一、工業4.0智能制造內涵

智能化制造作為工業4.0模式的核心，它可以通過智能設備更加合理與高效的使用制造設備，實現制造企業的價值最大化。智能制造會影響生產領域，讓產品的研發、生產、渠道、銷售、管理等實現一體化，并賦予產品定制化、可視化、低碳化特性。根據德國、美國等工業制造強國的實踐經驗得知，工業4.0智能制造主要包含：產品智能化、裝備智能化、生產智能化、管理智能化和服務智能化。

第一，產品智能化。將現代通訊技術、傳感技術應用到制造業，比如將傳感器、存儲器、傳輸器、處理器等設備裝入到產品當中，使生產出的產品具有動態存儲、通訊與分析能力，從而使產品具有可追溯、可追蹤、可定位的特性；

第二，裝備智能化。工業4.0模式下的工業生產裝備需要與信息技術和人工智能等技術進行集成與融合，從而使傳統生產裝備具有感知、學習、分析與執行能力。生產企業在裝備智能化轉型過程中可以從單機智能化或者單機裝備互聯形成智能生產線或者智能車間兩方面著手。但是值得注意的是，單純地將生產裝備智能化還不能算真正意義上的裝備智能化，只有將市場和消費者需求融入到裝備升級改造中，才算的上是真正實現全產業鏈裝備智能化；

第三，生產智能化。在傳統工業時代，產品的價值與價格完全由生產廠商主導，廠家生產什么消費者就只能購買什么，生產的主動權完全由廠家掌控。而在工業4.0時代，產品的生產方式不再是生產驅動，而是用戶驅動，即生產智能化可以完全滿足消費者的個性化定制需求，產品價值與定價不再是企業一家獨大，而是由消費者需求決定；

第四，管理智能化。隨著大數據、云計算等互聯網技術、移動通訊技術以及智能設備的成熟，工業4.0模式管理智能化也成為可能。在整個智能生產系統中，企業管理者使用物聯網、互聯網等實現智能生產的橫向集成，再利用移動通訊技術與智能設備實現整個智能生產價值鏈的數字化集成，從而形成完整的智能管理系統。此外，生產企業使用大數據或者云計算等技術可以提高企業搜集數據的準確性與及時性，使智能管理更加高效與科學；

第五，服務智能化。智能化服務作為智能制造系統的末端組成部分，起到間接連接消費者與生產企業之間的作用。工業4.0模式下的服務智能化最終特征體現在線上與線下的融合O2O服務，即一方面生產企業通過智能化生產不斷拓展其業務范圍與市場影響力，另一方面生產企業通過互聯網技術、移動通訊技術將消費者連接到企業生產當中，通過消費者的不斷反饋與意見提升產品服務質量。

二、工業4.0智能制造體系架構

由于我國的工業生產水平仍處于工業2.0時代，部分企業達到工業3.0水平。根據實際發展情況來看，中國的工業4.0智能制造體系架構應當是一個通用的制造體系架構模型，可以為工業4.0技術的發展提供開發、集成與運行功能，以形成制造業在研發、生產、服務等階段智能化，并且通過互聯網或者物聯網技術建立制造業的價值網絡，進而建成具有靈活性、持續發展性的智能制造體系。由于智能制造體系是一項集計算機原理與各種智能網絡為一體的復雜性系統，因此在建設過程中需要做好以下準備：第一，重視智能制造體系的頂層設計規劃，應將智能制造系統的主體和其它輔助要素統一標準化研究，尤其是管理、安全與評價等要素。同時，要協調好不同生產行業的標準，包括執行協議標準、通信標準、數據傳輸格式等，以防重復浪費建設；第二，智能制造體系架構應當以生產企業實際需求制定標準，與生產企業的實際生產能力緊密結合。最好先設立智能制造示范點，通過預先設定的標準進行實踐，進而挖掘深層次的標準化需求，并通過智能制造架構評價體系對示范點的效果進行評價，完善智能制造體系架構；第三，加快制造業的信息物理系統鋪設，將信息通訊技術滲入到制造業領域。通過信息物理網絡改變傳統的設備與人之間的聯系，從根本上改變制造業勞動力結構，進而創造出新的商業模式。具體智能制造體系架構如圖1所示。

圖1 智能制造體系架構

由圖1智能制造體系架構圖可知，智能制造系統分為三部分，分別為數字系統標準化、信息物理生產系統以及智能在線服務，其中信息物理生產系統為核心組成，具體又包含智能裝備系統、智能執行系統與智能管理系統。具體而言：

第一，數字系統標準化。智能制造系統的標準化將貫穿整個價值網絡，只有開發出一套單一而又簡單的標準，才可以將不同的制造企業連接起來。智能制造標準化體系應當以制造企業為核心，按照A基礎共性、B關鍵技術、C重點行業三個層次來綜合制定標準。A基礎共性作為標準化的最底層，應當包含安全標準、管理標準、評價標準、監測標準等基礎性標準以支撐B關鍵技術層與C重點行業層。B關鍵技術層是連接A基礎共性與C重點行業的關鍵層，起到承上啟下的作用。C重點行業層作為標準化的頂層，要按照不同行業需求，有針對性地推進智能制造；

第二，信息物理生產系統，即CPS系統。信息物理生產系統是將計算機技術、通信技術、感知技術、自動化控制技術等技術融合，在物理空間中構建了人、機器、信息、環境等要素相互交互、協同與映射的復雜系統，通過不間斷的數據交流與感知，實現了實時分析、科學決策、精準執行的高效系統。CPS系統的核心要素包含一硬、一軟、一網、一平臺四大要素。其中，一硬指的是智能自動控制系統硬件，一軟指的是可以進行分析、策劃、執行的工業軟件，一網指的是可以將智能裝備系一平臺指的是可以進行數據搜集、分析的工業云平臺或者工業服務平臺；

第三，智能實時在線服務系統。智能服務系統處于智能制造體系架構的末端，具有連接消費者與生產者的作用。其技術核心為云計算與大數據技術。當消費者有問題，智能服務系統可以通過大數據技術搜集問題答案并及時反饋給消費者，如果智能服務系統不能解決客戶的問題，那么服務系統會自動將存在的問題轉接到專家以及時解決消費者問題。(作者：陳麗娟)