开启智造之门的VR与数字工厂

智能产品与智能制造

    智能制造概念

    《智能制造》(Smart Manufacturing)，就智能制造的内涵与前景进行了系统描述，将智能制造定义为“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制来对制造技工们的技能与专家知识进行建模，以使智能机器能够在没有人工干预的情况下进行小批量生产”。

    智能制造是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术结合，实现工厂和企业内部、企业之间和产品全生命周期的实时管理和优化的新型制造系统。

    1、智能制造的技术特征

    智能制造的特征在于实时感知、优化决策、动态执行等三个方面：

    （1）是数据的实时感知。智能制造需要大量的数据支持，通过利用高效、标准的方法实时进行信息采集、自动识别，并将信息传输到分析决策系统;

    （2）优化决策。通过面向产品全生命周期的海量异构信息的挖掘提炼、计算分析、推理预测，形成优化制造过程的决策指令。

    （3）动态执行。根据决策指令，通过执行系统控制制造过程的状态，实现稳定、安全的运行和动态调整。

    2、智能制造的构成

    （1）智能产品(装备)

    智能产品是发展智能制造的基础与前提

    由物理部件、智能部件和联接部件构成。

    智能部件由传感器、微处理器、数据存储装置、控制装置和软件以及内置操作和用户界面等构成；

    智能产品具有监测、控制、优化和自主等四个方面的功能。联接部件由接口、有线或无线联接协议等构成；物理部件由机械和电子零件构成。使信息可以在产品、运行系统、制造商和用户之间联通。

    监测是指通过传感器和外部数据源，智能产品能对产品的状态、运行和外部环境进行全面监测；

    在数据的帮助下，一旦环境和运行状态发生变化，产品就会向用户或相关方发出警告。

    控制是指可以通过产品内置或产品云中的命令和算法进行远程控制。

    优化是系统里植入数据的各种算法，从而大幅提高产品的利用率和生产效率；

    自主是指将检测，控制和优化功能融合到一起，产品就能实现前所未有的自动化程度。

    （2）智能生产

    智能生产是指以智能制造系统为核心，以智能工厂为载体，通过在工厂和企业内部、企业之间以及产品全生命周期形成以数据互联互通为特征的制造网络，实现生产过程的实时管理和优化。智能生产涵盖产品、工艺设计、工厂规划的数字设计与仿真，底层智能装备、制造单元、自动化生产线，制造执行系统，物流自动化与管理等企业管理系统等。

    （3）智能服务

    通过采集设备运行数据，并上传至企业数据中心(企业云)，系统软件对设备实时在线监测、控制，并经过数据分析提早进行设备维护。例如；电力开关终端智能装备在控制箱内，安装了传感器、存储器、处理器以及SCADA系统，实现对电网运行的实时监控。

    （4）智能产品的作用

    发展智能制造的核心是提高企业生产效率，拓展企业价值增值空间，主要表现在以下几个方面：一是缩短产品的研制周期。通过智能制造，产品从研发到上市、从下订单到配送时间可以得以缩短。通过远程监控和预测性维护为机器和工厂减少高昂的停机时间，生产中断时间也得以不断减少。

    二是提高生产的灵活性。通过采用数字化、互联和虚拟工艺规划，智能制造开启了大规模批量定制生产乃至个性化小批量生产的大门。

    三是创造新价值。通过发展智能制造，企业将实现从传统的“以产品为中心”向“以集成服务为中心”转变，将重心放在解决方案和系统层面上，利用服务在整个产品生命周期中实现新价值。

    3、数字化智能制造也常被称为数字化工厂

    数字化智能制造也常被称为数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式，也是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物。作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁，它的出现给基础制造业注入了新的活力。

    建设自动化、智能化、信息化、高效化的数字化工厂，俨然成为全球制造业未来的新一轮发展目标。