智能制造的形態之一是柔性制造。所謂柔性制造，是指企業以最少的資源和資產投入，實現多樣化的產品或服務，以滿足多樣化的客戶需求。在發達的市場環境中，市場和客戶需求的碎片化和不確定性已是趨勢；在適應這種趨勢的前提下，還要實現持續、更大的盈利，企業唯有進行柔性化改造。 

一、柔性制造的實施愿景

不同行業，市場特點和產品形態不同，柔性制造的內涵和表現形式也不相同。基本上，柔性制造有兩大類，柔性化產品或服務（flexible products and services）和柔性化過程（flexiblemanufacturing  processes），前者指產品或服務結構的柔性化，后者指生產過程的柔性化。如果把行業做如下三大類的劃分：快速消費品、耐用消費品和工業消費品，以汽車為代表的耐用消費品和以工程設備為代表的工業消費品，其柔性制造主要以產品的柔性化為主，以及支持其生產制造的過程柔性化；以日用品為代表的快速消費品行業，其柔性制造主要以生產制造過程的柔性化為主，可能有少量的產品柔性化。在耐用消費品和工業消費品等行業，客戶看重的是產品的效用（功能和外觀），以及包括購買、維護、回收等在內的總擁有成本最低；在快速消費品行業，客戶除了看重產品的效用，還看重產品是否時髦，購買價格是否合理。耐用消費品和工業消費品等行業數字化轉型的主要方向是服務型制造。在服務型制造中，如何延長產品的使用壽命，如何將服務內容多樣化，是企業考慮的重點。往往，服務型制造中產品和服務的升級需要遠程操作，這主要通過產品中的軟件系統來完成的。快速消費品行業數字化轉型的主要方向是個體化制造。在個體化制造中，如果通過產品要素的有機組合，交付給客戶以個體化產品，并盡可能占領各種利基（細分）市場，是企業考慮的重點。柔性化產品的技術支撐是智能互聯產品（Smart Connected Products，SCP），柔性化過程的技術支撐是智能互聯運營（SmartConnected Operation，SCO），上述兩種技術支撐都是建立在以物聯網、大數據、云計算和人工智能為組成的工業互聯網的基礎上，差別就在于其側重點不同。

圖1 智慧互聯產品（SCP） 

 二、柔性制造的實施邏輯

從不變的資源和資產，到萬變的客戶和需求，中間的承接和轉化就是柔性制造，柔性制造的邏輯就是如何以不變應萬變。借用《周易》的“三易”之法，易有三種：“變易”，“簡易”和“不易”，“變易”和“不易”之間的橋梁是“簡易”，柔性制造就是“簡易”，“簡易”的具體內容是可配置。市場環境和客戶需求是變化的（Change），企業運營和管理則需要有序（Conduct），要想在變化和有序之間進行有機過渡和轉換，則要求企業的產品和產品的制造過程是可配置的（Configurable）。從變化（Change：需求）à可配置（Configurable：結構和關系）à有序（Conduct：運營管理），這就是柔性制造的實施邏輯。

圖2 柔性制造的實施邏輯 

由上可知，柔性制造的實施焦點就在于如何實現產品結構和制造過程的可配置。在以汽車為代表耐用消費品行業和以工程設備為代表的工業消費品行業，產品的可配置可通過產品的模塊化架構，和產品的軟件化、系統化來實現的；制造過程的柔性化則主要通過通用作業單元、AGV傳送帶、智物（Intelligent Objects）、服務化架構等的組合應用來實現。 

三、柔性制造的實施策略

以系統學角度看，制造企業的核心對象主要有三類：資源、過程和產品，資源是輸入，產品是輸出，過程是轉化。柔性化制造過程要求資源或設備等應是可移動或可識別，而過程則應是可配置，其中的支撐技術是智物、服務化IT架構、動態適配式流水線和決策算法，等等。

1、智物（Intelligent Objects）

云行雨施，品物流形，隨圓就圓，隨方就方。制造過程可配置的前提是其作用對象——資源、工具和設備等的可感知、可連接、可溝通、可分類、可運算，這就要求將它們“智物”化。

圖3 資源、工具和設備的“智物”化 

資源、工具和設備的“智物”化，就要求它們要有 “眼睛”、“耳朵”、“鼻子”、“手和腿”，甚至“腦袋”，即在物理構造的基礎上加上嵌入式軟件、傳感器、通訊模塊或執行器。

2、服務化架構

企業的制造過程主要由“硬件”和“軟件”等兩大類能力所構成。在以往的架構中，“軟件”能力通常用自動化金字塔來描述。五層式自動化金字塔是多層級、集中式架構，滿足不了企業能力在動態組合、實時連接、分布式運算等方面的要求，因而要進行分布式、網絡化、服務化重構。

圖4 IT系統的分布式、網絡化、服務化重構

 3、動態適配流水線

為了實現大批量、規模化生產，企業的生產作業往往采取流水線的方式來組織。如果這種流水線是剛性的，則要犧牲生產的柔性化。柔性制造的生產作業，也采取流水線作業，不過，它的流水線是根據產品的工藝要求進行動態適配，即根據所生產的產品不同，所使用到的工具和設備也不同，在制品在作業單元之間的傳輸路徑也不同。

 圖5 資源、工具、設備和流水線的動態適配

如上圖5所示，產品的工藝路徑由決策算法來推導，并下發給相應的作業管理系統，“智物”化資源、工具或設備之間通過各自的代理來進行相互溝通，工件或在制品在不同位置之間的傳送則由AGV小車來完成。 通過產品結構和制造過程的可配置，企業就可實現以智能互聯產品（SCP）和智能互聯運營（SCO）為組成的柔性制造，從而實現服務型制造或個體化制造的轉型。作為智能制造的一種形態，柔性制造的發展方向是自主制造，即實現產品、服務和制造系統的自組織和自適應。