制造業的發展歷史久遠，三星堆遺址不斷出土的文物帶給我們越來越深刻的啟示。早在新石器時代，當時的制造工藝就已經讓人嘆為觀止，之后以造紙術、指南針、火藥、印刷術“四大發明”為代表的精湛工藝是我國古代人民創新的智慧成果，對政治、經濟、文化的發展起了巨大的推動作用，甚至對世界的歷史進程產生了深遠的影響。

      時間的車輪進入18世紀，由蒸汽機驅動的機器在英國誕生，先后傳入法國、德國和美國，經過一段時間發展，機器代替了手工，工廠代替了作坊，這是人類技術發展史上一次巨大的飛躍，由手工制造時代進入機器制造時代，即第一次工業革命。19世紀，電力開始用于帶動機器，成為新的主要能源；流水線生產方式大幅提高了勞動生產率，也降低了對勞動者的技術要求，降低了生產成本，1870年后，由此產生的各種新技術、新發明層次不窮，被應用于各種工業生產領域，人類進入電氣時代，即第二次工業革命。

      隨著信息技術的發展和集成電路的出現，1969年，美國數字設備公司研制出了第一臺可編程邏輯控制器。大規模自動化生產得到較快發展，大幅提高了制造業的效率，極大推動了生產力的發展，進入了自動化時代，即第三次工業革命。三次工業革命為當今各行業的生產設備研發制造提供了完整的技術，瑞士的機床、德日的高速貼片機等精密的儀器設備歷經幾代技術革新，在速度精度上達到了非常高的水平。

2 智能制造的提出與發展

      1988年，美國的賴特、伯恩正式出版了智能制造研究領域的首本專著《智能制造》，就智能制造的內涵與前景進行了系統描述，將智能制造定義為“通過集成知識工程、制造軟件系統、機器人視覺和機器人控制來對制造技工們的技能和專家知識進行建模，以使智能機器能夠在沒有人工干預的情況下進行小批量生產”。在此基礎上，英國技術大學Williams教授對上述定義作了更為廣泛的補充，認為“集成范圍還應包括貫穿制造組織內部的智能決策支持系統”。隨著人工智能、物聯網、云計算、大數據、5G等新一代信息與通信技術的成熟及技術成本的降低，這些技術不斷融入到生產設備研發和系統集成應用中，智能制造的知識體系更加完善，更多中國元素從過去集中在產業鏈后端逐漸開始往前端滲透。

      我國制造業近年來取得了快速的發展，高技術制造業占規模以上工業增加值比重從2012年的9.4%提高到2020年的15%；裝備制造業占規模以上工業增加值比重提高到33.7%。技術改造投資占工業投資比重提高到47.1%。重點領域關鍵工序數控化率由2012年的24.6%提高到2020年的52.1%。智能制造的集成實施能力也得到了快速提升，2017年智能制造系統解決方案市場規模達1280億元，同比增長20.8%，智能制造進入實質落地期。

      其中，可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(DCS)、數據采集與監視控制系統(SCADA)等工業控制系統集成能力是實施整體解決方案的基礎。另外，制造執行系統(MES)、倉儲管理系統(WMS)、企業資源計劃系統(ERP)、產品生命周期管理(PLM)、客戶關系管理(CRM)系統等上層應用系統從研發設計、物料采購、物資流轉、制造過程、售后服務等環節出發，以現代制造企業管理方法支撐引領系統開發應用，以網絡化的方式打通整個信息流，貫穿整個研產購銷過程。

3 智能制造在中小型企業中的實施的思考

      在電子產品生產行業，具體到系統電路設計以及SMT下的印制板印刷、貼片、焊接、裝配、檢驗、調試、返修過程，包括物資采購、物料入庫出庫、半成品轉運儲存、成品包裝暫存等，上述各系統均可涉及。企業需要信息系統，但并非都有必要集成各種系統。如果企業只是在研發環節擁有核心技術，人員也相對集中在研發部門，并且希望能夠精細化管理研發過程，在制造環節更多依賴服務外包的模式，那么PDM/PLM系統無疑是比較好的選擇。

      對于制造型企業同理，MES系統的適用性無疑高于PDM/PLM系統。如果企業在研發和生產都有大量的資源投入，PDM/PLM和MES系統對企業的管理會有很大幫助。對于大型的代工廠、汽車家電等大批量生產企業，采用MES系統、WMS系統管理產品的生產和物料流轉是性價比很高的生產運營方式。然而對許多中小型企業、部分國有企業來講，多品種小批量是這類企業產品的特點，面向大批量生產的系統設計理念到了這里難免水土不服，系統的柔性化能力是解決這類企業難題的關鍵。

      隨著全球能源資源成本上升和中國人口紅利下降，原有相對低效的生產模式難以長期維系。新一代信息技術的成熟以及在金融、電商、電信等行業普及應用，也逐步融入到制造企業的研發、運營、生產之中，為數字化、智能化轉型帶來可能。2020年9月，國務院國資委發布《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》，其中要求實行數字化轉型一把手負責制，圍繞“產品創新數字化、生產運營智能化、用戶服務敏捷化、產業體系生態化”等目標推進國企數字化轉型。

      2021年4月國家工業和信息化部對外發布了《“十四五”智能制造發展規劃》(征求意見稿)，從加快系統創新、深化推廣應用、加強自主供給、夯實基礎支撐等多方面進行重點任務布局，并且明確指出要堅定不移地以智能制造為主攻方向，推動產業技術變革和優化升級，推動制造業產業模式和企業形態根本性轉變。

      轉型意味著改變，改變就少不了陣痛。傳統的生產模式要改，最終體現在人要改變上，這種改變不是一個人在改，是企業員工從上至下的變化。數字化轉型對于各個層級的管理和技術人員的知識結構提出新要求，企業必須有足夠的人才儲備，或者進行大量的員工培訓。未來，既懂技術、又懂管理，既熟悉業務、又能進行數據分析和管理決策的人才，將成為數字化轉型的中堅力量。轉型過程需要供需各方克服自身困難一起前行。

      一方面，智能制造的系統集成商需要為中小型企業、部分國有企業開發適合的制造管理運營系統，系統一定是需要面向多品種小批量特點的，而不僅僅將原有產品生硬嫁接在這一類型的企業項目中。另一方面，用戶企業也要早作準備、未雨綢繆，從各個層級進行數字化、智能化轉型的宣貫、培訓、學習，使得真正要推動項目上線運營的時候，員工從意識到技能都可以跟上步伐。不少系統集成商還未對小批量多品種的企業做出貼身的信息化產品。

      以電子產品制造企業為例，并不是所有企業都像代工廠一樣進行大批量加工，不少企業的電裝生產線不到10條，人員的素質能力參差不齊，計劃排產受物資齊套和產品交期影響時有變化，產品的生產過程受人為因素干擾較大。如何通過系統快速有效實現動態變化情況下的計劃排產是小批量多品種企業的一大痛點。目前的很多系統可以實現簡單的工單前提順延，做到按產品進行批次拆單、插單等功能。但是，計劃的變更導致生產準備的變化是一項系統性工作。

      面對生產計劃的更改，僅僅是在生產日歷進行更改顯然無法滿足實際需求。當前，工廠主要是通過生產管理、工藝技術、物資管理、一線班組例會以及借助物資管理系統傳達部署生產準備工作。系統集成商需要將機器準備、物資回庫出庫、圖紙資料準備、人員通知準備等通過系統的方式傳遞信息。物資管理員快速地了解未來一天一周科研生產的物資齊套情況，工藝技術人員需要通過歷史數據及時修正工藝路線，一線班組可以快速準備生產設備程序、溫度曲線、錫膏回溫，檢查工位物資齊套，這類工作目前仍然是依靠人工借助數字化工具進行預判準備，工作繁雜、質量難以保證。部分具有一定信息化開發能力的企業，依托自身的技術實力，可以借助工作流引擎串接企業各部門，將部分紙質化的流程用電子流程加以替代。

      另外，也可以通過開發CMS內容管理系統，將通用工藝、典型維修案例、批次總結、圖紙資料、生產注意事項上傳發布。甚至通過已購買軟件的接口，開發一些外圍系統輔助設計生產。這些系統在一定程度上優化了傳統的工作方式，是在當前生產信息化產品還不能完全滿足要求情況下的一種折中的方法。

      但是，受限于集成能力，更多是在上層應用開展常規功能性的開發，缺乏設備物聯，縱向信息流，倉儲和轉運等涵蓋PLC控制、工業總線、數據采集、大量實時數據交互等實施經驗。從智能工廠建設的角度，仍然需要專業的系統集成商構建符合小批量多品種企業需要的產品，更加有效助力制造企業的數字化、智能化轉型。