迈进新一代的智能制造

　　摘要：智能制造是基于制造业信息爆炸性的增长以及处理信息工作量的猛增，传统的制造系统对制造业发展的制约，对系统更为智能化的需求而发展起来的。智能制造是一个不断演化的大概念，贯穿于产品设计、制造、服务全生命周期的各个环节。先进的信息技术和先进的制造技术的深度融合使制造业呈现了数字化、网络化、智能化的特征，宏观上可以归纳为三个范式：数字化制造、互联网+制造和新一代的智能制造。

　　在2018年9月在青岛召开的世界互联网工业大会上，周济院士发表了主题报告，报告认为新一代的人工智能技术和先进的制造技术的深度融合，形成了新一代的智能制造，成为新一轮工业革命的核心驱动力。智能制造是诸多世界制造业强国积极推动的战略，如德国提出的“工业4.0战略计划”、美国提出的“先进制造业伙伴计划”、英国提出的“英国工业2050战略”等，同时我国对智能制造也出台了许多支持政策，如目前正在推行的“中国制造2025”战略发展规划。

　　广义而论，智能制造是一个大概念是先进信息技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于产品设计、制造、服务全生命周期的各个环节。综合信息技术与制造业在不同阶段的融合特征，可以将智能制造归纳为三个基本范式：数字化制造、互联网+制造和新一代的智能制造。

　　数字化制造

　　数字化制造是数字技术与制造业结合的产物，也是第一代的智能制造。20世纪80年代以来我国企业逐步推进应用数字化制造，取得巨大的技术进步，应用范围也越来越广，但是目前现状是国内大多数企业仍未完成数字化制造的转型。

　　数字化制造的特征表现为数字技术在产品中得到普遍应用，并形成数字产品，数字技术应用于设计、建模仿真、信息管理以及生产过程实现集成优化。数字化制造是智能制造的基础，其内涵不断发展，贯穿于整个智能制造的演化历程。目前数字化制造在新兴制造业中应用较为普遍，比如汽车生产过程中工业机器人的应用，工业机器人按照设定的程序执行诸如切割、焊接等工序，但一般不具有互联网功能和深度学习的能力。

　　互联网+制造

　　互联网+制造也称为工业互联网，是指利用网络将人、机器和数据相互连接起来，是工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。工业革命以来制造业出现了无数台机器、设备和生产线，而互联网革命催生了大量的数据以及伴随的数据存储、数据通讯和数据分析等技术，两大科技革命深度结合互相影响，形成了第二代的智能制造——互联网+制造。

　　互联网+制造主要特征表现为：网络技术得到普遍应用，产品实现网络连接，设计、研发实现协同与共享;在制造方面实现集成，打通全系统的数据流和信息流;企业与用户通过网络实现连接和交互，形成以用户为中心的制造理念。

　　互联网+制造在工业化的应用的典范案例是戴尔成都工厂对于互联网+云计算技术的应用。戴尔成都工厂实施的云计算系统主要包括前端的云客户端计算解决方案，以及后端的服务器、存储和网络交换机、软件共同支持的端到端方案。戴尔成都工厂现在拥有10条生产线，在前端生产线机器只要插上电源和网络线，就会自动从服务器里面下载软件，然后就开始做各种测试，不需要人工干预，通过测试的机器，就会直接进入到下一代工序，未通过测试的就会直接推送到维修站，修理完后重新再进行全流程检测。整条生产线拥有自动配置、集中管理和易于扩展的特性，大大减少了人力成本同时降低了工人的工作强度。互联网+云计算技术的应用使戴尔工厂生产线的资本支出降低了50%，能源消耗降低了90%。

　　新一代的智能制造

　　人工智能(AI)自诞生以来对诸多领域产生了深刻的影响甚至是颠覆性的变革，目前已经成功应用于图像识别、语音识别、自然语言处理和专家系统等领域，人工智能技术与先进制造技术深度融合，形成新一代智能制造，新一代智能制造系统本质特征是系统增加了认知和学习的功能，不仅具有感知、计算、分析和控制能力，更具有深度学习、知识挖掘的能力，是新一轮工业革命的核心驱动力，是今后数十年制造业转型升级的主要路径。

　　人工智能的产品正逐步走进人们的生活，比如刷脸支付就利用到了人工智能，传感器扫描人的面部形成面部图像，再应用人工智能系统识别人面部的图像，通过算法形成一段命令代码，来执行支付命令。人工智能+制造会带来产品和装备的产生革命性变化，比如苹果X已经具备了学习功能以及目前在研的无人驾驶汽车都是新一代智能制造的典范产品。据专家判断到2035年各种产品和装备将从数字一代发展成为智能一代，为人类的生活服务。

　　结语

　　现代制造业对海量信息处理的需求催生了智能制造，智能制造经过数字化制造、互联网+制造正，朝着新一代智能制造方向发展，这一发展过程极大地促进了制造效率的提升，引领了新一轮的制造业的变革。当前中国制造业对产业转型升级有极强的需求，为此推出了“中国制造2025”战略发展规划，明确提出要以新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，相信未来在诸多科学家和工程师的共同努力下，新一代的智能制造会促进新一轮的工业革命，从而实现我国由制造业大国向制造业强国跨越的美好愿景。