理论教育 智能制造的含义与应用

智能制造的含义与应用

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于智能制造的定义,目前国内外尚未形成统一的、明确的说法。2014年12月,美国政府建立了国家制造创新网络中的第8个创新机构,即“智能制造创新研究院”,该研究院由能源部牵头组织建设。2013年,德国在汉诺威工业博览会上正式推出的“工业4.0”战略,是欧洲各国的智能制造发展战略中最为典型和完善的发展计划。德国学术界和产业界认为,本质上工业4.0概念是以智能制造为主导的第四次工业革命,其内涵主要有以下两点。

智能制造的含义与应用

智能制造起源于20世纪80年代人工智能在制造业领域中的应用,发展于20世纪90年代智能制造技术和智能制造系统的提出,成熟于21世纪基于信息技术的“Intelligent Manufacturing(智能制造)”的发展。对于智能制造的定义,目前国内外尚未形成统一的、明确的说法。

(1)美国。

2011年6月,美国智能制造领导联盟(SMLC)在《实施21世纪智能制造》报告对智能制造的定义是,智能制造是先进智能系统强化应用、新产品快速制造、产品需求动态响应,以及工业生产供应链网络实时优化的制造;其核心技术是网络传感器、数据互操作性、多尺度动态建模与仿真、智能自动化以及可扩展的多层次的网络安全。智能制造企业将融合所有方面的制造,从工厂运营到供应链,并且使得对固定资产、过程和资源的虚拟追踪横跨整个产品的生命周期,结果是在一个柔性的、敏捷的、创新的制造环境中,优化性能和效率,并且使业务与制造过程有效地串联起来。

2014年12月,美国政府建立了国家制造创新网络中的第8个创新机构,即“智能制造创新研究院”,该研究院由能源部牵头组织建设。能源部对智能制造下的定义是,智能制造是先进传感、仪器、监测、控制和过程优化的技术和实践的组合,它们将信息和通信技术与制造环境融合在一起,实现工厂和企业中能量、生产率、成本的实时管理。智能制造需要实现的目标有4个,即产品智能化、生产自动化、信息流和物资流合一、价值链同步。

(2)欧洲。

2013年,德国在汉诺威工业博览会上正式推出的“工业4.0”战略,是欧洲各国的智能制造发展战略中最为典型和完善的发展计划。德国学术界和产业界认为,本质上工业4.0概念是以智能制造为主导的第四次工业革命,其内涵主要有以下两点。

一是数字化、智能化、人性化、绿色化。产品的大批量生产,已不能满足客户个性化订制的需求。要想使单件小批量生产能够达到大批量生产同样的效率和成本,需要构建可以生产高精密、高质量、个性化智能产品的智能工厂。(www.daowen.com)

二是分散网络化和信息物理的深度融合,由集中式控制模式向分散式增强型控制模式转变。其目标是建立一个高度灵活的个性化、数字化产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式,即创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。

(3)中国。

2015年,工信部在其公布的《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》中,对智能制造做了一个比较全面的描述。即智能制造是基于新一代信息技术,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造具有以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础,以网络互联为支撑,可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗等。

2015年12月,《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》提出了智能制造系统架构模型。该模型从生命周期、系统层级和智能功能三个维度来阐述智能制造的内涵,所构建的智能制造标准体系结构包括基础共性标准、关键技术标准和重点行业标准三大部分。其中,关键技术标准包括智能装备、智能工厂、智能服务、工业软件和大数据、工业互联网5个部分。

从上述定义可以看出,随着各种制造新模式的产生和新一代信息技术的快速发展,智能制造的内涵在不断变化,人工智能的成分在弱化,而信息技术、网络互联等概念在强化;同时,智能制造的范围也在扩大。横向上,从传统制造环节延伸到产品全生命周期;纵向上,从制造装备延伸到制造车间、制造企业甚至企业的生态系统

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