随同着德国“工业4.0”和美国“工业互联网”的热潮，制造业备受世界关注，我国制造业也正处于传统产业调整和转型的关键时期，制造自动化和智能化已提到了国家发展战略层面。

数字工厂：制造业的将来
为在剧烈的全球竞争中坚持优势，制造企业要最大化应用资源，将消费变得愈加高效。为满足市场多元化的需求，制造企业要快速完成各环节的灵敏变动，将消费变得愈加柔性。

数字工厂是以物理工厂为根底，以先进的信息化技术为办法，构建真实工厂的虚拟理想仿真，完成对产品全生命周期的设计、制造、装配、质量控制和检测等各个阶段的功用，对消费进行规划、管理、诊断和优化，从而完成工厂的高效率、低本钱、高质量。而高效、快速、柔性，正是数字化企业为制造业带来的最大变化。

在数字工厂的消费形式下，工艺设计由计算机辅助数字仿真与优化完成，替代持久以来的手工方式，构成准确牢靠的设计结果；ERP系统对质量管理、消费绩效、依从性、产品总谱和生命周期管理提供业务剖析报告，为管理层全面精确控制消费数据提供有力的信息保证。在控制层，MES系统完成对消费状态的实时掌控，快速处置制造过程中物料短缺、设备毛病、人员缺勤等各种异常情形，记载每个产品的关键技术数据，大大加强了产品的可追溯性。在执行层，各种工业机器人、挪动机器人和智能设备将替代人工进行消费，显著进步消费准确度和产质量稳定性。

与智能制造不约而同，数字工厂为智能制造提供根底条件。数字工厂从数据的采集开端，经过信息技术手腕对数据停止存储、加工、剖析和呈现，从而反应到消费中。

智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程的各个环节都表现出了人工智能特性，例如消费过程自顺应调整、工艺自主规划以及智能毛病诊断。而专家系统作为人工智能最活泼的分支之一，将在将来的智能制造范畴发挥宏大的作用，它从制造业范畴专家中提取出珍贵的经历学问，并模仿专家的思想方式来对制造过程进行推理剖析，例如具有联想记忆特性的案例推理、具有含糊不肯定性的含糊推理。专家系统将在将来的智能制造范畴构成大范围的散布式学问库共享平台，并基于愈加丰厚化的推理方式来进行智能制造决策，这将会扩展或延伸人类专家在智能制造中的脑力活动，进而将智能制造提升到一种愈加柔性化、智能化以及集成化的高度。

数字消费：让过程透明化
数字工厂要落到实处，就必需从制造执行系统（MES）开端，交融专家系统等聪慧计划，完成整体的工厂仿真与管理。

20世纪90年代初，制造业迫切需求一个能够将业务系统和制造系统集成并衔接在一同的中间层，从而完成整个制造过程的透明化。与此同时，企业也对消费过程提出了更多新的需求，这其中包括降低批量的范围，以及对消费过程可以进行有效地“实时”干预，在此背景下，制造执行系统应运而生。

依照国际MES协会所给出的定义，MES提供从承受订单到制成最终产品全过程的消费活动完成优化的信息。它采用当前的和准确的数据，对消费活动进行初始化，即时引导、响应和报告工厂的活动，对随时可能发作变化的消费状态和条件做出快速的反响，重点削减不会产生附加值的活动，从而推进高效的工厂消费运作过程。


随着需求的变化，制造执行系统被附加的功用越来越多，试图掩盖一切消费过程相关的业务，招致制造执行系统的设计、开发、施行越来越复杂，再加上行业差别性，给项目带来了宏大的施行风险。不同行业的MES系统也有所不同。

离散制造行业。例如以汽车行业为主的离散制造行业。基于行业的特性，产品由多个零件经过一系列离散的工序加工，最终装配完成。面向汽车制造的MES系统能够采用以工单的执行为中心，需求对在制消费、质量检验、图纸工艺文件数字化派发、零部件派发等各环节进行精准管控，完成对整车制造过程的细致跟踪，从而进步精益消费和智能制造才能。

设计、工艺与制造一体化，消费现场需求及时精准地获取数字化的消费指导，如数字化图纸、工艺技术文件等；另外，设计、工艺部门需求从现场获取质量反应信息，从而取得改善工艺、设计的根据。现场消费过程需求透明化，实时跟踪工单的执行进程，快捷获知车间现场状况，为企业决策提供及时精确的数字支持。需求完成消费组织和调度协异化，充沛应用现场信息，对消费中的异常做出快速反响。在满足以上根本功用的牢靠性、平安性、适用性等需求后，分离高级排产与调度优化算法，提升该行业的消费程度。


数字工厂：完成批量定制
随着市场竞争的日趋剧烈和个性化客户需求的不时加强，按订单批量定制的消费类型已成为一类具有普遍代表性的制造过程，将掩盖越来越多的国民经济关键行业。批量定制消费是在满足客户个性化需求的前提下，以近似批量消费效率制造产品的全重生产形式,被誉为21世纪制造业竞争的前沿。

批量定制的实质特征是高度个性化的产品或效劳，快速响应市场变化的才能和较低的定制本钱。批量定制造为将来智能制造的主要消费形式，对制造配备的柔性及制造过程的管控才能，提出了极高的请求和应战。如：对制造系统的牢靠性、准确性、灵敏性、柔性请求更高，消费组织需求更高的在线交互才能、自主响应才能、指挥调度才能，需求全数字化的系统纵向集成支撑，需求支持定制消费的强大系统可配置才能等等。

而数字化车间正是涵盖消费方案、执行、控制、设备四个层面的系统集成技术，由此可见基于机器人化配备和动态管控平台的数字化车间技术是支撑并满足批量定制消费目的完成的根底与中心。因而，机器人、智能配备和信息技术三者在制造业进行交融，完成产品从设计到制造高效转化的数字化车间，是完成批量定制消费的根底和必备条件。支持批量定制消费的数字化车间动态管控平台及配备的研发与应用得到了业界高度关注。

(科技产业责编：陈峰 )