智能制造（IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人類與智能機器之間的協(xié)作共事來拓展、延伸并部分替代人類專家制造時的腦力勞動等。它使制造自動化在觀念上不斷更新，并向柔性化，智能化，高度集成化方向拓展。

智能制造起源于人工智能領域的深入研究，它通常被視為知識與智慧的綜合體現(xiàn)，其中前者構成了智能的根基，而后者則代表了獲取和應用知識解決問題的能力。智能制造不僅涵蓋了智能制造技術和智能制造系統(tǒng)，而且在實際應用中，智能制造系統(tǒng)不僅能不斷地豐富其知識庫，還具備自我學習的能力，以及收集和理解環(huán)境和自身信息，進而進行分析、判斷和規(guī)劃自己的行為模式。

01  智能制造 五大特征

1、生產(chǎn)現(xiàn)場無人化，真正做到“無人”工廠

工業(yè)機器人、機械手臂等智能設備的廣泛應用，使工廠無人化制造成為可能。數(shù)控加工中心、智能機器人和三坐標測量儀及其他柔性制造單元，讓“無人工廠”更加觸手可及。

2、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用數(shù)據(jù)分析進行生產(chǎn)決策

當下信息技術滲透到了制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術廣泛應用，數(shù)據(jù)也日益豐富，對數(shù)據(jù)的實時性要求也更高。這就要求企業(yè)順應制造的趨勢，利用大數(shù)據(jù)技術，實時糾偏，建立產(chǎn)品虛擬模型以模擬并優(yōu)化生產(chǎn)流程，乃至降低生產(chǎn)能耗與成本。正如沃德的智能加工車間，部署了 5G 網(wǎng)絡、交換機、服務器、防火墻、智能看板等數(shù)字化軟硬件，建立了云平臺和數(shù)據(jù)中心，可對生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)進行采集、存儲和分析。

3、生產(chǎn)設備網(wǎng)絡化，實現(xiàn)車間“物聯(lián)網(wǎng)”

4、生產(chǎn)文檔無紙化，實現(xiàn)高效、綠色制造

構建綠色制造體系，建設綠色工廠，實現(xiàn)生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，是我國“智能制造”的重要戰(zhàn)略之一。傳統(tǒng)制造業(yè)中，制作過程中會有很多紙質文件產(chǎn)生，這不僅造成了大量浪費，而且還存在著尋找不方便，分享難和追蹤耗時長等諸多問題。實現(xiàn)無紙化管理后，員工可以在生產(chǎn)現(xiàn)場迅速查詢，瀏覽和下載所需的生產(chǎn)信息，顯著減少了以紙質文檔為載體的手工傳遞與流轉，從而消除文件、數(shù)據(jù)的遺失，進一步提升生產(chǎn)準備效率及生產(chǎn)作業(yè)效率，達到綠色無紙化的目的。

5、生產(chǎn)過程透明化，智能工廠的“神經(jīng)”系統(tǒng)

推動制造過程智能化發(fā)展，通過構建智能工廠推動制造工藝仿真優(yōu)化，數(shù)字化控制，狀態(tài)信息實時監(jiān)控與自適應控制，繼而實現(xiàn)全過程智能管控是中國制造2025重要戰(zhàn)略。在諸如機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器以及電子信息等多個行業(yè)中，企業(yè)采用的智能工廠建設模式旨在推動生產(chǎn)設備（生產(chǎn)線）的智能化進程，旨在擴大產(chǎn)品價值空間并在提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品效能基礎上獲得價值增長。

02  智能制造 八大模式

1、互聯(lián)工廠-打通企業(yè)運營的“信息孤島”

2、全生產(chǎn)過程能源優(yōu)化管理-提高能源資源利用率

全過程能源優(yōu)化管理模式在石化化工，有色和鋼鐵等領域得到了廣泛應用，其核心是提高能源資源的利用率，并通過MES對各種設備進行收集，以便對生產(chǎn)流程、設備、能源供應和工作人員進行實時的優(yōu)化調整。

3、產(chǎn)品全生命周期可溯-提升產(chǎn)品質量管控能力

產(chǎn)品全生命周期可追溯模式主要應用于食品、制藥等領域，該模式以質量管控為核心，主要做法是讓產(chǎn)品在全生命周期具有唯一標識,通過MES系統(tǒng)開展質量判異和過程判穩(wěn)等在線質量檢測和預警等。

4、柔性制造-快速響應多樣化市場需求

對多樣化市場需求作出迅速反應的柔性制造模式主要用于鑄造和服裝，其主要作法是使生產(chǎn)線能同時處理多個產(chǎn)品/部件，車間的物流系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了自動配料功能，并成功構建了高級排產(chǎn)系統(tǒng)（APS）。此外，工控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）之間也實現(xiàn)了高效的協(xié)作和集成。

5、大規(guī)模個性化定制，滿足用戶個性化需求

大規(guī)模個性化定制模式主要應用于服裝、紡織、家居、家電等消費品領域，通過產(chǎn)品模塊化設計、構建產(chǎn)品個性化定制服務平臺和個性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫等手段，實現(xiàn)定制服務。沃德產(chǎn)品覆蓋自動化上下料、貼裝、保壓、鎖附、定位、折彎、點膠、焊接、清洗、視覺檢測、自動測試、精密組裝類多功能治具、單機設備及多工序自動化生產(chǎn)整線，高效柔性定制開發(fā)，可無縫接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

6、遠程運維服務-提高裝備/產(chǎn)品運維服務水平

互聯(lián)工廠模式主要應用于石化、鋼鐵、電子、家電等領域，應用物聯(lián)網(wǎng)技術構建生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)，打通企業(yè)運營中的“信息孤島”。

7、網(wǎng)絡協(xié)同制造- 供應鏈上下游協(xié)同優(yōu)化

基于網(wǎng)絡的協(xié)同制造模式在航空航天和汽車制造中得到了廣泛的運用，這種模式著眼于供應鏈的優(yōu)化，構建了一個跨企業(yè)的制造資源合作平臺，實現(xiàn)了企業(yè)之間研發(fā)，管理與服務系統(tǒng)的整合與銜接，對制造服務與資源進行動態(tài)分析與柔性配置等功能。

8、產(chǎn)品生命周期數(shù)字一體化，實現(xiàn)縮短產(chǎn)品研制周期

產(chǎn)品全生命周期數(shù)字一體化模式主要應用于航空裝備、汽車、船舶、工程機械等裝備制造領域,通過(MBD)產(chǎn)品研發(fā)技術、全生命周期管理系統(tǒng)(PLM)等手段，實現(xiàn)縮短產(chǎn)品研制周期這一核心目的。

03  智能制造 十大關鍵技術

1、智能決策（Smart Decision Making）

企業(yè)在運營過程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費用、庫存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設備、產(chǎn)量、交貨期等，這些數(shù)據(jù)通常為結構化數(shù)據(jù)，能夠多維度地分析與預測。同時，利用這些數(shù)據(jù)也可提煉企業(yè)KPI并將其和預設目標相比較。

2、智能管理（Smart Management）

制造企業(yè)核心的運營管理系統(tǒng)包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）、客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、供應商關系管理系統(tǒng)（SRM）、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務流程管理系統(tǒng)（BPM）等。實現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數(shù)據(jù)準確和主要信息系統(tǒng)無縫集成。

3、智能物流與供應鏈（Smart logisTIcs and SCM）

制造企業(yè)內采購，生產(chǎn)和銷售過程中都會伴隨有物料流動，所以越來越多制造企業(yè)開始關注生產(chǎn)自動化、物流自動化，其中自動化立體倉庫、無人引導小車（AGV）以及智能吊掛系統(tǒng)都得到了廣大的采納和使用；并且在制造企業(yè)及物流企業(yè)物流中心中，智能分揀系統(tǒng)，堆垛機器人，自動輥道系統(tǒng)等得到越來越廣泛地應用。WMS（倉儲管理系統(tǒng)）和TMS（運輸管理系統(tǒng)）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關注。

4、智能研發(fā)（Smart R&D）

研發(fā)對智造企業(yè)來講至關重要。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機電軟多學科的協(xié)同配合；要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數(shù)字化樣機，實現(xiàn)多學科仿真，通過仿真減少實物試驗；需要貫徹標準化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個性化定制；需要將仿真技術與試驗管理結合起來，以提高仿真結果的置信度。

5、智能產(chǎn)線（Smart Production line）

自動化生產(chǎn)線是一種智能產(chǎn)線。許多行業(yè)中的公司都對自動化生產(chǎn)線有著極大的依賴性，如鋼鐵，化工，制藥，食品飲料，煙草，芯片制造，電子組裝，汽車整車及零部件制造等等。自動化生產(chǎn)線可分為剛性自動化生產(chǎn)線與柔性自動化生產(chǎn)線兩種類型，為提高生產(chǎn)效率工業(yè)機器人，吊掛系統(tǒng)等越來越多的被運用到自動化生產(chǎn)線中。

6、智能車間（Smart Workshop）

一個車間通常有多條生產(chǎn)線，要實現(xiàn)車間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設備利用率（OEE）。因此無論哪個制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)的必然選擇。我們自建的智能加工車間，由2-3條智能機加工產(chǎn)線組成，每條智能產(chǎn)線由五軸加工中心（配備機內在線檢測探頭）、AGV 小車、智能上下料機器人（含移動軌道）、立體智能倉庫等智能自動化設備組成。

7、智能工廠（Smart Factory）

一個工廠通常由多個車間組成，大型企業(yè)有多個工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過程應實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產(chǎn)品檢測、質量檢驗和分析、生產(chǎn)物流也應當與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。

8、智能產(chǎn)品（Smart Product）

任何一個制造企業(yè)應考慮如何為產(chǎn)品增加智能化單元以提高其附加值。典型智能產(chǎn)品有智能手機，智能可穿戴設備，無人機，智能汽車，智能家電，智能售貨機。

9、智能裝備（Smart Equipment）

智能裝備也是一種智能產(chǎn)品，可以補償加工誤差，提高加工精度。

10、智能服務（Smart Service）

智能服務實質上是大數(shù)據(jù)技術的一種應用：它依賴于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）來感知產(chǎn)品的當前狀態(tài)，進而實施預防性的維護和修理，以便及時協(xié)助客戶更換備用零件和備件，甚至還能通過對商品運行狀況的了解來幫助顧客獲得商機，同時也可收集產(chǎn)品運營大數(shù)據(jù)來幫助企業(yè)制定市場營銷決策。