智能制造及智能制造的三个迭代升级阶段

发布时间：2020-10-21 作者：佚名来源：上海对外经贸大学学报

关键字：智能制造

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所谓智能制造，就是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术、智能技术与装备制造技术的深度融合与集成。智能制造，是信息化与工业化深度融合的大趋势。

　　智能制造发展划分为信息化与制造业融合渐次迭代升级的三个阶段：数字化制造、网络化制造、智能化制造即新一代智能制造。

　　一、数字化制造是第一代智能制造

　　20世纪50年代，以数字化为主要特征的信息技术开始应用于制造业，推动制造业由自动化向数字化转变。数字化制造是指在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，对产品设计和功能的仿真以及原型制造，快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。

　　数字化制造的主要技术特征包括：1.数字技术在产品中得到广泛应用；2.在制造中，大量采用数字化装备、数字化设计、数字化建模与仿真，对制造过程进行信息化管理；3. 在生产过程和生产组织上，通过建立数字化生产线、数字化车间、数字化工厂，实现集成、优化运行和高精度、低成本制造。但在这一阶段的计算机化中，很多设备没有数字接口，不同的信息技术应用系统在企业内部相互独立运作，尚未贯通，存在着很多分散的信息孤岛。

　　二、网络化制造或“互联网+制造”是第二代智能制造

　　“互联网+”推动互联网和制造业深度融合，人、物、流程、资金、数据与信息等过去相互孤立的节点和应用系统被网络连接起来，通过集成、优化和企业内外部的协同，重塑制造业的产业链和运营方式。

　　“互联网+制造”主要技术特征包括：1.在产品方面，在数字技术应用的基础上，普遍应用物联网等网络技术，成为网络连接的产品，设计、研发、生产等环节实现协同与共享。2.在制造方面，在实现厂内制造体系集成的基础上，进一步实现制造的供应链、价值链集成和端到端集成，制造系统的数据流、信息流实现连通。3.在服务方面，设计、制造、物流、销售与维护等产品全生命周期以及用户、企业等主体通过网络平台实现联接和交互。

　　三、智能化制造为新一代即第三代智能制造

　　智能化制造最本质的特征是信息系统增加了自动认知、深度学习等功能。通过数字孪生操作和新一代信息技术的集合，产生了数字孪生智能制造车间，通过物理车间与虚拟车间的双向真实映射与实时交互，实现物理车间、虚拟车间、车间服务系统的全要素、全流程、全业务数据的集成和融合，在车间孪生数据的驱动下，实现车间生产要素管理、生产活动计划、生产过程控制等在物理车间、虚拟车间、车间服务系统间迭代运行，实现智能化的制造过程。

　　新一代智能制造主要由智能产品、智能生产（涵盖智能设备、智能产线、智能车间、智能工厂、智能企业、智能供应链等）、智能服务三大功能系统以及工业智能制造云和工业智联网（智能化互联网）两大支撑系统集合而成。

　　在智能化阶段，制造业运营模式从以产品为中心转变为以用户为中心，实现研发、生产和销售与用户的需求精准匹配，产品设计、制造、销售、供应、运营维护等均因物联网、大数据、人工智能等新技术的应用而实现一体化和出现根本性的变革。新一代智能制造在给制造业带来革命性的变化，成为制造业未来发展的核心驱动力的同时，也将深刻地改变整个社会的生产方式、生活方式以及方方面面。

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