智慧工厂：实现人机交互的智能制造载体

2012 年美国通用电气提出“工业互联网”的概念，2013 年德国提出“工业4.0”，2015 年中国提出“中国制造2025”，这三者最重要的目标就是建立智慧化工厂，实现智能制造。智能制造就是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。《2016年北美能源安全和基础设施法案》（S.2012）中定义智能制造是在信息、自动化、监测、计算、传感、建模和网络方面的先进技术。全球各主要经济体都在大力推进制造业的复兴，众多优秀的制造企业都展开了智能工厂的建设实践。智慧工厂中的优秀案例包括西门子安贝格工厂实现多品种工控机的混线生产且产品合格率高达99.99%；FANUC 公司实现机器人和伺服电机生产过程中的高度自动化和智能化，最高720 h 无人值守；三菱电机名古屋制作采用人机结合的新型机器人装配生产线，显著提高了单位生产面积产量。智慧生产是智慧制造的主线，而智慧工厂是智慧生产的主要载体。

在建筑行业的实践中，智慧工厂尚处于起步阶段，较为常见的是装配式预制构件工厂，以预制构件、部品等为主要产品类型。目前的生产工厂以固定模台和自动流水生产线为主，即使是全自动流水生产线也未达到完全智能建造的要求。(www.xing528.com)

智慧工厂有自主能力，可采集、分析、判断、规划；通过整体可视技术进行推理预测，利用仿真及多媒体技术，将实境扩增展示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构，具备协调、重组及扩充特性，已系统具备了自我学习、自行维护的能力。因此，智慧工厂实现了人与机器的相互协调合作，其本质就是人机交互。智慧生产就是以智慧工厂为核心，将“人、机、料、法、环”连接起来，多维度进行融合。在工业物联网、5G、云计算等技术推进下，未来智慧工厂中，人类、机器和资源能够相互通信。智慧生产线生产的产品“知道”它们是什么时候被生产的、如何被生产出来的，也知道它们的用途，甚至知道“对我进行处理应该使用哪种参数”“我将会被运到哪个工地”等信息。