智能制造引领企业快速发展

智能制造引领企业快速发展

未来国家的制造业竞争，一方面是看谁能通过智能制造将成本降至大规模生产的水平，另一方面是产品更加个性化，更加贴近人类需求。

工业智能技术是指将信息技术、网络技术和智能技术应用于工业领域、给工业注入“智慧”的综合技术。工业智能技术应用的重点是制造业，包括智能制造技术和智能化产品与系统两部分。它通过采用计算机技术模拟人在制造过程中和产品使用过程中的智力活动，以进行分析、推理、判断、构思和决策，从而去扩大延伸机器人的思考能力，以部分替代人类专家的脑力劳动，实现知识密集型生产和决策自动化。

工业智能涉及了机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，概括起来工业智能包括两部分，智能机器人和基于机器人的智能生产、服务系统。

工业智能的发展要从工业革命开始说起。发生在18世纪以英国瓦特蒸汽机为标志的第一次工业革命，使机械生产代替了手工劳动，人们开始走进工业时代；18世纪末到二十世纪初的第二次工业革命，电力得到大规模运用，工业开始批量化生产；第三次工业革命以20世纪中叶以来，电子计算机的发明和应用为标志，工业生产开始进入自动化时代；2010年德国在其《高科技战略2020》中提出要打造工业4.0，强调以智能制造为主导，将信息通讯技术和信息物理融合系统CPS（Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。因此，第四次科技革命，工业智能的核心技术就是通过信息通信技术将虚拟网络和物理现实世界联系起来，并运用智能机器人来提供产品和服务。

图1：工业4.0时代的制造新思维

智能制造最显著的特点体现在生产纵向整合及网络化、价值链横向整合、全生命周期数字化、技术应用指数式增长四个方面。

• 企业智能生产系统的纵向整合以及网络化

网络化的生产系统利用信息物理系统(Cyber-Physical ProductionSystems，即CPPSs)实现工厂对订单需求、库存水平变化以及突发故障的迅速反应。CPPSs帮助智慧工厂进行自我管理，并实现生产的定制化和个性化。CCPSs不仅可以实现生产的自我管理，还可以实现维护的自我管理。生产资源和产品由网络连接，原料和部件可以在任何时候被送往任何需要它的地点。

• 全球价值链的横向整合

新的价值链可以实时优化网络，提高透明度和灵活性，更快速地应对问题处理故障。与生产系统网络化相似，全球或本地的价值链网络通过CPPSs相连接，囊括物流、仓储、生产、市场营销及销售，甚至下游服务在内，形成一个透明的价值链。

• 数字化制造贯穿整个价值链和产品生命周期，新产品往往需要新的或调整后的生产系统与之匹配

全生命周期的数字化将实现产品从开发设计到生产的无缝融合，使产品开发和生产系统产生新的协同效应。在这一过程中，企业可以获取产品生命周期每个阶段的数据，用于制定更具柔性的生产流程。

• 技术应用的指数式增长将成为个性化方案、生产柔性和成本节约的催化剂

人工智能、机器人技术、传感技术将进一步提高系统的自动化能力，并加速大规模定制化。人工智能不仅可以使工厂和仓库的无人传送更灵活有效，节约供应链管理成本，增加数据分析和生产的可靠性，还可以帮助企业发现设计及建造的新方案，亦可加强人-机进行服务的协同作用。功能性纳米材料和纳米传感器可以使生产中的质量控制更有效，也使生产下一代可以与人类携手工作的机器人成为可能。3D打印或增材制造可以说是技术应用指数式增长的典型例子，它加速了工业向智能制造的转型并使之更加灵活。3D打印将滋生新的生产解决方案(如在不增加成本情况下实现更复杂的制造)、新的供应链解决方案(如库存减少或快速交付)或新的商业模式(如供应链脱媒或客户整合)。

工业智能技术的运用帮助企业实现了智能制造，使企业实现了三个“智能化”：产品的智能化、生产制造的智能化、企业的智能化。

产品智能化，意味着产品具有非常高的“数据”和“信息”特征，它的更高附加价值体现在软件或服务上。

流程和制造的智能化，意味着整个生产过程都是通过IT控制实现优化。在生产过程中所有元件、半成品、成品都有各自的编码，“产品”与“机器”实现了自由沟通，在一条流水线上，因预先设置了控制程序，可以自动装配不同的元件，所以流水线生产出来的也是个性化的不同产品。因为所有流程、所有元件都进行实时监测并实时进行数据挖掘分析，所以能够以规模化的方式来获得个性化和定制化的产品。

企业的智能化，意味着产品研发制造从原来的“工厂到客户”（B2C）转变为“客户到工厂”（C2B），企业生产过程的协同从原来的内部各个部门、不同车间之间的协同，转向了供应链、客户关系、制造执行、企业资源、工业物联网等产业链、社会化大协作和大协同，从原来的基于自己掌控的生产资料进行生产要素的配置转向基于需求进行动态资源的最优配置。

工业智能在产业互联网中扮演的角色和起到的影响

产业互联网时代，个性化定制、按需制造、众包众筹、异地协同设计等“互联网+”与工业融合创新应用模式不断涌现。工业智能渗透到产业互联网的每一个环节，为这些创新应用模式提供技术支撑。例如，智能家居用到了CPS信息物理融合技术，实现了实物之间的信息交流，机器与互联网之间的信息交流。

产业互联网不论是服务行业还是制造行业，都必须要有智能终端。这个终端的作用包括面向客户的人机交互终端，也有进行生产产品和提供的服务终端。首先手机和计算机就是一个最常用的智能终端，同时也是用户的互联网入口，产业互联网正式通过这些入口终端，将用户连接起来，从而达到优化流程，贴近用户，增加用户体验的效果。

现在的手机正变得越来越智能，人机交互变得越来越高级。同时，人工智能也可以使产业互联网实现产品和服务。家电行业拥抱互联网打造的智能家居，汽车拥抱互联网打造的智能无人汽车，越来越多的企业开始利用智能机器人进行个性化定制产品的生产，这些都离不开智能终端。没有智能终端，就不会有产业互联网，人工智能是产业互联网的实现途径。