浅谈我国智能制造发展

左俊中 赵帮荣 郑华清 金怀勇

摘要：智能制造是制造业未来的发展趋势，是我国建设制造强国的主攻方向。加快推进智能制造，有利于促进我国制造业转型升级。文章围绕智能制造，简要介绍了智能制造的关键技术、我国智能制造的技术路线和我国推进智能制造产业的几点建议。

关键词：智能制造;关键技术;技术路线;政策建议

0  引言

智能制造是新一代信息技术与先进制造技术的深度融合，具备自感知、自学习、自决策、自执行等功能的新型制造模式。智能制造贯穿于产品、装备、生产、管理和服务等环节，推动制造业朝着创新、协调、开发、共享的方向发展。智能制造是一种发展趋势，将成为衡量各国制造业竞争力的重要领域。为了适应全球发展新形势，实现我国制造业的转型升级，我国先后发布了《中国制造2025》、《智能制造发展规划（2016-2020年）》等相关政策，推进我国智能制造发展。

1  智能制造的关键技术

1.1 信息物理系统（CPS）技术  CPS是将工业化和信息化进行深度融合，集计算、通信和控制等技术于一体的新一代智能系统。CPS技术致力于将虚拟网络空间与现实物理世界进行连接，实现人、机、环境和信息等要素的适时交互和高效协调，从而以远程、实时、高效、协调、安全的方式控制物理实体。CPS技术的研究涉及感知设计、信息处理、建模与认知、决策与控制、集成设计、数字孪生和安全性等方面，CPS技术的应用推广对我国智能制造的发展具有重大的意义。

1.2 基于物联网的智能感知技术  物联网信息感知技术是实现智能制造的前提，以计算机网络信息技术为载体，对制造过程中产生的数据信息进行全面感知。采集数据并进行筛选，剔除其中错误的和不完整的数据，保证数据的准确、完整和安全。数据压缩技术提高了数据压缩效率，也避免大量数据资源出现冗余现象。数据交融技术提高了数据精度，有效预防数据冲突的产生。数据汇集技术减少了数据的传输量，只传输使用者需要的数据信息，缓解了物联网数据传输压力。

1.3 基于大数据的生产优化技术  工业大数据是实现智能制造的重要因素，智能感知技术的不断发展，通过对制造过程的全面感知，产生了大量的工业数据信息。对工业大数据进行分析，获取制造过程中的热能、材料、压力、产量等数据，不仅可以了解控制整个生产加工过程，还可以通过与预期数据的对比，改进制造工艺，优化加工工序，提升生产效率及产品质量，降低企业能耗，合理配置有效资源，实现对生产过程的科学管控，使企业生产运行方案达到最优化。

1.4 基于云制造的智能服务技术  云制造是根据用户的需求，通过计算机网络和云制造平台，在网上为用户组织制造资源与能力，完成设计、加工、生产、协作等订单，为用户提供制造服务。云制造服务平台的效率更高，且高度开放，可以根据用户需求的变化，灵活变换企业资源，同时企业资源与能力也可自由出入云平台。另外，云制造服务平台还可以为用户在产品论证与设计阶段提供仿真技術服务。云制造服务平台高效运转，能够更好地实现资源优化配置和有效利用。

2  国外智能制造实践概述

美国发展智能制造，优先发展先进传感与控制技术、人工智能、工业机器人和制造创新平台，利用其先进的信息通信技术和软件技术，将制造环境和信息通信技术进行深度融合。2016年，美国通过创建制造业创新中心，打造制造业创新网络，进行制造业智能升级。2018年，《美国先进制造业领导战略》将智能制造系统列为美国未来四年实现引领全球先进制造目标的发展重点之一。

2013年，德国正式推出“工业4.0”战略，是以智能制造为主导的一次新的工业革命。德国发展智能制造，以智能工厂为重要载体，利用信息物理系统（CPS），实现虚拟网络资源与物理资源的结合与协作，形成工厂、产品、数据相互融通的制造系统。德国的龙头企业建设智能工厂更加注重利用互联网、大数据、云计算以及人工智能，促成人、设备以及数据的密切协作，重新塑造生产链与服务链。

2017年，日本明确提出“互联工业”的概念，为了推进“互联工业”，智能制造和机器成为日本寻求发展的重点领域之一。日本发展智能制造，强调人存在的意义，发展人工智能，发展智能机器人，不是消灭人，而是构建人与机器人之间相互依存、相互协作的伙伴关系。日本采取了一系列的措施，包括推广智能工厂等示范项目应用案例、标准国际化、制造网络安全化、智能化人才培养等，推进智能制造的发展。

3  我国智能制造的技术路线

第一代智能制造：数字化制造。上世纪50年代，以数字化为主要特征的信息技术开始应用于制造业。自上世纪80年代以来，我国企业逐步推广数字化制造，尤其是近些年，一大批数字化的生产线、车间及工厂的建立，显示了我国数字化制造取得了巨大的进步。第二代智能制造：数字化网络化制造。自上世纪90年代末以来，随着互联网技术不断成熟，我国大力推动互联网与制造业的融合，工业互联网、云计算等新技术被应用于制造领域，涌现出一批成功实现数字化网络化升级的制造示范型企业。新一代智能制造：数字化网络化智能化制造。近年来，物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术的快速发展，推动着智能技术与制造技术的深度融合，形成新一代智能制造。新一代智能制造将深刻影响和改变社会的产品形态、生产方式和服务模式，给制造业带来革命性的变化。三代智能制造的不断演变，体现了智能制造发展的阶段性和融合性的特点，中国应结合实际的国情，坚持三代智能制造“并行推进、融合发展”的技术路线。坚持创新引领发展，加快研究开发云服务、先进传感与控制、人工智能等先进技术。坚持因企制宜，循序渐进地推进企业的智能化转型升级。

4  我国推进智能制造产业的建议

4.1 推进智能制造技术创新与应用  鼓励支持智能制造创新平台的建设，加强智能制造技术的自主研发，突破智能制造核心共性技术壁垒，开发支撑智能制造的高端工业软件，研发智能制造高端关键装备，提升智能制造领域的自主创新能力。着力打造智能制造示范企业和示范车间，并加大试点示范的推广应用。

4.2 增加智能制造的财税支持  一方面，政府加大财政资金投入，围绕智能制造的发展，加大对国家智能制造专项等重大项目的资金支持。将智能制造作为技术改造的主要方向，用好技术改造专项资金，鼓励推动企业进行技术改造投资。另一方面，政府调节相关税收政策，对企业的智能化升级改造项目给予适当的税收优惠，鼓励和支持企业开展智能化技术的升级改造。

4.3 加强国际交流与合作  加强与各国政府、国内外行业组织以及企业的沟通合作，积极参与国际智能制造会议交流，实现与国际智能制造标准的协调对接。鼓励国内企业开拓海外市场，通过对外投资合作，学习掌握国外先进的智能制造关键技术，逐步提升自主创新能力，提高我国智能制造产业的技术水平和国际竞争力。

4.4 注重人才的培养和引进  智能制造以人才为本，人才培养非常重要。鼓励高校改革人才培养的方式，积极联合企业、科研院所共同为社会培养智能制造人才。鼓励企业开展智能制造知识培训，提高企业员工智能化技能。同时，营造良好的发展环境，吸引大量海外优秀的智能制造人才来华发展。以人才引领发展，推进我国制造业的智能升级。

5  结束语

随着全球工业的快速发展，智能制造将成为各国制造业未来的发展方向。智能制造是我国建设制造强国的主攻方向，是我国制造业转型升级的主要途径，为我国制造业跨越发展提供了机遇。近年来，我国智能制造已经取得了喜人的进步，随着《中国制造2025》战略的不断深入实施，我国制造业的发展将产生质的飞跃。未来一定会实现我国制造业转型升级，跻身世界制造强国之列的目标。

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