智能制造與數(shù)字化制造在工業(yè)制造的應(yīng)用

魏筱瑜 蘆金華 常曉輝

摘? 要：隨著科技的不斷進步，智能化制造和數(shù)字化制造在工業(yè)制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該文針對智能制造與數(shù)字化制造在工業(yè)制造中的應(yīng)用進行分析和研究，對其發(fā)展過程中存在的問題進行總結(jié)，并針對智能制造和數(shù)字化制造從數(shù)據(jù)到應(yīng)用對工業(yè)制造上的影響和相關(guān)措施進行論述。

關(guān)鍵詞：智能制造? 數(shù)字化制造? 工業(yè)制造? 應(yīng)用

對于我國制造行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，我國處于第三階梯，主要生產(chǎn)中低端制造領(lǐng)域。我們中國制造的各方面來看，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)仍然是我國制造的短板，我國對于高新技術(shù)制造有80%能需要依靠進口。由此可見，智能化和數(shù)字化制造對于我國工業(yè)制造發(fā)展的質(zhì)量有著推進作用，他們能夠使得中國制造在質(zhì)量方面整體提升一個階梯，能夠更加快速地實現(xiàn)中國制造到中國創(chuàng)造的目標。

1? 智能制造與數(shù)字化制造

1.1 智能制造

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，在制造過程中能夠進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

隨著科技的不斷進步，智能制造在工業(yè)制造上的應(yīng)用不斷擴大。通過智能化制造，使得工業(yè)制造單數(shù)據(jù)發(fā)揮作用最大化，通過相關(guān)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行大量自動分析和運算。采用智能化的通信手段對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合云計算實現(xiàn)整個工業(yè)制造的大數(shù)據(jù)發(fā)展。從目前智能化制造在我國工業(yè)制造中的應(yīng)用可以看出，其應(yīng)用的模式多種多樣，通過智能化應(yīng)用大大降低了勞動力成本，同時提升了產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。中國在工業(yè)制造方面推出了《中國制造2025》，由此可以看出我國對于制造業(yè)發(fā)展高度重視，同時智能化制造結(jié)合數(shù)字化中國工業(yè)制造進行提升也是我國發(fā)展過程中的重要策略和方針。通過智能化制造能夠促使我國工業(yè)制造更上一層樓。

1.2 數(shù)字化制造

數(shù)字化制造是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。數(shù)字化制造主要通過計算機對于大數(shù)據(jù)的處理，將整個工業(yè)制造過程中復(fù)雜的信息通過相關(guān)數(shù)字建立和模式轉(zhuǎn)化成電腦能夠識別的二進制代碼。利用相關(guān)程序?qū)⒍M制代碼采用數(shù)字化仿真手段在計算機中進行模擬實現(xiàn)，能夠制造出數(shù)字化產(chǎn)品，通過計算機相關(guān)仿真技術(shù)在產(chǎn)品制造之前預(yù)測產(chǎn)品的性能，從而大大提高工業(yè)制造生產(chǎn)過程中的準確性和可實現(xiàn)性，加快了產(chǎn)品更新的步伐。因此，我國工業(yè)制造從產(chǎn)品各個方面系統(tǒng)利用數(shù)字化制造能夠減少生產(chǎn)過程中不必要的失誤，從而使得工業(yè)制造最大利益化。

目前我國工業(yè)生產(chǎn)采用數(shù)字化技術(shù)已是發(fā)展趨勢，數(shù)字化結(jié)合智能化制造能夠加快工業(yè)制造發(fā)展速度，同時為產(chǎn)品質(zhì)量的提升帶來了質(zhì)的飛躍。

2? 智能制造與數(shù)字化制造從數(shù)據(jù)到應(yīng)用

2.1 智能制造的變革

隨著工業(yè)自動化日趨成熟，工業(yè)機器人和自動化生產(chǎn)已不再是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)智能制造的途徑，工業(yè)制造更多利用到了大規(guī)模數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、云計算、人工智能等新技術(shù)。伴隨信息技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國引領(lǐng)智能系統(tǒng)的第四次工業(yè)革命發(fā)生了變化。德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、“中國制造2025”新信息技術(shù)和制造業(yè)思維融入生產(chǎn)模式，使得產(chǎn)業(yè)形態(tài)開始發(fā)生著重大的變化，我國逐步開始實現(xiàn)“制造業(yè)”向“智造業(yè)”轉(zhuǎn)變。

2.2 物理工廠、虛擬工廠的實現(xiàn)

在我國工業(yè)制造的應(yīng)用中，智能制造能夠?qū)F(xiàn)有的大數(shù)據(jù)通過云計算等新一代信息技術(shù)對其制造過程中各個方面進行融合。通過智能化與設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面的融合實現(xiàn)智能工廠的發(fā)展，利用智能制造開創(chuàng)物理工廠、虛擬工廠，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級?！拔锫?lián)網(wǎng)”和“大數(shù)據(jù)”是智能制造的主角，也是連接工業(yè)制造的主要手段之一。通過網(wǎng)絡(luò)和基于終端對工業(yè)制造過程中所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算，利用大數(shù)據(jù)流支持，使得產(chǎn)品走向柔性化、數(shù)字化的智能制造。

2.3 大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用

工業(yè)制造的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，將工業(yè)制造行業(yè)以及產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)，以內(nèi)部和外部的形式，將移動數(shù)據(jù)連接成一個數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)。通過大數(shù)據(jù)分析，能夠擴大消費者對智能產(chǎn)品的認知和接受度，能夠使用大量數(shù)據(jù)分析完成產(chǎn)品的發(fā)展。大數(shù)據(jù)網(wǎng)的核心是采用新一代的信息通信技術(shù)、傳感技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，在結(jié)合工業(yè)制造中能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備（信息系統(tǒng)）有線和無線網(wǎng)絡(luò)，連接到各種對象和環(huán)境（物理系統(tǒng)）中，如電力、交通、通信等。通過互聯(lián)網(wǎng)與云計算、互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)制造的結(jié)合，將產(chǎn)品對象連接到信息網(wǎng)絡(luò)上，利用生產(chǎn)與產(chǎn)品之間的實時連接和有效溝通，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的洞察和控制。由此可見，在整個工業(yè)制造結(jié)合大數(shù)據(jù)的過程中，智能制造、數(shù)字化制造相關(guān)技術(shù)通過各種數(shù)據(jù)資源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)信息流的自動化、工程與代數(shù)的連接。通過大數(shù)據(jù)分析對現(xiàn)成數(shù)據(jù)進行提升，為實時生產(chǎn)線的操作人員、主管和高級管理人員提供企業(yè)數(shù)據(jù)。

3? 智能制造與數(shù)字化制造發(fā)展與思考

3.1 智能制造在世界的發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用

進入21世紀大數(shù)據(jù)、大計算時代，為提高產(chǎn)業(yè)競爭力，德國在各科研領(lǐng)域聯(lián)合制定了“工業(yè)4.0”，并提出了“關(guān)于實施德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略規(guī)劃的建議”。對未來工業(yè)的發(fā)展做出了大膽的預(yù)測。以智能+網(wǎng)絡(luò)為核心，以先進的供應(yīng)商戰(zhàn)略和市場戰(zhàn)略為兩大戰(zhàn)略支柱，通過對制造業(yè)生產(chǎn)方式的分析，結(jié)合當(dāng)前面臨的機遇和挑戰(zhàn)，通過強有力的創(chuàng)新政策，縮短了世界各國的創(chuàng)新差距，解決了一系列科技難題。

3.2 工業(yè)工程人與智能制造結(jié)合發(fā)展

智能制造的發(fā)展要結(jié)合工業(yè)工程的理念。工業(yè)工程人才應(yīng)與時俱進，工業(yè)工程是跨學(xué)科技術(shù)，工業(yè)工程師需要掌握智能設(shè)計、智能加工、智能裝配、智能服務(wù)等各種先進知識;工業(yè)工程師需要根據(jù)現(xiàn)有的智能制造方法存儲知識，并與工業(yè)相結(jié)合。目前，設(shè)計方案的制定與決策、加工工藝的智能優(yōu)化、基于智能導(dǎo)航的裝配精密定位技術(shù)、挖掘客戶隱性需求的智能服務(wù)技術(shù)等已得到發(fā)展，在國內(nèi)外已經(jīng)形成了較為先進的技術(shù)體系。

4? 結(jié)語

我國工業(yè)制造的不斷發(fā)展離不開科技的進步，智能制造和數(shù)字化制造在工業(yè)中的應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢。國家對于智能制造和數(shù)字化制造的重視將有力推動我國制造業(yè)的改革，其在工業(yè)制造中的應(yīng)用也將大幅提升我國整體的制造水平。

參考文獻

[1] 杜娟.智能制造與數(shù)字化制造在工業(yè)制造的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018，136（14）：270.

[2] 劉檢華.智能制造與工業(yè)4.0、數(shù)字化制造的異同[J].國防制造技術(shù)，2016（3）：29-31.

[3] 尹周平，陶波.智能制造與RFID技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2014（3）：32-35.

[4] 杜娟，錢冬梅，胡東吉.智能制造在工業(yè)制造的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2018，162（6）：180.

[5] 耿峰，駱學(xué)農(nóng)，姜琦，等.發(fā)展智能制造，改變制造行業(yè)[J].軟件和集成電路，2019，410（1）：66-69.