智能制造系統(tǒng)與其發(fā)展

陳禹希

摘要

為了推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的深入發(fā)展及鞏固其在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位，本文首先分析智能制造技術(shù)的發(fā)展走向，然后再進(jìn)一步探討智能制造系統(tǒng)及其標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能制造技術(shù) 智能制造系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

1 智能制造技術(shù)的發(fā)展

1.1 智能工廠

基于工業(yè)4.0理論的智能工廠逐步實(shí)現(xiàn)了制造業(yè)制造方式的智能化，即智能工廠為虛擬信息系統(tǒng)與實(shí)體物理系統(tǒng)的結(jié)合。其中，物理系統(tǒng)是生產(chǎn)實(shí)體物質(zhì)的系統(tǒng)，比如設(shè)備機(jī)器、生產(chǎn)線等;信息系統(tǒng)是與物質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)相互對(duì)應(yīng)的虛擬系統(tǒng)，其對(duì)物理系統(tǒng)的生產(chǎn)與運(yùn)作起著管控作用;物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)連接的橋梁是物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。智能工廠可在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高效利用世界上分散的機(jī)器設(shè)備，說(shuō)明智能工廠在未來(lái)可能不會(huì)發(fā)展成為實(shí)體車(chē)間。生產(chǎn)管控日漸從分層順序結(jié)構(gòu)向扁平結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，形成了集生產(chǎn)、管理與控制為一體的互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相互操作與數(shù)據(jù)共享，并最終提高了生產(chǎn)效率。

1.2 云制造

云制造是一種面向服務(wù)的智能化制造模式，其在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中和云制造服務(wù)平臺(tái)上，按需組織整合網(wǎng)絡(luò)上的制造資源，從而滿足用戶(hù)的制造需要。云制造技術(shù)融合了物聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算、云安全、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)化制造與服務(wù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能化經(jīng)營(yíng)和管理制造資源，從而為制造活動(dòng)提供優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)、安全、可靠且適用的制造活動(dòng)服務(wù)?？梢?jiàn)，基于云計(jì)算的云制造定會(huì)成為智能制造未來(lái)的發(fā)展走向。

1.3 產(chǎn)品數(shù)字化模型

產(chǎn)品數(shù)字化模型是產(chǎn)品信息的載體，其涵蓋了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息、性能信息、功能信息、裝配信息、零件幾何信息、工業(yè)與加工信息等。在產(chǎn)品數(shù)字化模型中，人員可以按需獲取產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中的信息，比如產(chǎn)品模型的描述、表示、顯示和數(shù)據(jù)交換等。據(jù)此，產(chǎn)品數(shù)字化模型不僅實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中端到端的數(shù)字化集成，還打通了產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，從而使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期更短。面對(duì)日漸成熟的制造技術(shù)，隱藏在實(shí)體產(chǎn)品中的虛擬服務(wù)、數(shù)據(jù)才能帶來(lái)更高的附加值，因此深挖實(shí)體產(chǎn)品的虛擬數(shù)據(jù)具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

2 智能制造系統(tǒng)與其發(fā)展

智能制造系統(tǒng)的定義是：在制造過(guò)程中，采用高度集成且柔性的方式，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)人腦的分析、判斷、思考和決策等行為進(jìn)行模擬，以實(shí)現(xiàn)對(duì)制造環(huán)境中部分腦力勞動(dòng)的延伸或取代。據(jù)此定義，智能制造系統(tǒng)由智能制造模式、智能生產(chǎn)和智能產(chǎn)品組成。其中，智能產(chǎn)品可在產(chǎn)品生產(chǎn)和使用中展現(xiàn)出自我感知、診斷、適應(yīng)和決策等一系列智能特征，且其實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的主動(dòng)配合制造;智能生產(chǎn)是組成智能制造系統(tǒng)最為核心的內(nèi)容，其是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝和生產(chǎn)的智能化;智能制造是通過(guò)將智能技術(shù)和管理方法引入制造車(chē)間，以?xún)?yōu)化生產(chǎn)資源配置、優(yōu)化調(diào)度生產(chǎn)任務(wù)與物流、精細(xì)化管理生產(chǎn)過(guò)程和實(shí)現(xiàn)智慧決策。圖1所示為本文在綜合智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和智能制造系統(tǒng)核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上提出的智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系架構(gòu)。

針對(duì)《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》中的智能制造系統(tǒng)架構(gòu)模型，其建立的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)由重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)組成，詳見(jiàn)表1。

分析發(fā)現(xiàn)，圖1所示的智能制造系統(tǒng)與表1所示的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系基本匹配，但我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系卻有待完善，即：

（1）研究認(rèn)為，智能制造既應(yīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化，又應(yīng)制造出智能化水平更高的終端產(chǎn)品，從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)?？梢?jiàn)，智能制造系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)制造模式、制造過(guò)程、制造裝備和終端產(chǎn)品的智能化。但我國(guó)智能制造體系卻遺漏了智能制造產(chǎn)品對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求。

（2）智能制造關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著智能化生產(chǎn)技術(shù)的改變，所以要求同步更新智能制造要素。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合前文，提出了智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系架構(gòu)，并分析得到我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系需待完善，即：在智能制造體系中加入智能制造產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的要求，適時(shí)更新智能制造系統(tǒng)與其標(biāo)準(zhǔn)化體系的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

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