智能制造是什么？為什么值得關(guān)注？

工業(yè)發(fā)達國家經(jīng)歷了機械化、電氣化、數字化三個(gè)歷史發(fā)展階段，具備了向智能制造階段轉型的條件，未來(lái)必然是以高度集成化和智能化的智能制造系統，取代制造過(guò)程中人的腦力勞動(dòng)。

智能制造是基于新一代信息技術(shù)的先進(jìn)制造過(guò)程、系統與模式的總稱(chēng)。智能制造貫穿“設計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)”等制造活動(dòng)各環(huán)節，并具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執行等功能。智能制造整個(gè)過(guò)程中將智能裝備(包括但不限于機器人、數控機床、自動(dòng)化集成裝備、3D打印等)通過(guò)通信技術(shù)有機連接起來(lái)，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化;并通過(guò)各類(lèi)感知技術(shù)收集生產(chǎn)過(guò)程中的各種數據，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)等通信手段，以及各類(lèi)系統優(yōu)化軟件提供生產(chǎn)方案，實(shí)現生產(chǎn)方案智能化。

可以說(shuō)，國內人口紅利逐漸消失的社會(huì )現實(shí)，以進(jìn)口替代、機器換人為導向的政策趨勢，以個(gè)性化生產(chǎn)、全球協(xié)作加深為突出特征的產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟要求，這些構成了智能制造在當前被金融和產(chǎn)業(yè)資本重點(diǎn)關(guān)注的原因。

?一、智能制造的相關(guān)技術(shù)有什么應用價(jià)值?

在智能制造的關(guān)鍵技術(shù)當中，智能產(chǎn)品與智能服務(wù)可以幫助企業(yè)帶來(lái)商業(yè)模式的創(chuàng )新;智能裝備、智能產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間到智能工廠(chǎng)，可以幫助企業(yè)實(shí)現生產(chǎn)模式的創(chuàng )新;智能研發(fā)、智能管理、智能物流與供應鏈則可以幫助企業(yè)實(shí)現運營(yíng)模式的創(chuàng )新;而智能決策則可以幫助企業(yè)實(shí)現科學(xué)決策。
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1智能產(chǎn)品(Smart Product)
智能產(chǎn)品通常包括機械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機、智能可穿戴設備、無(wú)人機、智能汽車(chē)、智能家電、智能售貨機、智能裝備以及眾多智能硬件產(chǎn)品等。

2智能服務(wù)(Smart Service)

基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進(jìn)行預防性維修維護，及時(shí)幫助客戶(hù)更換備品備件，甚至可以通過(guò)了解產(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶(hù)帶來(lái)商業(yè)機會(huì )。還可以采集產(chǎn)品運營(yíng)的大數據，輔助企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的決策。此外，企業(yè)通過(guò)開(kāi)發(fā)面向客戶(hù)服務(wù)的APP，也是一種智能服務(wù)的手段，可以針對企業(yè)購買(mǎi)的產(chǎn)品提供有針對性的服務(wù)，從而鎖定用戶(hù)，開(kāi)展服務(wù)營(yíng)銷(xiāo)。

3智能裝備(Smart Equipment)

制造裝備經(jīng)歷了機械裝備到數控裝備的發(fā)展，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備。智能裝備具有檢測功能，可以實(shí)現在機檢測，從而補償加工誤差，提高加工精度，還可以對熱變形進(jìn)行補償。以往一些精密裝備對環(huán)境的要求很高，現在由于有了閉環(huán)的檢測與補償，可以降低對環(huán)境的要求。

4智能產(chǎn)線(xiàn)(Smart Production lin
e)很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴(lài)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車(chē)整車(chē)和零部件制造等，實(shí)現自動(dòng)化的加工、裝配和檢測，一些機械標準件生產(chǎn)也應用了自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，比如軸承。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點(diǎn)，就是建立自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、裝配線(xiàn)和檢測線(xiàn)。美國波音公司的飛機總裝廠(chǎng)已建立了U型的脈動(dòng)式總裝線(xiàn)。自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)可以分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)一般建立了緩沖。為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機器人、吊掛系統在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上應用越來(lái)越廣泛。

5智能車(chē)間(Smart workshop)

一個(gè)車(chē)間通常有多條生產(chǎn)線(xiàn)，這些生產(chǎn)線(xiàn)要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品，要么有上下游的裝配關(guān)系。要實(shí)現車(chē)間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著(zhù)提高設備利用率(OEE)。因此，無(wú)論什么制造行業(yè)，制造執行系統(MES)成為企業(yè)的必然選擇。

6智能工廠(chǎng)(Smart Factory)

一個(gè)工廠(chǎng)通常由多個(gè)車(chē)間組成，大型企業(yè)有多個(gè)工廠(chǎng)。作為智能工廠(chǎng)，不僅生產(chǎn)過(guò)程應實(shí)現自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化，同時(shí)，產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析、生產(chǎn)物流也應當與生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現閉環(huán)集成。一個(gè)工廠(chǎng)的多個(gè)車(chē)間之間要實(shí)現信息共享、準時(shí)配送、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類(lèi)似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心，對整個(gè)工廠(chǎng)進(jìn)行指揮和調度，及時(shí)發(fā)現和解決突發(fā)問(wèn)題，這也是智能工廠(chǎng)的重要標志。智能工廠(chǎng)必須依賴(lài)無(wú)縫集成的信息系統支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統。大型企業(yè)的智能工廠(chǎng)需要應用ERP系統制定多個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)計劃(Productionplanning)，并由MES系統根據各個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)計劃進(jìn)行詳細排產(chǎn)(Productionscheduling)，MES排產(chǎn)的粒度是天、小時(shí)，甚至分鐘。

7智能研發(fā)(Smart R&D)

離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)應用了計算機輔助設計、計算機輔助工程、計算機輔助工藝過(guò)程設計、計算機輔助制造等工具軟件和產(chǎn)品生命周期管理、產(chǎn)品數據管理系統。企業(yè)要開(kāi)發(fā)智能產(chǎn)品，需要機電軟多學(xué)科的協(xié)同配合;要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應用仿真技術(shù)，建立虛擬數字化樣機，實(shí)現多學(xué)科仿真，通過(guò)仿真減少實(shí)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(hù)定制或產(chǎn)品個(gè)性化定制;需要將仿真技術(shù)與試驗管理結合起來(lái)，以提高仿真結果的置信度。流程制造企業(yè)已開(kāi)始應用PLM系統實(shí)現工藝管理、配方管理以及實(shí)驗室信息管理。

8智能管理(Smart Management)

制造企業(yè)核心的運營(yíng)管理系統還包括人力資產(chǎn)管理系統(HCM)、客戶(hù)關(guān)系管理系統(CRM)、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(EAM)、能源管理系統(EMS)、供應商關(guān)系管理系統(SRM)、企業(yè)門(mén)戶(hù)(EP)、業(yè)務(wù)流程管理系統(BPM)等，國內企業(yè)也把辦公自動(dòng)化(OA)作為一個(gè)核心信息系統。為了統一管理企業(yè)的核心主數據，近年來(lái)主數據管理(MDM)也在大型企業(yè)開(kāi)始部署應用。實(shí)現智能管理和智能決策，更重要的條件是基礎數據準確和主要信息系統無(wú)縫集成。

9智能物流與供應鏈(Smart logistics and SCM)

制造企業(yè)內部的采購、生產(chǎn)、銷(xiāo)售流程都伴隨著(zhù)物料的流動(dòng)，因此，越來(lái)越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動(dòng)化的同時(shí)，也越來(lái)越重視物流自動(dòng)化，自動(dòng)化立體倉庫、無(wú)人引導小車(chē)(AGV)、智能吊掛系統得到了廣泛的應用;而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統、堆垛機器人、自動(dòng)輥道系統的應用日趨普及。倉儲管理系統和運輸管理系統也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。

10智能決策(Smart Decision Making)

企業(yè)在運營(yíng)過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的數據。一方面是來(lái)自各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)和業(yè)務(wù)系統產(chǎn)生的核心業(yè)務(wù)數據，比如與合同、回款、費用、庫存、現金、產(chǎn)品、客戶(hù)、投資、設備、產(chǎn)量、交貨期等數據，這些數據一般是結構化的數據，可以進(jìn)行多維度的分析和預測，這就是業(yè)務(wù)智能(BusinessIntelligence，BI)技術(shù)的范疇，也被稱(chēng)為管理駕駛艙或決策支持系統。同時(shí)，企業(yè)可以應用這些數據提煉出企業(yè)的KPI，并與預設的目標進(jìn)行對比，同時(shí)，對KPI進(jìn)行層層分解，來(lái)對干部和員工進(jìn)行考核，這就是企業(yè)績(jì)效管理的范疇。從技術(shù)角度來(lái)看，內存計算是BI的重要支撐。

二、各行業(yè)是怎樣實(shí)現智能制造的

如下選取的7個(gè)行業(yè)，9家領(lǐng)先公司作為案例，列舉了智能制造5種驅動(dòng)戰略相應的執行方案，以及所代表的創(chuàng )新和投資關(guān)注方向。

1物流驅動(dòng)
物流驅動(dòng)是對倉儲及配送的智能化升級，使運輸在時(shí)間和空間上更加精準。亞馬遜的無(wú)人機空投快遞是智能物流的代表，國內的京東、四通、EMS等，目前的配送則依賴(lài)大量快遞員，預示著(zhù)無(wú)人機運輸解決方案是不可忽視的機遇。?