智能制造技術與標準化體系發展趨勢分析

馬斌和

摘要：在當前信息技術制造之術不斷革新與融合的大環境下，為制造業智能制造技術的應用提供了廣闊的空間。本文主要對智能制造技術概念、構成要素進行簡單闡述，分析當前智能制造技術與標準化體系發展趨勢，希望智能制造技術能夠有效推動制造業的快速發展。

關鍵詞：智能制造技術;標準化體系;發展趨勢

一、智能制造以及智能制造構成要素相關概述

（一）概念

智能制造指的是綜合利用各類技術取代或延伸制造過程、全生命周期各環節中人的勞動，以滿足制造需求[1]。

（二）構成要素

智能制造主要構成要素包括智能設計、智能產品、智能生產、智能管理以及智能服務這5大方面。其中，智能設計主要應用于產品、工藝以及生產線等設計環節中，將智能化技術融入設計鏈條的各環節中。比如，設計需求可以通過智能數據分析所獲取，為了確保設計的準確性和合理性，可以采取樣機試驗、模擬仿真等方式對其功能和性能進行測試，在不斷優化中確保設計的科學性。

智能產品指的是產品在制造、流通、使用以及服務等過程中所體現出來的自我感知、自我適應等智能化特點。與非智能化的產品相比較，智能化產品的優勢在于對自身狀態和環境感知，進行故障的自行診斷，并且發揮網絡通信功能，所提供的數據接口具有標準性和開放性[2]。

智能生產主要包括工藝裝備的智能制造、以及制造過程的智能化。其中，工藝裝備的智能制造能夠實現設備、人以及工藝之間的高效協同。而制造過程的智能化主要指的是制造工廠或車間所運用智能化技術或管理手段實現資源的優化配置和生產過程的精細化管理。

智能管理指的是利用先進的制造理念、方法來提升企業生產效率，實現經濟效益的最大化。比如利用互聯網和虛擬工藝、數字化管理技術等來實現“個性化小批量生產”或者“大規模批量定制生產”的需求。

智能服務指的是利用產品與服務的融合實現制造資源的有效整合，促使企業朝著以服務為中心的方向發展，凸顯出全生命周期中的價值增值。

二、智能制造相關技術分析

智能制造技術主要分為基礎性關鍵技術、大數據分析技術以及新一代信息技術這三大方面。

（一）基礎性關鍵技術

主要包括先進的制造工藝技術、智能裝備技術以及數字建模與仿真技術。具體體現在以下方面：首先，在制造業中運用先進的制造工藝技術，能夠使制造的過程更加高效、靈活。比如運用增材制造技術能夠實現三維數據驅動直接制造零件，在具體應用中可以根據產品的實用性價值靈活地對產品進行設計。其次，智能裝備技術在制造業中的應用能夠實現設備與裝備之間、裝備與智能化產品、以及物流系統等信息與數據的共享互聯。比如在制造業中常用的智能傳感器、工業機器人以及數控機床等。再次，互通互聯、數字建模主要是利用三維數字對產品、工藝資源等進行建模，在產品設計、工藝設計、制造以及服務的過程中都可以體現數字建模的作用，從而達到計算和分析、仿真等目的[3]。

（二）大數據分析技術

當前大多數制造業制造過程中應用數據挖掘、知識發現以及決策支持等技術。其中在射頻數據采集、設備實時監控、以及產品遠程維護的過程中采集相關數據，比如，借助大數據分析能夠提前預測生產過程中可能存在的問題，并全面分析哪些因素會影響質量問題，為后期產品優化、預測性維護等技術改進提供參考依據。

（三）新一代信息技術

新一代信息技術指的是運用獲取、處理以及融合等技術手段實現人、機器以及物品之間的互聯互通。比如常見的智能感知技術，其中涉及傳感技術、射頻技術以及圖像識別技術[4]。另外還運用到云計算技術，比如云平臺、分布式存儲等能夠實現網絡協同制造。同時，工業制造還會運用互聯網，比如CPS、移動通信以及信息安全等技術。

三、智能制造技術以及標準化發展趨勢

（一）制造制造技術發展

首先，未來智能制造技術能夠實現以用戶需求為導向。與傳統智能制造技術相比較，新一代的智能制造技術更加關注用戶需求，能夠結合用戶多元化需求提供差異化的產品和服務，從而實現制造生產的個性化、定制化，并且能夠根據用戶需求進行及時反饋。

其次，未來智能制造技術能夠實現“代人智能”向“仿人智能”的轉變。將人工智能技術與制造技術相融合，比如“無人工廠”就是智能制造發展的具體體現。

最后，互聯互通作為智能制造過程中重要的技術支撐，對生產系統、生產設備等共享性、穩定性以及兼容性提出更高的要求。信息模型、時鐘同步等相關技術也需要不斷的更新和發展。

（二）智能制造標準化發展趨勢分析

以全球角度來說，各國智能制造標準化處于不斷完善過程中，對研究內容、組織結構等進行不斷調整。智能制造相關國際標準組織主要包括自動化技術，信息技術這兩方面。其中在自動化技術方面，工業過程測量、控制與自動化技術委員會（IEC/TC65）工作組提出電力、機械以及液壓的用于測量與控制的設備、系統操作，并且提出工業4.0參考架構模型。自動化系統與集成技術委員會（ISO/TC184）工作組提出“big picture ”模型。另外，美國工業互聯網聯盟（IIC）標準化工作組提出工業互聯網參考架構，即IIRA模型，并且梳理和制定相關標準[5]。

同時，我國智能制造標準化。從《國家智能制造標準體系建設指南》中可以了解到，2015年我國提出了智能制造系統架構模型。對于智能制造的內涵主要從三個維度進行闡述，比如系統層級、生命周期以及智能功能這三個維度。將技術共性標準、重點行業標準以及關鍵技術標準作為智能制造標準體系結構的內容。其中基礎共性標準涉及五方面的內容。比如基礎、安全、管理、檢測評價以及可靠性這5方面。

四、結束語

智能制造技術與標準化作為智能制造發展過程中不可或缺的力量。在當前科技高速發展的環境下，為各類制造技術、智能技術的更新提供有力條件，一定程度能夠豐富智能制造的關鍵技術，以滿足當前制造業不斷增長的智能化需求。

參考文獻：

[1]方毅芳.智能制造技術與標準化體系發展趨勢分析[J].中國儀器儀表，2018， 324（03）：11-16.

[2]劉文建.船舶智能制造技術發展趨勢及標準體系框架分析[J].科學與信息化，2017， 000（028）：83-84.