隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，工廠(chǎng)將引入大數據技術(shù)進(jìn)行分析優(yōu)化管理，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，最終將實(shí)現自動(dòng)化、智能化、互聯(lián)化的生產(chǎn)制造，能實(shí)現這種制造方式的工廠(chǎng)被稱(chēng)為智能工廠(chǎng)。工業(yè)4.0戰略的展開(kāi)方向之一就是智能工廠(chǎng)。在這場(chǎng)新的變革中，裝備制造商、零部件供應商、軟件提供商等站在各自需求角度對智能工廠(chǎng)都有著(zhù)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(chǎng)或者概念廠(chǎng)或者智能制造，就會(huì )想到機器人，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，實(shí)現整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的優(yōu)化控制，智能調度、生產(chǎn)，以及設備運行狀態(tài)的監控，質(zhì)量的管理，設計與績(jì)效管理，對生產(chǎn)、設備、質(zhì)量的異常做出正確的判斷和集成等，實(shí)現制造執行與運營(yíng)管理、研發(fā)設計、智能裝備的集成，實(shí)現設計制造一體化、管控一體化，這才是智能制造。
一個(gè)智能工廠(chǎng)具有什么樣的特征才稱(chēng)得上“智能”？至少有五點(diǎn)：
人機一體化，虛擬現實(shí)，具有自組織和超融性的能力，具有自學(xué)習和自我維護能力，有自律的能力。那么如何實(shí)現設計制造一體化、管控一體化呢？
1、首先設備或者儀表等傳感器要能夠自組織、自學(xué)習、自維護的感知能力，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)調整行動(dòng)，有較強有力的支持度和記憶支持的模型為基礎。
2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而實(shí)現安全、節能將是智能工廠(chǎng)的核心技術(shù)。具體而言通過(guò)網(wǎng)絡(luò )獲取大數據的應用，開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務(wù)管理系統與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程之間的協(xié)同等。通過(guò)設備間的互聯(lián)，提高設備間的相互協(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、利用機器視覺(jué)，人工智能等技術(shù)，使機器人與設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)的結合，構建深度整合的數字化工廠(chǎng)；
智能工廠(chǎng)中不僅僅是智能系統、智能模型這么簡(jiǎn)單，而是把傳統的工廠(chǎng)附加上形象思維，讓他獨立承擔起分析、判斷、決策的任務(wù)，在智能機器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力，使人機之間表現出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關(guān)系。因此，在智能制造系統當中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用。
人工智能則承擔起了能夠幫助廠(chǎng)區分析、判斷、決策的任務(wù)，機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)現虛擬現實(shí)技術(shù)也是實(shí)現高水平的人機一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬現實(shí)技術(shù)是以計算機為基礎，融合信號處理、動(dòng)畫(huà)技術(shù)、智能推理、預測、仿真多媒體技術(shù)為一體，借助多種音像和傳感器，虛擬展示現實(shí)生活當中各種過(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，這種人機結合的新一代的智能界面是智能制造的顯著(zhù)特征。
總結現代智能工廠(chǎng)有四大關(guān)鍵點(diǎn)：一是要連接所有網(wǎng)絡(luò )以拿到數據。二是要有智能傳感器。三是大數據，將所有設備、所有人連接后，所有數據都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數據后從中抓取出應用趨勢來(lái)，提高設備狀態(tài)的檢測和預測水平。要形成高速傳輸、大數據，保證實(shí)時(shí)性、安全性和節能就變得十分關(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、大數據則成為人工智能的生產(chǎn)要素。
針對未來(lái)的智能水廠(chǎng)或者概念廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，我們大膽的設想：
一、未來(lái)的智能廠(chǎng)所有設備和儀表都是智能的。每臺設備均有自己的運行數據中心，它們均具備很強的自我診斷能力，還具有預測未來(lái)狀態(tài)的能力，在預測到未來(lái)某時(shí)點(diǎn)會(huì )發(fā)生故障或者缺少機油等狀況時(shí)，自動(dòng)向智慧大腦發(fā)出“求救”信號，以獲得專(zhuān)業(yè)化維保人員的愛(ài)護。它們相互配合，智能調控、調度設備，不需要人為的干預。無(wú)論是設備還是儀表，它們的管理和維護方式都將從“被動(dòng)的事后維修”轉變?yōu)椤爸鲃?dòng)的事前維護保養”，這些工作都將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與專(zhuān)業(yè)的外包服務(wù)單位相連通，基本不需要廠(chǎng)區的生產(chǎn)管理人員參與。
也不再設置中控室，廠(chǎng)區內布置有安全的無(wú)線(xiàn)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，當然，權限管理是相當嚴格的，以保證生產(chǎn)系統的高度安全性。一般情況下，都不需要人來(lái)干預生產(chǎn)過(guò)程，只有在特殊和緊急情況下，才需要有權限的操作人員介入。智能控制系統的大腦的特點(diǎn)將是分布式，即，負責生產(chǎn)過(guò)程控制的控制器都分布于靠近設備和儀表的底層。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(chǎng)互聯(lián)互通，可以完成更大范圍的智能調度。
二、未來(lái)的智能水廠(chǎng)與大數據密不可分。有人說(shuō)，下一個(gè)十年，大數據和人工智能將顛覆各種產(chǎn)業(yè)形態(tài)。智能水廠(chǎng)必與大數據緊密相依，因為對于“智能”兩個(gè)字來(lái)說(shuō)，大數據是原材料，而機器學(xué)習是原材料的加工廠(chǎng)，人工智能服務(wù)則是工廠(chǎng)出爐的產(chǎn)品，被越來(lái)越多的人應用在現實(shí)環(huán)境之中。
因此智能水廠(chǎng)必須將大量的數據“喂”進(jìn)機器，這樣機器才可以不斷學(xué)習，不斷的優(yōu)化自身的參數，才可以將總結出的經(jīng)驗交給機器，隨著(zhù)機器的深度學(xué)習以及對大數據的處理能力不斷升級，我們的智能水廠(chǎng)在現實(shí)應用中發(fā)揮出自己的作用。
三、未來(lái)的智能水廠(chǎng)與新技術(shù)的各種融合。不久的將來(lái)，在VR技術(shù)普遍應用的時(shí)候，我們的水廠(chǎng)的管理也可以使用VR的虛擬現實(shí)技術(shù)，將水廠(chǎng)裝入虛擬現實(shí)的眼鏡，管理人員無(wú)需去現場(chǎng)，也不需要看電腦屏幕中的工藝監控畫(huà)面，我們戴上眼鏡，就能“身臨其境”下去查勘，100%還原真實(shí)現場(chǎng)運行，有了這個(gè)技術(shù)之后，未來(lái)水廠(chǎng)的管理是這樣的“您不再因為身處何方而糾結了，我在家也能辦公，我在閑暇時(shí)也可以管理，我在出門(mén)時(shí)也可以監控了”。
我想，現在是一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的人工智能時(shí)代，未來(lái)的水廠(chǎng)也必將互聯(lián)化、數據化和智能化。構建智能水廠(chǎng)是一項復雜的工程，它不但涉及到眾多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域（機械，電子，自動(dòng)化，IT），同時(shí)涵蓋了多種應用技術(shù)（信息技術(shù)，感知技術(shù)，控制器，人工智能等）。工業(yè)4.0的出現則通過(guò)對生產(chǎn)體系中要素的剖析以及對共性的總結，提出了一套完整而標準的智能工廠(chǎng)體系，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是承載人工智能的技術(shù)平臺、大數據則成為人工智能的生產(chǎn)要素。