智能制造系统与其发展

陈禹希

摘要

为了推动我国制造业的深入发展及巩固其在国家经济发展中的重要地位，本文首先分析智能制造技术的发展走向，然后再进一步探讨智能制造系统及其标准化发展。

【关键词】智能制造技术 智能制造系统 标准化发展

1 智能制造技术的发展

1.1 智能工厂

基于工业4.0理论的智能工厂逐步实现了制造业制造方式的智能化，即智能工厂为虚拟信息系统与实体物理系统的结合。其中，物理系统是生产实体物质的系统，比如设备机器、生产线等;信息系统是与物质生产系统相互对应的虚拟系统，其对物理系统的生产与运作起着管控作用;物理系统与信息系统连接的桥梁是物联网和移动互联网。智能工厂可在网络环境下高效利用世界上分散的机器设备，说明智能工厂在未来可能不会发展成为实体车间。生产管控日渐从分层顺序结构向扁平结构转變，形成了集生产、管理与控制为一体的互联，从而实现了生产系统之间的相互操作与数据共享，并最终提高了生产效率。

1.2 云制造

云制造是一种面向服务的智能化制造模式，其在网络环境中和云制造服务平台上，按需组织整合网络上的制造资源，从而满足用户的制造需要。云制造技术融合了物联网、高性能计算、云安全、云计算、网络化制造与服务等技术，实现了智能化经营和管理制造资源，从而为制造活动提供优质、廉价、安全、可靠且适用的制造活动服务。可见，基于云计算的云制造定会成为智能制造未来的发展走向。

1.3 产品数字化模型

产品数字化模型是产品信息的载体，其涵盖了产品的结构信息、性能信息、功能信息、装配信息、零件几何信息、工业与加工信息等。在产品数字化模型中，人员可以按需获取产品在整个生命周期中的信息，比如产品模型的描述、表示、显示和数据交换等。据此，产品数字化模型不仅实现了产品在整个生命周期中端到端的数字化集成，还打通了产品在整个生命周期中的每一个环节，从而使产品的设计与制造周期更短。面对日渐成熟的制造技术，隐藏在实体产品中的虚拟服务、数据才能带来更高的附加值，因此深挖实体产品的虚拟数据具有现实价值。

2 智能制造系统与其发展

智能制造系统的定义是：在制造过程中，采用高度集成且柔性的方式，并利用计算机对人脑的分析、判断、思考和决策等行为进行模拟，以实现对制造环境中部分脑力劳动的延伸或取代。据此定义，智能制造系统由智能制造模式、智能生产和智能产品组成。其中，智能产品可在产品生产和使用中展现出自我感知、诊断、适应和决策等一系列智能特征，且其实现了产品的主动配合制造;智能生产是组成智能制造系统最为核心的内容，其是指产品设计、制造工艺和生产的智能化;智能制造是通过将智能技术和管理方法引入制造车间，以优化生产资源配置、优化调度生产任务与物流、精细化管理生产过程和实现智慧决策。图1所示为本文在综合智能制造标准体系结构和智能制造系统核心内容的基础上提出的智能制造标准化体系架构。

针对《国家智能制造标准体系建设指南》中的智能制造系统架构模型，其建立的智能制造标准体系结构由重点行业标准、关键技术标准和基础共性标准组成，详见表1。

分析发现，图1所示的智能制造系统与表1所示的智能制造标准体系基本匹配，但我国智能制造标准体系却有待完善，即：

（1）研究认为，智能制造既应实现生产过程的智能化，又应制造出智能化水平更高的终端产品，从而为社会经济的发展和人民生活质量的提高提供优质服务。可见，智能制造系统应当实现制造模式、制造过程、制造装备和终端产品的智能化。但我国智能制造体系却遗漏了智能制造产品对标准化的要求。

（2）智能制造关键技术的进步推动着智能化生产技术的改变，所以要求同步更新智能制造要素。

3 结语

综合前文，提出了智能制造标准化体系架构，并分析得到我国智能制造标准体系需待完善，即：在智能制造体系中加入智能制造产品标准化的要求，适时更新智能制造系统与其标准化体系的内容。

参考文献

[1]石镇山，刘越芳.智能制造面临的重大科学问题和关键技术[J].电器与能效管理技术，2017（24）：1-4+19.

[2]谭建荣，刘达新，刘振宇，程锦.从数字制造到智能制造的关键技术途径研究[J].中国工程科学，2017，19（03）：39-44.