怎么理解智能制造?智能制造核心是什么

如题所述

广义而论,智能制造是一个大概念,是先进信息技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成,旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源消耗,推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。

数十年来,智能制造在实践演化中形成了许多不同的相关范式,包括精益生产、柔性制造、并行工程、敏捷制造、数字化制造、计算机集成制造、网络化制造、云制造、智能化制造等,在指导制造业技术升级中发挥了积极作用。但同时,众多的范式不利于形成统一的智能制造技术路线,给企业在推进智能升级的实践中造成了许多困扰。面对智能制造不断涌现的新技术、新理念、新模式,有必要归纳总结提炼出基本范式。

智能制造的发展伴随着信息化的进步。全球信息化发展可分为三个阶段:从20世纪中叶到90年代中期,信息化表现为以计算、通信和控制应用为主要特征的数字化阶段;从20世纪90年代中期开始,互联网大规模普及应用,信息化进入了以万物互联为主要特征的网络化阶段;当前,在大数据、云计算、移动互联网、工业互联网集群突破、融合应用的基础上,人工智能实现战略性突破,信息化进入了以新一代人工智能技术为主要特征的智能化阶段。

综合智能制造相关范式,结合信息化与制造业在不同阶段的融合特征,可以总结、归纳和提升出三个智能制造的基本范式(图1),也就是:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。


(一)数字化制造

数字化制造是智能制造的第一个基本范式,也可称为第一代智能制造。

智能制造的概念最早出现于20世纪80年代,但是由于当时应用的第一代人工智能技术还难以解决工程实践问题,因而那一代智能制造主体上是数字化制造。

20世纪下半叶以来,随着制造业对于技术进步的强烈需求,以数字化为主要形式的信息技术广泛应用于制造业,推动制造业发生革命性变化。数字化制造是在数字化技术和制造技术融合的背景下,通过对产品信息、工艺信息和资源信息进行数字化描述、分析、决策和控制,快速生产出满足用户要求的产品。

数字化制造的主要特征表现为:第一,数字技术在产品中得到普遍应用,形成“数字一代”创新产品;第二,广泛应用数字化设计、建模仿真、数字化装备、信息化管理;第三,实现生产过程的集成优化。

需要说明的是,数字化制造是智能制造的基础,其内涵不断发展,贯穿于智能制造的三个基本范式和全部发展历程。这里定义的数字化制造是作为第一种基本范式的数字化制造,是一种相对狭义的定位。国际上也有若干关于数字化制造的比较广义的定义和理论。

(二)数字化网络化制造

数字化网络化制造是智能制造的第二种基本范式,也可称为“互联网+制造”,或第二代智能制造。

20世纪末互联网技术开始广泛应用,“互联网+”不断推进互联网和制造业融合发展,网络将人、流程、数据和事物连接起来,通过企业内、企业间的协同和各种社会资源的共享与集成,重塑制造业的价值链,推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造转变。

数字化网络化制造主要特征表现为:第一,在产品方面,数字技术、网络技术得到普遍应用,产品实现网络连接,设计、研发实现协同与共享;第二,在制造方面,实现横向集成、纵向集成和端到端集成,打通整个制造系统的数据流、信息流;第三,在服务方面,企业与用户通过网络平台实现连接和交互,企业生产开始从以产品为中心向以用户为中心转型。

德国“工业4.0战略计划”报告和美国GE公司“工业互联网”报告完整地阐述了数字化网络化制造范式,精辟地提出了实现数字化网络化制造的技术路线。

(三)新一代智能制造——数字化网络化智能化制造

数字化网络化智能化制造是智能制造的第三种基本范范式,也可称为新一代智能制造。

近年来,在经济社会发展的强烈需求以及互联网的普及、云计算和大数据的涌现、物联网的发展等信息环境急速变化的共同驱动下,大数据智能、人机混合增强智能、群体智能、跨媒体智能等新一代人工智能技术加速发展,实现了战略性突破。新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合,形成新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造将重塑设计、制造、服务等产品全生命周期的各环节及其集成,催生新技术、新产品、新业态、新模式,深刻影响和改变人类的生产结构、生产方式乃至生活方式和思维模式,实现社会生产力的整体跃升。新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化,将成为制造业未来发展的核心驱动力。

智能制造的三个基本范式体现了智能制造发展的内在规律:一方面,三个基本范式次第展开,各有自身阶段的特点和重点解决的问题,体现着先进信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征;另一方面,三个基本范式在技术上并不是绝然分离的,而是相互交织、迭代升级,体现着智能制造发展的融合性特征。对中国等新兴工业国家而言,应发挥后发优势,采取三个基本范式“并行推进、融合发展”的技术路线。

思想价值决定企业命运的时代已经到来。

在日益全球化和移动互联、人工智能技术日趋普及的趋势下,优势企业之间的最高阶段的竞争,不能局限于硬技术的竞争,而是体现在企业软实力的竞争,亦即思想的竞争。面对今天的市场格局及为未来趋势,你的企业应该有什么样的价值判断,应该有什么样的思想基础,应该发出什么样的声音,这才是关键。

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第1个回答  2019-05-15
智能制造,广义上智能制造是具有信息感知获取、智能判断决策、自动执行等功能的先进制造过程及系统与模式的总称。具体来看,智能制造体现在制造过程的各个环节与信息技术的融合,如大数据、云计算、人工智能、物联等技术。至于为什么说智能制造需要无线通信?看过来,SKYLAB简单说给您听。
智能制造过程中,云平台和工厂生产设施的实时通信、以及海量传感器和人工智能平台的信息交互,和人机界面的高效交互都需要高可靠的无线通信技术来做支持。其中的信息交互所包含的信息可能是各种变量,如湿度、温度、用户的位置、货物的移动等。捕捉的信息随后会被传输至云端或其他设备(即各种“物”)进行数据交换或分析。
在成功连接设备的过程中,连接性的角色至关重要,选择范围也很广:如WiFi、低功耗蓝牙(BLE)、RFID、NFC等等。SKYLAB研发生产的WiFi模块、BLE蓝牙模块都属于无线通信网络标准,可以实现无线短距离联络,并且都工作在2.4GHz公共频段,其中WiFi模块中还有工作在5GHz频段的双频WiFi模块。因此,工程师在智能制造各个系统的无线通信解决方案选取中会考虑若干因素,包括环境因素(如水泥、木材、金属的存在)、传感器密度、需要的连接距离和传输速度等。
举个例子,在智能制造自动化控制系统中,低时延的应用尤为广泛,智能制造闭环控制系统中传感器(如压力、温度等)获取到的信息需要通过极低时延的网络进行传递,最终数据需要传递到系统的执行器件(如:机械臂、电子阀门、加热器等)完成高精度生产作业的控制,并且在整个过程需要网络极高可靠性,来确保生产过程的安全高效。这个时候就可以选择传输速率更快的WiFi模块。
第2个回答  2022-04-25
对于数字化系统和智能制造,我们认为是未来工业生产力进一步提升的关键配合,一方面数字化系统是智能制造能够在现实世界更好按照人类解决思路执行方案的关键内置认知地图,另一方面智能制造则是数字化系统能够真正从虚拟世界的信息数据交互,而真正进入现实世界中予以物理改变的落地途径。
我们曾在原创文章《数字化赋能 · 自动化机械》中有更详细的描述,欢迎您查阅!
从我们与终端客户的业务场景中,我们可以看到数字化对于智能制造的赋能,大概可以体现在两个层次,其一为供给侧的生产线降本提效,其二为需求端的应用场景综合运用。
对于层次一,供给侧的生产线降本提效,我们有客户自开发标准化的PLM、MES系统,其在系统通过集成三维数据引擎,从而实现了零部件等三维可视化和属性信息查询,这样的信息打通,实现了企业内部多部门之间更加直观的交流,也实现了采购部与供应商等供应链管理中,除了过往二维图纸和简要信息之外,有更加直观的手段来对相关的采购商品进行查询、验证、协同。
对于层次二,需求端的应用场景综合应用,如我们原创文章描述,例如大量的自动化设备,其内置了BIM数据之后便实现了施工现场等认知地图的集成,通过BIM数据对人类解决方案、机器程序步骤的节奏统一,从而实现了大量的重复性工作、重劳力的工作可由自动化机械进行,而人类更多实现了解决思路和质量保障、输入和输出端口的把控。
如上,我们可以看到不管是在供给侧的机械生产,还是后期的应用阶段,数字化给智能设备予以作用范围的扩展,而智能设备则提供了数字化影响力投送的手段,两者互补,强强联合。
第3个回答  2017-05-15
1.宣传推广智能制造案例、效率提升、客户查厂、政策补贴!2.鼓励智能化集成商多参与到智能制造的项目中,并给予一些开发补贴!3.鼓励先进的智能制造企业通过并购和股权投资等方式整合产业链!4.加强政府融资租赁和信用贷款的授信,帮助企业积极参与智能制造改造!本回答被提问者采纳