淺談智能制造技術的發展

肖力

摘要：智能制造是傳統制造產業轉型升級，實現生產過程智能化、高端化、成套化的重要手段，是實現培育和發展戰略性新興產業的重要支撐。本文從智能制造的發展階段、主要特征、關鍵技術，簡要介紹了國內外智能制造的發展現狀，希望本文可以為智能行業相關人員提供一些借鑒。

關鍵詞：智能制造;工業革命;發展

智能制造是新一輪的工業革命，智能制造的概念可以定義為：智能制造是以智能技術為代表的技術為指導的先進制造，包括以智能化、網絡化、數字化和自動化為特征的先進制造技術的應用，涉及制造過程中的設計、工藝、裝備和管理。

工業革命逐漸解放制造人力，在歷次工業革命中，制造工業走過了機械化、電氣化、自動化（數字化）、智能化的道路，在這個過程中，裝備做的事越來越多，人們逐步把精力更多的投入到創造性的工作中，與此前歷次工業革命相比，制造的核心地位仍未改變，但智能化成為制造的新特征與內涵。

一、智能制造的特點

（一）生產設備網絡化，實現車間“物聯網”

物聯網是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。

（二）生產文檔無紙化，實現高效、綠色制造

生產文檔進行無紙化管理后，工作人員在生產現場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產信息，生產過程中產生的資料能夠即時進行歸檔保存，大幅降低基于紙質文檔的人工傳遞及流轉，減少文件、數據丟失，進一步提高了生產準備效率和生產作業效率，實現綠色、無紙化生產。

（三）生產數據可視化，利用大數據分析進行生產決策

在生產現場，每隔幾秒就收集一次數據，利用這些數據可以實現很多形式的分析，包括設備開機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、生產率、設備綜合利用率、零部件合格率、質量百分比等。

（四）生產過程透明化，智能工廠的”神經”系統

在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等高端制造行業，企業發展智能制造的核心目的是拓展產品價值空間，從單臺設備自動化和產品智能化入手，基于生產效率和產品效能的提升實現價值增長。其智能工廠建設模式為推進生產設備（生產線）智能化，通過引進各類符合生產所需的智能裝備，建立基于制造執行系統MES的車間級智能生產單元，提高精準制造、敏捷制造、透明制造的能力。

（五）生產現場無人化，真正做到“無人”工廠

在先進制造企業生產現場，數控加工中心智能機器人和三坐標測量儀及其他所有柔性化制造單元進行自動化排產調度，工件、物料、刀具進行自動化裝卸調度，可以達到無人值守的全自動化生產模式。在不間斷單元自動化生產的情況下，管理生產任務優先和暫緩，遠程查看管理單元內的生產狀態情況，如果生產中遇到問題，一旦解決，立即恢復自動化生產，整個生產過程無需人工參與，真正實現”無人”智能生產。

二、智能制造的關鍵技術

（一）智能管理

制造企業核心的運營管理系統包括人力資產管理系統（HCM）、客戶關系管理系統（CRM）、企業資產管理系統（EAM）、能源管理系統（EMS）、供應商關系管理系統（SRM）、企業門戶（EP）、業務流程管理系統（BPM）等。實現智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數據準確和主要信息系統的無縫集成。

（二）智能物流與供應鏈

制造企業內部的采購、生產、銷售流程都伴隨著物料的流動，越來越多的制造企業在重視生產自動化的同時，也越來越重視物流自動化，自動化立體倉庫、無人引導小車（AGV）、智能吊掛系統得到了廣泛的應用。在制造企業和物流企業的物流中心，智能分揀系統、堆垛機器人、自動輥道系統的應用日趨普及，倉儲管理系統（WMS）和運輸管理系統（TMS）也受到制造企業和物流企業的普遍關注。

（三）智能研發

研發對制造企業來講至關重要，制造企業要開發智能產品，需要機電軟多學科的協同配合，要縮短產品研發周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數字化樣機，實現多學科仿真，通過仿真減少實物試驗，需要貫徹標準化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產品個性化定制，需要將仿真技術與試驗管理結合起來，以提高仿真結果的置信度。

（四）智能生產線

自動化生產線就是智能生產線的一種形式，很多行業的企業高度依賴自動化生產線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等。自動化生產線可以分為剛性自動化生產線和柔性自動化生產線，為了提高生產效率，工業機器人、吊掛系統在自動化生產線上應用越來越廣泛。

（五）智能車間

一個車間通常有多條生產線，要實現車間的智能化，需要對生產狀況、設備狀態、能源消耗、生產質量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產和合理排班，顯著提高設備利用率（OEE）。無論哪個制造行業，制造執行系統（MES）成為企業的必然選擇。

（六）智能工廠

一個工廠通常由多個車間組成，大型企業有多個工廠。作為智能工廠，不僅生產過程應實現自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產品檢測、質量檢驗和分析、生產物流也應當與生產過程實現閉環集成。

（七）智能服務

智能服務是一種大數據技術：基于傳感器和物聯網（IoT）可以感知產品的狀態，從而進行預防性維修維護，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產品運行的狀態，幫助客戶帶來商業機會，還可以采集產品運營的大數據，輔助企業進行市場營銷的決策。

在全球化智能制造的發展背景下，傳統制造技術正朝著開放性、智能化、自動化的方向發展。掌握先進制造技術發展現狀，促進智能制造和傳統制造技術的結合，實現對關鍵技術的重點、難點突破，推動我國工業制造技術加速向智能化、數字化、自動化發展。

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