一個維度是制造業(yè)的生命周期，從開始做計劃、設計到建造、運營和優(yōu)化、再到后面的日常維護和升級改造。

另一個維度是對制造業(yè)的不同能力階梯。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能把所有的設備、傳感器、機器人都連接起來，對于設備本身的情況有更多的了解，更重要的是有了這些信息之后如何對生產過程進行持續(xù)的改善。從制造業(yè)生命周期的角度，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠對工廠關注的三個主要方面：產能效率、正常運行時間（uptime）、產品合格率都帶來變革，為整個制造業(yè)生命周期的各個環(huán)節(jié)提供新的思路。

比如，電子工廠在組裝手機、電腦等產品時，一般工廠的做法是工人靠精密制具來保證組裝的精度。每個組裝的環(huán)節(jié)都需要有通過檢測，測試結果決定上一道工序能否通過。一般的工廠不能追溯到前面的流程，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠調整組裝過程中需要的參數(shù)。以手機為例，假設里面各種組件的組裝精度為30微米，依據(jù)最后的檢測結果，組件的公差一直在一側有往50微米的偏差。使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這種生產數(shù)據(jù)能夠通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的形式反饋到設計層，通過分析、確定及調整前面工藝中某一個組裝環(huán)節(jié)的參數(shù)，即可消除掉系統(tǒng)性誤差。這說明通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)得到生產工藝里的實際數(shù)據(jù)能夠實現(xiàn)最終生產質量改善，無論是從能力階梯的角度還是從生命周期的角度都體現(xiàn)出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值。

隨著外部要素變化，無論是全球還是中國，近10年工業(yè)機器人的發(fā)展速度有些讓人吃驚。在全球范圍內，工業(yè)機器人每年保持15%至20%的增長率。而在中國，根據(jù)ABB的數(shù)據(jù)，2017年中國工業(yè)機器人市場增長率超過50%。

從產品和技術來看，自上世紀70年代以來，工業(yè)機器人的結構和應用技術變化并不大，大多數(shù)工業(yè)機器人用于完成重復性、簡單枯燥的，甚至危險的工作。目前工業(yè)機器人主要應用在有產能、產量需求的規(guī)模化生產中，比如汽車、電子、食品飲料等行業(yè)。由于汽車工業(yè)規(guī)模效應明顯，汽車行業(yè)一直是工業(yè)機器人應用最廣泛的行業(yè)。從去年開始，由于中國市場需求的增加，電子行業(yè)變成了工業(yè)機器人的最大的用戶。同時，機器人也應用于食品飲料、金屬制品和塑料制品等傳統(tǒng)行業(yè)。

應用方面，未來物流和零售行業(yè)由于對人力的需求高，產業(yè)規(guī)模發(fā)展快，將成為機器人新的應用領域。無論是倉庫還是物流行業(yè)本身所需要的分揀工作；無論是上貨、補貨還是零售貨架管理，都是適合機器人的應用場景。因此物流和零售行業(yè)將是下一個發(fā)展的新興行業(yè)，也是機器人從工業(yè)向服務行業(yè)滲透的開始。

由于老齡化和不斷提升的人工成本，在歐洲，對于機器人的需求從大型工廠逐步向中小型工廠甚至小作坊企業(yè)滲透。對于中小企業(yè)來說，生產特點是小批次多品種，生產過程要不停的切換，使用傳統(tǒng)的工業(yè)機器人將耗費過多的切換時間。因此，中小企業(yè)需要小型靈活的產品，機器人的易用性是關鍵。

如果和計算機產業(yè)發(fā)展類比，目前工業(yè)機器人還處于“巨型機”階段，機器人的“個人電腦”時代還沒有到來。回顧計算機從發(fā)明到普及的歷史，價格降低、體積減小、應用易于操作并且用戶友好的圖形界面，是最終使計算機從實驗室走入千家萬戶的三個重要因素。類似的，成本、人機協(xié)作安全性、易用性是機器人從工業(yè)滲透到其他領域的限制因素。在機器人從工業(yè)向消費領域滲透的過程中，人機交互是制約機器人發(fā)展的因素之一。無論是從工業(yè)還是其他場景，機器如何與人更好的交互？在工作和生產過程中更好的協(xié)助人去完成工作？人工智能為解決這些問題帶來可能性。在人機交互的可靠性方面，技術上目前還有待突破。在工業(yè)機器人方面，現(xiàn)在工廠里的機器人能夠分毫不差的執(zhí)行指令而不犯錯，是因為工程化的設計、安裝、調試，需要通過指令在生產線上操作。而未來的理想狀況是，機器人能夠像學徒工一樣，通過更自然的方式與人交互，能夠在人的指導下從學徒工變成熟練工。

未來理想中的工廠是將機器人、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術結合的智能工廠。

• 生產線配有傳感器,采集生產流程各階段中產品與設備的相關數(shù)據(jù)；

• 機器人自主協(xié)同工作，完成各項復雜任務；

• 生產加工站自主工作或協(xié)同工作，根據(jù)制造流程調整前段工序的情況；

• 攝像頭采集的視覺數(shù)據(jù)，檢測到規(guī)格不符的情況觸發(fā)自動校正流程。

• 工廠通過制造網(wǎng)絡的測試數(shù)據(jù)控制產品質量，基于軟件管理傳感器和客戶數(shù)據(jù)，系統(tǒng)具備自主學習能力、做出決策的能力。

• 智能制造能夠徹底改變生產流程，通過設備的傳感器收集預測性維護信息、改進庫存和產能信息，實現(xiàn)交付和物流的優(yōu)化，保持產品質量、提升產能，增加工廠的靈活性，適應小批量多品種的生產要求。

ABB海德堡工廠已經(jīng)通過應用智能制造技術，使用7臺機器人協(xié)作，產量提升了兩倍，并且能夠制造8000種產品，實現(xiàn)了更靈活的生產過程。

數(shù)字化不能解決所有問題。數(shù)字化不是最終目的，而是在更高層面上服務于不同目的的運營工具。針對不同行業(yè)，每家公司明確自己的本質需求：

要解決的核心問題是什么？

先自動化、再數(shù)字化，還是兩步一起走？

企業(yè)最核心的是產能問題，還是要解決多品種、小批量的問題？

對于不同的問題，解決的思路、方式也都不一樣。整體而言，中國制造業(yè)需要轉型，需要向產業(yè)鏈上游拓展，去提供價值更高的服務。對企業(yè)來說，目前并沒有固定模式，企業(yè)需要按自身特點摸索選擇適合的路徑。

基于多年為中國制造業(yè)服務的經(jīng)驗，張暉認為，在部分行業(yè)中，中國工廠與世界其他地區(qū)的工廠差異甚微，有些方面甚至領先。例如，目前中國是最大的汽車生產與銷售國，在汽車行業(yè)中國工廠的數(shù)字化程度、建設方式、經(jīng)營方式與國外差異不大。北亞地區(qū)是電子行業(yè)的重要生產版圖，中國、日本、韓國、臺灣等地區(qū)的生產方式是全球領先的。在電子行業(yè)，中國生產某些類電子產品的組織形式和產業(yè)規(guī)模都是國外所沒有的。這意味著中國制造業(yè)在技術升級方面蘊含著巨大的機會，也可能會由于自身的特點衍生出獨具創(chuàng)新性的模式并且復制到其他地區(qū)。

對于服務中國制造業(yè)產業(yè)升級，機器人制造企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)各自將承擔什么樣的定位？張暉認為，兩者之間更大的可能性是合作。

無論是美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭還是中國本土互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)并不具備工業(yè)制造方面的實踐經(jīng)驗；而機器人制造企業(yè)不擅長做網(wǎng)絡基礎平臺。

作為設備提供商，工業(yè)機器人的價值在于對所服務的產業(yè)具有專業(yè)知識，涉及到具體的制造工藝領域，工業(yè)機器人公司有幾十年甚至更久的歷史積累，這與互聯(lián)網(wǎng)公司是相互補充的關系。

ABB與互聯(lián)網(wǎng)公司有不同程度的合作，目前ABB Ability的云服務是基于微軟Azure平臺的。未來工業(yè)機器人企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從不同的角度為制造業(yè)提供解決方案，相輔相成。

來源：超說未來

打造工業(yè)4.0智能工廠離不開這五大產業(yè)鏈

在智能工廠里，機器和設備將具有提升的自我優(yōu)化和自主決策的能力。這與今日運行固定程序操作的情況形成了鮮明的對比。下面將從傳感器、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)軟件、工業(yè)機器人和智能物流五方面分析！

1.上游行業(yè)–傳感器

　近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，它不僅促進了傳統(tǒng)產業(yè)的改造，而且可導致建立新型工業(yè)，是21世紀新的經(jīng)濟增長點。

　不管“工業(yè)4.0”還是“中國制造2025”，其實最本質的變化是智能化生產，但是看來，傳感器是整個智能化的關鍵。因為“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”最核心的方面是智能制造，不管網(wǎng)絡化還是數(shù)字化，最前端都將是智能化，但所有的這些都將離不開傳感器。

　傳感器產業(yè)作為國內外公認的具有發(fā)展前途的高技術產業(yè)，以其技術含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。

　2007-2014年我國傳感器行業(yè)得到較好的發(fā)展，行業(yè)工業(yè)總產值總體呈上升趨勢，在GDP中的占比維持在0.10%-0.15%之間。

　在國家大力加強傳感器的開發(fā)和應用的一系列政策引導和支持下，我國傳感器行業(yè)面臨良好的發(fā)展前景，未來成長空間可期。

2.上游行業(yè)–工業(yè)以太網(wǎng)

　工業(yè)以太網(wǎng)作為一種高效的局域網(wǎng)絡，從誕生之初，就擔負著傳感器數(shù)據(jù)傳輸、生產設備控制等功能，是現(xiàn)代工業(yè)自動化生產體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎。它的構建也就成為智能工廠建設的核心。

　如果說第三次工業(yè)革命的自動化，僅是將生產過程作為對象，對其進行信息技術的應用。工業(yè)4.0將信息技術的應用大幅擴大，進而衍生出“智能工廠”的概念。它的關鍵技術是信息技術。

　工業(yè)以太網(wǎng)，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。具體而言，包括生產設備聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自律協(xié)調作業(yè)的M2M，通過網(wǎng)絡獲取大數(shù)據(jù)的應用，開發(fā)、銷售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務管理系統(tǒng)與實際生產過程之間的協(xié)同等。

　因為現(xiàn)代智能工廠有四大關鍵點：一是要連接所有網(wǎng)絡以拿到數(shù)據(jù)。二是要有智能機器。三是大數(shù)據(jù)，將所有設備、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)后從中抓取出應用趨勢來，提高設備狀態(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)能就變得十分關鍵。這正是工業(yè)以太網(wǎng)構建的要旨。

3.中游行業(yè)–工業(yè)軟件

　智能工廠將是工業(yè)軟件產品創(chuàng)新的主線。機器層面，提高設備智能水平，改善性能和生產效率；車間層面，加強機器間通信協(xié)作，提高生產線的協(xié)同水平；工廠層面，優(yōu)化和調度多車間、多生產線等生產資源，實現(xiàn)生產能力、供應鏈及市場需求的動態(tài)匹配。

4.中游行業(yè)–工業(yè)機器人

　近兩年隨著國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)的提出，兩化融合的穩(wěn)步推進，中國智能制造裝備領域得到了全社會范圍的廣泛關注。隨著產品性能提升的內在需求增加和中國勞動力價格上漲，產業(yè)轉型升級的壓力不斷加大。工業(yè)機器人作為智能制造領域的代表，在產業(yè)轉型升級的過程中正發(fā)揮著越來越重要的作用。

　工業(yè)機器人作為高科技裝備，無論在推動國防軍事、智能制造、資源開發(fā)，還是在培育發(fā)展未來機器人產業(yè)上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場也迅速擴大，如工程機械領域，某些過去傳統(tǒng)的勞動密集型企業(yè)如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領域市場需求也迅速發(fā)展起來。近年來，通過拓展下游應用服務，開拓傳統(tǒng)市場接納新興生產方式，家電、軌道交通、船舶等領域是機器人未來應用的主戰(zhàn)場。在一般工業(yè)應用的新領域，如光伏產業(yè)、動力電池制造業(yè)，包括酒類、飲料、乳業(yè)、糖等在內的食品工業(yè)，以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫(yī)藥等行業(yè)，都有工業(yè)機器人的應用空間。

5.下游行業(yè)–智能物流

　《2016-2020年中國智能工廠深度調研及投資前景預測報告》中指出，智能物流是工業(yè)4.0核心組成部分，是降低社會倉儲物流成本的終極方案：在工業(yè)4.0的智能工廠框架中，智能物流倉儲位于后端，是連接制造端和客戶端的核心環(huán)節(jié)。與美國、日本國外發(fā)達國家相比，單位GDP中我國的倉儲成本占比是其他國家的2-3倍，并且這一差值近些年來呈現(xiàn)逐步擴大的趨勢，而智能物流倉儲系統(tǒng)具備勞動力成本的節(jié)約、對租金成本的節(jié)約、管理效率的提升等方面優(yōu)勢(我們估算自動化倉儲在保證同等儲存能力的條件下，可至少節(jié)約70%以上的土地和80%以上的勞動力)，是降低社會倉儲物流成本的終極解決方案。

　　多重因素影響下，智能物流設備在諸多領域成為企業(yè)替代人工、謀求轉型升級的不二選擇，物流領域也不例外。智能化物流裝備正是在這樣的背景下逐漸發(fā)展起來的。雖然從短期看，采用智能化物流裝備會導致企業(yè)投入增加，然而從長遠發(fā)展來看，智能化裝備給企業(yè)帶來的人力成本的節(jié)約和效率的提升，將使企業(yè)持續(xù)受益。

智能工廠發(fā)展趨勢

　智能工廠將更加智能、靈活和動態(tài)。

　制造工藝的組織將不同，會與整個生產鏈協(xié)同–從供應商到物流到產品的生命周期管理–跨越企業(yè)的各個部門緊密相連。

　各個生產步驟將實現(xiàn)無縫連接。影響的過程將包括：工廠和生產規(guī)劃；產品開發(fā)；物流；企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)；制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)；控制技術；現(xiàn)場的各個傳感器和執(zhí)行器。

　在智能工廠里，機器和設備將具有提升的自我優(yōu)化和自主決策的能力。這與今日運行固定程序操作的情況形成了鮮明的對比。

（來源：產業(yè)智能官）