智能制造的特点与趋势

李淑锋陈淘易鑫李金

(河南许继仪表有限公司河南许昌461000）

摘要：文章通过比较智能制造与传统制造的异同，指出智能制造的影响，并论述了智能制造的发展趋势，同时从智能制造的物理基础、思想灵魂、集成关键和核心四个方面论述了智能制造的特点，为智能制造改造指明了方向。

关键词：智能制造；传统制造；发展趋势；智造特点

智能制造是由一种智能机器软硬件与人类专家共同组成的人机一体化智能系统，通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它更新了制造自动化的概念，使其扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

一、智能制造与传统制造的异同，具体如下

二、智能制造的发展趋势

智能制造技术已经成为制造业的发展趋势，得到工业发达国家的大力推广和应用，发展智能制造既符合制造业发展的内在要求，也是重塑各国制造业新优势，实现转型升级的必然选择。智能制造的必然趋势主要为：

1、数字化制造技术得到应用。数字化制造技术有可能改变未来产品的设计、销售和交付方式，使大规模定制和简单的设计成为可能，“数据流动、互联互通”使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产，并彻底改变传统制造业形态。

2、智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程。智能制造技术的加速融合使得制造业的设计、制造、管理和服务等环节逐渐智能化，产生新一轮的产业革命。

3、世界范围内智能制造国家战略的空前高涨。主要体现在世界主要工业化发达国家提早布局，并且将智能制造作为重振制造业战略的重要抓手。

三、智能制造的主要特点

1、信息物理系统是基础

信息物理系统包括智能机器、仓储系统以及生产设备的电子化，并基于通信技术将其融合到整个网络，涵盖内部物流、生产、市场销售、外部物流以及延伸服务，并使他们相互之间可以进行独立的信息交换、进行控制、触发行动等，以此达到全部生产过程的智能化，从而将资源、信息、物体以及人紧密地联系在一起，从而创造物联网及服务互联网，并将生产工厂转变为一个智能环境。这是培育智能工厂，实现工业4.0的基础。

例如河南许继仪表有限公司通过自主研发智能自动化电表生产线，自主开发MES系统，融合ERP系统，将设备、生产、物流等数据自行采集，通过信息交换、实现互联互通，从而达到生产过程智能化。

2、精益生产是灵魂

精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求的不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好结果的一种生产管理方式，与传统的大生产方式不同，其特色是“多品种、小批量”。

精益生产中的标准化、模块化、JIT、看板以及零库存、生产线布局的灵活性、自主性都是影响生产效率和质量的重要因素，因此，要实现工业4.0,实行精益管理是必须的,精益思想是灵魂。

3、人、机器、工件互联互通是核心

传统生产模式下，车间信息交流只能发生在工人与设备以及工人与工人之间，工人只能与本工位机器或其上下道工位的工人进行信息交互，而在工业4.0模式下，机器间可直接通信，进行信息交互，人与机器间的通信结构为网状，大大提高了信息交互的效率，为个性化生产提供了可能。

工业4.0模式下,人依然是发挥重要的控制和决策作用,人与机器和谐相处,人有丰富的经验和更高的灵活性,机器则在某些方面具有较好的一致性,人与机器各有所长,要充分发挥各自的长处,因此,人是工业4.0的核心。

4、“三项集成”是关键。

“三项集成”是指纵向集成、横向集成、和端到端集成。

纵向集成的全称为“纵向集成和网络化制造系统”其实质是“将各种不同层面的IT系统集成在一起（例如，执行器和优越感器、控制、生产管理、制造和执行及企业计划等不同层面的连接）”，通过将企业内不同的IT系统、生产设施（以数控机床、机器人等数字化生产设备为主）进行全面集成，建立一个高度集成化的系统，为将来智能工厂中的网络化制造、个性化定制、数字化生产提供支撑。

纵向集成主要是将企业内部各单元进行集成、使信息网络和物理设备之间进行联通，即解决信息孤岛的问题。纵向集成是企业内部信息流、资金流、物质流的集成，是生产环节上的集成、是跨环节的集成，是产品全生命周期的集成（如产品研发、设计、计划、工艺到生产、服务的全生命周期的信息集成）。工业4.0所追求的企业内部实现所有环节信息的无缝链接，这是所有智能化的基础。

横向集成是指“将各种应用于不同制造阶段和商业计划的IT系统集成在一起，这其中包括公司内部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司间的配置（价值网络）”，也就是以供应链为主线，实现企业间的三流合一（物流、能源流、信息流），实现社会化的协同生产。

横向集成将企业内部的业务信息向企业外拓展，即拓展至供应商、销售商、用户等，进而实现企业与企业，企业与产品之间的协同。形成一个企业与企业、企业与产品相互协调的智能虚拟企业网络。

端到端集成的本质是消灭中间环节，端到端集成是指“通过将产品全价值链和为满足客户需求而协作的不同公司集成起来，现实世界与数字世界完成整合”。端到端集成是全价值链的集成，贯穿产品的整个生命周期，包括原料供应、研发设计、生产制造、销售服务等各个环节。正是由于端到端集成具有这样的特点，使得其可以优化与产品相关的整条价值链，参与此价值链的各个环节的企业可以借此优化自己的策略，实现利益最大化。

所谓工业4.0的端到端集成,就是用户可以通过互联网参与产品的研发与制造的各个环节，企业可以在客户参与过程中为其提供更多的服务，带来更多的体验，从而提升产品的附加值。

结束语

智能制造有通用的规律和普遍性的特点，但具体到每一个行业，每一个企业的智能化改造，要具体问题具体分析，要根据自己的特色和具体情况，将智能制造的普遍原理与自身特色结合起来，一企一策，做出自己的亮点和特色。