智能制造发展研究

赵扬　李玉申　王恒

[内容提要]智能制造是传统制造产業转型升级，实现生产过程智能化、高端化、成套化的重要手段，是实现培育和发展战略性新兴产业的重要支撑。本文从智能制造的特征、优势着手，简要分析了国内外及辽宁省智能制造的发展现状。

[关键词] 智能制造 传统制造业 技术

伴随着智能概念的引入，在制造业全球化背景下受德国工业4.0的启示，制造业正由传统“制造+销售”的生产型制造模式向“技术+管理+服务”的智能型制造模式转变。信息技术与传统制造业的深度融合，正在成为促进传统制造业转型升级、提质增效的重要手段，也为制造业发展和培育新的经济增长点指明了方向。做好信息技术与传统制造业的深度融合，应该突出智能制造这一主攻方向，重点实现传统制造业的关键技术突破、生产模式创新。

一、智能制造的概念

智能制造的概念源自于对人工智能的研究，一般认为是由智能制造技术及智能制造系统两部分组成，是自动化制造技术的延伸，较之白动化制造更为智能化及高度集成化，是将人类专家的知识、经验由机器归类、汇总形成一整套人机一体化的智能系统。智能系统经由人机互动、合作共事的模式，逐步代替生产制造过程中人类专家重复性的脑力劳动，并更好地进行扩充、延伸;广泛的参与到生产制造的整个流程中，包括判断、分析、推理、设计等环节。同时，依托信息网络和数据存储技术进行广义信息采集、整理，达成智能制造系统知识库的不断更新、扩充，进而实现自我学习完善、判断和规划系统行为功能。智能制造技术可广泛应用于传统制造领域的生产、加工全过程，通过对传统产业的信息化改造实现精度提升、工艺优化、效率提高等目的，切实的提高制造业企业生产效率和产品质量。随着智能制造技术的普及应用，必将对传统制造业生产模式产生颠覆性的影响，改变全球制造业发展格局，引发新一轮的制造业产业变革。

二、智能制造的特征

智能制造的系统特征一般分为三类予以定义。一是初级智能系统。具备状态感知、自动决策、即刻执行，其决策依据主要依靠科学效应来实现，无需嵌入计算系统。二是恒定智能系统。具备状态感知、实时分析、自主决策、精准执行，其决策执行主要依靠预先设定的程序，依托嵌入计算内核、嵌入软件和知识库。三是开放智能系统。具备状态感知、实时分析、白主决策、精准执行、学习提升，是高度智能、具有一定认知能力的系统，具备了自我完善、学习提升的持续发展能力;具有强大的计算能力，可以实现对大数据的分析与处理，能不断应用、积累和创造知识。

三、智能制造的优势

智能制造与传统制造相比具有管理模式、市场挖掘、降低成本、优化工艺流程、提高生产效率等诸多优势，能够更好地进行资源的整合，将分散的制造资源和信息快速集中汇总等。主要体现在：一是系统的智能化方面。智能制造系统以海量数据、信息为基础，以大规模精确、缜密的算法、逻辑为支撑，进行自动化分析、推理、判断等操作并能够实现自主故障诊断和排除。二是系统的高度集成化方面。经过多年软件工程、人工智能领域等对算法和计算、存储能力的发展提升，智能制造系统得以实现在跨系统、跨设备间的数据、信息发送及指令转移;依托信息网络的传输，在设定的上层逻辑对请求指令进行汇总、反馈，合理安排下层逻辑协同工作完成指定生产任务。甚至在实现智能制造的企业之间（如上下游企业）也可打破边界实现协作生产。三是柔性生产方面。借由智能制造系统的自主行为规划和判断，根据订单需求、产品要求、原材料等外部条件的变化对自身的生产行为进行决策，适时调整生产能力，快速适应瞬息万变的市场需求和生产订单变化。

四、智能制造的发展现状

随着信息化和工业化的深度融合，发展呈现新趋势，代表着未来先进制造业发展方向的智能制造越来越受到世界各国的重视，各国纷纷加紧布局这一领域，将智能制造列入国家发展规划，以加快制造业转型升级发展的节奏。处于全球范围内智能制造发展前端的美国、德国、日本分别提出了相应的计划，美国提出了“先进制造伙伴计划”“先进制造业国家战略计划”;日本提出了“机器人新战略”;德国发布了“工业4.0战略”。欧盟也于2010年出台了“第七框架计划（FP7）的制造云项目”，2014年又提出了实施“2020地平线”计划，将智能制造系统作为创新研发的优先项目。

随着经济发展进入新常态，我国也高度重视智能制造发展，提出了“工业转型升级”“中国制造2025”等发展规划和行动纲领。以创新驱动、转型发展为主题，以走新型工业化道路，发展壮大高新技术产业、大力发展现代制造业、改造提升传统工业、培育发展战略性新兴产业为主线，最终实现制造强国的战略目标。据统计，2016年我国智能制造行业产值规模达12233亿元。

辽宁作为传统工业大省，一直高度重视传统产业的转型升级工作。白2012年起，全省高端装备制造业占装备制造业比重保持稳定增加;截至2019年第一季度，全省规模以上工业增加值同比增长8.3%，装备制造产业增加值增速为11.8%。在推进装备制造业向智能化、高端化、成套化发展进程中，辽宁注重人工智能、互联网、大数据与制造业的深度融合，明确了以智能制造为突破的主攻方向，重点集中在机器人及智能装备、数控机床、重大成套装备、集成电路装备等高端装备制造业领域，引导企业进行智能工厂、生产线及数字化车间建设。目前，全省推进智能制造及智能服务试点示范项目100项，初步建成28项;国家智能制造综合标准化与新模式应用项目计划中辽宁有18个项目入选。培养了包括沈鼓集团、沈阳新松机器人等企业及沈阳机床完全自主技术的i5智能机床、大连光洋科技集团研制的五轴精密数控机床等在内的一批智能制造发展示范效果显著的重点企业及重点项目。