智能制造引領(lǐng)轉(zhuǎn)型升級詳解

　　近年來我國智能制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，并取得了顯著的成效。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，智能制造在我國傳統(tǒng)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型中扮演了十分重要的角色。這篇文章我們就一起來詳細的了解一下智能制造的原理和技術(shù)以及智能制造引領(lǐng)轉(zhuǎn)型升級方面的信息。

　　一、智能制造

　　智能制造原理

　　智能制造的基本原理從智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征出發(fā)，在分布式制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，根據(jù)分布式集成的基本思想，應(yīng)用分布式人工智能中多Agent系統(tǒng)的理論與方法，實現(xiàn)制造單元的柔性智能化與基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)柔性智能化集成。根據(jù)分布系統(tǒng)的同構(gòu)特征，在智能制造系統(tǒng)的一種局域?qū)崿F(xiàn)形式基礎(chǔ)上，實際也反映了基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能制造系統(tǒng)的實現(xiàn)模式。

　　分布式網(wǎng)絡(luò)化的基本構(gòu)思智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征是個體制造單元的“自主性”與系統(tǒng)整體的“自組織能力”，其基本格局是分布式多自主體智能系統(tǒng)。基于這一思想，同時考慮基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以提出適用于中小企業(yè)單位的分布式網(wǎng)絡(luò)化IMS的基本構(gòu)架。一方面通過Agent賦予各制造單元以自主權(quán)，使其自治獨立、功能完善；另一方面，通過Agent之間的協(xié)同與合作，賦予系統(tǒng)自組織能力。

　　基于以上構(gòu)架，結(jié)合數(shù)控加工系統(tǒng)，開發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)化原型系統(tǒng)相應(yīng)的可由系統(tǒng)經(jīng)理、任務(wù)規(guī)劃、設(shè)計和生產(chǎn)者等四個結(jié)點組成。系統(tǒng)經(jīng)理結(jié)點包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和系統(tǒng)Agent兩個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負責管理整個全局數(shù)據(jù)庫，可供原型系統(tǒng)中獲得權(quán)限的結(jié)點進行數(shù)據(jù)的查詢、讀取，存儲和檢索等操作，并為各結(jié)點進行數(shù)據(jù)交換與共享提供一個公共場所，系統(tǒng)Agent則負責該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)與外部的交互，通過Web服務(wù)器在Internet上發(fā)布該系統(tǒng)的主頁，網(wǎng)上用戶可以通過訪問主頁獲得系統(tǒng)的有關(guān)信息，并根據(jù)自己的需求，以決定是否由該系統(tǒng)來滿足這些需求，系統(tǒng)Agent還負責監(jiān)視該原型系統(tǒng)上各個結(jié)點間的交互活動，如記錄和實時顯示結(jié)點間發(fā)送和接受消息的情況、任務(wù)的執(zhí)行情況等。

　　任務(wù)規(guī)劃結(jié)點由任務(wù)經(jīng)理和它的代理（任務(wù)經(jīng)理Agent）組成，其主要功能是對從網(wǎng)上獲取的任務(wù)進行規(guī)劃，分解成若干子任務(wù)，然后通過招標——投標的方式將這些任務(wù)分配個各個結(jié)點。設(shè)計結(jié)點由CAD工具和它的代理（設(shè)計Agent）組成，它提供一個良好的人機界面以使設(shè)計人員能有效地和計算機進行交互，共同完成設(shè)計任務(wù)。CAD工具用于幫助設(shè)計人員根據(jù)用戶要求進行產(chǎn)品設(shè)計；而設(shè)計Agent則負責網(wǎng)絡(luò)注冊、取消注冊、數(shù)據(jù)庫管理、與其他結(jié)點的交互、決定是否接受設(shè)計任務(wù)和向任務(wù)發(fā)送者提交任務(wù)等事務(wù)。

　　生產(chǎn)者結(jié)點實際是該項目研究開發(fā)的一個智能制造系統(tǒng)（智能制造單元），包括加工中心和它的網(wǎng)絡(luò)代理（機床Agent）。該加工中心配置了智能自適應(yīng)。該數(shù)控系統(tǒng)通過智能控制器控制加工過程，以充分發(fā)揮自動化加工設(shè)備的加工潛力，提高加工效率；具有一定的自診斷和自修復(fù)能力，以提高加工設(shè)備運行的可靠性和安全性；具有和外部環(huán)境交互的能力；具有開放式的體系結(jié)構(gòu)以支持系統(tǒng)集成和擴展。

　　智能制造技術(shù)

　　1、新型傳感技術(shù)——高傳感靈敏度、精度、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性的傳感技術(shù)，采用新原理、新材料、新工藝的傳感技術(shù)（如量子測量、納米聚合物傳感、光纖傳感等），微弱傳感信號提取與處理技術(shù)。

　　2、模塊化、嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)——不同結(jié)構(gòu)的模塊化硬件設(shè)計技術(shù)，微內(nèi)核操作系統(tǒng)和開放式系統(tǒng)軟件技術(shù)、組態(tài)語言和人機界面技術(shù)，以及實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一編程環(huán)境的工程軟件平臺技術(shù)。

　　3、先進控制與優(yōu)化技術(shù)——工業(yè)過程多層次性能評估技術(shù)、基于大量數(shù)據(jù)的建模技術(shù)、大規(guī)模高性能多目標優(yōu)化技術(shù)，大型復(fù)雜裝備系統(tǒng)仿真技術(shù)，高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)運動規(guī)劃、電子傳動等精密運動控制技術(shù)。

　　4、系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)——大型制造工程項目復(fù)雜自動化系統(tǒng)整體方案設(shè)計技術(shù)以及安裝調(diào)試技術(shù)，統(tǒng)一操作界面和工程工具的設(shè)計技術(shù)，統(tǒng)一事件序列和報警處理技術(shù)，一體化資產(chǎn)管理技術(shù)。

　　5、故障診斷與健康維護技術(shù)——在線或遠程狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、自愈合調(diào)控與損傷智能識別以及健康維護技術(shù)，重大裝備的壽命測試和剩余壽命預(yù)測技術(shù)，可靠性與壽命評估技術(shù)。

　　6、高可靠實時通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高可靠無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)和異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)間信息無縫交換技術(shù)。

　　7、功能安全技術(shù)——智能裝備硬件、軟件的功能安全分析、設(shè)計、驗證技術(shù)及方法，建立功能安全驗證的測試平臺，研究自動化控制系統(tǒng)整體功能安全評估技術(shù)。

　　8、特種工藝與精密制造技術(shù)——多維精密加工工藝，精密成型工藝，焊接、粘接、燒結(jié)等特殊連接工藝，微機電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，精確可控熱處理技術(shù)，精密鍛造技術(shù)等。

　　9、識別技術(shù)——低成本、低功耗RFID芯片設(shè)計制造技術(shù)，超高頻和微波天線設(shè)計技術(shù)，低溫熱壓封裝技術(shù)，超高頻RFID核心模塊設(shè)計制造技術(shù)，基于深度三位圖像識別技術(shù)，物體缺陷識別技術(shù)。

　　二、智能制造引領(lǐng)轉(zhuǎn)型升級

　　1、汽車行業(yè)引領(lǐng)智能制造發(fā)展旗幟

　　在12月10日舉辦的“三亞·財經(jīng)國際論壇”上，工信部賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長左世全指出，我們應(yīng)該客觀的認識工業(yè)4.0，或者是智能制造。3.0的階段大規(guī)模標準化的批量生產(chǎn)方式并沒有改變，只有實現(xiàn)一種大規(guī)模定制化的方式才是新的工業(yè)革命。智能制造本身應(yīng)該是一個生態(tài)系統(tǒng)，從產(chǎn)品到生產(chǎn)，到服務(wù)，德國工業(yè)4.0更多的是智能生產(chǎn)。

　　他還表示，汽車產(chǎn)品是往智能終端的方向走，不僅僅解決出行的問題，而且是一個復(fù)雜的終端?？梢酝ㄟ^試點示范，完善我們的法律法規(guī)，營造一個好的發(fā)展環(huán)境，來推動智能汽車的發(fā)展。最終還要建立一個智能網(wǎng)聯(lián)汽車的生態(tài)體系，汽車行業(yè)必將是實現(xiàn)智能制造的引領(lǐng)性行業(yè)。

　　2、技術(shù)空心化是電池實現(xiàn)智造的攔路虎

　　在12月5日舉行的“動力電池技術(shù)升級與產(chǎn)業(yè)鏈研究”專項課題第三次交流會上，業(yè)界一致認為，動力電池工藝與設(shè)備企業(yè)要走高端化和國際化路線，制定大規(guī)模智能制造的路線圖，研究制造工藝、方法和標準，謹防動力電池制造的“技術(shù)空心化”。

　　業(yè)內(nèi)專家還表示，除了打造動力鋰電池的龍頭企業(yè)外，也要著力打造生產(chǎn)裝備的龍頭企業(yè)，加大對龍頭企業(yè)在技術(shù)改造、研發(fā)創(chuàng)新方面的扶持力度。政府可以提供在政策法規(guī)、融資渠道方面的支持，以及專向資金的補貼。企業(yè)要加大研發(fā)投入，走國際化路線，快速學習國外先進企業(yè)的經(jīng)驗。當然不是說照搬照抄，還是要堅持自主研發(fā)，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，以中后端推動前端設(shè)備的技術(shù)進步和提升。

　　3、家電業(yè)加速智能制造產(chǎn)業(yè)化進程

　　智能制造是中國制造趕超發(fā)達國家的突破口，家電企業(yè)正在這條路上加速前進。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，智能工廠在我國家電制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型中扮演了十分重要的角色。最典型的代表是海爾“互聯(lián)工廠”以及美的“智能工廠”，它們顛覆了傳統(tǒng)制造體系，詮釋了家電工業(yè)4.0的理念。進行智能化操作后，目前兩企業(yè)的工廠整體效率提升了30%以上，人員由800多人降為500多人。而且相比傳統(tǒng)制造模式的事后人工分析，智能制造可以實時監(jiān)控，并根據(jù)信息反饋進行自我調(diào)整。

　　目前，海爾已經(jīng)由一個傳統(tǒng)大規(guī)模制造的企業(yè)轉(zhuǎn)型成一個“以用戶體驗為中心”的平臺型企業(yè)。相比之下，美的構(gòu)建的智能工廠同樣利用了物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)技術(shù)，然而美的似乎更加在意整個工廠的“單點極致”。總體而言，中國制造業(yè)由傳統(tǒng)制造模式向智能制造轉(zhuǎn)變，對于國家而言，這是中國推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的選擇，是為了在競爭日益激烈的全球環(huán)境下讓我國制造業(yè)贏得未來。

　　4、新能源車成智能制造后起之秀

　　當前中國的新能源汽車制造呈現(xiàn)出比以往任何時期都更加繁榮的景象，新能源汽車為汽車制造業(yè)帶來的變革效應(yīng)正在日益顯現(xiàn)。在國家“工業(yè)制造2025”、“工業(yè)4.0”等指導(dǎo)性戰(zhàn)略的大背景下，智能化制造將成為新能源生產(chǎn)制造的未來趨勢。

　　此外，智能化制造趨勢所帶來的新能源產(chǎn)業(yè)鏈參與者本身在行業(yè)中角色身份的變換也是值得關(guān)注的。這意味著在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，零部件企業(yè)不僅向集成解決方案提供商轉(zhuǎn)變，還擔負起運營商的角色。而新能源汽車的消費正處在汽車消費升級的大環(huán)境中，80后、90后人群成為主力軍，個性化和定制化成為新能源汽車消費的新趨勢，而這對新能源汽車生產(chǎn)提出了新的挑戰(zhàn)。