智能制造的四大特征

　　隨著工業4.0時代的來臨，系統化、數字化、智能化、數據化已經成為中國制造業變革的總體方向。智能制造系統，將互聯網、云計算、大數據、移動應用等新技術與產品生產管理深度融合，借助計算機模擬人類專家的智能活動進行分析、推理、判斷、構思和決策等，從而取代或者延伸制造環境中人的部分腦力勞動，實現生產模式的創新變革，為客戶提供工廠可視化和遠程運維解決方案。

　　1、自律能力

　　即系統能夠搜集與理解環境信息和自身的信息，并根據這些信息進行分析判斷和規劃自身行為的能力。“智能機器”在某程度上表現出獨立性、自主性和個性，甚至相互間還能協調運作與競爭。

　　2、人機一體化

　　基于人工智能的智能機器只能進行機械式的推斷、預判等，它只能具有邏輯思維（專家系統），多做到形象思維（神經網絡），完全做不到靈感思維，只有人類專家才真正同時具備以上三種思維能力。人機一體化一方面突出人在制造系統中的核心地位，同時在智能 機器的配合下，更好地發揮出人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事、相互“理解”、相互協作的關系，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。

　　3、虛擬現實技術

　　模擬制造過程和預期的產品，從感官上使人直觀的獲得完全如同真實的感受。而且可以根據人的需求意愿來進行改變，這種人機結合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。

　　4、自組織與超柔性

　　智能制造系統中的各部分能夠根據工作任務的需要，來完成特定的工作。其柔性不僅表現在運行方式上，而且表現在結構形式上，所以稱這種柔性為超柔性。

　　智能制造四大元素的五大集成

　　實現智能制造，需要智能制造的四大元素（智慧人、智能產品、智能物料、智能工廠）有效的組合，也需要把客戶集成、智力集成、橫向集成、縱向集成、價值鏈集成這五方面集成起來，通過這五大方面的集成，把制造的價值凝聚在一起，從而產生更大的價值。

　　【第一、客戶集成】

　　客戶是智能制造的中心。是實現客戶集成，是智能制造的起點，通過一定的智能技術把客戶的需求有機集成起來，一定會使制造的價值倍增。對于客戶的集成有兩種情形：第一種情形是大量的差異化需求。雖然每個需求都不相同，但是需求總量很大。這就是范圍經濟，通過多樣化創造價值。第二種情形是個性化需求中的共性集中。這種情形是范圍經濟上的規模經濟，價值更大。在智能制造體系中，客戶就是一個智能元素，他們擁有智能手機、平板電腦，通過移動網絡可以實現有效的把客戶集成到智能制造環境中來。智能制造體系集成客戶的過程應該是：通過O2O工具（比如地鐵中的、商場中的以及隨處可見的二維碼）把客戶吸引到相應的網站，下載APP，客戶注冊登陸APP后就進入了一個互動的社區。在這個社區中，客戶可以預定產品、提供建議、看到生產中的產品、變更需求、發布使用體驗，或者與其他客戶進行交流和分享感受。客戶可以邀請親朋好友加入到這個社區，從而讓客戶的群體產生倍增。對于喜歡不同產品的客戶還可以建立更加有針對性的細分社區空間，一邊客戶融入到產品創造過程中。這樣一個過程就是對客戶的集成，是零散的需求成為一個有機整體，驅動制造創新。所以，客戶應該是智能制造的開端。

　　【第二、智力集成】

　　張瑞敏講過：世界就是企業的研發部，世界也是企業的人力資源部。互聯網、移動互聯網的發展，使企業可以集成全世界的智力，形成企業的最強大腦。可以集成全世界的大數據資源，分析研究各種趨勢；可以集成全世界的最權威的專家，引領趨勢；可以集成全世界最優秀的制作人員，精工細作。

　　【第三、橫向集成】

　　橫向集成是指將各種不同的制造階段的智能系統集成在一起，既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置（如原材料、生產過程、產品外出物料、市場營銷等等），也包括不同公司之間的價值網絡的配置。橫向集成與縱向集成、價值鏈集成整合起來構成了智能制造網絡。橫向集成通過互聯網、物聯網、云計算、大數據、移動通信等等全新技術手段，對分布式的智能生產資源進行高度的整合，從而構建起在網絡基礎上的智能工廠間的集成。橫向集成也是實現價值鏈集成的基礎，沒有橫向集成，也就沒有價值鏈集成。

　　【第四、縱向集成】

　　在智能工廠內部，通過縱向集成，把傳感器、各層次智能機器、工業機器人、智能車間與產品有機的整合在一起，同時確保這些信息能夠傳輸到ERP系統中，對橫向集成、以及端到端的價值鏈集成提供支持。這種縱向集成構成了工廠內部的網絡化制造體系，這個網絡化制造體系有很多的模塊組成，這些模塊包括模型、數據、通信、算法等等所有必要的需求。在不同過的產品生產過程中，模塊化的網絡制造體系可以根據需要對模塊的拓撲結構進行重組，從而可以很好地滿足個性化產品生產的需求。這個集成后的網絡化制造體系可以看成是一個巨大的智能機器系統，模塊可以看成他的程序單元，而改變拓撲結構的過程就是重新編程的過程，只不過這所有活動全部是自動完成的。根據不同產品發出的指令，網絡化制造體系能夠根據需要來組織完成生產。縱向集成具有三種特點：1、確保不同層次的設備和傳感器的信號傳輸到ERP層面，提供對橫向集成以及端到端集成的數據支持；2、為了滿足智能制造的可變性，開發模塊化和可重用性是很重要的；3、對智能系統進行功能性描述。縱向系統其實也就是智能工廠系統。按照國際模型，一個工廠的縱向系統由三層結構組成：過程控制系統、生產執行系統、資源計劃系統。智能工廠就是這三層的上下貫通，每一層模塊化，共同組成一個智能平臺；同時，建構生產數據中心。這樣就可以實現智能產品核智能設備之間的數據流動，從而實現數據自動采集、數據自動傳輸、數據自動決策、自動操作運行、自主故障處理等等。

　　【第五、價值鏈集成】

　　一個產品的生產過程可能包括產品需求確定、產品設計、產品規劃、產品工程、生產、銷售服務等等多個價值鏈環節，每個環節可能有不同的企業完成。所謂的價值鏈集成就是要把這種在一個企業之中或者多個企業之間的產品從需求分析開始直到銷售服務全價值鏈集成起來，確保個性化的產品能夠實現。傳統產品生產中，端到端的價值鏈集成一般通過CAX、PLM、MES、ERP等等系統的數據接口來實現。智能制造體系中，將通過CPS通過底層的無縫集成來實現，同時CPS與PLM、MES、ERP之間通過縱向集成實現數據交互。價值鏈集成的意義在于，他可以確保即使是唯一生產的個性化產品，也能夠在整個價值鏈上被準確的、高效的生產出來。同時，價值鏈集成把橫向集成和縱向集成連接在一起，實現了端到端的價值最大化，從而最大化的滿足了客戶的需求。可以講，價值鏈集成是客戶價值的實現途徑，橫向集成和縱向集成則是保障了這種價值的最大化實現。他們共同組成了智能制造體系。通過這五大集成，把分布在各個環節上的智能元素聯系起來，形成了能夠創造價值的網絡體系。這些價值網絡通過節點和連接不斷產生增值。