智能製造，你造嗎

出品：科普中國

製作：山東省物聯網協會團隊

監製：中國科學院計算機網路信息中心

今年5月份，經李克強總理簽批，國務院印發《中國製造2025》，部署全面推進位造強國戰略。文件明確提出，通過政府引導、整合資源，實施國家製造業創新中心建設、智能製造、工業強基、綠色製造、高端裝備創新等五項重大工程。其中，智能製造作為推動我國製造業轉型升級的重要手段，已經成為人們熱議的話題。同時，也不斷衝擊著我們的思想，引發我們的思考。那麼，怎麼樣正確認識智能製造呢？

智能製造是產業發展的必然選擇

產業環境前所未有。製造業是現代工業的基石，是實現國家現代化的保障，也是國家綜合國力的體現，是一個國家的脊樑。這早已是世界各國的共識。而自國際金融危機以來，世界各國對製造業在推動貿易增長、提高研發和創新水平、促進就業等方面的重要作用又有了新的認識，紛紛提出製造業的國家戰略，如美國的《先進位造業國家戰略計劃》、德國的「工業4.0計劃」和日本的《製造業白皮書》等，製造業正重新成為國家競爭力的重要體現。智能製造國際環境前所未有，我國推動智能製造正當其時。

支撐技術日趨成熟。縱觀製造業的發展史，每一次製造業的革命性的變革都離不開相應技術的支持。智能製造是一種高度網路連接、知識驅動的製造模式，它優化了企業全部業務和作業流程，可實現可持續生產力增長、高經濟效益目標。智能製造結合信息技術、工程技術和人類智慧，從根本上改變產品研發、製造、運輸和銷售過程。正像電子信息技術推動了工業3.0的變革一樣，以大數據、物聯網、雲計算、人工智慧等為代表的新一代信息技術也必將不斷推進智能製造的健康發展。

產業機構調整的不二選擇。現階段，我國經過幾十年的高速發展，人口紅利已逐漸消失，部分製造業也逐漸向東南亞等人工成本更低的地區轉移。可見，我國傳統製造業依靠低廉的人工成本佔領市場的局面已經一去不返了。我國製造業要想在發達國家先進技術優勢和發展中國家低成本競爭的雙重擠壓下突出重圍，實現製造業由大轉強的歷史性跨越，產業機構調整勢在必行。而智能製造正是利用新一代信息技術對傳統製造業生產方式和組織模式的創新，由此可見，智能製造是我國經濟新常態下的一種必然選擇，也是我國製造業發展的現實需要。

建設美麗中國的有效途徑。早在黨的十八大，美麗中國就已經作為一種執政理念首次提出，她就是「把生態文明建設放在突出地位，融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程，努力建設美麗中國，實現中華民族永續發展。」她給我們描述了一個自然美、生態美、環境美的完美家園的形象。要建設好美麗中國，離不開每個公民尚美的行動，更離不開選擇一條資源節約和環境友好的新型發展道路。智能製造作為未來製造業的方向，將會顯著提高資源利用效率、明顯降低污染排放和生態損耗，將會更加節能節水節材節地，以最少的資源消耗和環境代價獲得最大的經濟利益和社會效益。低碳、環保、節能、高效是建設美麗中國的內在要求，也是智能製造的應有之義。大力推進智能製造，有助於轉變經濟增長方式，調整產業結構，維護生態文明，助力美麗中國。

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智能製造的發展不是一蹴而就的，而是一個循序漸進的過程

按照事物發展的內在規律，智能製造的發展大體可以劃分為三個階段。

第一階段，單個生產企業的縱向集成。生產企業將生產過程的各個階段集成互聯，不斷提高企業效率。一個典型的生產企業逐步使用越來越多的不同信息技術(IT)，在幾乎所有的感測器和電機或驅動器中植入微處理器晶元，結合相關軟體實現計算機控制。從製造過程中某個特定階段或製造工藝的智能化，到逐步將各個製造環節的「信息孤島」互聯互通，系統集成，從而使數據在整個企業中得以共享。通過機器大數據的收集和人類智能的結合，推進工廠優化，改進企業管理績效，大幅增加企業經濟效益，提高工人操作安全性，並促進環境可持續發展。

第二階段，生產企業間的橫向集成。通過高性能計算平台將不同生產企業的數據源進行聯接，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，企業自動規劃用電，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，實現基於價值鏈與不同企業之間的整合，從而最大限度地實現個性化定製，根本改變傳統的商業模式和消費者的購物行為。

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智能製造具有鮮明的特點

（1）自律能力

即具備搜集與理解環境和自身的信息，並進行分析判斷和規劃自身行為的能力。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」是智能製造不可或缺的條件。

（2）人機一體化

人機一體化是一種混合智能，突出了人在製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」、相互協作的關係，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。因此，在智能製造系統中，高素質、高智能的人將發揮更好的作用，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

這是實現虛擬製造的支持技術，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、模擬和多媒體技術為一體；藉助各種音像和感測裝置，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，是智能製造的一個顯著特徵。

（4）自組織與超柔性

智能製造系統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，具有生物特徵。

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t 目前，智能製造已成為世界製造業發展的客觀趨勢，發展智能製造既符合我國製造業發展的內在要求，也是重塑我國製造業新優勢，實現產業轉型升級的必然選擇。同時，智能製造也為破解我國能源、資源和環境約束提供了一種有力手段，進而進一步拓展我國的發展空間，助力中國夢的早日實現。

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