智能制造（IM）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過(guò)人類與智能機(jī)器之間的協(xié)作共事來(lái)拓展、延伸并部分替代人類專家制造時(shí)的腦力勞動(dòng)等。它使制造自動(dòng)化在觀念上不斷更新，并向柔性化，智能化，高度集成化方向拓展。

智能制造起源于人工智能領(lǐng)域的深入研究，它通常被視為知識(shí)與智慧的綜合體現(xiàn)，其中前者構(gòu)成了智能的根基，而后者則代表了獲取和應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。智能制造不僅涵蓋了智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)，而且在實(shí)際應(yīng)用中，智能制造系統(tǒng)不僅能不斷地豐富其知識(shí)庫(kù)，還具備自我學(xué)習(xí)的能力，以及收集和理解環(huán)境和自身信息，進(jìn)而進(jìn)行分析、判斷和規(guī)劃自己的行為模式。

01  智能制造 五大特征

1、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化，真正做到“無(wú)人”工廠

工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手臂等智能設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使工廠無(wú)人化制造成為可能。數(shù)控加工中心、智能機(jī)器人和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及其他柔性制造單元，讓“無(wú)人工廠”更加觸手可及。

2、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用數(shù)據(jù)分析進(jìn)行生產(chǎn)決策

當(dāng)下信息技術(shù)滲透到了制造業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術(shù)廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)也日益豐富，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求也更高。這就要求企業(yè)順應(yīng)制造的趨勢(shì)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)時(shí)糾偏，建立產(chǎn)品虛擬模型以模擬并優(yōu)化生產(chǎn)流程，乃至降低生產(chǎn)能耗與成本。正如沃德的智能加工車間，部署了 5G 網(wǎng)絡(luò)、交換機(jī)、服務(wù)器、防火墻、智能看板等數(shù)字化軟硬件，建立了云平臺(tái)和數(shù)據(jù)中心，可對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析。

3、生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)車間“物聯(lián)網(wǎng)”

4、生產(chǎn)文檔無(wú)紙化，實(shí)現(xiàn)高效、綠色制造

構(gòu)建綠色制造體系，建設(shè)綠色工廠，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，是我國(guó)“智能制造”的重要戰(zhàn)略之一。傳統(tǒng)制造業(yè)中，制作過(guò)程中會(huì)有很多紙質(zhì)文件產(chǎn)生，這不僅造成了大量浪費(fèi)，而且還存在著尋找不方便，分享難和追蹤耗時(shí)長(zhǎng)等諸多問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化管理后，員工可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)迅速查詢，瀏覽和下載所需的生產(chǎn)信息，顯著減少了以紙質(zhì)文檔為載體的手工傳遞與流轉(zhuǎn)，從而消除文件、數(shù)據(jù)的遺失，進(jìn)一步提升生產(chǎn)準(zhǔn)備效率及生產(chǎn)作業(yè)效率，達(dá)到綠色無(wú)紙化的目的。

5、生產(chǎn)過(guò)程透明化，智能工廠的“神經(jīng)”系統(tǒng)

推動(dòng)制造過(guò)程智能化發(fā)展，通過(guò)構(gòu)建智能工廠推動(dòng)制造工藝仿真優(yōu)化，數(shù)字化控制，狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控與自適應(yīng)控制，繼而實(shí)現(xiàn)全過(guò)程智能管控是中國(guó)制造2025重要戰(zhàn)略。在諸如機(jī)械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器以及電子信息等多個(gè)行業(yè)中，企業(yè)采用的智能工廠建設(shè)模式旨在推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備（生產(chǎn)線）的智能化進(jìn)程，旨在擴(kuò)大產(chǎn)品價(jià)值空間并在提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品效能基礎(chǔ)上獲得價(jià)值增長(zhǎng)。

02  智能制造 八大模式

1、互聯(lián)工廠-打通企業(yè)運(yùn)營(yíng)的“信息孤島”

2、全生產(chǎn)過(guò)程能源優(yōu)化管理-提高能源資源利用率

全過(guò)程能源優(yōu)化管理模式在石化化工，有色和鋼鐵等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其核心是提高能源資源的利用率，并通過(guò)MES對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行收集，以便對(duì)生產(chǎn)流程、設(shè)備、能源供應(yīng)和工作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的優(yōu)化調(diào)整。

3、產(chǎn)品全生命周期可溯-提升產(chǎn)品質(zhì)量管控能力

產(chǎn)品全生命周期可追溯模式主要應(yīng)用于食品、制藥等領(lǐng)域，該模式以質(zhì)量管控為核心，主要做法是讓產(chǎn)品在全生命周期具有唯一標(biāo)識(shí),通過(guò)MES系統(tǒng)開(kāi)展質(zhì)量判異和過(guò)程判穩(wěn)等在線質(zhì)量檢測(cè)和預(yù)警等。

4、柔性制造-快速響應(yīng)多樣化市場(chǎng)需求

對(duì)多樣化市場(chǎng)需求作出迅速反應(yīng)的柔性制造模式主要用于鑄造和服裝，其主要作法是使生產(chǎn)線能同時(shí)處理多個(gè)產(chǎn)品/部件，車間的物流系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)配料功能，并成功構(gòu)建了高級(jí)排產(chǎn)系統(tǒng)（APS）。此外，工控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）之間也實(shí)現(xiàn)了高效的協(xié)作和集成。

5、大規(guī)模個(gè)性化定制，滿足用戶個(gè)性化需求

大規(guī)模個(gè)性化定制模式主要應(yīng)用于服裝、紡織、家居、家電等消費(fèi)品領(lǐng)域，通過(guò)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)、構(gòu)建產(chǎn)品個(gè)性化定制服務(wù)平臺(tái)和個(gè)性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)等手段，實(shí)現(xiàn)定制服務(wù)。沃德產(chǎn)品覆蓋自動(dòng)化上下料、貼裝、保壓、鎖附、定位、折彎、點(diǎn)膠、焊接、清洗、視覺(jué)檢測(cè)、自動(dòng)測(cè)試、精密組裝類多功能治具、單機(jī)設(shè)備及多工序自動(dòng)化生產(chǎn)整線，高效柔性定制開(kāi)發(fā)，可無(wú)縫接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

6、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)-提高裝備/產(chǎn)品運(yùn)維服務(wù)水平

互聯(lián)工廠模式主要應(yīng)用于石化、鋼鐵、電子、家電等領(lǐng)域，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(ERP)，打通企業(yè)運(yùn)營(yíng)中的“信息孤島”。

7、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造- 供應(yīng)鏈上下游協(xié)同優(yōu)化

基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同制造模式在航空航天和汽車制造中得到了廣泛的運(yùn)用，這種模式著眼于供應(yīng)鏈的優(yōu)化，構(gòu)建了一個(gè)跨企業(yè)的制造資源合作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)之間研發(fā)，管理與服務(wù)系統(tǒng)的整合與銜接，對(duì)制造服務(wù)與資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與柔性配置等功能。

8、產(chǎn)品生命周期數(shù)字一體化，實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品研制周期

產(chǎn)品全生命周期數(shù)字一體化模式主要應(yīng)用于航空裝備、汽車、船舶、工程機(jī)械等裝備制造領(lǐng)域,通過(guò)(MBD)產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)、全生命周期管理系統(tǒng)(PLM)等手段，實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品研制周期這一核心目的。

03  智能制造 十大關(guān)鍵技術(shù)

1、智能決策（Smart Decision Making）

企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費(fèi)用、庫(kù)存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設(shè)備、產(chǎn)量、交貨期等，這些數(shù)據(jù)通常為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，能夠多維度地分析與預(yù)測(cè)。同時(shí)，利用這些數(shù)據(jù)也可提煉企業(yè)KPI并將其和預(yù)設(shè)目標(biāo)相比較。

2、智能管理（Smart Management）

制造企業(yè)核心的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）、客戶關(guān)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(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)（SRM）、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)（BPM）等。實(shí)現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無(wú)縫集成。

3、智能物流與供應(yīng)鏈（Smart logisTIcs and SCM）

制造企業(yè)內(nèi)采購(gòu)，生產(chǎn)和銷售過(guò)程中都會(huì)伴隨有物料流動(dòng)，所以越來(lái)越多制造企業(yè)開(kāi)始關(guān)注生產(chǎn)自動(dòng)化、物流自動(dòng)化，其中自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、無(wú)人引導(dǎo)小車（AGV）以及智能吊掛系統(tǒng)都得到了廣大的采納和使用；并且在制造企業(yè)及物流企業(yè)物流中心中，智能分揀系統(tǒng)，堆垛機(jī)器人，自動(dòng)輥道系統(tǒng)等得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。WMS（倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)）和TMS（運(yùn)輸管理系統(tǒng)）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。

4、智能研發(fā)（Smart R&D）

研發(fā)對(duì)智造企業(yè)來(lái)講至關(guān)重要。企業(yè)要開(kāi)發(fā)智能產(chǎn)品，需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合；要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應(yīng)用仿真技術(shù)，建立虛擬數(shù)字化樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科仿真，通過(guò)仿真減少實(shí)物試驗(yàn)；需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)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(gè)性化定制；需要將仿真技術(shù)與試驗(yàn)管理結(jié)合起來(lái)，以提高仿真結(jié)果的置信度。

5、智能產(chǎn)線（Smart Production line）

自動(dòng)化生產(chǎn)線是一種智能產(chǎn)線。許多行業(yè)中的公司都對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線有著極大的依賴性，如鋼鐵，化工，制藥，食品飲料，煙草，芯片制造，電子組裝，汽車整車及零部件制造等等。自動(dòng)化生產(chǎn)線可分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線與柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線兩種類型，為提高生產(chǎn)效率工業(yè)機(jī)器人，吊掛系統(tǒng)等越來(lái)越多的被運(yùn)用到自動(dòng)化生產(chǎn)線中。

6、智能車間（Smart Workshop）

一個(gè)車間通常有多條生產(chǎn)線，要實(shí)現(xiàn)車間的智能化，需要對(duì)生產(chǎn)狀況、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設(shè)備利用率（OEE）。因此無(wú)論哪個(gè)制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)的必然選擇。我們自建的智能加工車間，由2-3條智能機(jī)加工產(chǎn)線組成，每條智能產(chǎn)線由五軸加工中心（配備機(jī)內(nèi)在線檢測(cè)探頭）、AGV 小車、智能上下料機(jī)器人（含移動(dòng)軌道）、立體智能倉(cāng)庫(kù)等智能自動(dòng)化設(shè)備組成。

7、智能工廠（Smart Factory）

一個(gè)工廠通常由多個(gè)車間組成，大型企業(yè)有多個(gè)工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化，同時(shí)，產(chǎn)品檢測(cè)、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成。

8、智能產(chǎn)品（Smart Product）

任何一個(gè)制造企業(yè)應(yīng)考慮如何為產(chǎn)品增加智能化單元以提高其附加值。典型智能產(chǎn)品有智能手機(jī)，智能可穿戴設(shè)備，無(wú)人機(jī)，智能汽車，智能家電，智能售貨機(jī)。

9、智能裝備（Smart Equipment）

智能裝備也是一種智能產(chǎn)品，可以補(bǔ)償加工誤差，提高加工精度。

10、智能服務(wù)（Smart Service）

智能服務(wù)實(shí)質(zhì)上是大數(shù)據(jù)技術(shù)的一種應(yīng)用：它依賴于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）來(lái)感知產(chǎn)品的當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)施預(yù)防性的維護(hù)和修理，以便及時(shí)協(xié)助客戶更換備用零件和備件，甚至還能通過(guò)對(duì)商品運(yùn)行狀況的了解來(lái)幫助顧客獲得商機(jī)，同時(shí)也可收集產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)來(lái)幫助企業(yè)制定市場(chǎng)營(yíng)銷決策。