“智能制造”是国家发展战略和技术发展趋势,但具体到有关智能制造的一些概念,往往不清晰。现对有关重要概念及其关系进行一下梳理。
1、制造
制造是对原材料(采掘业的产品和农产品)进行加工或再加工、以及对零部件进行装配的过程。
我国GB/T4754-2002将制造业划分为13个大类/175个中类/530个小类,包括31个行业(另《十二五规划纲要》新增建筑业)。

制造业按制造过程分为:
- 离散制造业(如机械、汽车...)
- 流程制造业(如石化、冶金...)
- 混合型(如食品、造纸...)
2、智能
从感觉到记忆到思维的这程,为“智慧”,其结果产生语言和行为,将语言和行为的表达过程为“能力”,智慧和能力合称“智能”。即智能过程=感觉+记忆+回忆+思维+语言+行为。
3、工业4.0
工业4.0是指通过信息物理系统CPS实现全生命周期中制造单元间相互独立地自动交换信息、触发动作和实现控制,将制造业向智能化转型。
工业4.0是德国政府于2011年提出的高科技计划,用来提升制造业的电脑化、数字化与智慧化。
工业4.0的理念,是将智能制造视为第一次工业革命(机械化)、第二次工业革命(电气化)、第三次工业革命(自动化与计算机)之后的又一次颠覆性的工业变革。

智能制造是工业4.0的核心。

4、《中国制造2025》
基于工业4.0的理念,世界主要制造业大国均制定了本国的智能制造发展战略,中国制定了《中国制造2025》战略规划。
《中国制造2025》按照创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的理念,布局了八项政策、五大工程、十大领域和九大任务。其总体目标是,以制造业的智能、高效、高质、协同、绿色、安全为重点突破口,力争通过2-3个五年计划的努力,实现新一代信息技术与制造业的深入融合,改变我国制造业的现状。

其中,智能制造工程作为五大工程之一,明确为《中国制造2025》战略的主攻方向。
5、智能制造
智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造的目标是有效缩短产品研发周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。
6、数字化工厂
数字化工厂是基于智能制造理念的发展模型。数字化工厂是数字模型、方法和工具的综合网络通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。是以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式,是现代数字制造技术与计算仿真技术相结合的产物。
智能制造和数字化工厂的关键支撑技术是大数据、互联网(物联网)、云计算。
7、大数据、云计算与数据挖掘
大数据时代,数据成为最重要的资源之一。从数据采集到数据库的创建,到高级数据库系统,到数据中心和数据产业,以数据为中心的计算机群的云计算为其主要特征。
大数据具有海量性、高速性、多样性、群体性、真实性。大数据不仅数据量级超大,而且数据类型超复杂,即“高维数据”。大数据的目的是通过数据挖掘,实现知识发现。
数据库由结构性数据组成。数据仓库包括知识与规则,即专家知识和推理规则的人工智能系统。数据中心汇集各种数据、图像、专家知识、推理规则。操作者在终端计算机上,使用数据中心的数据信息,完成复杂、庞大的计算,并调回使用,即实现云计算。
数据挖掘是从数据中发现知识的过程。知识即概念、规则、模式、规律等,数据是知识的源泉。数据挖掘是复杂的交叉学科,把对数据的应用从低层次的简单查询,提升到从数据中发现知识,为企业提供决策支持。
8、智能制造的思维-系统-技术
德国工业4.0的参考架构模型(RAMI4.0)和中国智能制造系统架构模型(《国家智能制造标准体系建设指南》2015年版),均从三个维度给出智能制造的架构。

德国工业4.0的参考架构模型(RAMI4.0)

中国智能制造系统架构模型
智能制造首先是一种理念思维,是系统工程而非具体技术(参见下图):
智能制造≠机器人+数据机床:具有感知功能的图像识别或力传感器的机器人、和具有位移、振动、温度等传感器的数据机床,才适合智能制造。
智能制造≠无人化:智能制作的目的并不是无人化,而是实现人/机/料等资源协同,要以标准化规范人员操作而不是无人化。
智能制造≠自动化+软件:自动化及软件只是基础,需要对自动化、工业软件系统的集成与协同,还需要对运行管理等其它系统的集成与协同。
智能制造≠物联网+大数据:网络互联、大数据和云计算是重要的支撑技术,但大数据离不开物理设备和生产过程。
智能制造≠∑各种现有技术:不仅是现有技术应用和集成,而是思维、方法、技术的创新。
智能制造≠“高大上”:智能制造不是形象工程,不能为了智能制造而智能制造,最终导向为经济目标。

PLC在智能制造中的位置

工业机器人在智能制造中的位置

工业互联网在智能制造中的位置
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