智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是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，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。通過人與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。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。 智能制造，源于人工智能的研究，一般認為智能是知識和智力的總和，前者是智能的基礎，后者是指獲取和運用知識求解的能力。 智能制造應當包含智能制造技術和智能制造系統，智能制造系統不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，而且還具有自學習功能，還有搜集與理解環境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規劃自身行為的能力。
一、智能制造五大特征 1.生產現場無人化，真正做到“無人”工廠 工業機器人、機械手臂等智能設備的廣泛應用，使工廠無人化制造成為可能。數控加工中心、智能機器人和三坐標測量儀及其他柔性制造單元，讓“無人工廠”更加觸手可及。 2.生產數據可視化，利用大數據分析進行生產決策 當下信息技術滲透到了制造業的各個環節，條形碼、二維碼、RFID、工業傳感器、工業自動控制系統、工業物聯網、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術廣泛應用，數據也日益豐富，對數據的實時性要求也更高。這就要求企業順應制造的趨勢，利用大數據技術，實時糾偏，建立產品虛擬模型以模擬并優化生產流程，乃至降低生產能耗與成本。 3.生產設備網絡化，實現車間“物聯網” 4.生產文檔無紙化，實現高效、綠色制造 構建綠色制造體系，建設綠色工廠，實現生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，是我國“智能制造”的重要戰略之一。傳統制造業，在生產過程中會產生繁多的紙質文件，不僅產生大量的浪費現象，也存在查找不便、共享困難、追蹤耗時等問題。實現無紙化管理之后，工作人員在生產現場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產信息，大幅降低基于紙質文檔的人工傳遞及流轉，從而杜絕了文件、數據丟失，進一步提高了生產準備效率和生產作業效率，實現綠色、無紙化生產。 5.生產過程透明化，智能工廠的“神經”系統 推進制造過程智能化，通過建設智能工廠，促進制造工藝的仿真優化、數字化控制、狀態信息實時監測和自適應控制，進而實現整個過程的智能管控，是中國制造2025的重大戰略。在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等行業，企業建設智能工廠的模式為推進生產設備(生產線)智能化，目的是拓展產品價值空間，基于生產效率和產品效能的提升，實現價值增長。 二、八大模式 1.互聯工廠-打通企業運營的“信息孤島” 2.全生產過程能源優化管理-提高能源資源利用率 全過程能源優化管理模式主要應用于石化化工、有色、鋼鐵等行業,該模式以提高能源資源利用率為核心，通過MES采集各裝備、各環節的能效數據,構建能源管理系統(EMS)或MES中具有能源管理模塊,對生產過程、設備、能源供給及人員等實時進行優化。 3.產品全生命周期可溯-提升產品質量管控能力 產品全生命周期可追溯模主要應用于食品、制藥等領域，該模式以質量管控為核心，主要做法是讓產品在全生命周期具有唯一標識,通過MES系統開展質量判異和過程判穩等在線質量檢測和預警等。 4.柔性制造-快速響應多樣化市場需求 快速響應多樣化市場需求的柔性制造模式,主要應用于鑄造、服裝等領域，主要做法是實現生產線可同時加工多種產品/零部件,車間物流系統實現自動配料,構建高級排產系統(APS),并實現工控系統、制造執行系統(MES)、企業資源計劃系統(ERP)之間的高效協同與集成。 5.大規模個性化定制，滿足用戶個性化需求 大規模個性化定制模式主要應用于服裝、紡織、家居、家電等消費品領域，通過產品模塊化設計、構建產品個性化定制服務平臺和個性化產品數據庫等手段，實現定制服務。 6.遠程運維服務-提高裝備/產品運維服務水平 互聯工廠模式主要應用于石化、鋼鐵、電子、家電等領域，應用物聯網技術構建生產數據采集系統、制造執行系統(MES)和企業資源計劃系統(ERP)，打通企業運營中的“信息孤島”。 7.網絡協同制造- 供應鏈上下游協同優化 網絡協同制造模式主要應用于航空航天、汽車制造等領域,該模式以供應鏈優化為核心，建設跨企業制造資源協同平臺,實現企業間研發、管理和服務系統的集成和對接,開展制造服務和資源的動態分析和柔性配置等。 8.產品生命周期數字一體化，實現縮短產品研制周期 產品全生命周期數字一體化模式主要應用于航空裝備、汽車、船舶、工程機械等裝備制造領域,通過(MBD)產品研發技術、全生命周期管理系統(PLM)等手段，實現縮短產品研制周期這一核心目的。 三、十大關鍵技術 1. 智能決策（Smart Decision Making） 企業在運營過程中，產生了大量的數據，比如與合同、回款、費用、庫存、現金、產品、客戶、投資、設備、產量、交貨期等，這些數據一般是結構化的數據，可以進行多維度的分析和預測。同時，應用這些數據還可以提煉出企業的KPI，并與預設的目標進行對比。 2.智能管理（Smart Management） 制造企業核心的運營管理系統包括人力資產管理系統（HCM）、客戶關系管理系統（CRM）、企業資產管理系統（EAM）、能源管理系統（EMS）、供應商關系管理系統（SRM）、企業門戶（EP）、業務流程管理系統（BPM）等。實現智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數據準確和主要信息系統無縫集成。 3.智能物流與供應鏈（Smart logisTIcs and SCM） 制造企業內部的采購、生產、銷售流程都伴隨著物料的流動，因此，越來越多的制造企業在重視生產自動化的同時，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）、智能吊掛系統得到了廣泛的應用；而在制造企業和物流企業的物流中心，智能分揀系統、堆垛機器人、自動輥道系統的應用日趨普及。WMS（Warehouse Management System，倉儲管理系統）和TMS（Transport Management System，運輸管理系統）也受到制造企業和物流企業的普遍關注。 4.智能研發（Smart R&D） 研發對智造企業來講至關重要。企業要開發智能產品，需要機電軟多學科的協同配合；要縮短產品研發周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數字化樣機，實現多學科仿真，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品個性化定制；需要將仿真技術與試驗管理結合起來，以提高仿真結果的置信度。 5.智能產線（Smart ProducTIon line） 自動化生產線就是智能產線的一種形式。很多行業的企業高度依賴自動化生產線，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。自動化生產線可以分為剛性自動化生產線和柔性自動化生產線，為了提高生產效率，工業機器人、吊掛系統在自動化生產線上應用越來越廣泛。 6.智能車間（Smart workshop） 一個車間通常有多條生產線，要實現車間的智能化，需要對生產狀況、設備狀態、能源消耗、生產質量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產和合理排班，顯著提高設備利用率（OEE）。因此無論哪個制造行業，制造執行系統（MES）成為企業的必然選擇。 7.智能工廠（Smart Factory） 一個工廠通常由多個車間組成，大型企業有多個工廠。作為智能工廠，不僅生產過程應實現自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產品檢測、質量檢驗和分析、生產物流也應當與生產過程實現閉環集成。 8.智能產品（Smart Product） 任何制造企業都應該思考如何在產品上加入智能化的單元，提升產品的附加值。典型的智能產品包括智能手機、智能可穿戴設備、無人機、智能汽車、智能家電、智能售貨機等。 9.智能裝備（Smart Equipment） 智能裝備也是一種智能產品，可以補償加工誤差，提高加工精度， 10.智能服務（Smart Service） 智能服務是一種大數據技術：基于傳感器和物聯網（IoT）可以感知產品的狀態，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品運行的狀態，幫助客戶帶來商業機會。還可以采集產品運營的大數據，輔助企業進行市場營銷的決策。 信息來源：優益策智能科技（公眾號） |
