智能制造技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用模式的5大要素條件解析

為落實(shí)《中國制造2025》總體部署，按照《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》《智能制造工程實(shí)施指南（2016－2020年）》的要求，工業(yè)和信息化部現(xiàn)開展2018年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目推薦工作。其中明確了2018年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目要素條件，下面讓我們來了解下工信部是如何判定智能制造的要素條件，或者說智能制造是怎樣具體呈現(xiàn)的。

智能制造模式要素條件

一、離散型智能制造

1、車間／工廠的總體設(shè)計(jì)、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進(jìn)行模擬仿真，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)、運(yùn)營全流程數(shù)字化管理。

2、應(yīng)用數(shù)字化三維設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)與仿真，并通過物理檢測與試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證與優(yōu)化。建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM），實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝數(shù)據(jù)的集成管理。

3、制造裝備數(shù)控化率超過70％，并實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關(guān)鍵技術(shù)裝備之間的信息互聯(lián)互通與集成。

4、建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)備狀態(tài)、物料傳送等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動上傳，并實(shí)現(xiàn)可視化管理。

5、建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、調(diào)度、質(zhì)量、設(shè)備、生產(chǎn)、能效等管理功能。建立企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP），實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈、物流、成本等企業(yè)經(jīng)營管理功能。

6、建立工廠內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)、物流等制造過程各環(huán)節(jié)之間，以及制造過程與制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）的信息互聯(lián)互通。

7、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護(hù)體系，具備網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力。建有功能安全保護(hù)系統(tǒng)，采用全生命周期方法有效避免系統(tǒng)失效。

通過持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理、物流等環(huán)節(jié)的產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)動態(tài)優(yōu)化，推進(jìn)企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)、裝備智能化升級、工藝流程優(yōu)化、精益生產(chǎn)、可視化管理、質(zhì)量控制與追溯、智能物流等方面的快速提升。

二、流程型智能制造

1、工廠總體設(shè)計(jì)、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進(jìn)行模擬仿真，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化和生產(chǎn)工藝優(yōu)化。

2、實(shí)現(xiàn)對物流、能流、物性、資產(chǎn)的全流程監(jiān)控，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動數(shù)采率達(dá)到90％以上。實(shí)現(xiàn)原料、關(guān)鍵工藝和成品檢測數(shù)據(jù)的采集和集成利用，建立實(shí)時(shí)的質(zhì)量預(yù)警。

3、采用先進(jìn)控制系統(tǒng)，工廠自控投用率達(dá)到90％以上，關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)基于模型的先進(jìn)控制和在線優(yōu)化。

4、建立生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES），生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度均建立模型，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策、過程量化管理、成本和質(zhì)量動態(tài)跟蹤以及從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化。建立企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP），實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化。

5、對于存在較高安全與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)有毒有害物質(zhì)排放和危險(xiǎn)源的自動檢測與監(jiān)控、安全生產(chǎn)的全方位監(jiān)控，建立在線應(yīng)急指揮聯(lián)動系統(tǒng)。

6、建立工廠通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、物流等制造過程各環(huán)節(jié)之間，以及制造過程與數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）之間的信息互聯(lián)互通。

7、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護(hù)體系，具備網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力。建有功能安全保護(hù)系統(tǒng)，采用全生命周期方法有效避免系統(tǒng)失效。

通過持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程動態(tài)優(yōu)化，制造和管理信息的全程可視化，企業(yè)在資源配置、工藝優(yōu)化、過程控制、產(chǎn)業(yè)鏈管理、節(jié)能減排及安全生產(chǎn)等方面的智能化水平顯著提升。

三、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造

1、建有網(wǎng)絡(luò)化制造資源協(xié)同云平臺，具有完善的體系架構(gòu)和相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)則。

2、通過協(xié)同云平臺，展示社會／企業(yè)／部門制造資源，實(shí)現(xiàn)制造資源和需求的有效對接。

3、通過協(xié)同云平臺，實(shí)現(xiàn)面向需求的企業(yè)間／部門間創(chuàng)新資源、設(shè)計(jì)能力的共享、互補(bǔ)和對接。

4、通過協(xié)同云平臺，實(shí)現(xiàn)面向訂單的企業(yè)間／部門間生產(chǎn)資源合理調(diào)配，以及制造過程各環(huán)節(jié)和供應(yīng)鏈的并行組織生產(chǎn)。

5、建有圍繞全生產(chǎn)鏈協(xié)同共享的產(chǎn)品溯源體系，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間涵蓋產(chǎn)品生產(chǎn)制造與運(yùn)維服務(wù)等環(huán)節(jié)的信息溯源服務(wù)。

6、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護(hù)體系，具備網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力。

通過持續(xù)改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)化制造資源協(xié)同云平臺不斷優(yōu)化，企業(yè)間、部門間創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力和服務(wù)能力高度集成，生產(chǎn)制造與服務(wù)運(yùn)維信息高度共享，資源和服務(wù)的動態(tài)分析與柔性配置水平顯著增強(qiáng)。

四、大規(guī)模個(gè)性化定制

1、產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)，通過差異化的定制參數(shù)，組合形成個(gè)性化產(chǎn)品。

2、建有基于互聯(lián)網(wǎng)的個(gè)性化定制服務(wù)平臺，通過定制參數(shù)選擇、三維數(shù)字建模、虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等方式，實(shí)現(xiàn)與用戶深度交互，快速生成產(chǎn)品定制方案。

3、建有個(gè)性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對用戶的個(gè)性化需求特征進(jìn)行挖掘和分析。

4、個(gè)性化定制平臺與企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、計(jì)劃排產(chǎn)、柔性制造、營銷管理、供應(yīng)鏈管理、物流配送和售后服務(wù)等數(shù)字化制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同與集成。

通過持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)方法、個(gè)性化定制平臺、個(gè)性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的不斷優(yōu)化，形成完善的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的企業(yè)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營銷、供應(yīng)鏈管理和服務(wù)體系，快速、低成本滿足用戶個(gè)性化需求的能力顯著提升。

五、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)

1、采用遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)模式的智能裝備／產(chǎn)品應(yīng)配置開放的數(shù)據(jù)接口，具備數(shù)據(jù)采集、通信和遠(yuǎn)程控制等功能，利用支持IPv4、IPv6等技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，采集并上傳設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)操作、環(huán)境情況等數(shù)據(jù)，并根據(jù)遠(yuǎn)程指令靈活調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。

2、建立智能裝備／產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺，能夠?qū)ρb備／產(chǎn)品上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行有效篩選、梳理、存儲與管理，并通過數(shù)據(jù)挖掘、分析，向用戶提供日常運(yùn)行維護(hù)、在線檢測、預(yù)測性維護(hù)、故障預(yù)警、診斷與修復(fù)、運(yùn)行優(yōu)化、遠(yuǎn)程升級等服務(wù)。

3、智能裝備／產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺應(yīng)與設(shè)備制造商的產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）、產(chǎn)品研發(fā)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。

4、智能裝備／產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)平臺應(yīng)建立相應(yīng)的專家?guī)旌蛯＜易稍兿到y(tǒng)，能夠?yàn)橹悄苎b備／產(chǎn)品的遠(yuǎn)程診斷提供智能決策支持，并向用戶提出運(yùn)行維護(hù)解決方案。

5、建立信息安全管理制度，具備信息安全防護(hù)能力。通過持續(xù)改進(jìn)，建立高效、安全的智能服務(wù)系統(tǒng)，提供的服務(wù)能夠與產(chǎn)品形成實(shí)時(shí)、有效互動，大幅度提升嵌入式系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能決策支持系統(tǒng)的集成應(yīng)用水平。

新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用要素條件

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

1、建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工廠內(nèi)網(wǎng)，采用工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)PON、工業(yè)無線、IPv6等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝備、傳感器、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)等的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、流轉(zhuǎn)和處理；利用IPv6、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與工廠內(nèi)、外網(wǎng)的互聯(lián)互通，支持內(nèi)、外網(wǎng)業(yè)務(wù)協(xié)同。

2、采用各類標(biāo)識技術(shù)自動識別零部件、在制品、工序、產(chǎn)品等對象，在倉儲、生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動信息采集與處理，通過與國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)對接，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品全生命周期管理。

3、實(shí)現(xiàn)工廠管理軟件之間的橫向互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流動、轉(zhuǎn)換和互認(rèn)。

4、在工廠內(nèi)部建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，或利用公眾網(wǎng)絡(luò)上的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、分析和挖掘，支撐智能化生產(chǎn)、個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸等應(yīng)用。

5、通過部署和應(yīng)用工業(yè)防火墻、安全監(jiān)測審計(jì)、入侵檢測等安全技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的防范、監(jiān)測和響應(yīng)，保障工業(yè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

二、人工智能

1、關(guān)鍵制造裝備采用人工智能技術(shù)，通過嵌入計(jì)算機(jī)視聽覺、生物特征識別、復(fù)雜環(huán)境識別、智能語音處理、自然語言理解、智能決策控制以及新型人機(jī)交互等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造裝備的自感知、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自控制。

2、結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)、知識發(fā)現(xiàn)與知識工程以及跨媒體智能等方法，在產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)與缺陷檢測、生產(chǎn)工藝過程優(yōu)化、設(shè)備健康管理、故障預(yù)測與診斷等關(guān)鍵環(huán)節(jié)具備人工智能特征。

3、目標(biāo)產(chǎn)品采用智能感知、模式識別、智能語義理解、智能分析決策等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境感知、智能人機(jī)交互、靈活精準(zhǔn)控制、群體實(shí)時(shí)協(xié)同等方面性能和智能化水平的顯著提高。

4、人工智能技術(shù)已在產(chǎn)品開發(fā)、制造過程等產(chǎn)品全生命周期過程中實(shí)際運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對制造過程優(yōu)化，技術(shù)方案和應(yīng)用模式等具有可復(fù)制性、可推廣性。