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(jìn)行分析優(yōu)化管理，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，最終將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、互聯(lián)化的生產(chǎn)制造，能實(shí)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(chǎng)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(duì)智能工廠都有著各自的解讀，也因而帶來(lái)了不同層面的實(shí)踐，以及不同形態(tài)的智能制造解決方案。

過(guò)去我們一談智能工廠或者概念廠或者智能制造，就會(huì)想到機(jī)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(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的優(yōu)化控制，智能調(diào)度、生產(chǎn)，以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，質(zhì)量的管理，設(shè)計(jì)與績(jī)效管理，對(duì)生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量的異常做出正確的判斷和集成等,實(shí)現(xiàn)制造執(zhí)行與運(yùn)營(yíng)管理、研發(fā)設(shè)計(jì)、智能裝備的集成，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化、管控一體化，這才是智能制造。

一個(gè)智能工廠具有什么樣的特征才稱得上“智能”？至少有五點(diǎn)：人機(jī)一體化，虛擬現(xiàn)實(shí)，具有自組織和超融性的能力，具有自學(xué)習(xí)和自我維護(hù)能力，有自律的能力。那么如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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(xué)習(xí)、自維護(hù)的感知能力，理解環(huán)境信息和自身信息，并進(jìn)行分析和判斷來(lái)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(lái)調(diào)整行動(dòng)，有較強(qiáng)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)化；不同廠家，不同功能的產(chǎn)品都需要采用標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型與通訊協(xié)議，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)通訊等技術(shù)確保及時(shí)的反應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)

2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而實(shí)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(guò)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程之間的協(xié)同等。通過(guò)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(jī)器視覺(jué)，人工智能等技術(shù)，使機(jī)器人與設(shè)備具備更加智能化的功能；通過(guò)信息化技術(shù)與自動(dòng)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(jiǎn)單，而是把傳統(tǒng)的工廠附加上形象思維，讓他獨(dú)立承擔(dān)起分析、判斷、決策的任務(wù)，在智能機(jī)器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力，使人機(jī)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(dāng)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(dān)起了能夠幫助廠區(qū)分析、判斷、決策的任務(wù)，機(jī)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(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)高水平的人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，融合信號(hào)處理、動(dòng)畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測(cè)、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(shí)生活當(dāng)中各種過(guò)程、部件，因而能夠模擬制造過(guò)程和未來(lái)的產(chǎn)品。從感官和視覺(jué)上給人獲得完全如真實(shí)的感受，它的特點(diǎn)是可以按照人的意志、意念來(lái)變化，這種人機(jī)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(diǎn)：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(shì)來(lái)，提高設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)和預(yù)測(cè)水平。要形成高速傳輸、大數(shù)據(jù)，保證實(shí)時(shí)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(tái)、大數(shù)據(jù)則成為人工智能的生產(chǎn)要素。

針對(duì)未來(lái)的智能水廠或者概念廠來(lái)說(shuō)，我們大膽的設(shè)想：

一、未來(lái)的智能廠所有設(shè)備和儀表都是智能的。每臺(tái)設(shè)備均有自己的運(yùn)行數(shù)據(jù)中心，它們均具備很強(qiáng)的自我診斷能力，還具有預(yù)測(cè)未來(lái)狀態(tài)的能力，在預(yù)測(cè)到未來(lái)某時(shí)點(diǎn)會(huì)發(fā)生故障或者缺少機(jī)油等狀況時(shí)，自動(dòng)向智慧大腦發(fā)出“求救”信號(hào)，以獲得專業(yè)化維保人員的愛(ài)護(hù)。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(yù)。無(wú)論是設(shè)備還是儀表，它們的管理和維護(hù)方式都將從“被動(dòng)的事后維修”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)的事前維護(hù)保養(yǎng)”，這些工作都將通過(guò)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是游客還是管理人員，都可以通過(guò)移動(dòng)智能終端查看生產(chǎn)情況，當(dāng)然，權(quán)限管理是相當(dāng)嚴(yán)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(lái)干預(yù)生產(chǎn)過(guò)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(diǎn)將是分布式，即，負(fù)責(zé)生產(chǎn)過(guò)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(lái)的智能水廠與大數(shù)據(jù)密不可分。有人說(shuō)，下一個(gè)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?yàn)閷?duì)于“智能”兩個(gè)字來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)是原材料，而機(jī)器學(xué)習(xí)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(lái)越多的人應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)環(huán)境之中。

因此智能水廠必須將大量的數(shù)據(jù)“喂”進(jìn)機(jī)器，這樣機(jī)器才可以不斷學(xué)習(xí)，不斷的優(yōu)化自身的參數(shù)，才可以將總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)交給機(jī)器，隨著機(jī)器的深度學(xué)習(xí)以及對(duì)大數(shù)據(jù)的處理能力不斷升級(jí)，我們的智能水廠在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中發(fā)揮出自己的作用。

三、未來(lái)的智能廠與新技術(shù)的各種融合。不久的將來(lái)，在VR技術(shù)普遍應(yīng)用的時(shí)候，我們的水廠的管理也可以使用VR的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將水廠裝入虛擬現(xiàn)實(shí)的眼鏡，管理人員無(wú)需去現(xiàn)場(chǎng)，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(shí)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，有了這個(gè)技術(shù)之后，未來(lái)水廠的管理是這樣的“您不再因?yàn)樯硖幒畏蕉m結(jié)了，我在家也能辦公，我在閑暇時(shí)也可以管理，我在出門時(shí)也可以監(jiān)控了”。

我想，現(xiàn)在是一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的人工智能時(shí)代，未來(lái)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(xiàng)復(fù)雜的工程，它不但涉及到眾多專業(yè)領(lǐng)域（機(jī)械，電子，自動(dòng)化，IT），同時(shí)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(guò)對(duì)生產(chǎn)體系中要素的剖析以及對(duì)共性的總結(jié)，提出了一套完整而標(biāo)準(zhǔn)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(tái)、大數(shù)據(jù)則成為人工智能的生產(chǎn)要素。