如今，技术正在迅速将制造业从大规模生产的产品转变为定制产品。最终的商业目标——也是21世纪竞争力的支柱——是制造商生产正确的产品，以正确的价格交付给正确的客户。理想情况下，该产品还将以更高的复杂程度提供更大的实用性或客户吸引力。
工业4.0愿景将智能制造系统添加到制造和装配的基本流程中。在这一愿景中，“数字化转型”代表了一个完全互联的制造环境。这个环境中的所有设备都是在线的、智能的，并且能够进行不同程度的自主决策。
之前的文章介绍了东盟成员国和其他国家开始采用的工业4.0理念、工具和方法。重点是什么？资源、工具和想法在哪里聚集？出于什么目的？本文重点介绍了工业4.0的关键支柱之一——智能工厂。
“我们必须证明数字化制造具有包容性。然后，真实的叙述将会出现：欢迎，机器人。你会帮助我们的。但人类仍然是我们的未来。”——乔·凯瑟
数字化制造
智能工厂理念是工业4.0的核心，许多人甚至可以互换使用这些术语。不幸的是，分析师和制造商对于什么是智能工厂几乎没有达成共识。
根据行业研究和报告编制的描述通过以下方式定义智能工厂：
制造业发展和供应链地位显着提升。
完全连接且灵活的系统，依赖于来自连接的生产和运营系统的持续数据流。
超越生产设施中的典型自动化，特别是在执行离散任务或流程方面。
这些相当丰富的描述有帮助，但只有一点点。一般来说，智能工厂是资源、流程和实践的焦点。在工业4.0环境中，智能工厂是制造商创造价值的地方（稍后详细介绍）。
智能工厂的特点
由于智能工厂没有公认的定义，因此很难为其赋予“典型”特征。相反，通过描述智能工厂的功能，可以更轻松地了解智能工厂是什么。这种智能工厂指标方法提供了以下功能：
利用IT通信和数据管理技术监视、收集、协调、控制和集成数据。
更快地生产和分销制成品以响应市场需求。
使用智能代理和其他网络物理系统来更有效地运行。
使用自动化代理来优化通常由人类负责的复杂生产决策。
使用数字连接与供应商、客户、合作伙伴和设施内的部门进行协作。
可以连接到类似生产系统和数字供应链的全球网络。
不断发展以满足组织不断变化的业务目标。
实时或近实时地适应新的和不断变化的条件并从中学习。
网络物理系统(CPS)在技术和流程不断变化的过程中发挥着至关重要的作用。它们通过将计算和通信功能与物理过程相结合，为物理系统添加新功能。CPS的强大之处在于它们能够提供新功能，支持日益复杂的制造流程。
是什么让智能工厂变得“智能”？
对于什么是智能工厂缺乏共识，这一点还延伸到了如何使工厂变得智能。然而，那些希望达成共识的人可能会发现共识即将达成。最近为智能工厂分配特定设计和生产能力的研究正在进入制造业贸易媒体和咨询白皮书。
工业4.0智能工厂的6个关键设计原则
I-Scoop咨询公司的一项研究《工业4.0：第四次工业革命》通过提出每个智能工厂应包含或使用的功能要求来间接描述智能工厂。这些要求强调了当今现有技术的可能性，基于六项基本工厂设计原则：
模块化：这种设计能力使系统组件能够快速、轻松地组装、拆卸和重新组合。在生产车间，这意味着能够以最少的时间和精力在生产线中添加、重新定位或重新排列组件。高度模块化的智能工厂设计可实现智能资产的快速集成，可由多个供应商提供。
互操作性：强调互操作性的智能工厂设计确保技术信息可以在系统组件内[或之间]共享。这些业务信息可以在制造企业、供应商和客户之间共享
去中心化：为机器和网络物理系统带来去中心化和自主决策是工业4.0的核心目标。重点是自主系统元素，例如模块、物料搬运系统以及位于生产车间任何位置的产品。总体目标是使CPS能够在无需集中控制（人或机器）监管的情况下做出决策。
以下是智能工厂中两个可能的自主标准：
1.如果结果不违反高层业务目标，则使CPS能够实时自主地做出生产过程决策。
实时能力：基于模块化，智能工厂应该进行配置/自配置，以及时响应内部和外部的变化。这种快速响应基于收集和分析最新数据的能力。借助该功能，制造商将深入了解根本原因并预测计划外停机的潜在风险，并根据不断变化的客户需求安排生产线班次。
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虚拟化：此过程结合了物理制造系统、其数字系统和过程数据来创建虚拟工厂环境。在这个虚拟环境中，可以：
监视、控制和模拟物理系统和过程。
发送数据实时更新虚拟模型。
通过创建数字原型对工厂进行设计更改。
培训员工执行手动任务。
诊断和预测故障。
指导员工执行维护任务。
服务导向：这一设计原则将重点从销售产品转移到销售产品和服务。具有服务导向战略的智能工厂将设计和生产产品，创建相关服务，并将它们一起销售。这种方法鼓励核心流程的创新改进，并在必要时外包或消除其他流程。
使用实时数据监控和分析方法来识别流程、设备或市场变化。
包括足够的模块化，以加快系统恢复或生产流程或设备的更改。
包括对内部变化、监控和控制的实时响应。
响应能力：这一基本能力能够对内部生产系统状态的变化、客户品味或市场的其他变化做出反应。响应式智能工厂设计：
