智能生产之路（一）：从计算机集成制造到精益生产再到工业 4.0
创新增长的速度给企业带来了压力。在未来，真实与虚拟的世界将完全融合在一起。未来的企业与过去一样，也需要一个稳定的基础。只有实现全流程无故障的自动化，从而获得高度的可用性，才能真正地落实工业 4.0。其中最主要的挑战是：人员、技术和计算机在工作流程中智能地合为一体。
用信息技术将生产进行网络化连接这一基本构想并不新鲜。早在 20 世纪 80 年代就已经提出了计算机集成制造（CIM）的想法。CIM 在德语中意为“计算机整合的生产”或者“计算机整合的制造”，这是由许多不同的计算机支持下的生产活动组成的总体概念。这些生产活动在企业中都通过信息化系统运行，信息化系统被统称为“ CAx ”（计算机帮助或者计算机辅助技术）。CIM 构想背后的愿景是用集成化的信息系统全面地支持企业的生产和服务过程。
首先要将各个模块整合到主框架计算机中，比如生产计划和控制系统（PPS）、计算机辅助设计（CAD）、计算机数字化控制（CNC）、计算机辅助质量管理（CAQ）和运行数据采集（BDE）等模块。
20 世纪 90 年代，来自日本的精益生产理念逐渐扩散到了德国的生产车间。这时产生了多个流行词，例如工作组、持续过程优化（KVP）、准时化（Just-in-Time）原则、拉动生产等。为实现以增值链为导向的企业构造这一目标，SEW 传动设备有限公司把以上方法应用于生产领域。人们很快意识到，仅落实单一的措施并不能获得预想的成果。因此，随着时间的推移，在一波又一波的“创造性破坏”的浪潮中，人们首先关注和优化上下游的流程，最终把重点放到企业整体上来（见下图）。
精益企业之路
1998～2000 年，第二波浪潮袭来，以价值创造为导向的企业架构应用到生产和装配领域。这一次的焦点被更加有意识地放在了完美的流水线生产过程和标准化的劳动进程上，形成有节奏的、零浪费的生产过程。灵活流水线作业具有指向生产劳动流程顺序的定向物流、在准时化生产原则基础上，使所有生产过程同步、实现“一个流”组装，即各工序内和各工序之间只有一个工件在流动、避免停顿时间、物流透明化、以价值创造为导向的布局、将机器方案连接起来，形成综合生产布局、采用标准化的看板方式完成材料供应。从而实行综合性的信息化管理，即通过对生产流程和过程可视化、透明化，使工作指南易于理解，并为所有原材料标上清楚的标识。这些方式使员工方便快捷地获得所需信息，实施精准操作。
20 世纪 90 年代， 一些制造企业引入“ 精益生产”，即丰田生产体系（TPS），开展了多项创新活动，在生产过程中既要保证高效率， 又要保证高质量。比如，SEW公司的价值创造系统，价值创造系统的目标是在企业的整个价值体系中构建一个综合的、卓越的作业流程和业务流程，并研究创新方案，以保证企业的竞争优势地位。通过这些措施，企业的员工可以有一个明确的目标和发展方向，每个人的能力也都能够得到提升， 同时各个方法和措施的执行力度也会得到显著提高。价值创造系统建立在以下 5 个原则基础上：秩序、洁净、人体工程学与安全；业务流程的优化；管理和沟通的可视化；业务效率的持续提升；劳动的组织、引导和动员。
21世纪 整个工业领域正面临着巨大的变革，其特点是日益增多的网络互联，这一发展是非常重大的，同时也是一种基础性的发展，许多专家将第四次工业革命的浪潮称为“工业 4.0”。在工业 4.0 的生产理念下，真实世界将和虚拟世界逐渐融为一体。通过这种理念，我们可以设想出全新的生产方式和生产流程。在这样的前提下，与之前完全不同的是，不仅仅机器与集成系统之间可以相互交流，在未来的工业 4.0 框架下，所有的系统都可以互相进行智能数据连接，并可以与已完成的生产过程进行实时信息交换。当特定的生产产品需要补给的时候，机器也可以进行思考，并且自主地对此做出反应。机器可以独立地把这一补给需求传送到下一个系统，下一个系统可以自动触发补给订单。不断增长的智能数据连接可以为企业带来巨大的利益以及时间和效率优势，当然，企业必须始终奉行这条理念。据估计，与当今的生产方式相比，坚持智能数据连接可以为企业节约近 30% 的资金、时间并提高效率。
我们要建立以价值创造为导向的、尽量减少浪费的、灵活的、有动力的生产流程，并用相关的智能自动化方案，根据不同领域来支持这一生产流程的构建。根据精益理论，我们应该将价值创造过程与非价值创造过程（如物流）严格地区分开。在工业4.0 核心思想的指导下，生产、装配和物流领域已经智能地相互交织、相互融合，成为一个综合的系统。
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