第一階段,單個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的縱向集成。生產(chǎn)企業(yè)將生產(chǎn)過程的各個(gè)階段集成互聯(lián),不斷提高企業(yè)效率。一個(gè)典型的生產(chǎn)企業(yè)逐步使用越來越多的不同信息技術(shù)(IT),在幾乎所有的傳感器和電機(jī)或驅(qū)動(dòng)器中植入微處理器芯片,結(jié)合相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。從制造過程中某個(gè)特定階段或制造工藝的智能化,到逐步將各個(gè)制造環(huán)節(jié)的“信息孤島”互聯(lián)互通,系統(tǒng)集成,從而使數(shù)據(jù)在整個(gè)企業(yè)中得以共享。通過機(jī)器大數(shù)據(jù)的收集和人類智能的結(jié)合,推進(jìn)工廠優(yōu)化,改進(jìn)企業(yè)管理績效,大幅增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,提高工人操作安全性,并促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。
第二階段,生產(chǎn)企業(yè)間的橫向集成。通過高性能計(jì)算平臺(tái)將不同生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行聯(lián)接,將工廠的特定信息與原材料供應(yīng)、客戶需求進(jìn)行聯(lián)接,甚至可以利用智能電網(wǎng),企業(yè)自動(dòng)規(guī)劃用電,在用電高峰期放緩生產(chǎn),在用電低谷期加快生產(chǎn)。這將使更加安全生產(chǎn)、更加精確生產(chǎn)成為可能。
第三階段,端對(duì)端集成,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)組織方式和商業(yè)模式的變革。通過貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的工程化數(shù)字集成,實(shí)現(xiàn)基于價(jià)值鏈與不同企業(yè)之間的整合,從而最大限度地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制,根本改變傳統(tǒng)的商業(yè)模式和消費(fèi)者的購物行為。
智能制造具有鮮明的特點(diǎn)
(1)自律能力
即具備搜集與理解環(huán)境和自身的信息,并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。只有具有自律能力的設(shè)備,才能稱之為“智能機(jī)器”,而具備自律能力的“智能機(jī)器”是智能制造不可或缺的條件。
(2)人機(jī)一體化
人機(jī)一體化是一種混合智能,突出了人在制造系統(tǒng)中的核心地位,同時(shí)在智能機(jī)器的配合下,更好地發(fā)揮出人的潛能,使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系,使二者在不同的層次上各顯其能,相輔相成。因此,在智能制造系統(tǒng)中,高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用,機(jī)器智能和人類智能將真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。
(3)虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)
這是實(shí)現(xiàn)虛擬制造的支持技術(shù),也是實(shí)現(xiàn)高水平人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),融信號(hào)處理、動(dòng)畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測(cè)、仿真和多媒體技術(shù)為一體;借助各種音像和傳感裝置,虛擬展示現(xiàn)實(shí)生活中的各種過程、物件等,使人們從感官和視覺上獲得接近真實(shí)的感受。這種人機(jī)結(jié)合的新一代智能技術(shù),是智能制造的一個(gè)顯著特征。
(4)自組織與超柔性
智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要,自行組成一種最佳的組織結(jié)構(gòu)。這種柔性不僅表現(xiàn)在運(yùn)行方式上,還表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上,所以稱這種柔性為超柔性,如同一群人類專家組成的群體,具有生物特征。
目前,智能制造已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢(shì),發(fā)展智能制造既符合我國制造業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求,也是重塑我國制造業(yè)新優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。同時(shí),智能制造也為破解我國能源、資源和環(huán)境約束提供了一種有力手段,進(jìn)而進(jìn)一步拓展我國的發(fā)展空間,助力中國夢(mèng)的早日實(shí)現(xiàn)。