智能制造關鍵技術

智能制造關鍵技術點擊此處添加副標題2019/401前言02智能產(chǎn)品03智能服務04智能裝備目錄05智能產(chǎn)線06智能車間07智能工廠08智能研發(fā)09智能管理10智能物流與供應鏈11智能決策前言01.

德國的工業(yè)4.0、中國制造2025、智能制造這三個詞想必大家都不陌生，不過對于智能制造的內(nèi)涵以及十大關鍵技術并不是每個人都了解，智能制造是實現(xiàn)整個制造業(yè)價值鏈的智能化和創(chuàng)新，是信息化與工業(yè)化深度融合的進一步提升。智能制造融合了信息技術、先進制造技術、自動化技術和人工智能技術。智能制造包括——開發(fā)智能產(chǎn)品；應用智能裝備；自底向上建立智能產(chǎn)線，構(gòu)建智能車間，打造智能工廠；踐行智能研發(fā)；形成智能物流和供應鏈體系；開展智能管理；推進智能服務；最終實現(xiàn)智能決策。目前智能制造的“智能”還處于Smart的層次，智能制造系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析的能力，能夠準確執(zhí)行指令，能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)反饋；而智能制造的趨勢是真正實現(xiàn)“Intelligent”，智能制造系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主學習、自主決策，不斷優(yōu)化。前言

在智能制造的關鍵技術當中，智能產(chǎn)品與智能服務可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新；智能裝備、智能產(chǎn)線、智能車間到智能工廠，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新；智能研發(fā)、智能管理、智能物流與供應鏈則可以幫助企業(yè)實現(xiàn)運營模式的創(chuàng)新；而智能決策則可以幫助企業(yè)實現(xiàn)科學決策。智能制造的十項技術之間是息息相關的，制造企業(yè)應當漸進式、理性地推進這十項智能技術的應用。前言前言智能產(chǎn)品02.

智能產(chǎn)品通常包括機械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機、智能可穿戴設備、無人機、智能汽車、智能家電、智能售貨機等，包括很多智能硬件產(chǎn)品。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。智能產(chǎn)品智能產(chǎn)品智能產(chǎn)品智能產(chǎn)品智能服務03.

人類社會已經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)化、工業(yè)化、信息化階段，正在跨越智能化時代的門檻。物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算方興未艾，面向個人、家庭、集團用戶的各種創(chuàng)新應用層出不窮，代表各行業(yè)服務發(fā)展趨勢的"智能服務"因此應運而生。智能服務實現(xiàn)的是一種按需和主動的智能，即通過捕捉用戶的原始信息，通過后臺積累的數(shù)據(jù)，構(gòu)建需求結(jié)構(gòu)模型，進行數(shù)據(jù)挖掘和商業(yè)智能分析，除了可以分析用戶的習慣、喜好等顯性需求外，還可以進一步挖掘與時空、身份、工作生活狀態(tài)關聯(lián)的隱性需求，主動給用戶提供精準、高效的服務。這里需要的不僅僅只是傳遞和反饋數(shù)據(jù)，更需要系統(tǒng)進行多維度、多層次的感知和主動、深入的辨識。1、概念

高安全性是智能服務的基礎，沒有安全保障的服務是沒有意義的，只有通過端到端的安全技術和法律法規(guī)實現(xiàn)了對用戶信息的保護，才能建立用戶對服務的信任，進而形成持續(xù)消費和服務升級。節(jié)能環(huán)保也是智能服務的重要特征，在構(gòu)建整套智能服務系統(tǒng)時，如果最大程度降低能耗、減小污染，就能極大地降低運營成本，使智能服務多、快、好、省，產(chǎn)生效益，一方面更廣泛地為用戶提供個性化服務，另一方面也為服務的運營者帶來更高的經(jīng)濟和社會價值。和智慧地球等從產(chǎn)業(yè)角度提出的概念相比，智能服務立足于中國行業(yè)服務發(fā)展趨勢，站在用戶角度，強調(diào)按需和主動特征，更加具體和現(xiàn)實。中國當前正處于消費需求大力帶動服務行業(yè)的高速發(fā)展期，消費者對服務行業(yè)也提出了越來越高的要求，服務行業(yè)從低端走向高端勢在必行，而這個產(chǎn)業(yè)升級要想實現(xiàn)，必須依靠智能服務。1、概念

基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT），可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進行預防性維修維護，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機會。還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進行市場營銷的決策。此外，企業(yè)通過開發(fā)面向客戶服務的APP，也是一種智能服務的手段，可以針對企業(yè)購買的產(chǎn)品提供有針對性的服務，從而鎖定用戶，開展服務營銷。2、智能服務智能服務

1.智能層:需求解析功能集:負責持續(xù)積累服務相關的環(huán)境、屬性、狀態(tài)、行為數(shù)據(jù)，建立圍繞用戶的特征庫，挖掘服務對象的顯性和隱性需求，構(gòu)建服務需求模型。服務反應功能集:負責結(jié)合服務需求模型，發(fā)出服務指令。2.傳送層:負責交互層獲取的用戶信息的傳輸和路由，通過有線或無線等各種網(wǎng)絡通道，將交互信息送達智能層的承載實體。3.交互層:系統(tǒng)和服務對象之間的接口層，借助各種軟硬件設施，實現(xiàn)服務提供者與服務對象之間的雙向交互，向用戶提供服務體驗，達成服務目標。3、分層結(jié)構(gòu)智能裝備04.

智能制造裝備的定義是：具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是先進制造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合。重點推進高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備，自動化成套生產(chǎn)線，智能控制系統(tǒng)，精密和智能儀器儀表與試驗設備，關鍵基礎零部件、元器件及通用部件，智能專用裝備的發(fā)展，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、智能化、精密化、綠色化，帶動工業(yè)整體技術水平的提升。例如，在精密和智能儀器儀表與試驗設備領域，要針對生物、節(jié)能環(huán)保、石油化工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，重點發(fā)展智能化壓力、流量、物位、成分、材料、力學性能等精密儀器儀表和科學儀器及環(huán)境、安全和國防特種檢測儀器。

1、簡介在關鍵基礎零部件、元器件及通用部件領域，要重點發(fā)展高參數(shù)、高精密和高可靠性軸承、液壓/氣動/密封元件、齒輪傳動裝置及大型、精密、復雜、長壽命模具等。在智能專用裝備領域，要重點發(fā)展新一代大型電力和電網(wǎng)裝備，機器人產(chǎn)業(yè)，全斷面掘進機、快速集成柔性施工裝備等智能化大型施工機械，以及大型先進高效智能化農(nóng)業(yè)機械等。此外，還要以大飛機、支線飛機及通用飛機為應用對象，采用飛機制造、機床制造和材料生產(chǎn)企業(yè)相結(jié)合，重點發(fā)展復合材料制備裝備、自動輔帶/輔絲設備、構(gòu)件加工機床、超聲加工/高壓水切割設備等。1、簡介工業(yè)和信息化部?裝備工業(yè)司副司長李東在2011年國際現(xiàn)代工廠/過程自動化技術與裝備展覽會?上表示，高端裝備制造業(yè)是國家“十二五”規(guī)劃提出的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)七大領域之一，其中智能制造裝備是高端裝備制造業(yè)的重點方向之一。李東說，改造提升制造業(yè)、加快培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)是國家“十二五”規(guī)劃中明確的重要任務。實現(xiàn)由主要依靠規(guī)模增長的傳統(tǒng)工業(yè)化道路向主要依靠技術進步和可持續(xù)發(fā)展的新型工業(yè)化道路轉(zhuǎn)變，調(diào)整優(yōu)化技術結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、布局結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)，成為轉(zhuǎn)變工業(yè)發(fā)展方式的核心工作。面向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，重點推進智能儀表裝備、智能裝備等四大類產(chǎn)品，其中智能專用裝備主要包括大型智能工程機械、高效農(nóng)業(yè)機械、智能印刷機械、自動化紡織機械、環(huán)保機械、煤炭機械、冶金機械等各類專用裝備，實現(xiàn)各種制造過程自動化、智能化、精義化，帶動整體智能裝備水平的提升。2、發(fā)展方向

制造裝備經(jīng)歷了機械裝備到數(shù)控裝備，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備。智能裝備具有檢測功能，可以實現(xiàn)在機檢測，從而補償加工誤差，提高加工精度，還可以對熱變形進行補償。以往一些精密裝備對環(huán)境的要求很高，現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測與補償，可以降低對環(huán)境的要求。3、智能裝備智能產(chǎn)線05.

很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等，實現(xiàn)自動化的加工、裝配和檢測，一些機械標準件生產(chǎn)也應用了自動化生產(chǎn)線，比如軸承。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主。很多企業(yè)的技術改造重點，就是建立自動化生產(chǎn)線、裝配線和檢測線。智能產(chǎn)線智能產(chǎn)線智能產(chǎn)線智能車間06.

一個車間通常有多條生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品，要么有上下游的裝配關系。要實現(xiàn)車間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設備利用率（OEE）。因此，無論什么制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)的必然選擇。目前國內(nèi)比較領先的幾家MES系統(tǒng)供應商，例如慧都科技，自主研發(fā)的EV-MES系統(tǒng)，已經(jīng)在國內(nèi)的眾多制造企業(yè)之中得到廣泛的運用。不久的將來，MES系統(tǒng)也必定會全面普及。智能車間智能車間智能工廠07.

智能工廠，就是利用各種現(xiàn)代化的技術，實現(xiàn)工廠的辦公、管理及生產(chǎn)自動化，達到加強及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、進行安全生產(chǎn)、提供決策參考、加強外界聯(lián)系、拓寬國際市場的目的。樓宇自控系統(tǒng)、生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視及保安電視監(jiān)視系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、一卡通智能化管理系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、系統(tǒng)綜合集成。智能工廠

一個工廠通常由多個車間組成，大型企業(yè)有多個工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過程應實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析、生產(chǎn)物流也應當與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。一個工廠的多個車間之間要實現(xiàn)信息共享、準時配送、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心，對整個工廠進行指揮和調(diào)度，及時發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問題，這也是智能工廠的重要標志。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統(tǒng)支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng)。大型企業(yè)的智能工廠需要應用ERP系統(tǒng)制定多個車間的生產(chǎn)計劃（ProducTIonplanning），并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個車間的生產(chǎn)計劃進行詳細排產(chǎn)（producTIonscheduling），MES排產(chǎn)的力度是天、小時，甚至分鐘。智能工廠智能工廠智能研發(fā)08.

離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)應用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng)，但是很多企業(yè)應用這些軟件的水平并不高。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機電軟多學科的協(xié)同配合；要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數(shù)字化樣機，實現(xiàn)多學科仿真，通過仿真減少實物試驗；需要貫徹標準化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個性化定制；需要將仿真技術與試驗管理結(jié)合起來，以提高仿真結(jié)果的置信度。流程制造企業(yè)已開始應用PLM系統(tǒng)實現(xiàn)工藝管理和配方管理，LIMS（實驗室信息管理系統(tǒng)）系統(tǒng)比較廣泛。智能研發(fā)智能研發(fā)智能管理09.

智能管理是建立在個人智能結(jié)構(gòu)與組織(企業(yè))智能結(jié)構(gòu)基礎上實施的管理，既體現(xiàn)了以人為本，也體現(xiàn)了以物為支撐基礎。教育有"因材施教"，根據(jù)受教育者不同的智能結(jié)構(gòu)，有真對性的采用教學方法，包括教學的道具、用具和情景設計;同樣，管理也要"因才施管"，要根據(jù)管理者與被管理者的智能結(jié)構(gòu)，根據(jù)組織機構(gòu)本身的智能結(jié)構(gòu)，采用適當?shù)墓芾砟Ｊ健⒎椒?，才能達到預期效果。智能管理

制造企業(yè)核心的運營管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）、客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、供應商關系管理系統(tǒng)（SRM）、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務流程管理系統(tǒng)（BPM）等，國內(nèi)企業(yè)也把辦公自動化（OA）作為一個核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù)，近年來主數(shù)據(jù)管理（MDM）也在大型企業(yè)開始部署應用。實現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數(shù)據(jù)準確和主要信息系統(tǒng)無縫集成。智能管理智能管理智能物流與供應鏈10.

制造企業(yè)內(nèi)部的采購、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動，因此，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動化的同時，也越來越重視物流自動化，自動化立體倉庫、無人引導小車（AGV）、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應用；而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機器人、自動輥道系統(tǒng)的應用日趨普及。WMS（WarehouseManagementSystem，倉儲管理系統(tǒng)）和TMS（TransportManagementSystem，運輸管理系統(tǒng)）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關注。智能物流與供應鏈智能物流與供應鏈智能決策11.

企業(yè)在運營過程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。一方面是來自各個業(yè)務部門和業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費用、庫