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工业4.0两大主题之“智能生产”

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时间:2017-11-20

       智能生产,又称智能制造,指的是由智能机器和专业人员构成的人机一体化智能系统,可以在制造过程进行诸如分析、推理、判断、构思和决策等智能化活动。通过专业人员与智能机器的合作,逐渐扩大、延伸和部分取代专业人员的脑力劳动。同时智能生产将制造自动化的概念扩展到柔性化、智能化和高度集成化的层面。相比于传统的制造模式,智能生产不仅具有很强的自组织、柔性和人机一体等特征,还具备很强的自律能力、学习能力和自维护能力等。

“智能制造”需要将硬件、软件和咨询系统进行整合。“智能制造”生产线不仅拥有者数量众多的控制和传感部件,而且通过有线、无线网络架构将其串联起来,将数据传输至上层的MES执行管理系统,再结合物联网的系统架构,从而让制造业提升到一个新的阶段。同时,智能制造的最终目的是为了给消费者带来便利,提升生产反应速度,加快产品交付速度,从而适应客户需求个性化和产品多样少量的特征。

智能制造技术是由人工智能、机器人和数字化制造等技术相互结合形成的,引领着新一轮制造业变革的浪潮。智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节,智能制造技术的产业化及广泛应用正催生智能制造业。概括起来,当今世界制造业智能化发展呈现两大趋势。

一、以3D打印为代表的“数字化”制造技术崭露头角

“数字化”制造技术是以计算机设计方案为蓝本,以3D打印为工具,将所需产品精确打印出来的一门技术。这一技术将打破传统的制造业形态,打造新的产品开发、销售和交付方式,使定制式生产和简单设计成为可能,同时实现制造业的随时、随地、按需生产。

3D打印技术打造了一个全新的扁平式、合作性的分散式网络平台,替代了传统模式中从批发到零售商在内的所有中间人,从而减少或消除了各个环节的成本。这种“添加式生产”在大幅降低耐用品生产成本的同时,为众多中小型制造型企业挑战大型生产者提供了可能性。

随着新的生产方式的出现,传统的生产制造业将面临着重新洗牌,随着新技术从生涩到成熟,肯定不会越来越多的企业所应用,到那时,部分传统行业甚至可能被淘汰出局。

二、智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程

智能制造正引领新一轮的制造业革命,智能制造技术创新及应用也逐渐被贯穿于制造业的设计、生产、管理、服务等各个环节。主要体现在以下四个方面:

1.建模与仿真使产品设计日趋智能化

建模与仿真广泛应用于产品设计、生产及供应链管理的整个产品生命周期。建模与防真通过减少测试和建模支出降低风险,通过简化设计部门和制造部门之间的切换来压缩新产品进入市场的时间。

2.以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛

随着工业机器人的自动化和智能化水平的提高,智能制造装备在生产过程中越来越广泛的被应用,其中工业机器人自动化生产线成套装备已经成为自动化装备的主流及未来的发展方向。

而随着工业机器人的应用广泛化,必然对其标准化、模块化、网络化和智能化程度要求越来越高,其功能也必然朝着成套技术和装备的方向发展。

国际机器人联合会主席榊原伸表示,在世界范围内,机器人行业在过去4~5年间的平均增长率为8%~9%,而近年来世界机器人行业的年总产值已经达到了将近250亿美元。

3.全球供应链管理创新加速

通过智能化信息技术的应用,可以提升全球范围内的供应链管理水平,并促进作业效率的提升和产品交付周期的缩短。

4.智能服务业模式加速形成

优秀、先进的制造企业将智能技术与服务业进行融合,形成了新的“智能”服务业模式,逐渐淡化了制造业和服务业之间的界限,使得消费者不仅仅获得的是产品,还可以获得产品的“体验”。