第一階段,單個生產企業(yè)的縱向集成。生產企業(yè)將生產過程的各個階段集成互聯,不斷提高企業(yè)效率。一個典型的生產企業(yè)逐步使用越來越多的不同信息技術(IT),在幾乎所有的傳感器和電機或驅動器中植入微處理器芯片,結合相關軟件實現計算機控制。從制造過程中某個特定階段或制造工藝的智能化,到逐步將各個制造環(huán)節(jié)的“信息孤島”互聯互通,系統(tǒng)集成,從而使數據在整個企業(yè)中得以共享。通過機器大數據的收集和人類智能的結合,推進工廠優(yōu)化,改進企業(yè)管理績效,大幅增加企業(yè)經濟效益,提高工人操作安全性,并促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。
第二階段,生產企業(yè)間的橫向集成。通過高性能計算平臺將不同生產企業(yè)的數據源進行聯接,將工廠的特定信息與原材料供應、客戶需求進行聯接,甚至可以利用智能電網,企業(yè)自動規(guī)劃用電,在用電高峰期放緩生產,在用電低谷期加快生產。這將使更加安全生產、更加精確生產成為可能。
第三階段,端對端集成,實現生產組織方式和商業(yè)模式的變革。通過貫穿整個價值鏈的工程化數字集成,實現基于價值鏈與不同企業(yè)之間的整合,從而最大限度地實現個性化定制,根本改變傳統(tǒng)的商業(yè)模式和消費者的購物行為。
智能制造具有鮮明的特點
(1)自律能力
即具備搜集與理解環(huán)境和自身的信息,并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。只有具有自律能力的設備,才能稱之為“智能機器”,而具備自律能力的“智能機器”是智能制造不可或缺的條件。
(2)人機一體化
人機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,同時在智能機器的配合下,更好地發(fā)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。因此,在智能制造系統(tǒng)中,高素質、高智能的人將發(fā)揮更好的作用,機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)虛擬現實(Virtual Reality)技術
這是實現虛擬制造的支持技術,也是實現高水平人機一體化的關鍵技術之一。虛擬現實技術是以計算機為基礎,融信號處理、動畫技術、智能推理、預測、仿真和多媒體技術為一體;借助各種音像和傳感裝置,虛擬展示現實生活中的各種過程、物件等,使人們從感官和視覺上獲得接近真實的感受。這種人機結合的新一代智能技術,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(tǒng)中的各組成單元能夠依據工作任務的需要,自行組成一種最佳的組織結構。這種柔性不僅表現在運行方式上,還表現在結構形式上,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,發(fā)展智能制造既符合我國制造業(yè)發(fā)展的內在要求,也是重塑我國制造業(yè)新優(yōu)勢,實現產業(yè)轉型升級的必然選擇。同時,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,進而進一步拓展我國的發(fā)展空間,助力中國夢的早日實現。