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根云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺
返回智能制造源于人工智能的研究，人工智能是用人工方法在計算機上實現(xiàn)的智能。智能制造的概念提出于20世紀80年代，日本1989年提出智能制造系統(tǒng)，且于1994年啟動了先進制造國際合作研究項目，包括了公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速產(chǎn)品實現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術等。
加拿大制定的1994—1998年發(fā)展戰(zhàn)略計劃，認為未來知識密集型產(chǎn)業(yè)是驅動全球經(jīng)濟和加拿大經(jīng)濟發(fā)展的基礎，認為發(fā)展和應用智能系統(tǒng)至關重要，并將具體研究項目選擇為智能計算機、人機界面、機械傳感器、機器人控制、新裝置、動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)集成。
歐洲聯(lián)盟的信息技術相關研究有ESPRIT項目，該項目大力資助有市場潛力的信息技術，1994年其啟動的新的R&D項目，選擇了39項核心技術，其中三項（信息技術、分子生物學和先進制造技術）中均突出了智能制造的位置。
我國80年代末也將“智能模擬”列入國家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，已在專家系統(tǒng)、模式識別、機器人、漢語機器理解方面取得了一批成果。2015年，作為我國未來十年實施制造強國戰(zhàn)略的行動綱領和未來三十年實現(xiàn)制造強國夢的奠基性文件的《中國制造 2025》明確提出：“智能制造是新一輪科技革命的核心，也是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的主攻方向”。智能制造在我國獲得了快速發(fā)展的新契機，已成為我國現(xiàn)代先進制造業(yè)新的發(fā)展方向。
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是指一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。智能制造通過人和智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。智能制造不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是混合智能”。智能制造系統(tǒng)可獨立承擔分析、判斷、決策等任務，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰，本質是人機一體化。
智能制造的典型特征如下：（1）狀態(tài)感知：準確泛在感知外部輸入的實時運行狀態(tài)；（2）實時分析：對獲取的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行快速、準確的分析；（3）精準執(zhí)行：對外部需求、企業(yè)運行狀態(tài)、研發(fā)和生產(chǎn)等做出快速應對和準確執(zhí)行；（4）自主決策：按照設定的規(guī)則，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結果，自主做出判斷和選擇，并具有自學習的能力。
“工業(yè)4.0”是德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上提出的概念。“工業(yè)4.0”的內涵是利用賽博物理系統(tǒng)CPS，將生產(chǎn)中的供應、制造和銷售等信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達到快速、有效、個性化的產(chǎn)品供應。“工業(yè)4.0”出現(xiàn)后，在歐洲乃至全球工業(yè)業(yè)務領域都引起了極大的關注和認同，德國學術界和產(chǎn)業(yè)界認為，“工業(yè)4.0”即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，它描繪了制造業(yè)的未來愿景，是繼前三次工業(yè)革命后，人類迎來的以賽博物理系統(tǒng)(Cyber—Physical System，CPS)為基礎的，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡化、機器自組織為標志的第四次工業(yè)革命。
“工業(yè)4.0”有三大主題：（1）“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)；（2）“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業(yè)生產(chǎn)技術的創(chuàng)造者和供應者；（3）“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務聯(lián)網(wǎng)等，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。
智能制造和“工業(yè)4.0”異曲同工，“工業(yè)4.0”的本質是通過充分利用賽博物理系統(tǒng)CPS，將制造業(yè)推向智能化的轉型。而智能制造是一種新的制造模式，從智能制造系統(tǒng)由低層級向高層級逐步演進發(fā)展的角度來看，智能制造的內涵包含了“工業(yè)4.0”的三大主題。
2014年2月，美國國防部牽頭成立了“數(shù)字制造與設計創(chuàng)新機構”（Digital Manufacturing and Design Innovation Institute，DMDI）。2014年12月，美國能源部也宣布牽頭籌建“智能制造的清潔能源制造創(chuàng)新機構”（Clean Energy Manufacturing Innovation Institute on Smart Manufacturing，CEMI）。為什么美國連續(xù)成立數(shù)字制造和智能制造兩個機構，兩個機構又是如何分工的，各自研究領域的主要區(qū)別在哪里？
首先，我們來理解什么是數(shù)字化制造？
數(shù)字化技術是指利用計算機軟（硬）件及網(wǎng)絡、通信技術，對描述的對象進行數(shù)字定義、建模、存貯、處理、傳遞、分析、優(yōu)化，從而達到精確描述和科學決策的過程和方法。數(shù)字化技術具有描述精確、可編程、傳遞迅速、便于存貯、轉換和集成等特點，因此數(shù)字化技術為各個領域的科技進步和創(chuàng)新提供了嶄新的工具。數(shù)字化技術與傳統(tǒng)制造技術的結合即數(shù)字化制造技術。
其次，讓我們來分析美國數(shù)字制造機構DMDI和能制造機構CEMI的愿景：
（1）美國數(shù)字制造機構DMDI：①目標：在整個供應鏈中利用增強的、可互操作的信息技術系統(tǒng)，全面改進產(chǎn)品的設計和制造過程。②專注：將來自于設計、生產(chǎn)和產(chǎn)品使用中的數(shù)據(jù)進行綜合并加以運用，減少制造周期和成本；將制造過程全數(shù)字化，加強產(chǎn)品全壽命周期的建模與先進分析工具，提升產(chǎn)品性能、工藝效率和企業(yè)績效。③核心技術：通過基于計算機的集成系統(tǒng)，將設計、制造、保障和報廢系統(tǒng)的要求進行連接，完善成熟整條“數(shù)字線”。在實施設計時，綜合利用智能傳感器、控制器和軟件來提升保障性，同時考慮系統(tǒng)的安全性。
（2）美國智能制造機構CEMI：①目標：從實時能量管理、能源生產(chǎn)率和過程能量效率的角度，降低制造成本。②專注：在整個生產(chǎn)運行中將效率信息實時集成，重點是將能量和材料使用降到最低；特別面向能量密集型的制造部門。③傳感器——能夠在高溫高壓環(huán)境中工作，控制系統(tǒng)——使用來自這些傳感器的數(shù)據(jù)，計算模型——模擬傳感器和控制系統(tǒng)的運行，開放式平臺——驗證這些技術的集成如何提升能效。
可以看出，美國DMDI和CEMI兩個機構都不可避免地研究各類智能制造技術，其中美國數(shù)字制造機構DMDI的技術方向和研發(fā)內容更加貼合離散制造業(yè)的智能制造需求，而美國智能制造機構CEMI的技術方向和研發(fā)內容更加貼合流程制造業(yè)的智能制造需求。
因此，我們可以認為，傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術與目前的智能化制造技術的側重點不同，傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術側重于產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化技術的應用，而智能制造側重于人工智能技術的應用，數(shù)字化制造技術是是實現(xiàn)智能制造的基礎，同時智能化是數(shù)字化制造技術的發(fā)展方向之一，即采用智能方法，實現(xiàn)智能設計、智能工藝、智能加工、智能裝配、智能管理等，進一步提高產(chǎn)品設計制造管理全過程的效率。
2015年5月，國務院正式發(fā)布了《中國制造2025》，明確提出要以加快新一代信息技術與制造業(yè)深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向。“互聯(lián)網(wǎng)+制造”，正在成為中國經(jīng)濟的下一個重要增長點。據(jù)估算，在未來20年中，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展可帶來3萬億美元左右的GDP增量。
那么“互聯(lián)網(wǎng)+制造”與智能制造有什么區(qū)別？可以說“互聯(lián)網(wǎng)+制造”是我們實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的一種手段和方式，而智能制造是目標，我們把互聯(lián)網(wǎng)技術引入到日常的生產(chǎn)制造中，逐步實現(xiàn)制造的自動化、網(wǎng)絡化，最終實現(xiàn)制造的智能化。
ICT技術的發(fā)展引發(fā)了第四次工業(yè)革命，主要是指云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)三個技術領域的突破性發(fā)展。云數(shù)據(jù)中心使海量數(shù)據(jù)的存儲成為可能，并且存儲成本大幅度降低。大數(shù)據(jù)技術可以對工廠生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行深度的挖掘和利用，作出更加有利于管理者的商業(yè)洞察。物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)人與設備、設備與設備之間的互聯(lián)與通信，使人機交互更加自由與可靠，推動生產(chǎn)自動化和柔性化的發(fā)展。“互聯(lián)網(wǎng)+制造”其實就是講前沿的ICT技術與傳統(tǒng)的制造相結合，最終達到降低成本提升競爭力的作用。
毫無疑問，智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應用人工智能技術。專家系統(tǒng)技術可以用于工程設計，工藝過程設計，生產(chǎn)調度，故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制技術等先進的計算機智能方法應用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調度等，實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術尤其適合于解決特別復雜和不確定的問題。但同樣顯然的是，要在企業(yè)制造的全過程中全部實現(xiàn)智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遙遠的將來。
實現(xiàn)智能制造是一個長期的過程，一般來說需要先實現(xiàn)制造的自動化、信息化，最終走向智能化。互聯(lián)網(wǎng)+制造，是把互聯(lián)網(wǎng)技術和思維模式引入到我們日常的生產(chǎn)組織當中去。在我們的日常生產(chǎn)中，人、設備、產(chǎn)品、物料等時刻都在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，互聯(lián)網(wǎng)技術使得海量的數(shù)據(jù)信息傳遞、集成、挖掘成為可能。
具體措施上，首先是以既有的兩化融合管理體系為抓手，通過標準化，特別是國際標準化的貫徹，引領制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展。
其次是以制造業(yè)為切入點，結合相關行業(yè)的配合共同推動“互聯(lián)網(wǎng)+制造”。重點推動傳統(tǒng)裝備智能化改造升級，加強重點行業(yè)CPS(信息物理系統(tǒng))應用水平和智能制造系統(tǒng)解決方案能力建設，積極培育工業(yè)生產(chǎn)新業(yè)態(tài)、新模式，推進制造業(yè)服務化轉型和生產(chǎn)性服務業(yè)的發(fā)展。
第三是以創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新為重點，加快推進“互聯(lián)網(wǎng)+中小微企業(yè)”的發(fā)展。“這方面由工信部中小企業(yè)司來牽頭，會同相關部門一起推動。這是國家層面的‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動方案部署的重點任務，將圍繞著中小微企業(yè)的大眾創(chuàng)業(yè)和萬眾創(chuàng)新來開展。”
其四是以高速寬帶網(wǎng)絡技術為支撐，提升基礎設施的支撐水平，“這部分由通信司局(工信部信息通信發(fā)展司)為主，會同相關司局來推進，把我們的4G等信息基礎設施做好，并且謀劃研發(fā)好5G等下一代通信技術。”
第五，以關鍵技術、軟件產(chǎn)業(yè)服務為突破口，提升信息技術產(chǎn)業(yè)支撐水平。這部分由工信部的電信司(電子信息司)和信息化司(信息化和軟件服務業(yè)司)等部門一塊牽頭。重點是要夯實信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎，實施“星火計劃”，大力發(fā)展移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代技術產(chǎn)業(yè)，加快云計算+大數(shù)據(jù)基礎設施的建設。
（來源：智普咨詢）
