智能制造的四大特征_智能制造四大元素的五大集成

　　随着工业4.0时代的来临，系统化、数字化、智能化、数据化已经成为中国制造业变革的总体方向。智能制造系统，将互联网、云计算、大数据、移动应用等新技术与产品生产管理深度融合，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，实现生产模式的创新变革，为客户提供工厂可视化和远程运维解决方案。

　　1、自律能力

　　即系统能够搜集与理解环境信息和自身的信息，并根据这些信息进行分析判断和规划自身行为的能力。“智能机器”在某程度上表现出独立性、自主性和个性，甚至相互间还能协调运作与竞争。

　　2、人机一体化

　　基于人工智能的智能机器只能进行机械式的推断、预判等，它只能具有逻辑思维（专家系统），多做到形象思维（神经网络），完全做不到灵感思维，只有人类专家才真正同时具备以上三种思维能力。人机一体化一方面突出人在制造系统中的核心地位，同时在智能 机器的配合下，更好地发挥出人的潜能，使人机之间表现出一种平等共事、相互“理解”、相互协作的关系，使二者在不同的层次上各显其能，相辅相成。

　　3、虚拟现实技术

　　模拟制造过程和预期的产品，从感官上使人直观的获得完全如同真实的感受。而且可以根据人的需求意愿来进行改变，这种人机结合的新一代智能界面，是智能制造的一个显着特征。

　　4、自组织与超柔性

　　智能制造系统中的各部分能够根据工作任务的需要，来完成特定的工作。其柔性不仅表现在运行方式上，而且表现在结构形式上，所以称这种柔性为超柔性。

　　实现智能制造，需要智能制造的四大元素（智慧人、智能产品、智能物料、智能工厂）有效的组合，也需要把客户集成、智力集成、横向集成、纵向集成、价值链集成这五方面集成起来，通过这五大方面的集成，把制造的价值凝聚在一起，从而产生更大的价值。

　　【第一、客户集成】

　　客户是智能制造的中心。是实现客户集成，是智能制造的起点，通过一定的智能技术把客户的需求有机集成起来，一定会使制造的价值倍增。对于客户的集成有两种情形：第一种情形是大量的差异化需求。虽然每个需求都不相同，但是需求总量很大。这就是范围经济，通过多样化创造价值。第二种情形是个性化需求中的共性集中。这种情形是范围经济上的规模经济，价值更大。在智能制造体系中，客户就是一个智能元素，他们拥有智能手机、平板电脑，通过移动网络可以实现有效的把客户集成到智能制造环境中来。智能制造体系集成客户的过程应该是：通过O2O工具（比如地铁中的、商场中的以及随处可见的二维码）把客户吸引到相应的网站，下载APP，客户注册登陆APP后就进入了一个互动的社区。在这个社区中，客户可以预定产品、提供建议、看到生产中的产品、变更需求、发布使用体验，或者与其他客户进行交流和分享感受。客户可以邀请亲朋好友加入到这个社区，从而让客户的群体产生倍增。对于喜欢不同产品的客户还可以建立更加有针对性的细分社区空间，一边客户融入到产品创造过程中。这样一个过程就是对客户的集成，是零散的需求成为一个有机整体，驱动制造创新。所以，客户应该是智能制造的开端。

　　【第二、智力集成】

　　张瑞敏讲过：世界就是企业的研发部，世界也是企业的人力资源部。互联网、移动互联网的发展，使企业可以集成全世界的智力，形成企业的最强大脑。可以集成全世界的大数据资源，分析研究各种趋势；可以集成全世界的最权威的专家，引领趋势；可以集成全世界最优秀的制作人员，精工细作。

　　【第三、横向集成】

　　横向集成是指将各种不同的制造阶段的智能系统集成在一起，既包括一个公司内部的材料、能源和信息的配置（如原材料、生产过程、产品外出物料、市场营销等等），也包括不同公司之间的价值网络的配置。横向集成与纵向集成、价值链集成整合起来构成了智能制造网络。横向集成通过互联网、物联网、云计算、大数据、移动通信等等全新技术手段，对分布式的智能生产资源进行高度的整合，从而构建起在网络基础上的智能工厂间的集成。横向集成也是实现价值链集成的基础，没有横向集成，也就没有价值链集成。

　　【第四、纵向集成】

　　在智能工厂内部，通过纵向集成，把传感器、各层次智能机器、工业机器人、智能车间与产品有机的整合在一起，同时确保这些信息能够传输到ERP系统中，对横向集成、以及端到端的价值链集成提供支持。这种纵向集成构成了工厂内部的网络化制造体系，这个网络化制造体系有很多的模块组成，这些模块包括模型、数据、通信、算法等等所有必要的需求。在不同过的产品生产过程中，模块化的网络制造体系可以根据需要对模块的拓扑结构进行重组，从而可以很好地满足个性化产品生产的需求。这个集成后的网络化制造体系可以看成是一个巨大的智能机器系统，模块可以看成他的程序单元，而改变拓扑结构的过程就是重新编程的过程，只不过这所有活动全部是自动完成的。根据不同产品发出的指令，网络化制造体系能够根据需要来组织完成生产。纵向集成具有三种特点：1、确保不同层次的设备和传感器的信号传输到ERP层面，提供对横向集成以及端到端集成的数据支持；2、为了满足智能制造的可变性，开发模块化和可重用性是很重要的；3、对智能系统进行功能性描述。纵向系统其实也就是智能工厂系统。按照国际模型，一个工厂的纵向系统由三层结构组成：过程控制系统、生产执行系统、资源计划系统。智能工厂就是这三层的上下贯通，每一层模块化，共同组成一个智能平台；同时，建构生产数据中心。这样就可以实现智能产品核智能设备之间的数据流动，从而实现数据自动采集、数据自动传输、数据自动决策、自动操作运行、自主故障处理等等。

　　【第五、价值链集成】

　　一个产品的生产过程可能包括产品需求确定、产品设计、产品规划、产品工程、生产、销售服务等等多个价值链环节，每个环节可能有不同的企业完成。所谓的价值链集成就是要把这种在一个企业之中或者多个企业之间的产品从需求分析开始直到销售服务全价值链集成起来，确保个性化的产品能够实现。传统产品生产中，端到端的价值链集成一般通过CAX、PLM、MES、ERP等等系统的数据接口来实现。智能制造体系中，将通过CPS通过底层的无缝集成来实现，同时CPS与PLM、MES、ERP之间通过纵向集成实现数据交互。价值链集成的意义在于，他可以确保即使是唯一生产的个性化产品，也能够在整个价值链上被准确的、高效的生产出来。同时，价值链集成把横向集成和纵向集成连接在一起，实现了端到端的价值最大化，从而最大化的满足了客户的需求。可以讲，价值链集成是客户价值的实现途径，横向集成和纵向集成则是保障了这种价值的最大化实现。他们共同组成了智能制造体系。通过这五大集成，把分布在各个环节上的智能元素联系起来，形成了能够创造价值的网络体系。这些价值网络通过节点和连接不断产生增值。