21 世紀(jì)以來,隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng) 用,“智能制造”概念進(jìn)一步深化。根據(jù)我國工信部 2016 年出臺(tái)的《智能制造發(fā)展規(guī)劃 (2016-2020 年)》中定義,“智能制造是基于新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合, 貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié),具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適 應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征,旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和核心競爭力的先進(jìn)生產(chǎn)方式?!?014 年, 美國能源部將“智能制造”定義為,“智能制造是先進(jìn)傳感、儀器、監(jiān)測、控制和過程優(yōu)化 的技術(shù)和實(shí)踐的組合,它們將信息和通信技術(shù)與制造環(huán)境融合在一起,實(shí)現(xiàn)工廠和企業(yè)中能 量、生產(chǎn)率、成本的實(shí)時(shí)管理?!?/p>
無論從哪個(gè)視角出發(fā),今天各國對(duì)“智能制造”的理解都不再局限于生產(chǎn)過程或單體智能, 而是擴(kuò)展到產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)、包含企業(yè)活動(dòng)的方方面面,也不再單方面強(qiáng)調(diào)數(shù)智技術(shù)本身的應(yīng)用價(jià)值,而是更加重視數(shù)智技術(shù)與先進(jìn)制造等跨領(lǐng)域技術(shù)的深度融合和實(shí)踐創(chuàng)新。由全新定義出發(fā),智能制造在實(shí)踐中的運(yùn)用和滲透將幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品、生產(chǎn)、管理和服務(wù)四大方面的智能化升級(jí)。
產(chǎn)品智能化:即是將傳感器、處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊、傳輸系統(tǒng)嵌入產(chǎn)品,使得產(chǎn)品具 備動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、感知和通信能力,成為物聯(lián)網(wǎng)連接的終端,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“可追溯、可識(shí)別、 可定位”功能。根據(jù) Transforma Insights 研究顯示,到 2030 年這些物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將增 長到 241 億個(gè),復(fù)合年增長率為 11%。
制造智能化:包括制造載體智能化和制造過程智能化兩個(gè)層面:制造載體智能化,包括單機(jī) 智能化,以及單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)而形成的智能制造單元、智能產(chǎn)線、智能車間、智能工廠等;制造過程智能化,則是通過數(shù)智技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的融合應(yīng)用,使得制造過程中所涉及的各個(gè)流程、生產(chǎn)要素以及上下游企業(yè),以用戶價(jià)值為中心,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同和柔性化生產(chǎn)。
管理智能化:隨著技術(shù)融合不斷深入,制造企業(yè)獲取數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、完整性、準(zhǔn)確性不斷提 高,結(jié)合智能化分析技術(shù)可以幫助企業(yè)提升資源管理、能源管理、供應(yīng)鏈管理、訂單管理、 設(shè)備管理等方面的決策效率,變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理和預(yù)防性管理,使得管理更準(zhǔn)確、更高效、更智能。
服務(wù)智能化:在產(chǎn)品智能化的基礎(chǔ)上,企業(yè)與終端用戶交互更為直接,為用戶提供更好的服務(wù)體驗(yàn)將成為智能制造的重要組成和價(jià)值增量,越來越多的制造企業(yè)將從生產(chǎn)型制造向服務(wù) 型制造轉(zhuǎn)型,制造與服務(wù)的邊界逐漸消弭。
從驅(qū)動(dòng)因素出發(fā),總結(jié)中國發(fā)展智能制造的五大核心價(jià)值:
一是降低制造企業(yè)的綜合成本。例如,通過機(jī)器代人或人機(jī)協(xié)同方式提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率,減少人工成本;利用視覺算法等手段提升檢測一致性和穩(wěn)定性,降低產(chǎn)品不良品率,減少因質(zhì) 量問題造成的經(jīng)濟(jì)損失;物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)應(yīng)用加速產(chǎn)融結(jié)合,精準(zhǔn)刻畫企業(yè) 經(jīng)營行為、評(píng)估企業(yè)資產(chǎn)狀況,為供應(yīng)鏈企業(yè)提供更低價(jià)格的信貸資金;依據(jù)市場數(shù)據(jù)反饋 合理安排要素投入,減少物料浪費(fèi),或施行智能庫存管理來降低倉儲(chǔ)成本等。
二是提質(zhì)增效。例如,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)代替經(jīng)驗(yàn)判斷,全面優(yōu)化生產(chǎn)流程,改善制造工藝,提高生 產(chǎn)效率;科學(xué)高效排產(chǎn),提高設(shè)備利用率;集成數(shù)智技術(shù)提高生產(chǎn)執(zhí)行精度,確保產(chǎn)品質(zhì)量。
三是減少能源資源消耗。例如,通過物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測和控制能源和資源使 用情況,提高能源資源利用效率;利用智能化節(jié)能減排設(shè)備或解決方案替換落后產(chǎn)能和生產(chǎn) 工藝,實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。
四是提升用戶體驗(yàn)。例如,數(shù)智技術(shù)應(yīng)用打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游,實(shí)現(xiàn)需求端與設(shè)計(jì)端、制造端 的直接對(duì)接,對(duì)復(fù)雜的市場動(dòng)態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測,準(zhǔn)確把握市場機(jī)會(huì),快速進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng) 新,實(shí)現(xiàn)敏捷制造和精益生產(chǎn),響應(yīng)市場變化和用戶個(gè)性化需求;通過在價(jià)值鏈各個(gè)環(huán)節(jié)增 加與用戶交互節(jié)點(diǎn),鼓勵(lì)用戶全程參與產(chǎn)品生產(chǎn)過程,為用戶的最佳體驗(yàn)不斷迭代產(chǎn)品,提升產(chǎn)品附加價(jià)值;基于產(chǎn)品智能化,通過與環(huán)境、用戶交互,產(chǎn)品可自動(dòng)回傳運(yùn)行和環(huán)境數(shù) 據(jù),通過數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析,為用戶提供遠(yuǎn)程的預(yù)防性運(yùn)維服務(wù)。
五是重塑生產(chǎn)方式。數(shù)智技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的融合應(yīng)用將會(huì)帶來生產(chǎn)模式的創(chuàng)新和變革, 推動(dòng)傳統(tǒng)制造企業(yè)從大規(guī)模生產(chǎn)向定制化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,企業(yè)從單純的制造商向服務(wù)端衍生,而價(jià)值創(chuàng)造過程也將從傳統(tǒng)單向鏈?zhǔn)竭^程轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同共創(chuàng)模式。
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