“互联网+”背景下智能制造创新模式研究①

侯远韶

（河南工业贸易职业学院 机电工程系 河南郑州 451191）

1 智能制造与工业互联网

1.1 智能制造技术

制造技术代表了一个国家先进生产力的发展水平，而制造技术的发展需要智能化的变革。随着新一轮工业革命的兴起，德国提出了工业战略2030，以及我国提出的中国制造2025计划，将智能制造与互联网融合作为未来制造业发展的重点[1]。与第一次、第二次工业革命将传统手工制造业升级为电气化、机械化相比，智能制造则是通过人机一体化系统，利用信息技术、制造技术和智能科技，将所有的产品技术集成到一个芯片中，进而实现制造系统的优化，达到智能制造系统的自我学习、感知以及决策和实行，最终实现智能生产[2]。

图1 互联网与智能制造融合的关系

智能制造以智能生产为核心，通过互联网与大数据为依托，构建全新生产系统提高生产效率，具有响应敏捷灵活，数据实时动态，决策有效精准的特点[3]。智能制造的典型特征为：制造工具、制造手段和制造过程的智能化；在对大数据和知识认知方面，不依靠人的经验而是基于科学；在范围上与传统的制造技术相比，其定义是广义的包括了制造过程、制造技术以及其他方面，同时与传统的制造技术没有明确的界限，而是一种优化和升级[4]。

1.2 工业互联网技术

互联网技术具有在线化、个性化、生态化和智能化的特点，可以实时调整生产参数满足市场的需要[5]。利用对已有大数据的分析，以市场需求为导向进行产品的设计、研发和制造销售，可以把握市场节奏，从而使企业能够及时做出判断和决策，进而实现产品生产的前瞻性和高效性；智能化和个性化则体现在，通过互联网技术对大数据进行分析，生产出符合市场需要的产品，从统一的大规模生产转向个性化定制，细分市场进而在激励的市场竞争中做出快速反应，而随着智能传感器和无线射频技术的应用，工业数据的收集变得更加普遍以及方便，而这些工业数据通过互联网技术分析后，便于进行仿真和模拟减少生产成本；而智能制造的高效，使得资源以及时间的利用更加合理有据，因此可以节省社会资源实现智能制造的“互联网+”生态化[6]。

1.3 互联网与智能制造融合

工业智能化主要是为了实现智能化生产，依据工业机器人、先进装备、大数据等，宏观方面我国工业体系完善，有着大量的工业数据，微观方面智能传感器和无线射频技术的应用，使得工业数据的收集变得的更加普遍以及方便。因此，互联网和智能制造的融合主要体现在：（1）宏观数据和微观数据的逐渐完善和智能制造的影响，以及通过大数据分析做出的决策，这都需要制造业有一个平台，从而实现数据的分析和决策，进而实现人机交互；（2）数据驱动是关键，通过人工智能实现大数据挖掘，云平台进行数据存储，最终实现互联网发展加速智能制造的模式变革。互联网与智能制造融合的关系如图1所示。

2 智能制造创新理论

2.1 智能制造创新模型

智能制造的本质是将生产过程和物理系统的智能融合，智能制造模型的构成为：为了得到系统的原始数据需要通过无线射频技术或传感器进行感知，然后通过“互联网+”进行大数据分析，为制造系统的下一步决策提供依据，最后云端存储数据将制造资源虚拟化，便于后续的分析处理，而对于一些复杂问题，或“互联网+”无法提供依据的现象，需要通过人机交互平台进行知识共享，进而解决个性化的问题。而基于创新的智能制造模型，在已有智能制造模型的基础上添加研发创新技术以及创新成果的实现：（1）研发创新技术主要是指在产品设计过程中进行数字化模拟和仿真，建立精确的物联网传感方案，对制造业的源头进行智能化升级；（2）创新成果的实现即生产和服务的数字化，实现智能车间，优化制造流程，从而在确保质量的同时，使生产过程完整对接，进而降低成本，提高效率。

2.2 工业互联网在智能制造中的作用

工业互联网和智能制造是推动中国制造前进的重要动力，智能制造技术一方面可以促进先进制造业技术的扩散和转移，另一方面可以促进结构升级和技术的创新；工业互联网对于智能制造则通过开放合作、融合创新以及颠覆重塑的特点，可以促进不同平台、不同组织结构间的深度合作以及密切联系，同时推动企业增加创新投资，提高市场竞争力，同时工业互联网以其特有的优势，可以对传统制造业进行重塑，打破已有的地域、经济和企业文化隔阂，使企业在提升自我的同时，扩大企业间的开放性，实现良性竞争。

3 “互联网+”背景下智能制造创新路径

3.1 智能制造存在问题

在实体经济和信息技术融合的时代前提下，智能制造创新和产业结构升级与工业互联网有着密不可分的关系，虽然我国经过长期的发展，制造业大而不强的局面已有所改善，但和发达国家相比仍然存在一定的问题，具体表现在：（1）智能制造关键的软硬件设施，自给率较低供给能力不足以满足工业体系发展的需要，特别是在AI技术、GPU、CPU等底层硬件设施需要产业链的加速发展；（2）基础软件及融合算法受制于人，人机对话的软件服务平台不能满足精确到的需要；（3）人才是决定一切的关键，但由于我国智能制造起步较晚，人才培养体系尚不完善，高端技术人才缺口较大。

3.2 “互联网+”背景下智能制造创新路径

“互联网+”背景下推动智能制造创新的路径主要从以下几个方面：（1）基于互联网的大数据分析生产制造，由于智能制造具有柔性的特点，并且融合了信息技术、自动化技术进而实现人机交互，因此首先需要对智能制造的硬件设施进行创新升级，包括生产线、车间、工厂，然后将工业化的制造业与信息化融合；（2）利用“互联网+”的规模性和开放性、便捷的沟通，深度分析用户习惯，以市场需求为导向，改善经营理念，以人为本以客户为中心，实现个性化定制、精准互动；（3）企业组织体系的创新，通过“互联网+”的互联思维以及价值形态，实现企业不同组织体系之间网络化、智能化，柔性化；（4）“互联网+”的连接属性，可以为智能制造业提供更好的战略决策，加强信息交换，并形成完整的企业管理体系，进而促进产业技术创新。

3.3 “互联网+”背景下智能制造创新对策及建议

在“互联网+”背景下，智能制造业既面临机遇又不可避免受到各方面的挑战，如何最大程度地提高创新技术水平是智能制造业面临的主要问题。主要对策有：加强智能制造基础软硬件设施的研发，提高多学科、多领域的创新研究；利用有限的资源提升智能制造业的创新效率，以及新技术和传统制造业的粘连性，制定完善的智能制造解决方案；探索人才培养体系，培养合格的创新型、复合型人才。