智能制造

制造业是国民经济的支柱,决定了一个国家或地区生产力,也是衡量其综合经济实力和国际竞争力的重要标志。因此制造业必须不断地通过改善和创新来提升其生产能力。如今,各行各业的新技术不管的推陈出新,以互联网为载体的信息技术飞速发展,新的技术在制造业的应用,将会带来新的机遇,可以说,智能制造是制造自动化、数字化、网络化发展的必然结果。

智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)也被简称为“智造”,其基础是人工智能的研究成果,是一种人机一体化智能系统。该系统在制造过程中可以进行诸如分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。其具有分析和解决问题的能力,在部分场合可以替代人类的脑力劳动。智能制造将重新定义制造,更新自动化制造的概念,使其更柔性、更智能。

智能制造又包含,智能制造技术(Intelligent Manufacturing Technology,IMT)与智能制造系统(Intelligent Manufacturing System,IMS)。

1.智能制造技术

智能制造技术是指一种用计算机模拟人类工程师、技术人员、专家学者,收集数据对问题进行分析、推断并作出决策,并将结果与智能机器交互执行。

其应当是贯穿于整个制造过程的(包括经营决策、采购、产品设计、生产计划、质量保证和市场销售等,并不仅局限于制造和装配)。智能制造技术就好比一个全能的制造业专家对信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展,并提出建议,从而极大地提高生产效率,优化生产资源。

2.智能制造系统

智能制造系统是一种由部分或全部具有一定自主性和合作性的智能制造单元组成的、在制造活动全过程中表现出智能行为的制造系统。

智能制造系统可以被看作为一个具有学习能力的制造团队,可以与根据产品、产量、技术要求等,自动调整以适应生产需要。

其主要特点是能获取必要的信息利用知识加以判断。根据其知识来源,智能制造系统可分为两类:非自主式(专家系统等)和自主式制造系统(机器学习等)。

人机协作

近几十年来,随着产品性能的完善化及其结构的复杂化、精细化,以及功能的多样化,产品所包含的设计信息量和工艺信息量猛增,同时生产线和生产设备内部的信息流量也在增加,制造系统正在由原先的能量驱动转变为信息驱动。如何提高制造系统海量数据的处理的能力,是制造业的重要课题。这并不是传统人力能解决的问题,因此智能制造越来越受到高度的重视。

很多工业强国都在几十年前就启动了智能制造的布局。

1992年美国执行新技术政策,包括信息技术和新的制造工艺,自然智能制造也在其中,美国政府希望借助此举改造传统工业并启动新产业。

加拿大制定的1994年-1998年发展战略计划,认为发展和应用智能系统至关重要,并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。

日本1989年提出智能制造系统,且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。

欧洲联盟的信息技术相关研究由ESPRIT项目,该项目大力资助有市场潜力的信息技术。1994年又启动了新的R&D项目,选择了39项核心技术,其中三项包括信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造的位置。

我国在20世纪80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,已在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。国家科技部也正式提出了“工业智能工程”,作为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分,智能制造将是该项工程中的重要内容。

虽然我国在智能制造领域已有持续了多年的探索,但到了近些年国内企业才逐步认识到和应用到智能制造的理念。如今随着中国经济的发展和智能技术的成熟,国内企业将要向自学习、自适应、自控制的新一代智能工厂进军。新一代智能技术和先进制造技术的融合,将使得生产线、车间、工厂发生革命性大变革,提升到历史性的新高度,将从根本上提高制造业质量、效率和企业竞争力。

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