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陈根:制造智能化,智能时代的工业未来

文/陈根

制造业的智能化是智能时代的大势所趋。当然,制造智能化必然不是凭空产生的社会进程,而是以前期技术积淀为支撑,以人工智能和新一代信息通信技术等先进技术作为产业变革的拐点。

其中,数字化制造是制造业智能化的发展起点,网络化制造是实现制造业智能化的过渡阶段,可以说,制造业升级的最终目的,是从数字化、网络化转而最终实现智能化。现在,制造业也正处在由数字化、网络化向智能发展的重要阶段。

数字化制造是以数字化技术为基础,伴随着数码控制技术与数控机床的发展,以产品的设计与生产制造环节为作用对象,强调生产流程的数字化。从设计环节来看,数字化制造相较于传统制造而言,主要是将传统的手工草图设计转换为计算机模拟设计,极大地提升了设计效率。

从生产制造环节来看,数字化制造实现了部分制造程序的自动化,表现为将一些复杂且精密的加工程序用机器来完成。数字化制造的代表性技术有数控机床等。

网络化制造则是制造业智能化的发展阶段。网络化制造以网络化时代为背景,伴随着信息与通讯技术的发展,以企业间的协同生产运作为作用对象,强调企业合作与信息共享。从技术基础来看,网络化制造是以互联网技术作为支撑,突破地理空间对于企业生产经营的约束,企业间通过互联网进行信息沟通与协调。

从制造目的来看,相较于数字化制造,网络化制造从聚焦于企业内部生产转移到聚焦于企业间协同生产,表现为以网络的方式实现资源的共享与集成。网络化制造的代表性技术有基于网络的分布式CAD系统和开放结构控制的加工中心等。

智能制造是制造业智能化的成熟阶段。智能制造是在数字化制造和网络化制造基础上发展而来的,数字制造与网络制造是智能制造的必要条件。智能制造是以产品制造全流程和全生命周期作为作用对象,强调运用新一代信息通信技术和人工智能,表现为将人工智能赋于生产运作系统,使其能够自感知、自决策和自执行。

智能制造的核心就在于“智能”。相较于数字化制造,智能制造不仅全面利用计算机来进行控制,利用增材制造等新型制造方式来实现特殊形状与结构的产品设计,极大地替代了人的脑力与体力,赋予了制造过程以分析、推理与执行能力。

相较于网络化制造,智能制造通过工业互联网实现智能机器间的互联甚至人机互联,是互联网向工业的延伸与扩展。在全面感知、泛在连接、深度集成和高效处理的基础上,智能制造基于计算与算法,将以人为主的决策和反馈转变为基于机器或系统自主建模、决策、反馈的模式,为工业互联网实现精准决策和动态优化提供更大的可能性。

智能制造实现了从数据到信息、知识、决策的转化,挖掘数据潜藏的意义,摆脱着传统认知和知识边界的限制,为决策支持和协同优化提供可量化依据,最大化发挥利用工业数据隐含价值。这将在未来成为工业互联网发挥使能作用的重要支撑,实现人、机、网的高度融合。

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