān)鍵點：一是要連接所有網(wǎng)絡(luò)以拿到數(shù)據(jù)。二是要有智能傳感器。三是大數(shù)據(jù)，將所有設(shè)備、所有人連接后，所有數(shù)據(jù)都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數(shù)據(jù)后從中抓取出應(yīng)用趨勢來，提高設(shè)備狀態(tài)的檢測和預測水平。要形成高速傳輸、大數(shù)據(jù)，保證實時性、安全性和節(jié)能就變得十分關(guān)鍵。因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是承載人工智能的技術(shù)平臺、大數(shù)據(jù)則成為人工智能的生產(chǎn)要素。
針對未來的智能水廠或者概念廠來說，我們大膽的設(shè)想：
一、未來的智能廠所有設(shè)備和儀表都是智能的。每臺設(shè)備均有自己的運行數(shù)據(jù)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(tài)的能力，在預測到未來某時點會發(fā)生故障或者缺少機油等狀況時，自動向智慧大腦發(fā)出“求救”信號，以獲得專業(yè)化維保人員的愛護。它們相互配合，智能調(diào)控、調(diào)度設(shè)備，不需要人為的干預。無論是設(shè)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(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃拥氖虑熬S護保養(yǎng)”，這些工作都將通過物聯(lián)網(wǎng)與專業(yè)的外包服務(wù)單位相連通，基本不需要廠區(qū)的生產(chǎn)管理人員參與。
也不再設(shè)置中控室，廠區(qū)內(nèi)布置有安全的無線網(wǎng)絡(luò)，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(chǎn)情況，當然，權(quán)限管理是相當嚴格的，以保證生產(chǎn)系統(tǒng)的高度安全性。一般情況下，都不需要人來干預生產(chǎn)過程，只有在特殊和緊急情況下，才需要有權(quán)限的操作人員介入。智能控制系統(tǒng)的大腦的特點將是分布式，即，負責生產(chǎn)過程控制的控制器都分布于靠近設(shè)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(wǎng)以及其它概念廠互聯(lián)互通，可以完成更大范圍的智能調(diào)度。
二、未來的智能水廠與大數(shù)據(jù)密不可分。有人說，下一個十年，大數(shù)據(jù)和人工智能將顛覆各種產(chǎn)業(yè)形態(tài)。智能水廠必與大數(shù)據(jù)緊密相依，因為對于“智能”兩個字來說，大數(shù)據(jù)是原材料，而機器學習是原材料的加工廠，人工智能服務(wù)則是工廠出爐的產(chǎn)品，被越來越多的人應(yīng)用在現(xiàn)實環(huán)境之中。
因此智能水廠必須將大量的數(shù)據(jù)“喂”進機器，這樣機器才可以不斷學習，不斷的優(yōu)化自身的參數(shù)，才可以將總結(jié)出的經(jīng)驗交給機器，隨著機器的深度學習以及對大數(shù)據(jù)的處理能力不斷升級，我們的智能水廠在現(xiàn)實應(yīng)用中發(fā)揮出自己的作用。
三、未來的智能廠與新技術(shù)的各種融合。不久的將來，在VR技術(shù)普遍應(yīng)用的時候，我們的水廠的管理也可以使用VR的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將水廠裝入虛擬現(xiàn)實的眼鏡，管理人員無需去現(xiàn)場，也不需要看電腦屏幕?中的工藝監(jiān)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(xiàn)場運行，有了這個技術(shù)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(jié)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(jiān)控了”。
我想，現(xiàn)在是一個萬物互聯(lián)的人工智能時代，未來的水廠也必將互聯(lián)化、數(shù)據(jù)化和智能化。構(gòu)建智能水廠是一項復雜的工程，它不但涉及到眾多專業(yè)領(lǐng)域（機械，電子，自動化，IT），同時涵蓋了多種應(yīng)用技術(shù)（信息技術(shù)，感知技術(shù)，控制器，人工智能等）。工業(yè)4.0的出現(xiàn)則通過對生產(chǎn)體系中要素的剖析以及對共性的總結(jié)，提出了一套完整而標準的智能工廠體系，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是承載人工智能的技術(shù)平臺、大數(shù)據(jù)則成為人工智能的生產(chǎn)要素。
作者：北京金控數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司 楊斌 董事長
