智能制造作為廣義的概念包含了五個(gè)方面：產(chǎn)品智能化、裝備智能化、生產(chǎn)智能化、管理智能化和服務(wù)智能化。
產(chǎn)品智能化
產(chǎn)品智能化是把傳感器、處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊、傳輸系統(tǒng)融入各種產(chǎn)品，使得產(chǎn)品具備動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、感知和通信能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可追溯、可識(shí)別、可定位。
計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、智能電視、智能機(jī)器人、智能穿戴都是物聯(lián)網(wǎng)的“原住民”，這些產(chǎn)品從生產(chǎn)出來(lái)就是網(wǎng)絡(luò)終端。而傳統(tǒng)的空調(diào)、冰箱、汽車、機(jī)床等都是物聯(lián)網(wǎng)的“移民”，未來(lái)這些產(chǎn)品都需要連接到網(wǎng)絡(luò)世界。專家估計(jì)，到2020年這些物聯(lián)網(wǎng)的“原住民”和“移民”加起來(lái)將超過(guò)500億個(gè)，且這個(gè)進(jìn)程將持續(xù)10年、20年甚至50年。
裝備智能化
通過(guò)先進(jìn)制造、信息處理、人工智能等技術(shù)的集成和融合，可以形成具有感知、分析、推理、決策、執(zhí)行、自主學(xué)習(xí)及維護(hù)等自組織、自適應(yīng)功能的智能生產(chǎn)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化的生產(chǎn)設(shè)施，這些都屬于智能裝備。
在工業(yè)4.0時(shí)代，裝備智能化的進(jìn)程可以在兩個(gè)維度上進(jìn)行：?jiǎn)螜C(jī)智能化，以及單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)而形成的智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠。
單純的研發(fā)和生產(chǎn)端的改造不是智能制造的全部，基于渠道和消費(fèi)者洞察的前段改造也是重要的一環(huán)。
生產(chǎn)智能化
個(gè)性化定制、極少量生產(chǎn)、服務(wù)型制造以及云制造等新業(yè)態(tài)、新模式，其本質(zhì)是在重組客戶、供應(yīng)商、銷售商以及企業(yè)內(nèi)部組織的關(guān)系，重構(gòu)生產(chǎn)體系中信息流、產(chǎn)品流、資金流的運(yùn)行模式，重建新的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈、生態(tài)系統(tǒng)和競(jìng)爭(zhēng)格局。
工業(yè)時(shí)代，產(chǎn)品價(jià)值由企業(yè)定義。而智能制造能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化定制，不僅打掉了中間環(huán)節(jié)，還加快了商業(yè)流動(dòng)，產(chǎn)品價(jià)值不再有企業(yè)定義，而是由用戶來(lái)定義。
管理智能化
隨著縱向集成、橫向集成和端到端集成的不斷深入，企業(yè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性、完整性、準(zhǔn)確性不斷提高，必然使管理更加準(zhǔn)確、更加高效、更加科學(xué)。
服務(wù)智能化
智能服務(wù)是智能制造的核心內(nèi)容，越來(lái)越多的制造企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了從生產(chǎn)型制造向生產(chǎn)服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型的重要性。今后，將會(huì)實(shí)現(xiàn)線上與線下并行的O2O服務(wù)，兩股力量在服務(wù)智能方面相向而行，一般力量是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷拓展服務(wù)，另一股力量是從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，比如微信未來(lái)連接的不僅是人，還包括設(shè)備和設(shè)備、服務(wù)和服務(wù)、人和服務(wù)。個(gè)性化的研發(fā)設(shè)計(jì)、總集成、總承包等新服務(wù)產(chǎn)品的全生命周期管理，會(huì)伴隨著生產(chǎn)方式的變革不斷出現(xiàn)。
西門子以及弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)的專家認(rèn)為，工業(yè)4.0要建立一個(gè)智能生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)智能無(wú)所不在、連接無(wú)處不在，數(shù)據(jù)無(wú)處不在的時(shí)候，設(shè)備和設(shè)備之間、人和人之間、物和物之間、人和物之間的聯(lián)系就會(huì)越來(lái)越緊密，最終必然出現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)連接另一個(gè)系統(tǒng)、小系統(tǒng)組成大系統(tǒng)、大系統(tǒng)構(gòu)成更大系統(tǒng)的情況——對(duì)于工業(yè)4.0的目標(biāo)智能制造而言，它就是系統(tǒng)的系統(tǒng)。
智能工廠的主要特征
工業(yè)4.0意味著智能工廠自己可以運(yùn)轉(zhuǎn)、連接并和機(jī)器進(jìn)行交流，產(chǎn)品設(shè)備之間可以通信。所以德國(guó)人把工業(yè)4.0定義為“機(jī)器制造機(jī)器”，每臺(tái)機(jī)器都是有生命力的，工廠越來(lái)越像一個(gè)人，有智商高低的區(qū)別。隨著工廠“智商”的提高，其智能化程度越來(lái)越高。
智能工廠有三大特征：
第一：信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品。
第二：有實(shí)時(shí)系統(tǒng)，可以及時(shí)進(jìn)行信息傳輸和對(duì)接。
第三：從柔性化、敏捷化、智能化到信息化，這是智能工廠的發(fā)展趨勢(shì)。
每個(gè)階段，柔性化對(duì)環(huán)境的調(diào)整能力能夠?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)品需要，實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)，同時(shí)能控制這種個(gè)性化生產(chǎn)所帶來(lái)的成本飆升問(wèn)題。
智能制造和智能工廠的典型案例
西門子安貝格工廠
位于德國(guó)巴伐利亞州東部城市安貝格的西門子工廠經(jīng)過(guò)25年的數(shù)字化發(fā)展，已經(jīng)成為了智能化未來(lái)工廠典范。其自動(dòng)化運(yùn)作程度已達(dá)到75％左右，產(chǎn)能提升了8倍，該工廠的1150名員工主要是從事計(jì)算機(jī)操作和生產(chǎn)流程的監(jiān)控。該工廠不僅實(shí)現(xiàn)了從管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)到物流配送的全過(guò)程數(shù)學(xué)化，還能通過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)，與美國(guó)研發(fā)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)互聯(lián)。
特斯拉“超級(jí)工廠”
“汽車界的蘋果”特斯拉，在一定程度上已經(jīng)與工來(lái)4.0的理念相匹配，它對(duì)自己所生產(chǎn)汽車的核心定位并非一輛電動(dòng)車，而是一個(gè)大型可移動(dòng)的智能終端，具有全新的人機(jī)交互方式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)終端把汽車做成了一個(gè)包含硬件、軟件、內(nèi)容和服務(wù)的體驗(yàn)工具。特斯拉的成功不僅僅體現(xiàn)在能源技術(shù)方面的突破，更在于其互聯(lián)網(wǎng)思維融入了汽車制造。
海爾集團(tuán)
海爾從2012年開(kāi)始探索互聯(lián)工廠。目前海爾已在四大產(chǎn)業(yè)建成工業(yè)4.0示范工廠，包括沈陽(yáng)冰箱互聯(lián)工廠（全球家電業(yè)第一個(gè)智能互聯(lián)工廠）、鄭州空調(diào)互聯(lián)工廠（全球空調(diào)行業(yè)最先進(jìn)的互聯(lián)工廠）、滾筒洗衣機(jī)互聯(lián)工廠、青島熱水器互聯(lián)工廠等。
