什么是智能制造的综合特征

一、人机交互性
智能制造的人和机器之间，在任何时间和空间上都可以相互联系、相互协同完成任务，除了机器本身的规划、行动和监控外，人可以随时随地地架空机器的情况。在这之前的自动化存在着片面强调所有环节的自动化，几乎忽略了人的作用，导致生产制造效率不高。然而人机一体化突出了人在制造系统中的核心地位，并在智能机器的配合下，更大的发挥人的潜能，机器智能和人的智能真正的集成在一起，在人机之间形成一种平等共事、相互协作的关系，二者各显其能，相辅相成。

二、制造资源的全球虚拟化、网络化
人机物的互联不仅可以形成虚拟化的智能工厂，进而形成全球性的制造资源网络化、虚拟化。互联网打通了人和人在全球范围内的联系，电子商务打通了人与商品在全球上的联系，智能制造则打通了人机物在全球范围的联系，使得制造企业能够高效的整合和利用海量的制造资源，获得资源高利用率并实现节能降耗，快速响应市场变化，提高自身的竞争力。

三、自组织、自学习和自维护
智能制造能够搜集、理解环境和自身的信息，各组成单元能够依据工作任务需要，自行组成一种最佳结构，运用知识进行自组织，分析、判断和规划自己行为的能力。智能制造应用的知识均是知识库的知识，并在生产制造中不断学习、充实知识库，具有自学习能力。同时，还能在运行过程中对故障自行诊断、自行排除以及自行维护，使得智能制造系统能够自我优化适应各种复杂环境。

全球智能制造将出现这六大技术趋势

人类的伟大在于：很多事情想到就能做到，我们将今天科技的发展现状与昨日科幻电影和小说里的无尽想象对比即可知道。提到智能制造，对它的构想恰恰就或多或少描绘了未来的工业图景。

大数据、云计算、物联网、仿真、虚拟现实、工业机器人、机器视觉、人工智能等将继续成为人类通往智能制造的必过关卡，但相信以我们的智慧这些必然最终都会成为一块块通往彼岸的垫脚石。

有关智能制造的有什么技术新趋向呢？

1. 混合云技术应用持续增长

企业向云端过渡，已经不再局限于单一云模型，他们期望利用可靠的公有云服务与私有云结合，构建适合自身业务需要的混合云。因为混合云的灵活性、数据的快速恢复性以及可确保特定数据的安全性，越来越多的企业选择部署这一模型。混合云技术的增长初见端倪，主要显现于新兴厂商和厂商的收购之中。

IBM收购Cleversafe来支撑其混合云技术。Cleversafe是较早期的存储厂商，IBM将Cleversafe的技术打包进IBM的云业务单元中；EMC目标定位于大型混合云客户，如北德克萨斯大学、医疗分析公司Inovalon等，EMC从其它存储组合中抽取了资源，VMware和其它公司在EMC的保护伞之下，加强了Federation Enterprise Hybrid Cloud混合云解决方案。

2. 工业物联网网络标准持续演进

工业物联网(IIoT) 预示一个由日益智能化且超级互连的设备和基础设施构成的世界，其中智能机器、交通运输系统和电网将具有各种嵌入式传感、处理、控制和分析功能。时间敏感网络（TSN）新标准出现, 旨在解决现有网络一些缺点，新的TSN 标准将会带来带宽、安全性、互操作、延迟和同步等好处。

3.智能工厂发展着重突破MBD技术、物理仿真引擎系统架构、仿真模型

随着三维数字化技术的发展，传统的以经验为主的模拟设计模式逐渐转变为基于三维建模和仿真的虚拟设计模式，使未来的智能工厂能够通过三维数字建模、工艺虚拟仿真、三维可视化工艺现场应用，避免传统的“三维设计模型→二维纸质图纸→三维工艺模型”研制过程中信息传递链条的断裂，摒弃二维、三维之间转换，提高产品研发设计效率，保证产品研发设计质量。未来我国应着重突破MBD技术、物理仿真引擎系统架构、仿真模型三个环节。

4.未来的5G将拥有更多应用场景选择

去年，国际电信联盟（ITU）举行了工作会议，公布了5G技术标准化的时间表。根据会议提出的IMT-2020计划，5G标准将于2020年制定完成，并从2016年起开始逐步定义5G的技术性能要求。有专家表示，5G较4G通讯拥有更多应用场景选择，例如低功耗的万物互联，高可靠性、低延时的应用，像智能驾驶场景对射频前端的要求更高。5G移动宽带具有更高的速率。在5G的频谱方面，低频主要用于广域的覆盖，高频用于热点覆盖。

在爱立信对5G提出的五大应用场景及实现途径中，有一点与智能制造密切相关。对远程设备进行紧急控制：该5G应用场景主要包括五个子场景：

（1）对重型机械的运行进行远程控制；

（2）工厂自动化；

（3）对生产设备与流程进行实时监控；

（4）智能电网；

（5）远程手术。

5. 工业机器人发展新趋势

随着机器人技术的成熟，制造商和最终用户已经开始探索如何超越最初的战略优势。工业机器人目前的发展趋势包括：对高可靠性和生产率的、具有成本效益的机器人的需求；用于高性能应用机器人，例如水射流和激光切割、物料输送、电弧焊接、胶合、去毛刺和倒角等，其控制策略不同于装配；协同机器人协调工作，两个或者多个机器人一起处理由第三个机器人持有的工件，例如，电弧焊接；机器视觉引导的机器人控制，机器视觉系统根据自己的“所见”来控制机器人轨迹，例如，抓取和排列操作；能够满足功能安全的机器人，这对于自动防故障操作和人机协同非常重要。

6. 可穿戴技术走进企业市场

当前，可穿戴技术主要停留在个人消费市场，而明年将逐渐走进企业市场。在一项测试中，物流公司DHL为员工配备了智能眼镜，结果使商品挑拣效率提高了25%。Juniper Research在报告中称，智能眼镜将率先走进企业市场。随后，其他可穿戴设备也将陆续跟进。

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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