隨著新一代信息技術(shù)的快速普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)模式在悄然發(fā)生變化。工廠的生產(chǎn)線上出現(xiàn)了一個個身手敏捷的機器人，產(chǎn)線旁穿梭著一個個身背貨物的物流小車，各個生產(chǎn)設(shè)備在系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下快速協(xié)同作業(yè)，這樣的場景越來越多出現(xiàn)在以汽車、家電為代表的大型制造工廠，也是近幾年我國制造業(yè)快速發(fā)展的縮影。
制造業(yè)的發(fā)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(jīng)讓人嘆為觀止，之后以造紙術(shù)、指南針 、HUO藥、印刷術(shù)“四大發(fā)明”為代表的精湛工藝是我國古代人民創(chuàng)新的智慧成果，對政治、經(jīng)濟、文化的發(fā)展起了巨大的推動作用，甚至對世界的歷史進程產(chǎn)生了深遠的影響。
時間的車輪進入18世紀，由蒸汽機驅(qū)動的機器在英國誕生，先后傳入法國、德國和美國，經(jīng)過一段時間發(fā)展，機器代替了手工，工廠代替了作坊，這是人類技術(shù)發(fā)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(yè)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(chǎn)方式大幅提高了勞動生產(chǎn)率，也降低了對勞動者的技術(shù)要求，降低了生產(chǎn)成本，1870年后，由此產(chǎn)生的各種新技術(shù)、新發(fā)明層次不窮，被應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，人類進入電氣時代，即第二次工業(yè)革命。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展和集成電路的出現(xiàn)，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺可編程邏輯控制器。大規(guī)模自動化生產(chǎn)得到較快發(fā)展，大幅提高了制造業(yè)的效率，極大推動了生產(chǎn)力的發(fā)展，進入了自動化時代，即第三次工業(yè)革命。三次工業(yè)革命為當今各行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)制造提供了完整的技術(shù)，瑞士的機床、德日的高速貼片機等精密的儀器設(shè)備歷經(jīng)幾代技術(shù)革新，在速度精度上達到了非常高的水平。
1988年，美國的賴特、伯恩正式出版了智能制造研究領(lǐng)域的首本專著《智能制造》，就智能制造的內(nèi)涵與前景進行了系統(tǒng)描述，將智能制造定義為“通過集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)、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(chǎn)”。在此基礎(chǔ)上，英國技術(shù)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(yīng)包括貫穿制造組織內(nèi)部的智能決策支持系統(tǒng)”。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、5G等新一代信息與通信技術(shù)的成熟及技術(shù)成本的降低，這些技術(shù)不斷融入到生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)和系統(tǒng)集成應(yīng)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(chǎn)業(yè)鏈后端逐漸開始往前端滲透。
我國制造業(yè)近年來取得了快速的發(fā)展，高技術(shù)制造業(yè)占規(guī)模以上工業(yè)增加值比重從2012年的9.4%提高到2020年的15%；裝備制造業(yè)占規(guī)模以上工業(yè)增加值比重提高到33.7%。技術(shù)改造投資占工業(yè)投資比重提高到47.1%。重點領(lǐng)域關(guān)鍵工序數(shù)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(tǒng)解決方案市場規(guī)模達1280億元，同比增長20.8%，智能制造進入實質(zhì)落地期。
其中，可編程邏輯控制器(PLC)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)等工業(yè)控制系統(tǒng)集成能力是實施整體解決方案的基礎(chǔ)。另外，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、倉儲管理系統(tǒng)(WMS)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、客戶關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)等上層應(yīng)用系統(tǒng)從研發(fā)設(shè)計、物料采購、物資流轉(zhuǎn)、制造過程、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)出發(fā)，以現(xiàn)代制造企業(yè)管理方法支撐引領(lǐng)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用，以網(wǎng)絡(luò)化的方式打通整個信息流，貫穿整個研產(chǎn)購銷過程。
在電子產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)，具體到系統(tǒng)電路設(shè)計以及SMT下的印制板印刷、貼片、焊接、裝配、檢驗、調(diào)試、返修過程，包括物資采購、物料入庫出庫、半成品轉(zhuǎn)運儲存、成品包裝暫存等，上述各系統(tǒng)均可涉及。企業(yè)需要信息系統(tǒng)，但并非都有必要集成各種系統(tǒng)。如果企業(yè)只是在研發(fā)環(huán)節(jié)擁有核心技術(shù)，人員也相對集中在研發(fā)部門，并且希望能夠精細化管理研發(fā)過程，在制造環(huán)節(jié)更多依賴服務(wù)外包的模式，那么PDM/PLM系統(tǒng)無疑是比較好的選擇。
對于制造型企業(yè)同理，MES系統(tǒng)的適用性無疑高于PDM/PLM系統(tǒng)。如果企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)都有大量的資源投入，PDM/PLM和MES系統(tǒng)對企業(yè)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(chǎn)企業(yè)，采用MES系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)管理產(chǎn)品的生產(chǎn)和物料流轉(zhuǎn)是性價比很高的生產(chǎn)運營方式。然而對許多中小型企業(yè)、部分國有企業(yè)來講，多品種小批量是這類企業(yè)產(chǎn)品的特點，面向大批量生產(chǎn)的系統(tǒng)設(shè)計理念到了這里難免水土不服，系統(tǒng)的柔性化能力是解決這類企業(yè)難題的關(guān)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(chǎn)模式難以長期維系。新一代信息技術(shù)的成熟以及在金融、電商、電信等行業(yè)普及應(yīng)用，也逐步融入到制造企業(yè)的研發(fā)、運營、生產(chǎn)之中，為數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型帶來可能。2020年9月，國務(wù)院國資委發(fā)布《關(guān)于加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》，其中要求實行數(shù)字化轉(zhuǎn)型一把手負責制，圍繞“產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化、生產(chǎn)運營智能化、用戶服務(wù)敏捷化、產(chǎn)業(yè)體系生態(tài)化”等目標推進國企數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
2021年4月國家工業(yè)和信息化部對外發(fā)布了《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》(征求意見稿)，從加快系統(tǒng)創(chuàng)新、深化推廣應(yīng)用、加強自主供給、夯實基礎(chǔ)支撐等多方面進行重點任務(wù)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(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級，推動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉(zhuǎn)變。
轉(zhuǎn)型意味著改變，改變就少不了陣痛。傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式要改，最終體現(xiàn)在人要改變上，這種改變不是一個人在改，是企業(yè)員工從上至下的變化。數(shù)字化轉(zhuǎn)型對于各個層級的管理和技術(shù)人員的知識結(jié)構(gòu)提出新要求，企業(yè)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(shù)、又懂管理，既熟悉業(yè)務(wù)、又能進行數(shù)據(jù)分析和管理決策的人才，將成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的中堅力量。轉(zhuǎn)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(tǒng)集成商需要為中小型企業(yè)、部分國有企業(yè)開發(fā)適合的制造管理運營系統(tǒng)，系統(tǒng)一定是需要面向多品種小批量特點的，而不僅僅將原有產(chǎn)品生硬嫁接在這一類型的企業(yè)項目中。另一方面，用戶企業(yè)也要早作準備、未雨綢繆，從各個層級進行數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)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(tǒng)集成商還未對小批量多品種的企業(yè)做出貼身的信息化產(chǎn)品。
以電子產(chǎn)品制造企業(yè)為例，并不是所有企業(yè)都像代工廠一樣進行大批量加工，不少企業(yè)的電裝生產(chǎn)線不到10條，人員的素質(zhì)能力參差不齊，計劃排產(chǎn)受物資齊套和產(chǎn)品交期影響時有變化，產(chǎn)品的生產(chǎn)過程受人為因素干擾較大。如何通過系統(tǒng)快速有效實現(xiàn)動態(tài)變化情況下的計劃排產(chǎn)是小批量多品種企業(yè)的一大痛點。目前的很多系統(tǒng)可以實現(xiàn)簡單的工單前提順延，做到按產(chǎn)品進行批次拆單、插單等功能。但是，計劃的變更導致生產(chǎn)準備的變化是一項系統(tǒng)性工作。
面對生產(chǎn)計劃的更改，僅僅是在生產(chǎn)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(chǎn)管理、工藝技術(shù)、物資管理、一線班組例會以及借助物資管理系統(tǒng)傳達部署生產(chǎn)準備工作。系統(tǒng)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(tǒng)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(chǎn)的物資齊套情況，工藝技術(shù)人員需要通過歷史數(shù)據(jù)及時修正工藝路線，一線班組可以快速準備生產(chǎn)設(shè)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(shù)字化工具進行預判準備，工作繁雜、質(zhì)量難以保證。部分具有一定信息化開發(fā)能力的企業(yè)，依托自身的技術(shù)實力，可以借助工作流引擎串接企業(yè)各部門，將部分紙質(zhì)化的流程用電子流程加以替代。
另外，也可以通過開發(fā)CMS內(nèi)容管理系統(tǒng)，將通用工藝、典型維修案例、批次總結(jié)、圖紙資料、生產(chǎn)注意事項上傳發(fā)布。甚至通過已購買軟件的接口，開發(fā)一些外圍系統(tǒng)輔助設(shè)計生產(chǎn)。這些系統(tǒng)在一定程度上優(yōu)化了傳統(tǒng)的工作方式，是在當前生產(chǎn)信息化產(chǎn)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(yīng)用開展常規(guī)功能性的開發(fā)，缺乏設(shè)備物聯(lián)，縱向信息流，倉儲和轉(zhuǎn)運等涵蓋PLC控制、工業(yè)總線、數(shù)據(jù)采集、大量實時數(shù)據(jù)交互等實施經(jīng)驗。從智能工廠建設(shè)的角度，仍然需要專業(yè)的系統(tǒng)集成商構(gòu)建符合小批量多品種企業(yè)需要的產(chǎn)品，更加有效助力制造企業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。
來源于：先進制造業(yè)
