智能制造的本質(zhì)、發(fā)展趨勢和影響
國際金融危機爆發(fā)以來，各國紛紛加大科技創(chuàng)新投入，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術創(chuàng)新浪潮。在新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，智能制造必將對全球制造業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生深遠影響。
智能制造的本質(zhì)。智能制造（Intelligent Manufacturing, IM）是以新一代信息技術為基礎，配合新能源、新材料、新工藝，貫穿設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。虛擬網(wǎng)絡和實體生產(chǎn)的相互滲透是智能制造的本質(zhì)，一方面，信息網(wǎng)絡將徹底改變制造業(yè)的生產(chǎn)組織方式，大大提高制造效率；另一方面，生產(chǎn)制造將作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和重要結(jié)點，擴大網(wǎng)絡經(jīng)濟的范圍和效應。以網(wǎng)絡互連為支撐，以智能工廠為載體，構成了制造業(yè)的最新形態(tài)，即智能制造。這種模式可以有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。從軟硬結(jié)合的角度看，智能制造即是一個“虛擬網(wǎng)絡+實體物理”的制造系統(tǒng)。美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國“工業(yè)4.0”以及我國的“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略都體現(xiàn)出虛擬網(wǎng)絡與實體物理深度融合——即智能制造的特征。
智能制造的發(fā)展趨勢。20世紀80年代末，信息技術尚未對人類生產(chǎn)生活造成巨大影響之時，智能制造的概念就已經(jīng)在歐美日等發(fā)達國家被提出。進入新世紀之后，實現(xiàn)智能制造的技術和成本條件成熟，并且，隨著資源環(huán)境壓力加大、勞動成本上升等制造業(yè)制約因素的增強，智能制造市場近年來在全球出現(xiàn)了爆發(fā)增長并呈現(xiàn)新的特征。
互聯(lián)網(wǎng)技術是實現(xiàn)制造業(yè)智能化的動力引擎。互聯(lián)網(wǎng)技術、云計算、大數(shù)據(jù)、寬帶網(wǎng)絡等一系列技術構成廣義的互聯(lián)網(wǎng)，只有借助互聯(lián)網(wǎng)這一動力引擎，才能實現(xiàn)傳感器設備的信息感知，通過寬帶網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)進行精確控制和遠程協(xié)作，這些都是智能制造的關鍵基礎。基于互聯(lián)網(wǎng)應用才能打破組織邊界，實現(xiàn)制造業(yè)與服務業(yè)的融合。美國的先進制造業(yè)戰(zhàn)略以及對下一代機器人的開發(fā)便是基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與應用，谷歌公司進軍智能制造業(yè)正是依托其背后強大的互聯(lián)網(wǎng)基因。
智能制造系統(tǒng)將具備自適應能力和人機交互功能。智能制造通過工況在線感知、智能決策和控制、裝備自律執(zhí)行的閉環(huán)過程，完成對周圍環(huán)境的自適應能力。隨著人工智能、仿真等技術的發(fā)展，智能制造系統(tǒng)將生成自身的操作、故障解決方案，人和系統(tǒng)之間也將建立協(xié)同共事、相互“理解”的合作關系，最終實現(xiàn)廣泛的人機交互以及系統(tǒng)交互，從而使人從簡單重復的勞動中解脫出來，從事更加富有創(chuàng)造性、附加值更高的生產(chǎn)活動。
跨國公司持續(xù)加大智能制造投入。一方面，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始投資實體經(jīng)濟，充分發(fā)揮自身信息技術領域的優(yōu)勢。例如，谷歌公司2013年收購了8家與機器人有關的公司，2014年又陸續(xù)收購人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest，智能制造成為谷歌新的業(yè)務領域。另一方面，傳統(tǒng)制造企業(yè)適應環(huán)境變化也大力投資智能制造實現(xiàn)改造升級。例如，富士康啟動實施了“百萬機器人”計劃，其2015年規(guī)劃提出在未來3年內(nèi)由自動化設備、機器人取代7成左右的人力勞動。
