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智能制造的本质

作者:信立科技时间:2018-05-16来源:深圳市信立科技有限公司点击数:252

2012年美国通用电气提出"工业互联网"的概念,2013年德国提出"工业4.0",2015年中国提出"中国制造2025",这三者,最重要的目标就是建立智能工厂。相同的目标,但基础和的环境是不同的,所以实施的途径不同。



智能制造首先讲智能,百度上的关于"智能"和"智能制造"的定义如下:

●智能:从感觉到记忆到思维这一过程,称为"智慧",智慧的结果就产生了行为和语言,将行为和语言的表达过程称为"能力",两者合称"智能",将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程,它是智力和能力的表现。--百度
●智能制造,就是面向产品全生命周期,实现泛在感知条件下的信息化制造。通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。 --百度
●智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等,从而取代或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时,收集、存贮、完善、共享、集成和发展人类专家的智能。 --百度

此外,还有业界人士给出的相关定义:

赵敏认为:"智能制造,基于CPS(赛博物理系统)技术构建'状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升'的数据闭环,以软件形成的数据自动流动来消除复杂系统的不确定性,在给定的时间、目标场景下,优化配置资源的一种制造范式。" 该定义所涉及的各项基本要素包括:

●智能机理:状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升;
●操作对象:数据(信息与知识的载体);
●使能:软件中的算法与规则(数字化知识);
●本质:数据自动流动,并因自动流动而形成知识泛在;
●目的:消除复杂系统的不确定性;
●约束:给定时空场景;
●价值:优化配置制造资源。

Stephen J.Ezell(美国信息技术与创新基金会资深分析师)认为:先进制造并不等同于智能制造,在本质上,先进制造包括两方面的概念:先进产品的制造,以及先进的、基于信息通信技术的生产过程。而智能制造则主要指的是后者。

《2016年北美能源安全和基础设施法案》(S.2012)法案中定义智能制造如下:


信息、自动化、监测、计算、传感、建模和网络方面的先进技术

1、数字模拟制造生产线、计算机操控的制造设备、生产线状态的监控和交互、全生产过程中能源消耗和效率的管理及优化。
2、厂房能源效率的建模、模拟和优化。
3、监测和优化建筑的节能性能。
4、产品能源效率及可持续化性能的建模、模拟和优化,包括使用数字模型和增材制造加强产品的设计。
5、将制造产品连入网络以监控和优化网络性能,包括自动化网络操作。
6、供应链网络的数字化连接。

从本质上讲,智能制造就是将制造-生产-使用的各个环节的信息同制造相结合。

Shinbara(美国制造技术协会 (AMT) 的技术副主席)认为:智能制造的四个层级如下:

第一层级,是智能机器本身,通过加装传感器的方式使用于成型、剪切、锻造、冲压的各种特定机器形成信息流并融入工业互联网

第二层级,是数字线程通过工艺链的联接,将分散于独立机器之间的信息实现跨车间的信息流整合(创建出覆盖整个企业范围的制造系统)。这表示原本彼此独立的工艺链通过信息和通信技术的整合构成企业整体的制造生产体系。

第三层级,要在这个庞大的"制造信息"体系中通过数据分析来优化制程,并通过迭代的方式设计智能化产品。

第四层级,则是智能化的CEO或者高管,在建立了企业信息系统和部门的基础上被授权对生产水平、生产地点、生产设置等实施优化和实时决策。

美国提出CPS是智能制造的本质。

彭瑜认为:智能制造系统/智能工厂综合集了"精益制造"、"柔性制造"、"可持续制造(绿色制造)"、"数字化制造"、"云智造"、"智能制造"、"全能制造"、"敏捷制造"等各种制造范式。

孔翰宁(Henning Kagermann,德国国家科学与工程学院院长)给出的智能生产的定义:

第一个维度,横向的一体化要做的更好,内部流程的打通和数字化,这意味着我们要不断改进现在所做的工作,比如说软件、解决方案,3D打印的生产方式。第二个维度,改进纵向一体化,这个问题十到十五年前我们就在讨论了,上下游的供应商合作伙伴怎么打通。现在我们必须要实现横向、纵向一体化的无缝对接。

第三个维度就是全生命周期的产品管理,从工程设计到产品生产和售后服务的生命周期,我们都必须统一管理。这方面过去已经有很多管理软件,但这些工具之间没有什么联系,数据结构也不一样,需要打通和升级。

总体上,智能制造的典型特征归纳起来有五个方面:

1.敏捷感知:敏捷感知市场和客户输入的实时状态;
2.实时分析:对感知的实时状进行实时分析和计算;
3.自主推理:按照设定的规则,根据数据分析的结果,自主作出推理和选择;
4.快速反应:根据推理和选择的结果,快速地作出本能反应;
5.学习创新:利用人工智能,自学习,作出创新的方案。

信立科技多年研发产品主要优势就是在智能制造方面的数据传输上,数据的采集和传输是智能制造的基础,收集各类数据信息,并无线传输汇聚到总机,进行智能测算和智能调整,将大大提升工业制造的生产效率。