智能制造到底有什么实际意义?它能为我们带来什么新发展?
智能制造将在三个方面对传统制造业产生重大作用。
第一是产品创新。把传感技术以及软件植入到产品当中,就可能使产品的性能和质量发生质的变化。比如智能的工程机械、智能玩具、智能家具、智能洗衣机、智能空调、智能冰箱、智能电饭煲等。当然这些产品从现在来看,它只是智能的一个初级阶段,随着人工智能技术的进一步发展,它的智能程度将进一步提高。
第二是制造技术创新。在制造过程当中,从它的设计到制造,都使得整个生产过程大大缩短。为什么运-20从国务院常务会议讨论立项到现在仅用了五年的时间就成功了呢?就是利用了数字化网络化的手段。个性化的生产将会成为趋势。
第三是产业模式创新。在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下,将大大促进规模定制生产方式的发展,深刻地改革传统制造业的生产方式、生产模式和产业形态。例如,个性化批量定制生产将成为一种趋势,电子商务的应用将日益广泛。
智能制造是指具有信息自感知、自决策、自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具体体现在制造过程的各个环节与新一代信息技术的深度融合,如物联网、大数据、云计算、人工智能等。智能制造大体具有四大特征:以智能工厂为载体,以关键制造环节的智能化为核心,以端到端数据流为基础,和以网通互联为支撑。其主要内容包括智能产品、智能生产、智能工厂、智能物流等。目前,急需建立智能制造标准体系,大力推广数字化制造,开发核心工业软件。传统数字化制造、网络化制造、敏捷制造等制造方式的应用与实践对智能制造的发展具有重要支撑作用。智能制造的发展轨迹:智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和,前者是智能的基础,后者是指获取和运用知识求解的能力。人工智能就是用人工方法在计算机上实现的智能。近半个世纪特别是近20年来,随着产品性能的完善化及其结构的复杂化、精细化,以及功能的多样化,促使产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增,随之生产线和生产设备内部的信息流量增加,制造过程和管理工作的信息量也必然剧增,因而促使制造技术发展的热点与前沿,转向了提高制造系统对于爆炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模上。目前,先进的制造设备离开了信息的输入就无法运转,柔性制造系统(FMS)一旦被切断信息来源就会立刻停止工作。专家认为,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型,这就要求制造系统不但要具备柔性,而且还要表现出智能,否则是难以处理如此大量而复杂的信息工作量的。其次,瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境,也要求制造系统表现出更高的灵活、敏捷和智能。因此,智能制造越来越受到高度的重视。纵览全球,虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段,但各国政府均将此列入国家发展计划,大力推动实施。1992年美国执行新技术政策,大力支持被总统称之的关键重大技术(CriticalTechniloty),包括信息技术和新的制造工艺,智能制造技术自在其中,美国政府希望借助此举改造传统工业并启动新产业。加拿大制定的1994~1998年发展战略计划,认为未来知识密集型产业是驱动全球经济和加拿大经济发展的基础,认为发展和应用智能系统至关重要,并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。日本1989年提出智能制造系统,且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。欧洲联盟的信息技术相关研究有ESPRIT项目,该项目大力资助有市场潜力的信息技术。1994年又启动了新的R&D项目,选择了39项核心技术,其中三项(信息技术、分子生物学和先进制造技术)中均突出了智能制造的位置。我国80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,已在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。最近,国家科技部正式提出了“工业智能工程”,作为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分,智能制造将是该项工程中的重要内容。由此可见,智能制造正在世界范围内兴起,它是制造技术发展,特别是制造信息技术发展的必然,是自动化和集成技术向纵深发展的结果。
实际意义
实际应用:机器视觉,指纹识别,人脸识别,视网膜识别,虹膜识别,掌纹识别,专家系统,自动规划,智能搜索,定理证明,博弈,自动程序设计,智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程等。
发展前景
1、人工智能技术。因为IMS的目标是计算机模拟制造业人类专家的智能活动,从而取代或延伸人的部分脑力劳动,因此人工智能技术成为IMS关键技术之一。IMS与人工智能技术(专家系统、人工神经网络、模糊逻辑)息息相关。
2、并行工程。针对制造业而言,并行工程是一种重要的技术方法学,应用于IMS中,将最大限度的减少产品设计的盲目性和设计的重复性。
3、信息网络技术。信息网络技术是制造过程的系统和各个环节“智能集成”化的支撑。信息网络同时也是制造信息及知识流动的通道。
4、虚拟制造技术。虚拟制造技术可以在产品设计阶段就模拟出该产品的整个生命周期,从而更有效,更经济、更灵活的组织生产,实现了产品开发周期最短,产品成本最低,产品质量最优,生产效率最高的保证。同时虚拟制造技术也是并行工程实现的必要前提。
5、自律能力构筑。即收集和理解环境信息和自身的信息并进行分析判断和规划自身行为的能力。强大的知识库和基于知识的模型是自律能力的基础。
6、人机一体化。智能制造系统不单单是“人工智能系统,而且是人机一体化智能系统,是一种混合智能。想以人工智能全面取代制造过程中人类专家的智能,独立承担分析、判断、决策等任务,说是不现实的。
人机一体化突出人在制造系统中的核心地位,同时在智能机器的配合下,更好的发挥人的潜能,使达到一种相互协作平等共事的关系,使二者在不同层次上各显其能,相辅相成。
7、自组织和超柔性。智能制造系统中的各组成单元能够依据工作任务的需要,自行组成一种最佳结构,使其柔性不仅表现运行方式上,而且突出在结构形式上,所以称这种柔性为超柔性,类似于生物所具有的特征,如同一群人类专家组成的整体。
扩展资料
智能技术
1、新型传感技术——高传感灵敏度、精度、可靠性和环境适应性的传感技术,采用新原理、新材料、新工艺的传感技术(如量子测量、纳米聚合物传感、光纤传感等),微弱传感信号提取与处理技术。
2、模块化、嵌入式控制系统设计技术——不同结构的模块化硬件设计技术,微内核操作系统和开放式系统软件技术、组态语言和人机界面技术,以及实现统一数据格式、统一编程环境的工程软件平台技术。
3、先进控制与优化技术——工业过程多层次性能评估技术、基于大量数据的建模技术、大规模高性能多目标优化技术,大型复杂装备系统仿真技术,高阶导数连续运动规划、电子传动等精密运动控制技术。
4、系统协同技术——大型制造工程项目复杂自动化系统整体方案设计技术以及安装调试技术,统一操作界面和工程工具的设计技术,统一事件序列和报警处理技术,一体化资产管理技术。
5、故障诊断与健康维护技术——在线或远程状态监测与故障诊断、自愈合调控与损伤智能识别以及健康维护技术,重大装备的寿命测试和剩余寿命预测技术,可靠性与寿命评估技术。
6、高可靠实时通信网络技术——嵌入式互联网技术,高可靠无线通信网络构建技术,工业通信网络信息安全技术和异构通信网络间信息无缝交换技术。
7、功能安全技术——智能装备硬件、软件的功能安全分析、设计、验证技术及方法,建立功能安全验证的测试平台,研究自动化控制系统整体功能安全评估技术。
8、特种工艺与精密制造技术——多维精密加工工艺,精密成型工艺,焊接、粘接、烧结等特殊连接工艺,微机电系统(MEMS)技术,精确可控热处理技术,精密锻造技术等。
9、识别技术——低成本、低功耗RFID芯片设计制造技术,超高频和微波天线设计技术,低温热压封装技术,超高频RFID核心模块设计制造技术,基于深度三位图像识别技术,物体缺陷识别技术。
参考资料来源:百度百科-智能制造
(一)发展背景
当今世界,各国制造企业普遍面临着提高质量、增加效率、降低成本、快速响应的强烈需求,还要不断适应广大用户不断增长的个性化消费需求,应对资源能源环境约束进一步加大的挑战。然而,现有制造体系和制造水平已经难以满足高端化、个性化、智能化产品和服务增值升级的需求,制造业的进一步发展面临巨大瓶颈和困难。解决问题,迎接挑战,迫切需要制造业的技术创新、智能升级。
新一轮工业革命方兴未艾,其根本动力在于新一轮科技革命。新世纪以来,移动互联、超级计算、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术日新月异、飞速发展,并极其迅速地普及应用,形成了群体性跨越。这些历史性的技术进步,集中汇聚在新一代人工智能技术的战略性突破,实现了质的飞跃。新一代人工智能呈现出深度学习、跨界协同、人机融合、群体智能等新特征,为人类提供认识复杂系统的新思维、改造自然和社会的新技术。当然,新一代人工智能技术还处在极速发展的进程中,将继续从“弱人工智能”迈向“强人工智能”,不断拓展人类“脑力”,应用范围将无所不在。新一代人工智能已经成为新一轮科技革命的核心技术,为制造业革命性的产业升级提供了历史性机遇,正在形成推动经济社会发展的巨大引擎。世界各国都把新一代人工智能的发展摆在了最重要的位置。
新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,形成了新一代智能制造技术,成为了新一轮工业革命的核心驱动力。
(二)新一代智能制造是新一轮工业革命的核心技术
科学技术是第一生产力,科技创新是经济社会发展的根本动力。第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机和电力的发明和应用为根本动力,极大地提高了生产力,人类社会进入了现代工业社会。第三次工业革命以计算、通信、控制等信息技术的创新与应用为标志,持续将工业发展推向新高度。
新世纪以来,数字化和网络化使得信息的获取、使用、控制以及共享变得极其快速和普及,进而,新一代人工智能突破和应用进一步提升了制造业数字化网络化智能化的水平,其最本质的特征是具备认知和学习的能力,具备生成知识和更好地运用知识的能力,这样就从根本上提高工业知识产生和利用的效率,极大地解放人的体力和脑力,使创新速度大大加快,应用范围更加泛在,从而推动制造业发展步入新阶段,即数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。如果说数字化网络化制造是新一轮工业革命的开始,那么新一代智能制造的突破和广泛应用将推动形成新工业革命的高潮,将重塑制造业的技术体系、生产模式、产业形态,并将引领真正意义上的“工业4.0”,实现新一轮工业革命。
(三)愿景
制造系统将具备越来越强大的智能,特别是越来越强大的认知和学习能力,人的智慧与机器智能相互启发性地增长,使制造业的知识型工作向自主智能化的方向发生转变,进而突破当今制造业发展所面临的瓶颈和困难。
新一代智能制造中,产品呈现高度智能化、宜人化,生产制造过程呈现高质、柔性、高效、绿色等特征,产业模式发生革命性的变化,服务型制造业与生产型服务业大发展,进而共同优化集成新型制造大系统,全面重塑制造业价值链,极大提高制造业的创新力和竞争力。
新一代智能制造将给人类社会带来革命性变化。人与机器的分工将产生革命性变化,智能机器将替代人类大量体力劳动和相当部分的脑力劳动,人类可更多地从事创造性工作;人类工作生活环境和方式将朝着以人为本的方向迈进。同时,新一代智能制造将有效减少资源与能源的消耗和浪费,持续引领制造业绿色发展、和谐发展。
新一代智能制造是一个大系统,主要由智能产品、智能生产和智能服务三大功能系统以及工业智联网和智能制造云两大支撑系统集合而成(图8)。
新一代智能制造技术是一种核心使能技术,可广泛应用于离散型制造和流程型制造的产品创新、生产创新、服务创新等制造价值链全过程的创新与优化。
(一)智能产品与制造装备
产品和制造装备是智能制造的主体,其中,产品是智能制造的价值载体,制造装备是实施智能制造的前提为基础。
新一代人工智能和新一代智能制造将给产品与制造装备创新带来无限空间,使产品与制造装备产生革命性变化,从“数字一代”整体跃升至“智能一代”。从技术机理看,“智能一代”产品和制造装备也就是具有新一代HCPS特征的、高度智能化、宜人化、高质量、高性价比的产品与制造装备。
设计是产品创新的最重要环节,智能优化设计、智能协同设计、与用户交互的智能定制、基于群体智能的“众创”等都是智能设计的重要内容。研发具有新一代HCPS特征的智能设计系统也是发展新一代智能制造的核心内容之一。
(二)智能生产
智能生产是新一代智能制造的主线。
智能产线、智能车间、智能工厂是智能生产的主要载体。新一代智能制造将解决复杂系统的精确建模、实时优化决策等关键问题,形成自学习、自感知、自适应、自控制的智能产线、智能车间和智能工厂,实现产品制造的高质、柔性、高效、安全与绿色。
(三)智能服务
以智能服务为核心的产业模式变革是新一代智能制造的主题。
在智能时代,市场、销售、供应、运营维护等产品全生命周期服务,均因物联网、大数据、人工智能等新技术而赋予其全新的内容。
新一代人工智能技术的应用将催生制造业新模式、新业态:一是,从大规模流水线生产转向规模化定制生产;二是,从生产型制造向服务型制造转变,推动服务型制造业与生产性服务业大发展,共同形成大制造新业态。制造业产业模式将实现从以产品为中心向以用户为中心的根本性转变,完成深刻的供给侧结构性改革。
(四)智能制造云与工业智联网
智能制造云和工业智联网是支撑新一代智能制造的基础。
随着新一代通信技术、网络技术、云技术和人工智能技术的发展和应用,智能制造云和工业智联网将实现质的飞跃。智能制造云和工业智联网将由智能网络体系、智能平台体系和智能安全体系组成,为新一代智能制造生产力和生产方式变革提供发展的空间和可靠的保障。
(五)系统集成
新一代智能制造内部和外部均呈现出前所未有的系统“大集成”特征:
一方面是制造系统内部的“大集成”。企业内部设计、生产、销售、服务、管理过程等实现动态智能集成,即纵向集成;企业与企业之间基于工业智联网与智能云平台,实现集成、共享、协作和优化,即横向集成。
另一方面是制造系统外部的“大集成”。制造业与金融业、上下游产业的深度融合形成服务型制造业和生产性服务业共同发展的新业态。智能制造与智能城市、智能农业、智能医疗等交融集成,共同形成智能生态大系统——智能社会。
新一代智能制造系统大集成具有大开放的显著特征,具有集中与分布、统筹与精准、包容与共享的特性,具有广阔的发展前景。
思想价值决定企业命运的时代已经到来。
在日益全球化和移动互联、人工智能技术日趋普及的趋势下,优势企业之间的最高阶段的竞争,不能局限于硬技术的竞争,而是体现在企业软实力的竞争,亦即思想的竞争。面对今天的市场格局及为未来趋势,你的企业应该有什么样的价值判断,应该有什么样的思想基础,应该发出什么样的声音,这才是关键。
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首先必须明确,人工智能是必然的发展趋势,这就意味着,在未来人工智能将普遍应用于各行各业,不论是生活领域,还是生产领域。换句话说,在未来的生产制造领域,智能制造将成为普遍的生产方式与制造工艺,就像第一次工业革命之后,蒸汽机代替手工作坊一样。
因此,从国家的角度讲,落实智能制造是实现增强中国制造之国际竞争力的重要路径,也是重塑我国当前制造业格局的显示需要。从企业的角度讲,实施智能制造也是转型升级、可持续发展的必经之路。尽管当下,仍有企业在传统的制造方式里获取着微薄的利润,但这并非长久之计。长期从事智能制造研究与生态服务的智库机构,中发智造还为我们提供了另外两个角度
一是从劳动力的角度讲,尽管落实智能制造短期看会减少用人机会,对劳动力就业造成影响。但从长远的角度看,落实智能制造是在将人从繁重枯燥机械的手工劳动中解放出来,去做更有创意,更能发挥主观能动性的工作,“让机器的归机器,让人类的归人类”。
二是从消费者的角度讲,每个人都希望自己能拥有个性化的产品,享受定制般的服务。尽管当下的制造业也在尝试“柔性化制造”,但其个性化程度远远还不够,不论从实际需求,还是心理需求,都远远满足不了消费者的“个性”。落实智能制造的一个重要意义,就是让制造变得个性,让每个消费者有用仅属于自己的产品、服务、功能、风格。
智能制造是指利用先进的信息技术和自动化技术,通过智能化的设备、系统和工艺,实现生产过程的自动化、柔性化和智能化。它有以下几个实际意义:
1. 提高生产效率:智能制造能够实现生产过程的自动化和柔性化,减少了人为误差和生产中的浪费,提高了生产效率。通过智能化的控制系统和优化算法,能够实现生产计划的精确调度和快速响应,进一步提高了生产效率和资源利用率。
2. 提高产品质量:智能制造可以实现对生产过程的实时监控和控制,及时发现和纠正生产中的问题,提高产品的一致性和质量稳定性。通过数据分析和智能算法,能够识别生产过程中的关键参数和影响因素,优化生产工艺,提高产品的质量和可靠性。
3. 降低成本:智能制造能够实现生产过程的自动化和柔性化,降低了劳动力成本和生产资源的浪费。通过优化生产计划和资源配置,减少了库存和物料的浪费,降低了生产成本。同时,智能制造还能够通过数据分析和预测,减少因故障和停机导致的生产损失。
4. 促进创新和个性化定制:智能制造通过数字化和网络化技术,实现了生产过程的虚拟化和可视化,提供了更大的灵活性和创新空间。企业可以根据市场需求和客户需求快速调整生产工艺和产品设计,实现个性化定制和小批量生产,满足不断变化的消费需求。
5. 推动产业升级和转型:智能制造是实现工业升级和转型的重要手段之一。通过引入先进的信息技术和自动化设备,传统的产业可以实现从传统制造到智能制造的转型,提高产品附加值和竞争力。智能制造也能够培育新的业态和产业,推动新兴产业的发展。
总的来说,智能制造对企业和社会的发展具有重要意义。它能够提高生产效率、产品质量和定制能力,降低生产成本和能源消耗,推动产业升级和转型,促进经济的可持续发展。同时,智能制造还带来了更大的创新空间和商业机会,为企业带来新的发展和成长。
智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势,世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。发展智能制造既符合我国制造业发展的内在要求,也是重塑我国制造业新优势,实现转型升级的必然选择。智能制造不仅仅是单一的先进技术和设备的应用,而是新模式的转变。高效灵活的生产模式、产业链有效协作与整合、新型生产服务型制造、协同开发和云制造,这些都是其很明显的优势。目前一些企业先行先试,进行了有益的尝试,取得了不错成效。如:铁王流体、飞毛腿等。
答:智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,如分析、推理、判断、构思和决策等。智能制造的应用范围广泛,其能力主要体现在以下几个方面。一、智能制造系统的核心功能 1、知识库充实与自学习:智能制造系统能够在实践中不断充实知识库,并具备自学习...
答:随着5G、大数据和人工智能技术的进一步发展,智能制造将更加注重数据的价值挖掘和利用,逐步实现数字化、模块化和柔性化。这将有助于满足不同行业和企业的特殊需求,推动制造业向更高效、更智能、更可持续的方向发展。综上所述,智能制造是一种高度集成化、柔性化和智能化的制造模式,它通过数字信息技术与...
答:智能制造系统则是将这些技术应用于实际生产中的系统,它能够在实践中不断地充实知识库,并具有自学习功能,以及搜集与理解环境信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力。三、智能制造的应用领域 智能制造在多个领域都有广泛的应用,包括汽车制造、智能家居、生产线自动化、智能电网、智能工厂、...
答:智能制造技术的赋能主要包括以下几个方面:1. 机器人技术:在智能制造中,机器人技术扮演着关键角色,它能够实现生产线的自动化,从而提升生产效率和产品质量。2. 物联网技术:作为智能制造的基石,物联网技术能够实现设备间的信息互联互通和协同工作,这有助于提高生产效率和产品质量。3. 人工智能技术:...
答:随着全球经济的快速发展和市场竞争的加剧,制造业面临着巨大的压力和挑战。智能制造作为一种先进的生产方式,能够提升制造业的竞争力,促进产业升级和转型。同时,智能制造还能促进绿色制造和可持续发展,对于推动制造业的长远发展具有重要意义。因此,越来越多的企业开始关注和布局智能制造领域。以上就是关于...
答:产品质量在任何制造过程中都是重要因素。如果使用传统的批量生产方法,有质量问题的产品在被送到质检流程前不会被注意到。产品问题被发现后,通常需要返工重做,这将占用更多的资源并导致成本增加和生产延误。智能制造的出现最大的改变是将生产流程自动化,并解决传统制造存在的问题。智能制造被视为一种可...
答:一、定义与内涵 智能制造涉及信息技术、自动化技术、数据分析和人工智能等,通过数字化转型,实现生产过程的智能管理。它旨在通过数据驱动,优化管理,提高生产效率,推动制造业向工业4.0迈进。二、发展阶段 智能制造的发展分为五个阶段:传统信息碎片化、起步数字化、数据价值化、平台化和智能生态化,每个...
答:智能制造源于人工智能的研究,其核心在于智能是知识和智力的总和,前者是智能的基础,后者则是指获取和运用知识求解的能力。智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库,而且还具有自学习功能,能够搜集与理解环境信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化...
答:智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、...
答:此外,智能制造还能有效减少能源消耗和环境污染,提高制造业的可持续发展能力。因此,智能制造不仅是制造业转型升级的重要方向,也是推动产业发展和经济增长的重要动力之一。它在全球范围内得到了广泛的关注和应用,成为推动工业现代化的重要力量。同时智能制造对于推动经济社会进步和提高国家竞争力具有重要意义。...