What is Smart Manufacturing? - 6 Minute version
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來源：中機人
將感覺、記憶、回憶、思維、語言、行為的整個過程，稱為智慧過程，將這個過程導入於生產製造的流程，或可稱之為智慧製造生產⋯⋯
一、 智慧製造的概念
「智慧製造」可以從製造和智慧兩方面進行解讀。
首先，製造是指對原材料進行加工或再加工，以及對零組件進行裝配的過程。
通常，按照生產方式的連續性不同，製造分為流程製造與離散製造(也有離散和流程混合的生產方式)。
二、 什麼是智慧工廠
智慧工廠是實現智慧製造的載體。在智慧工廠中，透通過生產管理系統、電腦輔助工具，和智慧裝備的整合與互操作，來實現智慧化、網路化分布式管理，進而實現企業業務流程、製造流程，及資金流程的協同，以及生產資源(材料、能源等)在企業內部，及企業之間的動態配置。
一方面，「工欲善其事，必先利其器」。實現智慧製造的利器是數位化、網路化的工具軟體和製造裝備，包括以下類型：
1、電腦輔助工具
如CAD(電腦輔助設計)、CAE(電腦輔助工程)、CAPP(電腦輔助製程設計)、CAM(電腦輔助製造)、CAT(電腦輔助測試，如ICT資訊測試、FCT功能測試)等。
2、電腦仿真工具
如物流仿真、工程物理仿真(包括結構分析、聲學分析、流體分析、熱力學分析、運動分析、複合材料分析等多物理場仿真)、製程仿真等。
3、工廠/車間業務與生產管理系統
如ERP(企業資源計劃)、MES(製造執行系統)、PLM(產品全生命週期管理)/PDM(產品數據管理)等。
4、智慧裝備
如高檔數控機床與機器人、增材製造裝備(3D打印機)、智慧鍋爐、反應釜及其他智慧化裝備、智慧傳感與控制裝備、智慧檢測與裝配裝備、智慧物流與倉儲裝備等。
5、新一代資訊技術，如物聯網、大數據等
另一方面，智慧製造是一個覆蓋更寬泛領域，和技術的「超級」系統工程，在生產過程中，以產品全生命週期管理為主線，還伴隨著供應鏈、訂單、資產等全生命週期管理，如圖1所示。
圖1：智慧製造生命週期管理
在智慧工廠中，借助於各種生產管理工具/軟體/系統和智慧設備，打通企業從設計、生產到銷售、維護的各個環節，實現產品仿真設計、生產自動排程、資訊上傳下達、生產過程監控、品質線上監測、物料自動配送等智慧化生產。
下面介紹了幾個，智慧工廠中的典型「智慧」生產場景。
場景1：設計/製造一體化。
在智慧化較好的航空航太製造領域，採用基於模型定義(MBD)技術，實現產品開發，用一個整合的三維實體模型，完整地表達產品的設計資訊和製造資訊(產品結構、三維尺寸、BOM等)，所有的生產過程，包括產品設計、製程設計、安裝設計、產品製造、檢驗檢測等，都基於該模型實現，這打破了設計與製造之間的壁壘，有效解決了產品設計與製造一致性問題。
製造過程某些環節，甚至全部環節都可以，在全國或全世界進行代工，使製造過程性價比最優化，實現協同製造。
場景2：供應鏈及庫存管理。
企業要生產的產品種類、數量等資訊通過訂單確認，這使得生產變得精確。
例如：使用ERP或WMS(倉庫管理系統)，進行原材料庫存管理，包括各種原材料及供應商資訊。當客戶訂單下達時，ERP自動計算所需的原材料，並且根據供應商資訊，即時計算原材料的採購時間，確保在滿足交貨時間的同時，使得庫存成本最低甚至為零。
供應鏈及庫存管理
因此，智慧工廠的建立，可大幅改善勞動條件，減少生產線人工干預，提高生產過程可控性，最重要的是借助於資訊化技術，打通企業的各個流程，實現從設計、生產到銷售各個環節的互聯互通，並在此基礎上，實現資源的整合優化和提高，從而進一步提高企業的生產效率和產品的品質。
三、 全球製造業現狀和首要任務
除七大工業國，其他很多國家的製造業現狀是 「2.0補課、3.0普及、4.0示範」。其中工業2.0、3.0、4.0對應的含義如下：
2.0實現「電氣化、半自動化」
使用電氣化和機械化製造裝備，但各生產環節和製造裝備，都是「資訊孤島」，生產管理系統與自動化系統資訊不貫通，甚至企業尚未使用ERP或MES系統，進行生產資訊化管理。
台灣也有許多中小企業尚處於此階段; 所以早期將需勞力密集的作業，移往中國，而隨人口紅利的消退，又轉往中南半島等國。
台灣也有許多中小企業尚處於此階段; 所以早期將需勞力密集的作業，移往中國，而隨人口紅利的消退，又轉往中南半島等國。
3.0實現「高度自動化、數位化、網路化」
使用網路化的生產製造裝備，製造裝備具有一定智慧功能(如標識與維護、診斷與警報等)，採用ERP和MES系統，進行生產資訊化管理，初步實現了企業內部的橫向整合與縱向整合;
4.0實現「數位化、網路化、智慧化」
適應多品種、小批量生產需求，實現客製化和柔性化生產，使用高檔數控機床、工業機器人、智慧測控裝置、3D列印機、智慧倉庫和智慧物流等智慧裝備，借助各種電腦輔助工具，實現虛擬生產，利用網路、雲端運算、大數據，實現價值鏈企業協同生產、產品遠端維護智慧服務等。
要實現智慧製造必須2.0、3.0、4.0並行發展，既要在改造傳統製造方面「補課」，又要在綠色製造、智慧升級方面「加課」。
對於製造企業而言，應著手於完成傳統生產裝備網路化和智慧化的升級改造，以及生產製造製程數位化，和生產過程資訊化的升級改造。
對於裝備供應商和系統整合商，應加快實現安全可控的智慧裝備，與工業軟體的開發和應用，以及提供智慧製造頂層設計，與全系統整合服務。
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