浅谈智能制造技术的发展

肖力

摘要：智能制造是传统制造产业转型升级，实现生产过程智能化、高端化、成套化的重要手段，是实现培育和发展战略性新兴产业的重要支撑。本文从智能制造的发展阶段、主要特征、关键技术，简要介绍了国内外智能制造的发展现状，希望本文可以为智能行业相关人员提供一些借鉴。

关键词：智能制造;工业革命;发展

智能制造是新一轮的工业革命，智能制造的概念可以定义为：智能制造是以智能技术为代表的技术为指导的先进制造，包括以智能化、网络化、数字化和自动化为特征的先进制造技术的应用，涉及制造过程中的设计、工艺、装备和管理。

工业革命逐渐解放制造人力，在历次工业革命中，制造工业走过了机械化、电气化、自动化（数字化）、智能化的道路，在这个过程中，装备做的事越来越多，人们逐步把精力更多的投入到创造性的工作中，与此前历次工业革命相比，制造的核心地位仍未改变，但智能化成为制造的新特征与内涵。

一、智能制造的特点

（一）生产设备网络化，实现车间“物联网”

物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

（二）生产文档无纸化，实现高效、绿色制造

生产文档进行无纸化管理后，工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息，生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存，大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转，减少文件、数据丢失，进一步提高了生产准备效率和生产作业效率，实现绿色、无纸化生产。

（三）生产数据可视化，利用大数据分析进行生产决策

在生产现场，每隔几秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率、零部件合格率、质量百分比等。

（四）生产过程透明化，智能工厂的”神经”系统

在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等高端制造行业，企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间，从单台设备自动化和产品智能化入手，基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。其智能工厂建设模式为推进生产设备（生产线）智能化，通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于制造执行系统MES的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造、透明制造的能力。

（五）生产现场无人化，真正做到“无人”工厂

在先进制造企业生产现场，数控加工中心智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度，工件、物料、刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式。在不间断单元自动化生产的情况下，管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况，如果生产中遇到问题，一旦解决，立即恢复自动化生产，整个生产过程无需人工参与，真正实现”无人”智能生产。

二、智能制造的关键技术

（一）智能管理

制造企业核心的运营管理系统包括人力资产管理系统（HCM）、客户关系管理系统（CRM）、企业资产管理系统（EAM）、能源管理系统（EMS）、供应商关系管理系统（SRM）、企业门户（EP）、业务流程管理系统（BPM）等。实现智能管理和智能决策，最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统的无缝集成。

（二）智能物流与供应链

制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动，越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时，也越来越重视物流自动化，自动化立体仓库、无人引导小车（AGV）、智能吊挂系统得到了广泛的应用。在制造企业和物流企业的物流中心，智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及，仓储管理系统（WMS）和运输管理系统（TMS）也受到制造企业和物流企业的普遍关注。

（三）智能研发

研发对制造企业来讲至关重要，制造企业要开发智能产品，需要机电软多学科的协同配合，要缩短产品研发周期，需要深入应用仿真技术，建立虚拟数字化样机，实现多学科仿真，通过仿真减少实物试验，需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想，以支持大批量客户定制或产品个性化定制，需要将仿真技术与试验管理结合起来，以提高仿真结果的置信度。

（四）智能生产线

自动化生产线就是智能生产线的一种形式，很多行业的企业高度依赖自动化生产线，比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等。自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线，为了提高生产效率，工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。

（五）智能车间

一个车间通常有多条生产线，要实现车间的智能化，需要对生产状况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析，进行高效排产和合理排班，显著提高设备利用率（OEE）。无论哪个制造行业，制造执行系统（MES）成为企业的必然选择。

（六）智能工厂

一个工厂通常由多个车间组成，大型企业有多个工厂。作为智能工厂，不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，同时，产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。

（七）智能服务

智能服务是一种大数据技术：基于传感器和物联网（IoT）可以感知产品的状态，从而进行预防性维修维护，及时帮助客戶更换备品备件，甚至可以通过了解产品运行的状态，帮助客户带来商业机会，还可以采集产品运营的大数据，辅助企业进行市场营销的决策。

在全球化智能制造的发展背景下，传统制造技术正朝着开放性、智能化、自动化的方向发展。掌握先进制造技术发展现状，促进智能制造和传统制造技术的结合，实现对关键技术的重点、难点突破，推动我国工业制造技术加速向智能化、数字化、自动化发展。

参考文献：

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