淺談智能制造技術的發(fā)展

肖力

摘要：智能制造是傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)生產(chǎn)過程智能化、高端化、成套化的重要手段，是實現(xiàn)培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐。本文從智能制造的發(fā)展階段、主要特征、關鍵技術，簡要介紹了國內(nèi)外智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀，希望本文可以為智能行業(yè)相關人員提供一些借鑒。

關鍵詞：智能制造;工業(yè)革命;發(fā)展

智能制造是新一輪的工業(yè)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(wǎng)絡化、數(shù)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(yè)革命逐漸解放制造人力，在歷次工業(yè)革命中，制造工業(yè)走過了機械化、電氣化、自動化（數(shù)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(chuàng)造性的工作中，與此前歷次工業(yè)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(nèi)涵。

一、智能制造的特點

（一）生產(chǎn)設備網(wǎng)絡化，實現(xiàn)車間“物聯(lián)網(wǎng)”

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監(jiān)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(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、管理和控制。

（二）生產(chǎn)文檔無紙化，實現(xiàn)高效、綠色制造

生產(chǎn)文檔進行無紙化管理后，工作人員在生產(chǎn)現(xiàn)場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產(chǎn)信息，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的資料能夠即時進行歸檔保存，大幅降低基于紙質(zhì)文檔的人工傳遞及流轉(zhuǎn)，減少文件、數(shù)據(jù)丟失，進一步提高了生產(chǎn)準備效率和生產(chǎn)作業(yè)效率，實現(xiàn)綠色、無紙化生產(chǎn)。

（三）生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用大數(shù)據(jù)分析進行生產(chǎn)決策

在生產(chǎn)現(xiàn)場，每隔幾秒就收集一次數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)很多形式的分析，包括設備開機率、主軸運轉(zhuǎn)率、主軸負載率、運行率、故障率、生產(chǎn)率、設備綜合利用率、零部件合格率、質(zhì)量百分比等。

（四）生產(chǎn)過程透明化，智能工廠的”神經(jīng)”系統(tǒng)

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(yè)，企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價值空間，從單臺設備自動化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實現(xiàn)價值增長。其智能工廠建設模式為推進生產(chǎn)設備（生產(chǎn)線）智能化，通過引進各類符合生產(chǎn)所需的智能裝備，建立基于制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的車間級智能生產(chǎn)單元，提高精準制造、敏捷制造、透明制造的能力。

（五）生產(chǎn)現(xiàn)場無人化，真正做到“無人”工廠

在先進制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，數(shù)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(chǎn)調(diào)度，工件、物料、刀具進行自動化裝卸調(diào)度，可以達到無人值守的全自動化生產(chǎn)模式。在不間斷單元自動化生產(chǎn)的情況下，管理生產(chǎn)任務優(yōu)先和暫緩，遠程查看管理單元內(nèi)的生產(chǎn)狀態(tài)情況，如果生產(chǎn)中遇到問題，一旦解決，立即恢復自動化生產(chǎn)，整個生產(chǎn)過程無需人工參與，真正實現(xiàn)”無人”智能生產(chǎn)。

二、智能制造的關鍵技術

（一）智能管理

制造企業(yè)核心的運營管理系統(tǒng)包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）、客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、供應商關系管理系統(tǒng)（SRM）、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務流程管理系統(tǒng)（BPM）等。實現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數(shù)據(jù)準確和主要信息系統(tǒng)的無縫集成。

（二）智能物流與供應鏈

制造企業(yè)內(nèi)部的采購、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)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(tǒng)得到了廣泛的應用。在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機器人、自動輥道系統(tǒng)的應用日趨普及，倉儲管理系統(tǒng)（WMS）和運輸管理系統(tǒng)（TMS）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關注。

（三）智能研發(fā)

研發(fā)對制造企業(yè)來講至關重要，制造企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機電軟多學科的協(xié)同配合，要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數(shù)字化樣機，實現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)線

自動化生產(chǎn)線就是智能生產(chǎn)線的一種形式，很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動化生產(chǎn)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(chǎn)線可以分為剛性自動化生產(chǎn)線和柔性自動化生產(chǎn)線，為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機器人、吊掛系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)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(chǎn)線，要實現(xiàn)車間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設備利用率（OEE）。無論哪個制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)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(yè)有多個工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過程應實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析、生產(chǎn)物流也應當與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。

（七）智能服務

智能服務是一種大數(shù)據(jù)技術：基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，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(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機會，還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進行市場營銷的決策。

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

參考文獻：

[1]唐長學.智能制造技術與系統(tǒng)的發(fā)展與研究[J].環(huán)球市場，2017（11）.

[2]張曙.智能制造與未來制造[J].現(xiàn)代制造，2014（1）.

[3]楊叔子.智能制造技術與智能制造系統(tǒng)的發(fā)展研究[J].中國機械工程，1992（3）.

[4]王媛媛.智能制造領域研究現(xiàn)狀及未來趨勢分析[J].工業(yè)經(jīng)濟論壇，2016，3（5）.