智能制造與制造業(yè)革命

美國奇點(diǎn)大教授瓦德瓦2012年1月11日在《華盛頓郵報(bào)》提出：“當(dāng)我們將人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造技術(shù)相結(jié)合，將會發(fā)生一場制造業(yè)的革命。它使得美國企業(yè)家在本地建廠開工，生產(chǎn)出各種各樣的產(chǎn)品。這樣，中國還如何能與我們競爭？美國注定要重新獲得制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，而很快就該輪到中國去擔(dān)憂了?！?BR>
美國學(xué)者提出的三大技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的制造模式，我們可以稱之為制造智能化，也可稱之為智能制造。

有不少人提出疑問，智能制造是不是制造業(yè)的發(fā)展方向，它能不能給制造業(yè)帶來革命性變化？

人工智能技術(shù)+機(jī)器人技術(shù)+數(shù)字制造技術(shù)=制造業(yè)的革命？

20世紀(jì)50年代誕生的數(shù)控技術(shù)以及隨後出現(xiàn)的機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，開創(chuàng)了數(shù)字化技術(shù)用於制造活動的先河，也滿足了制造產(chǎn)品多樣化對柔性制造的要求。

傳感技術(shù)的發(fā)展和普及，為大量獲取制造數(shù)據(jù)和信息提供了便捷的技術(shù)手段。人工智能技術(shù)的發(fā)展為生產(chǎn)數(shù)據(jù)與信息的分析和處理提供了有效的方法，給制造技術(shù)增添了智能的翅膀。

信息技術(shù)和自動化技術(shù)使制造業(yè)的發(fā)展模式、運(yùn)行效率等發(fā)生了深刻變化。
制造智能化是制造自動化、制造數(shù)字化發(fā)展的必然結(jié)果和高級階段。

智能制造能給制造業(yè)帶來哪些變化？有什么特征？

制造智能化不僅是單元技術(shù)的集成，也是一種制造模式的創(chuàng)新，具有以下特征：

（1）以知識為核心。知識已成為生產(chǎn)力中最活躍、最重要因素。智能技術(shù)為知識的獲取、積累、分析、處理提供了十分有效的方法，智能制造是以知識為核心的制造。

（2）制造商與客戶、市場的聯(lián)系更為密切。這促成由批量生產(chǎn)為目標(biāo)的專注制造模式向面向客戶需求為主、兼顧生產(chǎn)效率的定制化、個(gè)性化制造模式轉(zhuǎn)變。

（3）管理更高效。為管理層次的減少和扁平化創(chuàng)造了條件，大大提高了管理效率。

（4）生產(chǎn)組織更為柔性。企業(yè)的專業(yè)化高效率運(yùn)行、制造資源的社會化無縫集成，可實(shí)現(xiàn)更大跨度的資源集成，并將催生一批智能制造企業(yè)，促進(jìn)一批新型制造模式的誕生。

（5）可大幅度提高制造效益和產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗。使制造業(yè)由資源的高消耗和環(huán)境的高污染轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源節(jié)約型和環(huán)境友好型，實(shí)現(xiàn)綠色制造。

制造智能化（或稱智能制造）的內(nèi)涵：針對產(chǎn)品、裝備與設(shè)施的設(shè)計(jì)制造過程，利用信息感知、決策判斷、安全執(zhí)行等先進(jìn)智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造產(chǎn)品、制造工具與制造環(huán)境以及制造工人等資源的最佳組織與優(yōu)化配置，達(dá)到由人類專家與智能機(jī)器共同組成的人機(jī)系統(tǒng)去擴(kuò)大、延伸和部分取代人類在制造過程中體力與腦力勞動的目的。

可以預(yù)見，21世紀(jì)將是智能制造獲得大發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時(shí)代，智能制造將引發(fā)制造業(yè)的重大變革，甚至是革命性變化。

智能制造與中國國情

對美國提出的以人工智能、機(jī)器人、數(shù)字制造三大技術(shù)引發(fā)制造革命、重新塑造美國制造業(yè)未來的戰(zhàn)略，既要認(rèn)真分析借鑒，又不能盲目照搬，必須考慮中國制造業(yè)所處的發(fā)展階段、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及技術(shù)水平，制定適合國情的發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)路線。

未來十年適合國情的制造業(yè)發(fā)展技術(shù)路線是：大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化、信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，面上進(jìn)行數(shù)字化制造的推廣應(yīng)用，點(diǎn)上進(jìn)行智能化制造的研究開發(fā)和應(yīng)用示范。這種制造模式可稱之為數(shù)字化和智能化制造。

發(fā)展數(shù)字化和智能化制造可分兩步走：2020年前，面上實(shí)施數(shù)字化制造，點(diǎn)上實(shí)施智能化制造應(yīng)用示范；2020年後，在重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)全面推進(jìn)智能化制造，形成可與美國等發(fā)達(dá)國家在高端制造領(lǐng)域全面抗衡的制造能力。

在面上，以國家科技支撐計(jì)劃《“數(shù)控一代”機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》為抓手，大力推進(jìn)裝備的數(shù)控化和制造數(shù)字化。

在點(diǎn)上，建議選擇五個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行智能化制造試點(diǎn)，為面上推廣提供經(jīng)驗(yàn)。

五個(gè)產(chǎn)業(yè)可分為三類：

第一類，通信設(shè)備、工程機(jī)械、家用電器三個(gè)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力處於國際先進(jìn)行列，產(chǎn)品的數(shù)字化和生產(chǎn)過程的數(shù)字化有良好的基礎(chǔ)，通過智能化試點(diǎn)，經(jīng)過五、六年的努力，使這三個(gè)產(chǎn)業(yè)率先實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)，成為世界領(lǐng)先者。

第二類，航空制造業(yè)是關(guān)系國家安全的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，小批量生產(chǎn)、技術(shù)復(fù)雜、產(chǎn)業(yè)鏈長，推進(jìn)智能化制造十分必要，而且數(shù)字化制造的基礎(chǔ)良好。

第三類，數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的基礎(chǔ)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，也為其它制造業(yè)的智能化提供裝備支持，其產(chǎn)品數(shù)控化程度很高，生產(chǎn)過程信息化基礎(chǔ)也較好，很適宜推進(jìn)智能化。

數(shù)字化和智能化制造具有柔性、高效、低耗的特點(diǎn)，可以滿足科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、市場需求的變化對制造業(yè)提出的新要求：低碳環(huán)保、個(gè)性化多樣化、高品質(zhì)、快速反應(yīng)市場。信息技術(shù)日趨成熟和廣泛應(yīng)用，為普及數(shù)字化制造和培育智能化制造奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。

隨信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，隨知識對經(jīng)濟(jì)增長的基礎(chǔ)作用越來越顯現(xiàn)，智能化制造將會成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和跨越式發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

解讀智能制造裝備發(fā)展規(guī)劃

2010年《國務(wù)院關(guān)於加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的決定》，將高端裝備作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。

智能制造裝備是高端裝備制造業(yè)五個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

智能制造裝備是實(shí)現(xiàn)智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)，為此，工信部組織制定了《“十二五”智能制造裝備發(fā)展規(guī)劃》。

智能制造裝備的內(nèi)涵和特征

智能制造裝備是具有感知、決策、執(zhí)行功能的制造裝備，它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。智能制造裝備是實(shí)現(xiàn)智能、綠色制造的必要保障條件。

智能制造裝備具有如下特征：

- 對制造過程狀況（工況或環(huán)境）實(shí)時(shí)感知、處理和分析能力；

- 實(shí)時(shí)辯識和預(yù)測制造過程狀況變化的能力；

- 根據(jù)制造過程狀況變化的自適應(yīng)規(guī)劃、控制和動態(tài)補(bǔ)償能力；

- 對自身故障自診斷、自修復(fù)能力；

- 對自身性能劣化的主動分析和維護(hù)能力；

- 具有參與網(wǎng)絡(luò)集成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的能力。