智能制造系統與其發展

陳禹希

摘要

為了推動我國制造業的深入發展及鞏固其在國家經濟發展中的重要地位，本文首先分析智能制造技術的發展走向，然后再進一步探討智能制造系統及其標準化發展。

【關鍵詞】智能制造技術 智能制造系統 標準化發展

1 智能制造技術的發展

1.1 智能工廠

基于工業4.0理論的智能工廠逐步實現了制造業制造方式的智能化，即智能工廠為虛擬信息系統與實體物理系統的結合。其中，物理系統是生產實體物質的系統，比如設備機器、生產線等;信息系統是與物質生產系統相互對應的虛擬系統，其對物理系統的生產與運作起著管控作用;物理系統與信息系統連接的橋梁是物聯網和移動互聯網。智能工廠可在網絡環境下高效利用世界上分散的機器設備，說明智能工廠在未來可能不會發展成為實體車間。生產管控日漸從分層順序結構向扁平結構轉變，形成了集生產、管理與控制為一體的互聯，從而實現了生產系統之間的相互操作與數據共享，并最終提高了生產效率。

1.2 云制造

云制造是一種面向服務的智能化制造模式，其在網絡環境中和云制造服務平臺上，按需組織整合網絡上的制造資源，從而滿足用戶的制造需要。云制造技術融合了物聯網、高性能計算、云安全、云計算、網絡化制造與服務等技術，實現了智能化經營和管理制造資源，從而為制造活動提供優質、廉價、安全、可靠且適用的制造活動服務。可見，基于云計算的云制造定會成為智能制造未來的發展走向。

1.3 產品數字化模型

產品數字化模型是產品信息的載體，其涵蓋了產品的結構信息、性能信息、功能信息、裝配信息、零件幾何信息、工業與加工信息等。在產品數字化模型中，人員可以按需獲取產品在整個生命周期中的信息，比如產品模型的描述、表示、顯示和數據交換等。據此，產品數字化模型不僅實現了產品在整個生命周期中端到端的數字化集成，還打通了產品在整個生命周期中的每一個環節，從而使產品的設計與制造周期更短。面對日漸成熟的制造技術，隱藏在實體產品中的虛擬服務、數據才能帶來更高的附加值，因此深挖實體產品的虛擬數據具有現實價值。

2 智能制造系統與其發展

智能制造系統的定義是：在制造過程中，采用高度集成且柔性的方式，并利用計算機對人腦的分析、判斷、思考和決策等行為進行模擬，以實現對制造環境中部分腦力勞動的延伸或取代。據此定義，智能制造系統由智能制造模式、智能生產和智能產品組成。其中，智能產品可在產品生產和使用中展現出自我感知、診斷、適應和決策等一系列智能特征，且其實現了產品的主動配合制造;智能生產是組成智能制造系統最為核心的內容，其是指產品設計、制造工藝和生產的智能化;智能制造是通過將智能技術和管理方法引入制造車間，以優化生產資源配置、優化調度生產任務與物流、精細化管理生產過程和實現智慧決策。圖1所示為本文在綜合智能制造標準體系結構和智能制造系統核心內容的基礎上提出的智能制造標準化體系架構。

針對《國家智能制造標準體系建設指南》中的智能制造系統架構模型，其建立的智能制造標準體系結構由重點行業標準、關鍵技術標準和基礎共性標準組成，詳見表1。

分析發現，圖1所示的智能制造系統與表1所示的智能制造標準體系基本匹配，但我國智能制造標準體系卻有待完善，即：

（1）研究認為，智能制造既應實現生產過程的智能化，又應制造出智能化水平更高的終端產品，從而為社會經濟的發展和人民生活質量的提高提供優質服務。可見，智能制造系統應當實現制造模式、制造過程、制造裝備和終端產品的智能化。但我國智能制造體系卻遺漏了智能制造產品對標準化的要求。

（2）智能制造關鍵技術的進步推動著智能化生產技術的改變，所以要求同步更新智能制造要素。

3 結語

綜合前文，提出了智能制造標準化體系架構，并分析得到我國智能制造標準體系需待完善，即：在智能制造體系中加入智能制造產品標準化的要求，適時更新智能制造系統與其標準化體系的內容。

參考文獻

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