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智能制造:新时代的制造革命

【摘要】:智能制造把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、高度集成化和智能化。智能制造的核心构成要素包含智能设计、智能产品、智能生产、智能管理、智能服务。同时,使产品制造模式、生产组织模式以及企业商业模式等众多方面发生根本性的变化,它将引发制造业的革命性变化,形成新的智能制造模式。

智能制造是一种由智能机器和人共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等,通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分地取代人在制造过程中的脑力劳动。智能制造把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、高度集成化和智能化。智能制造的本质是在制造过程、全生命周期的各个环节中综合应用各类技术,取代或者延伸制造过程中人的劳动、满足制造需求。智能制造的核心构成要素包含智能设计、智能产品、智能生产、智能管理、智能服务。

智能制造在产业或经济的层面使得市场竞争的资源基础、产业竞争范式以及国家间产业竞争格局发生了的深刻变革,它将改变企业核心竞争力所依赖的资源基础。制造业数字化、智能化可使产品性能产生质的飞跃,有效提高产品设计质量与效率,大大提高加工质量、效率与柔性,有效降低资源与能源消耗,使企业资源实现最优化。同时,使产品制造模式、生产组织模式以及企业商业模式等众多方面发生根本性的变化,它将引发制造业的革命性变化,形成新的智能制造模式。智能制造五大典型模式分别为离散型智能制造模式、流程型智能制造模式、网络协同制造模式、大规模个性化定制模式和远程运维服务模式。

制造业智能化生产是整合物料、能源、设备,资金、技术、信息和人力等一系列制造资源,通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程生产出高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、多品种、全规格的产品。智能化生产可分成离散型行业智能化生产与流程型行业智能化生产。

由于传统的大批量生产方式无法向用户快速地提供符合多样化和个性化需求以及短交货期和低成本的产品而遭遇到严峻的市场竞争压力与挑战,企业迫切需要一种新的生产模式,大规模个性化定制由此产生并正在迅速发展起来,成为智能制造发展的重要模式之一。大规模个性化定制是一种集企业、客户、供应商、员工和环境于一体,在系统思想指导下,用整体优化的观点,充分利用企业已有的各种资源,在标准技术、现代设计方法、信息技术和先进制造技术的支持下,根据客户的个性化需求,以大批量生产的低成本、高质量和效率提供定制产品和服务的生产方式。

智能运维服务是智能制造模式的典型应用之一,智能运维是运维服务在新一代信息技术与制造装备融合集成创新和工程应用发展到一定阶段的产物,它打破了人、物和数据的空间与物理界限,是智慧化运维在智能制造服务环节的集中体现。智能运维服务模式促使传统运维的三个转变:从被动的故障维修向主动的预测性运维转变;从间断式运维向全生命周期运维转变;从硬件设备运维向系统集成服务运行转变。