1.3 智能制造的本质和内涵

1.3.1 智能制造的本质

从本质上看,智能制造是智能技术与制造技术的深度融合。从发展脉络上看,传统制造基于互联网信息技术、物联网技术等实现数字化,而这些技术的进一步发展便是智能技术。传统的制造技术在智能技术的引导下,向更加成熟和更加高效的方向进步,再基于智能制造关键技术赋能,实现制造工厂的智能化。

智能制造包含智能制造技术(intelligent manufacturing technology, IMT)和智能制造系统(IMS)。智能制造包括三个应用层面:设备、车间、企业。这些都离不开大数据交融与共享,而未来的重点更是集中在基于大数据的智能制造应用方面。

智能制造技术是指利用计算机,综合应用人工智能技术(如人工神经网络、遗传算法等)、智能制造机器、代理(agent)技术、材料技术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、生命科学和系统工程理论与方法,在国际标准化和互换性的基础上,使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化,并升级成网络集成、高度自动化的制造系统,该系统利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动,并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来,将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统(如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量保证和市场销售等),以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。

智能制造系统(IMS)是智能技术集成应用的环境,也是智能制造模式展现的载体。IMS理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机制上,目的是通过设备柔性和计算机人工智能控制,自动地完成设计、加工、控制管理过程,旨在提高适应高度变化的环境制造的有效性。智能制造是一个新型制造系统。由于智能制造模式突出了知识在制造活动中的价值地位,而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式,所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。总体而言,网络化是基础,数字化是手段,而智慧化则是目标。首先,数字化,其重点在于从单点数字化模型表达向全局、全生命周期模型化表达及传递体系进行转变,实现数字量体系的表达和传递;其次,网络化,打通设计工艺,并向系统工程、并行工程、模块化支撑下的产品全生命周期及生产全生命周期一体化和价值链广域协同模式进行转变;再次,智能化,从信息世界模式向信息和物理世界融合下的管理与工程高度融合的模式进行转变;最后,智慧化,就是从过去的经验决策向大数据支撑下的智慧化研发和管理模式进行转变。