智能是由“智慧”和“能力”兩個詞語構(gòu)成。從感覺到記憶到思維這一過程，稱為“智慧”，智慧的結(jié)果產(chǎn)生了行為和語言，將行為和語言的表達(dá)過程稱為“能力”，兩者合稱為“智能”。

　　因此，將感覺、記憶、回憶、思維、語言、行為的整個過程稱為智能過程，它是智慧和能力的表現(xiàn)。

　　一、 智能制造的概念

　　“智能制造”可以從制造和智能兩方面進(jìn)行解讀。

　　首先，制造是指對原材料進(jìn)行加工或再加工，以及對零部件進(jìn)行裝配的過程。

　　通常，按照生產(chǎn)方式的連續(xù)性不同，制造分為流程制造與離散制造(也有離散和流程混合的生產(chǎn)方式)。

　　根據(jù)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T4754-2002，我國制造業(yè)包括31個行業(yè)，又進(jìn)一步劃分約175個中類、530個小類，涉及了國民經(jīng)濟的方方面面。

　　二、 什么是智能工廠

　　智能工廠是實現(xiàn)智能制造的載體。在智能工廠中通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計算機輔助工具和智能裝備的集成與互操作來實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化分布式管理，進(jìn)而實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程、工藝流程及資金流程的協(xié)同，以及生產(chǎn)資源(材料、能源等)在企業(yè)內(nèi)部及企業(yè)之間的動態(tài)配置。

　　一方面，“工欲善其事，必先利其器”。實現(xiàn)智能制造的利器是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的工具軟件和制造裝備，包括以下類型：

　　1、計算機輔助工具

　　如CAD(計算機輔助設(shè)計)、CAE(計算機輔助工程)、CAPP(計算機輔助工藝設(shè)計)、CAM(計算機輔助制造)、CAT(計算機輔助測試，如ICT信息測試、FCT功能測試)等。

　　2、計算機仿真工具

　　如物流仿真、工程物理仿真(包括結(jié)構(gòu)分析、聲學(xué)分析、流體分析、熱力學(xué)分析、運動分析、復(fù)合材料分析等多物理場仿真)、工藝仿真等。

　　3、工廠/車間業(yè)務(wù)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)

　　如ERP(企業(yè)資源計劃)、MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、PLM(產(chǎn)品全生命周期管理)/PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)等。

　　4、智能裝備

　　如高檔數(shù)控機床與機器人、增材制造裝備(3D打印機)、智能爐窯、反應(yīng)釜及其他智能化裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等。

　　5、新一代信息技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等

　　另一方面，智能制造是一個覆蓋更寬泛領(lǐng)域和技術(shù)的“超級”系統(tǒng)工程，在生產(chǎn)過程中以產(chǎn)品全生命周期管理為主線，還伴隨著供應(yīng)鏈、訂單、資產(chǎn)等全生命周期管理，如圖1所示。

　　圖1：智能制造生命周期管理

　　在智能工廠中，借助于各種生產(chǎn)管理工具/軟件/系統(tǒng)和智能設(shè)備，打通企業(yè)從設(shè)計、生產(chǎn)到銷售、維護的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)產(chǎn)品仿真設(shè)計、生產(chǎn)自動排程、信息上傳下達(dá)、生產(chǎn)過程監(jiān)控、質(zhì)量在線監(jiān)測、物料自動配送等智能化生產(chǎn)。

　　下面介紹了幾個智能工廠中的典型“智能”生產(chǎn)場景。

　　場景1：設(shè)計/制造一體化。

　　在智能化較好的航空航天制造領(lǐng)域，采用基于模型定義(MBD)技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)，用一個集成的三維實體模型完整地表達(dá)產(chǎn)品的設(shè)計信息和制造信息(產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、三維尺寸、BOM等)，所有的生產(chǎn)過程包括產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、工裝設(shè)計、產(chǎn)品制造、檢驗檢測等都基于該模型實現(xiàn)，這打破了設(shè)計與制造之間的壁壘，有效解決了產(chǎn)品設(shè)計與制造一致性問題。

　　制造過程某些環(huán)節(jié)，甚至全部環(huán)節(jié)都可以在全國或全世界進(jìn)行代工，使制造過程性價比最優(yōu)化，實現(xiàn)協(xié)同制造。

　　場景2：供應(yīng)鏈及庫存管理。

　　企業(yè)要生產(chǎn)的產(chǎn)品種類、數(shù)量等信息通過訂單確認(rèn)，這使得生產(chǎn)變得精確。

　　例如：使用ERP或WMS(倉庫管理系統(tǒng))進(jìn)行原材料庫存管理，包括各種原材料及供應(yīng)商信息。當(dāng)客戶訂單下達(dá)時，ERP自動計算所需的原材料，并且根據(jù)供應(yīng)商信息即時計算原材料的采購時間，確保在滿足交貨時間的同時使得庫存成本最低甚至為零。

　　供應(yīng)鏈及庫存管理

　　因此，智能工廠的建立可大幅改善勞動條件，減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，提高生產(chǎn)過程可控性，最重要的是借助于信息化技術(shù)打通企業(yè)的各個流程，實現(xiàn)從設(shè)計、生產(chǎn)到銷售各個環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源的整合優(yōu)化和提高，從而進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　三、 我國制造業(yè)現(xiàn)狀和首要任務(wù)

　　我國制造業(yè)現(xiàn)狀是 “2.0補課、3.0普及、4.0示范”。其中工業(yè)2.0、3.0、4.0對應(yīng)的含義如下：

　　2.0實現(xiàn)“電氣化、半自動化”

　　使用電氣化和機械化制造裝備，但各生產(chǎn)環(huán)節(jié)和制造裝備都是“信息孤島”，生產(chǎn)管理系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)信息不貫通，甚至企業(yè)尚未使用ERP或MES系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)信息化管理。我國也有許多中小企業(yè)都處于此階段;

　　3.0實現(xiàn)“高度自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化”

　　使用網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)制造裝備，制造裝備具有一定智能功能(如標(biāo)識與維護、診斷與報警等)，采用ERP和MES系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)信息化管理，初步實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的橫向集成與縱向集成;

　　4.0實現(xiàn)“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”

　　適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)需求，實現(xiàn)個性化定制和柔性化生產(chǎn)，使用高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能測控裝置、3D打印機、智能倉庫和智能物流等智能裝備，借助各種計算機輔助工具實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)，利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)實現(xiàn)實現(xiàn)價值鏈企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)、產(chǎn)品遠(yuǎn)程維護智能服務(wù)等。

　　我國實現(xiàn)智能制造必須2.0、3.0、4.0并行發(fā)展，既要在改造傳統(tǒng)制造方面“補課”，又要在綠色制造、智能升級方面“加課”。

　　對于制造企業(yè)而言，應(yīng)著手于完成傳統(tǒng)生產(chǎn)裝備網(wǎng)絡(luò)化和智能化的升級改造，以及生產(chǎn)制造工藝數(shù)字化和生產(chǎn)過程信息化的升級改造。

　　對于裝備供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商，應(yīng)加快實現(xiàn)安全可控的智能裝備與工業(yè)軟件的開發(fā)和應(yīng)用，以及提供智能制造頂層設(shè)計與全系統(tǒng)集成服務(wù)。