智能制造的四大特征_智能制造四大元素的五大集成

　　隨著工業(yè)4.0時(shí)代的來臨，系統(tǒng)化、數(shù)字化、智能化、數(shù)據(jù)化已經(jīng)成為中國制造業(yè)變革的總體方向。智能制造系統(tǒng)，將互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等新技術(shù)與產(chǎn)品生產(chǎn)管理深度融合，借助計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新變革，為客戶提供工廠可視化和遠(yuǎn)程運(yùn)維解決方案。

　　1、自律能力

　　即系統(tǒng)能夠搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并根據(jù)這些信息進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。“智能機(jī)器”在某程度上表現(xiàn)出獨(dú)立性、自主性和個性，甚至相互間還能協(xié)調(diào)運(yùn)作與競爭。

　　2、人機(jī)一體化

　　基于人工智能的智能機(jī)器只能進(jìn)行機(jī)械式的推斷、預(yù)判等，它只能具有邏輯思維（專家系統(tǒng)），多做到形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），完全做不到靈感思維，只有人類專家才真正同時(shí)具備以上三種思維能力。人機(jī)一體化一方面突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時(shí)在智能 機(jī)器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。

　　3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

　　模擬制造過程和預(yù)期的產(chǎn)品，從感官上使人直觀的獲得完全如同真實(shí)的感受。而且可以根據(jù)人的需求意愿來進(jìn)行改變，這種人機(jī)結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。

　　4、自組織與超柔性

　　智能制造系統(tǒng)中的各部分能夠根據(jù)工作任務(wù)的需要，來完成特定的工作。其柔性不僅表現(xiàn)在運(yùn)行方式上，而且表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性。

　　實(shí)現(xiàn)智能制造，需要智能制造的四大元素（智慧人、智能產(chǎn)品、智能物料、智能工廠）有效的組合，也需要把客戶集成、智力集成、橫向集成、縱向集成、價(jià)值鏈集成這五方面集成起來，通過這五大方面的集成，把制造的價(jià)值凝聚在一起，從而產(chǎn)生更大的價(jià)值。

　　【第一、客戶集成】

　　客戶是智能制造的中心。是實(shí)現(xiàn)客戶集成，是智能制造的起點(diǎn)，通過一定的智能技術(shù)把客戶的需求有機(jī)集成起來，一定會使制造的價(jià)值倍增。對于客戶的集成有兩種情形：第一種情形是大量的差異化需求。雖然每個需求都不相同，但是需求總量很大。這就是范圍經(jīng)濟(jì)，通過多樣化創(chuàng)造價(jià)值。第二種情形是個性化需求中的共性集中。這種情形是范圍經(jīng)濟(jì)上的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，價(jià)值更大。在智能制造體系中，客戶就是一個智能元素，他們擁有智能手機(jī)、平板電腦，通過移動網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)有效的把客戶集成到智能制造環(huán)境中來。智能制造體系集成客戶的過程應(yīng)該是：通過O2O工具（比如地鐵中的、商場中的以及隨處可見的二維碼）把客戶吸引到相應(yīng)的網(wǎng)站，下載APP，客戶注冊登陸APP后就進(jìn)入了一個互動的社區(qū)。在這個社區(qū)中，客戶可以預(yù)定產(chǎn)品、提供建議、看到生產(chǎn)中的產(chǎn)品、變更需求、發(fā)布使用體驗(yàn)，或者與其他客戶進(jìn)行交流和分享感受?？蛻艨梢匝堄H朋好友加入到這個社區(qū)，從而讓客戶的群體產(chǎn)生倍增。對于喜歡不同產(chǎn)品的客戶還可以建立更加有針對性的細(xì)分社區(qū)空間，一邊客戶融入到產(chǎn)品創(chuàng)造過程中。這樣一個過程就是對客戶的集成，是零散的需求成為一個有機(jī)整體，驅(qū)動制造創(chuàng)新。所以，客戶應(yīng)該是智能制造的開端。

　　【第二、智力集成】

　　張瑞敏講過：世界就是企業(yè)的研發(fā)部，世界也是企業(yè)的人力資源部?；ヂ?lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使企業(yè)可以集成全世界的智力，形成企業(yè)的最強(qiáng)大腦?？梢约扇澜绲拇髷?shù)據(jù)資源，分析研究各種趨勢；可以集成全世界的最權(quán)威的專家，引領(lǐng)趨勢；可以集成全世界最優(yōu)秀的制作人員，精工細(xì)作。

　　【第三、橫向集成】

　　橫向集成是指將各種不同的制造階段的智能系統(tǒng)集成在一起，既包括一個公司內(nèi)部的材料、能源和信息的配置（如原材料、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品外出物料、市場營銷等等），也包括不同公司之間的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的配置。橫向集成與縱向集成、價(jià)值鏈集成整合起來構(gòu)成了智能制造網(wǎng)絡(luò)。橫向集成通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動通信等等全新技術(shù)手段，對分布式的智能生產(chǎn)資源進(jìn)行高度的整合，從而構(gòu)建起在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的智能工廠間的集成。橫向集成也是實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈集成的基礎(chǔ)，沒有橫向集成，也就沒有價(jià)值鏈集成。

　　【第四、縱向集成】

　　在智能工廠內(nèi)部，通過縱向集成，把傳感器、各層次智能機(jī)器、工業(yè)機(jī)器人、智能車間與產(chǎn)品有機(jī)的整合在一起，同時(shí)確保這些信息能夠傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)中，對橫向集成、以及端到端的價(jià)值鏈集成提供支持。這種縱向集成構(gòu)成了工廠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化制造體系，這個網(wǎng)絡(luò)化制造體系有很多的模塊組成，這些模塊包括模型、數(shù)據(jù)、通信、算法等等所有必要的需求。在不同過的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，模塊化的網(wǎng)絡(luò)制造體系可以根據(jù)需要對模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，從而可以很好地滿足個性化產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。這個集成后的網(wǎng)絡(luò)化制造體系可以看成是一個巨大的智能機(jī)器系統(tǒng)，模塊可以看成他的程序單元，而改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的過程就是重新編程的過程，只不過這所有活動全部是自動完成的。根據(jù)不同產(chǎn)品發(fā)出的指令，網(wǎng)絡(luò)化制造體系能夠根據(jù)需要來組織完成生產(chǎn)。縱向集成具有三種特點(diǎn)：1、確保不同層次的設(shè)備和傳感器的信號傳輸?shù)紼RP層面，提供對橫向集成以及端到端集成的數(shù)據(jù)支持；2、為了滿足智能制造的可變性，開發(fā)模塊化和可重用性是很重要的；3、對智能系統(tǒng)進(jìn)行功能性描述?？v向系統(tǒng)其實(shí)也就是智能工廠系統(tǒng)。按照國際模型，一個工廠的縱向系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)組成：過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、資源計(jì)劃系統(tǒng)。智能工廠就是這三層的上下貫通，每一層模塊化，共同組成一個智能平臺；同時(shí)，建構(gòu)生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心。這樣就可以實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品核智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、數(shù)據(jù)自動傳輸、數(shù)據(jù)自動決策、自動操作運(yùn)行、自主故障處理等等。

　　【第五、價(jià)值鏈集成】

　　一個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程可能包括產(chǎn)品需求確定、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品工程、生產(chǎn)、銷售服務(wù)等等多個價(jià)值鏈環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)可能有不同的企業(yè)完成。所謂的價(jià)值鏈集成就是要把這種在一個企業(yè)之中或者多個企業(yè)之間的產(chǎn)品從需求分析開始直到銷售服務(wù)全價(jià)值鏈集成起來，確保個性化的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)。傳統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)中，端到端的價(jià)值鏈集成一般通過CAX、PLM、MES、ERP等等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口來實(shí)現(xiàn)。智能制造體系中，將通過CPS通過底層的無縫集成來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)CPS與PLM、MES、ERP之間通過縱向集成實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。價(jià)值鏈集成的意義在于，他可以確保即使是唯一生產(chǎn)的個性化產(chǎn)品，也能夠在整個價(jià)值鏈上被準(zhǔn)確的、高效的生產(chǎn)出來。同時(shí)，價(jià)值鏈集成把橫向集成和縱向集成連接在一起，實(shí)現(xiàn)了端到端的價(jià)值最大化，從而最大化的滿足了客戶的需求?？梢灾v，價(jià)值鏈集成是客戶價(jià)值的實(shí)現(xiàn)途徑，橫向集成和縱向集成則是保障了這種價(jià)值的最大化實(shí)現(xiàn)。他們共同組成了智能制造體系。通過這五大集成，把分布在各個環(huán)節(jié)上的智能元素聯(lián)系起來，形成了能夠創(chuàng)造價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)體系。這些價(jià)值網(wǎng)絡(luò)通過節(jié)點(diǎn)和連接不斷產(chǎn)生增值。