在德國人的概念中，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，汽車(chē)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。
從制造邁向“智造”
廣泛應用于汽車(chē)行業(yè)的自動(dòng)化、數字化、智能化車(chē)間，已經(jīng)成為汽車(chē)智能制造的重要載體。在這里，可以看到的工人越來(lái)越少，取而代之的是一只只效率和精準度更高的智能化機器手，越來(lái)越多的關(guān)鍵工序已經(jīng)由機器人代替工人。近年來(lái)更是出現了“無(wú)人化”車(chē)間，弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復雜作業(yè)全部交由工業(yè)機器人來(lái)做一條傳送帶，上百臺不同類(lèi)型的機器人分工明確、林立兩邊，只需短短的1分鐘，一輛完整的汽車(chē)就在機器人的“手忙腳亂”中“誕生”了。
在我國，工業(yè)機器人最初主要用于汽車(chē)及工程機械的噴涂及焊接。隨著(zhù)汽車(chē)需求的不斷增長(cháng)，工業(yè)機器人已經(jīng)廣泛參與到汽車(chē)生產(chǎn)的四大工藝以及汽車(chē)關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)。在汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)中，有大量壓鑄、焊接、檢測等應用，這些目前均由工業(yè)機器人參與完成，特別是焊接線(xiàn)上的焊接機器人在汽車(chē)制造業(yè)中發(fā)揮著(zhù)不可替代的作用。焊接機器人是在工業(yè)機器人基礎上發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)焊接設備，是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機器人，主要用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，其廣泛應用于汽車(chē)及其零部件制造、摩托車(chē)、工程機械等行業(yè)，在汽車(chē)生產(chǎn)的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產(chǎn)工藝過(guò)程都有廣泛應用，其中應用最多的以弧焊、點(diǎn)焊為主。與人工相比，使用機器人焊接具有質(zhì)量穩定、效率大增、更加安全等三大優(yōu)勢。
在汽車(chē)內飾件生產(chǎn)中，則需要表皮弱化機器人、發(fā)泡機器人、最后的產(chǎn)品切割機器人。汽車(chē)車(chē)身的噴涂由于工作量大，危險性強，通常都會(huì )采用工業(yè)機器人代替。近年來(lái)，適應現代汽車(chē)制造技術(shù)柔性化、靈捷化、智能化、信息化的發(fā)展趨勢，國內汽車(chē)制造業(yè)在汽車(chē)生產(chǎn)中引入了agv（又名移動(dòng)機器人）技術(shù)，使汽車(chē)裝配的生產(chǎn)組織、信息管理和物流技術(shù)等方面實(shí)現了質(zhì)的飛躍。
國外零部件工廠(chǎng)里的變化
在德國博世洪堡工廠(chǎng)的一條液壓產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)上，所有零件都配備一個(gè)獨特的射頻識別碼（rhd），并能同沿途關(guān)卡自動(dòng)對話(huà)，當工件到達某個(gè)工位時(shí)，顯示屏上就會(huì )相應提示員工所需處理的具體工作內容，而每一個(gè)工位也可以根據員工的個(gè)性化設置進(jìn)行自動(dòng)調節。
博世在全球超過(guò)250家工廠(chǎng)里應用工業(yè)4.0的理念和技術(shù)，其位于中國蘇州的工廠(chǎng)也是其工業(yè)4.0試點(diǎn)基地之一，在那里，從基礎的無(wú)紙化辦公到自動(dòng)備料系統的實(shí)施都已經(jīng)——成為現實(shí)。在未來(lái)博世的工廠(chǎng)里，一臺平板電腦的視頻圖像上會(huì )給出所顯示部件的綜合信息和維修指令，工人可以直接通過(guò)觸摸屏處理這些信息。
解讀：第四次工業(yè)革命需要的智能工廠(chǎng)真面貌（圖片來(lái)源于百度圖片）
而德國蒂森克虜伯集團董事會(huì )主席海里?！ず招粮╤einrichhiesitiger）認為，工業(yè)4.0概念的推行是要做很多前期準備工作的。比如必須要做好it基礎設施的準備，網(wǎng)速要有保障，而且這些新的基礎設施還要能整合到現有生產(chǎn)設施當中，才能保證以高效的方法來(lái)傳遞和輸送大量信息和數據。
現在，蒂森克虜伯集團希望將2300多個(gè)不同地點(diǎn)的it網(wǎng)絡(luò )能夠通過(guò)高速和超寬帶寬的基礎設施聯(lián)系起來(lái)。還有一個(gè)重要的前提是生產(chǎn)設施的自動(dòng)化。2014年11月，蒂森克虜伯發(fā)動(dòng)機系統（常州）有限公司正式開(kāi)業(yè)，這家發(fā)動(dòng)機系統生產(chǎn)基地將為中國生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機缸蓋罩蓋模塊總成。
客戶(hù)通過(guò)電子訂單系統把需要的鋼板信息發(fā)送到蒂森克虜伯，這些信息和數據又馬上會(huì )傳送到生產(chǎn)公司，生產(chǎn)時(shí)的相關(guān)信息和數據又被錄入到sap系統當中。這樣，一塊鋼板在生產(chǎn)過(guò)程當中就已經(jīng)被賦予一個(gè)電子編碼，包含了完備的產(chǎn)品信息。
在整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程當中，客戶(hù)可以實(shí)時(shí)地知道所有鋼板的待產(chǎn)情況，同時(shí)也可以更改一些序列，或者是一些生產(chǎn)的要求。只要在鋼板付諸生產(chǎn)之前的8小時(shí)告訴蒂森克虜伯，就可以馬上做出更改。目前這一流程已經(jīng)在德國的一個(gè)工廠(chǎng)開(kāi)始實(shí)施了。
整車(chē)廠(chǎng)的應對
工業(yè)4.0不是一場(chǎng)突然而至的革命，也不是可以一蹴而就的革新。寶馬集團工業(yè)4.0生產(chǎn)專(zhuān)家克里斯蒂安·潘純（christianpatron）博士認為，“在寶馬集團，不斷改進(jìn)生產(chǎn)系統是日常工作，工業(yè)4.0是符合寶馬邏輯的下一步，而絕不是革命性改變”。
寶馬工廠(chǎng)在自動(dòng)化、智能化上的一些嘗試，有的已經(jīng)被列為工業(yè)4.0的生產(chǎn)方式。一個(gè)廣被提及的事例是，寶馬蘭茨胡特工廠(chǎng)在汽車(chē)保險杠生產(chǎn)中啟用非接觸式手勢識別系統。這種系統被視為一種智能人機交互的范例。虛擬手勢識別系統由安裝在檢驗工作區域上方的2臺3d攝像機、紅外傳感器等部分組成，系統內保存有保險杠部件的3d實(shí)體模型數據，并在檢驗區域建立起3d空間掃描坐標系。當工件進(jìn)人檢驗區后，檢驗人員只需幾個(gè)手勢，即可完成檢驗工作：比如指點(diǎn)偏差所在的部位后，設備即可精確記錄下該偏差產(chǎn)生的位置以及偏差數據；而如果零件合格，檢驗員只需滑動(dòng)手指，就可以指示系統該零件已經(jīng)通過(guò)檢驗。
在這套創(chuàng )新系統的支持下，不但能夠加速檢測過(guò)程。檢驗精度和零件偏差的定位精度也大幅提升。同時(shí)因無(wú)需配備護目鏡、麥克風(fēng)等裝備，提升了檢驗員工作的舒適度及工作效率，而且，系統操作簡(jiǎn)單易學(xué)，大受檢驗人員的認可和歡迎。
這正印證了寶馬集團新任董事長(cháng)科魯格（haraldkmger）的表述——“對寶馬而言，工業(yè)4.0并不是一味追求自動(dòng)化，排斥人參與生產(chǎn)的全過(guò)程；與之相反，我們認為未來(lái)的智能科技將著(zhù)眼于更高層次的人機交互領(lǐng)域，讓科技裝備為工作人員提供更好的支持”。
5月22日，奧迪在公司年度股東大會(huì )上，通過(guò)“encounter”雜志詮釋“智能工廠(chǎng)”的愿景。在他們的規劃中，有朝一日，汽車(chē)工廠(chǎng)將擁有與當下截然不同的智能系統、創(chuàng )新技術(shù)，以及高效組織構架。在他們的規劃中，裝配線(xiàn)已不復存在，井然有序的流水作業(yè)也不再適用。平板運輸機器人——所謂的“自動(dòng)運輸系統”（driverlesstransportsystems）“搬運”著(zhù)各種尚未制造完成的汽車(chē)，在這座工廠(chǎng)中你會(huì )看到奧迪的所有車(chē)型，但卻已經(jīng)找不到兩輛完全相同的汽車(chē)。奧迪為這一場(chǎng)景轉化為現實(shí)設定了時(shí)間截點(diǎn)——2030年。
相比寶馬等德國車(chē)企，日系車(chē)企豐田也有自己成熟的制造體系，雖然日本沒(méi)有提出類(lèi)似工業(yè)4.0的概念，但豐田基于1960年代創(chuàng )造的精益生產(chǎn)的基礎所做的擴展。在某種程度上，與21世紀出爐的工業(yè)4.0理念有很多相融合之處。
雙重角色
在推進(jìn)工業(yè)4.0的過(guò)程中，數據安全是企業(yè)非常關(guān)注的—項內容。英飛凌與德國電信就共同推出一款用于保護網(wǎng)絡(luò )化生產(chǎn)的安全解決方案。
在去年德國1t峰會(huì )上，德國總理默克爾觀(guān)看的工業(yè)4.0智能生產(chǎn)演示中，英飛凌的安全產(chǎn)品對生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行身份認證，以保障整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的數據和信息安全除了在自己的工廠(chǎng)里實(shí)踐工業(yè)4.0，還為別的企業(yè)提供解決方案。在工業(yè)4.0的推進(jìn)中，英飛凌實(shí)際扮演了雙重角色。
同樣扮演雙重角色的還有博世、西門(mén)子等巨頭企業(yè)，它們也基于各自的優(yōu)勢推出了自己的智能制造解決方案：西門(mén)子認為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)與傳統制造業(yè)的結合會(huì )在數字工廠(chǎng)落地，因此它推出了自己的數字工廠(chǎng)解決方案（digitalfactorysoluticm）。為此，西門(mén)子在2006年以32億美元收購plm軟件商ugs。
ucs擁有在線(xiàn)設計軟件平臺nx，其中內置cad、cam等一系列設計軟件，還包括數字化生產(chǎn)流程規劃軟件以及市面上領(lǐng)先的解決方案。西門(mén)子將ugs的軟件平臺接入自己的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統之上，形成了一套制造業(yè)解決方案。整合之后，西門(mén)子數字工廠(chǎng)藍圖初具規模，基于數據分享的合作平臺，生產(chǎn)者與用戶(hù)、供應商共同組成數字工廠(chǎng)，通過(guò)plm、mes、tia三位一體的軟件系統平臺，實(shí)時(shí)溝通，達成產(chǎn)品從研發(fā)設計到售后服務(wù)的全周期管理。
在數字模擬平臺上，虛擬產(chǎn)品與現實(shí)中在工廠(chǎng)走流程的產(chǎn)品一一對應。工廠(chǎng)內的具體執行系統，可以根據數字模擬平臺的要求進(jìn)行一定程度的重構。目前西門(mén)子的數字工廠(chǎng)解決方案，已經(jīng)在一些高端汽車(chē)業(yè)的自動(dòng)化制造過(guò)程中得到應用。另外，為了配合自己的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，西門(mén)子還推出了一款“西門(mén)子工業(yè)支持中心”的app。這個(gè)app將西門(mén)子的5000多份各種手冊、操作指南，以及60000多個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題解答集成到網(wǎng)絡(luò )平臺，給客戶(hù)提供了極大便利。
博世也一直在研究工業(yè)4.0的解決方案，近來(lái)推出了“慧連制造”解決方案。該方案核心為制造物流軟件平臺，包括制程質(zhì)量管理、遠端服務(wù)管理、預測維護。
有人認為，在這個(gè)方案中，制程質(zhì)量管理已經(jīng)具備了工廠(chǎng)內信息實(shí)時(shí)互聯(lián)等智慧工廠(chǎng)的基本要素，遠端服務(wù)管理、預測維修都是基于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的價(jià)值鏈延伸，也就是說(shuō)博世的慧連制造已經(jīng)具備了工業(yè)4.0的關(guān)鍵基礎。