智能制造（Intelligent Manufacturing，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。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造，源于人工智能的研究，一般認為智能是知識和智力的總和，前者是智能的基礎，后者是指獲取和運用知識求解的能力。

智能制造應當包含智能制造技術和智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，而且還具有自學習功能，還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。

一、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，利用大數(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。

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)，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生繁多的紙質(zhì)文件，不僅產(chǎn)生大量的浪費現(xiàn)象，也存在查找不便、共享困難、追蹤耗時等問題。實現(xiàn)無紙化管理之后，工作人員在生產(chǎn)現(xiàn)場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產(chǎn)信息，大幅降低基于紙質(zhì)文檔的人工傳遞及流轉(zhuǎn)，從而杜絕了文件、數(shù)據(jù)丟失，進一步提高了生產(chǎn)準備效率和生產(chǎn)作業(yè)效率，實現(xiàn)綠色、無紙化生產(chǎn)。

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

推進制造過程智能化，通過建設智能工廠，促進制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實時監(jiān)測和自適應控制，進而實現(xiàn)整個過程的智能管控，是中國制造2025的重大戰(zhàn)略。在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等行業(yè)，企業(yè)建設智能工廠的模式為推進生產(chǎn)設備(生產(chǎn)線)智能化，目的是拓展產(chǎn)品價值空間，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升，實現(xiàn)價值增長。

二、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)化管理模式主要應用于石化化工、有色、鋼鐵等行業(yè),該模式以提高能源資源利用率為核心，通過MES采集各裝備、各環(huán)節(jié)的能效數(shù)據(jù),構建能源管理系統(tǒng)(EMS)或MES中具有能源管理模塊,對生產(chǎn)過程、設備、能源供給及人員等實時進行優(yōu)化。

3.產(chǎn)品全生命周期可溯-提升產(chǎn)品質(zhì)量管控能力

產(chǎn)品全生命周期可追溯模主要應用于食品、制藥等領域，該模式以質(zhì)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(zhì)量判異和過程判穩(wěn)等在線質(zhì)量檢測和預警等。

4.柔性制造-快速響應多樣化市場需求

快速響應多樣化市場需求的柔性制造模式,主要應用于鑄造、服裝等領域，主要做法是實現(xiàn)生產(chǎn)線可同時加工多種產(chǎn)品/零部件,車間物流系統(tǒng)實現(xiàn)自動配料,構建高級排產(chǎn)系統(tǒng)(APS),并實現(xiàn)工控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)之間的高效協(xié)同與集成。

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。

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

網(wǎng)絡協(xié)同制造模式主要應用于航空航天、汽車制造等領域,該模式以供應鏈優(yōu)化為核心，建設跨企業(yè)制造資源協(xié)同平臺,實現(xiàn)企業(yè)間研發(fā)、管理和服務系統(tǒng)的集成和對接,開展制造服務和資源的動態(tài)分析和柔性配置等。

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。

三、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)一般是結構化的數(shù)據(jù)，可以進行多維度的分析和預測。同時，應用這些數(shù)據(jù)還可以提煉出企業(yè)的KPI，并與預設的目標進行對比。

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(nèi)部的采購、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動，因此，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動化的同時，也越來越重視物流自動化，自動化立體倉庫、無人引導小車（AGV）、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應用；而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機器人、自動輥道系統(tǒng)的應用日趨普及。WMS（Warehouse Management System，倉儲管理系統(tǒng)）和TMS（Transport Management System，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)線就是智能產(chǎn)線的一種形式。很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等。自動化生產(chǎn)線可以分為剛性自動化生產(chǎn)線和柔性自動化生產(chǎn)線，為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機器人、吊掛系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線上應用越來越廣泛。

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(zhì)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。

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(zhì)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）

任何制造企業(yè)都應該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機、智能可穿戴設備、無人機、智能汽車、智能家電、智能售貨機等。

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）

智能服務是一種大數(shù)據(jù)技術：基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進行預防性維修維護，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機會。還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進行市場營銷的決策。

信息來源：優(yōu)益策智能科技（公眾號）