智能制造使能工具与关键技术

    质量不仅仅存在于企业内部，也取决于外部的供应商的质量保证。以江淮汽车为例：通过建立以主机厂为核心的全产业链质量控制——建立零部件供应巢来实现质量的把控。目前江淮已实施了物料拉动平台，已有澳大利亚和台湾、香港等260家企业签约入驻。

图4 江淮汽车零部件

    绿色在智能产品上表现为减少浪费和节能。如今企业发展的目标都离不开“绿色”，这个问题也越来越受到企业的重视。举个例子，机油的更换以前根据固定的日期，如今通过智能检测，依据油品的污染程度进行更换；再如智能互联电梯能预测用户需求，减少等待时间和能源消耗。一栋原先需要6部电梯的建筑现在只需要4部，而且效率更高，当然这是通过智能优化实现的。

    绿色，不仅仅指没有污染，还要提倡节能。包括减少资源消耗。以拓扑优化为驱动的智能设计流程，既可减轻了重量，又能提高设计效率。最终优化结果非常显著：结构重量比原始设计降低23%，焊点重量比原始设计减少50%，最大应力从475MPa降低至320MPa，扭转模态加强34%（25Hz），垂直模态加强3%，弯曲刚度从3226N/m增加到3330N/m，扭转刚度从121N/m增加到159N/m。

图5 以拓扑优化为驱动的智能设计流程

    目标使能的第三个目标——服务。

    GE是服务方面的引领者，通过产品服务化实现向生产服务型制造的转型。他们将传感器安在飞机发动机叶片上，发展了“健康保障系统” 。同时，运用大数据的获取相关信息，将改进设计、仿真、控制、维护等过程。

    陕鼓动力在服务方面做得非常不错，其运用创新管理模式和商务模式，2005年提出从出售单一产品向出售解决方案和系统服务转变、从产品经营向品牌经营转变。2013年动力服务和运营业务订货占总量的49.28%；人均运营利润达到28.8万元，分别是MAN透平集团和西门子油气集团的1.41倍和1.23倍。还有无锡天奇采用智能化的生产线，采用基于面向生产线的状态监测与故障诊断技术，向全工厂设备间的智能关联集成，解决所有生产设备的状态监测与故障诊断。此外，还采用基于云平台的数据管理专家系统，实现诊断管理全面智能化。

图6 无锡天奇基于云平台的数据管理专家系统

    目标使能的第四个目标——高效低成本。例如东莞劲胜，在微观层面，采用基于“大数据”的工艺参数智能优化，在1ms周期性实时“大数据”，优化效果提升明显；在中观层面，通过国产CAPP（开目）实现加工工艺路径优化；在宏观层面，运用国产MES（爱普工华），实现多品种、大批量的混流生产，应用效果十分显著：设备利用率提高约10%，生产线零库存。

智能制造之功能使能

    功能使能，主要包括设备、简化零部件、低成本多样性、个性化和柔性五个方面。设备如机床，机床其实和人一样，也需要一个健康保障，华中数控机床是通过“云服务平台”可随时掌握机床健康状态。从华中8（iNC）监测诊断结果可以看出：数控加工大数据与加工指令密切相关，与零件加工质量、精度和加工效率之间存在内蕴的映射关系。

图7 典型案例：智能化数控系统