智能制造及其十大关键技术

德国的工业4.0、中国制造202五、智能制造这三个词想必你们都不陌生，不过对于智能制造的内涵以及十大关键技术并非每一个人都了解，经过阅读本文你将对智能制造有一个更全面的了解。

智能制造是实现整个制造业价值链的智能化和创新，是信息化与工业化深度融合的进一步提高。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术。

智能制造包括——开发智能产品；应用智能装备；自底向上创建智能产线，构建智能车间，打造智能工厂；践行智能研发；造成智能物流和供应链体系；开展智能管理；推动智能服务；最终实现智能决策。

智能制造的十项技术之间是息息相关的，制造企业应当渐进式、理性地推动这十项智能技术的应用。

一、智能产品

智能产品一般包括机械、电气和嵌入式软件，具备记忆、感知、计算和传输功能。典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机等，包括不少智能硬件产品。智能装备也是一种智能产品。企业应该思考如何在产品上加入智能化的单元，提高产品的附加值。

二、智能服务

基于传感器和物联网（IoT），能够感知产品的状态，从而进行预防性维修维护，及时帮助客户更换备品备件，甚至能够经过了解产品运行的状态，帮助客户带来商业机会。还能够采集产品运营的大数据，辅助企业进行市场营销的决策。此外，企业经过开发面向客户服务的APP，也是一种智能服务的手段，能够针对企业购买的产品提供有针对性的服务，从而锁定用户，开展服务营销。

三、智能装备

制造装备经历了机械装备到数控装备，目前正在逐步发展为智能装备。智能装备具备检测功能，能够实如今机检测，从而补偿加工偏差，提升加工精度，还能够对热变形进行补偿。以往一些精密装备对环境的要求很高，如今因为有了闭环的检测与补偿，能够下降对环境的要求。

四、智能产线

不少行业的企业高度依赖自动化生产线，好比钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等，实现自动化的加工、装配和检测，一些机械标准件生产也应用了自动化生产线，好比轴承。可是，装备制造企业目前仍是以离散制造为主。不少企业的技术改造重点，就是创建自动化生产线、装配线和检测线。

五、智能车间

一个车间一般有多条生产线，这些生产线要么生产类似零件或产品，要么有上下游的装配关系。要实现车间的智能化，须要对生产情况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析，进行高效排产和合理排班，显着提升设备利用率（OEE）。所以，不管什么制造行业，制造执行系统（MES）成为企业的必然选择。

目前国内比较领先的几家MES系统供应商自主研发的系统，已经在国内的众多制造企业之中获得普遍的运用。不久的未来，MES系统也一定会全面普及。

六、智能工厂

一个工厂一般由多个车间组成，大型企业有多个工厂。

做为智能工厂，不只生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，同时，产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。

一个工厂的多个车间之间要实现信息共享、准时配送、协同做业。

一些离散制造企业也创建了相似流程制造企业那样的生产指挥中心，对整个工厂进行指挥和调度，及时发现和解决突发问题，这也是智能工厂的重要标志。

智能工厂必须依赖无缝集成的信息系统支撑，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系统。大型企业的智能工厂须要应用ERP系统制定多个车间的生产计划（ProducTIon planning），并由MES系统根据各个车间的生产计划进行详细排产（producTIon scheduling），MES排产的力度是天、小时，甚至分钟。

七、智能研发

离散制造企业在产品研发方面，已经应用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具软件和PDM/PLM系统，可是不少企业应用这些软件的水平并不高。企业要开发智能产品，须要机电软多学科的协同配合；要缩短产品研发周期，须要深刻应用仿真技术，创建虚拟数字化样机，实现多学科仿真，经过仿真减小实物试验；须要贯彻标准化、系列化、模块化的思想，以支持大批量客户定制或产品个性化定制；须要将仿真技术与试验管理结合起来，以提升仿真结果的置信度。流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理和配方管理，LIMS（实验室信息管理系统）系统比较普遍。

八、智能管理

制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统（HCM）、客户关系管理系统（CRM）、企业资产管理系统（EAM）、能源管理系统（EMS）、供应商关系管理系统（SRM）、企业门户（EP）、业务流程管理系统（BPM）等，国内企业也把办公自动化（OA）做为一个核心信息系统。为了统一管理企业的核心主数据，近年来主数据管理（MDM）也在大型企业开始部署应用。实现智能管理和智能决策，最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。

九、智能物流与供应链

制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动，所以，愈来愈多的制造企业在重视生产自动化的同时，也愈来愈重视物流自动化，自动化立体仓库、无人引导小车（AGV）、智能吊挂系统获得了普遍的应用；而在制造企业和物流企业的物流中心，智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及。WMS（Warehouse Management System，仓储管理系统）和TMS（Transport Management System，运输管理系统）也受到制造企业和物流企业的广泛关注。

十、智能决策

企业在运营过程当中，产生了大量的数据。一方面是来自各个业务部门和业务系统产生的核心业务数据，好比与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等数据，这些数据通常是结构化的数据，能够进行多维度的分析和预测，这就是BI（Business Intelligence，业务智能）技术的范畴，也被称为管理驾驶舱或决策支持系统。同时，企业能够应用这些数据提炼出企业的KPI，并与预设的目标进行对比，同时，对KPI进行层层分解，来对干部和员工进行考核，这就是EPM（Enterprise Performance Management，企业绩效管理）的范畴。从技术角度来看，内存计算是BI的重要支撑。