兩化融合是指工業(yè)化與信息化的深度融合,這一概念的提出是為了通過信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化,進而促進制造企業(yè)走新型工業(yè)化道路。兩化融合是中國制造業(yè)轉型的必由之路,而智能制造是實現兩化融合的核心途徑,是推進兩化融合的重要抓手。
智能制造致力于實現整個制造業(yè)價值鏈的智能化,推進智能制造過程中需要諸多使能技術。其中,工業(yè)互聯網是實現智能制造的關鍵基礎設施和使能技術之一,工業(yè)互聯網是智能制造實現應有價值、讓企業(yè)真正從中獲益的必要條件(圖1)。工業(yè)互聯網是工業(yè)互聯的網,其核心就是工業(yè)互聯,需要連接的內容包括企業(yè)的各種設備、產品、客戶、業(yè)務流程、員工、訂單和信息系統等工業(yè)要素,而且必須實現安全、可靠地連接。工業(yè)互聯網與智能制造密切相關,可謂欲善其事,先利其器。
圖1 工業(yè)互聯網是智能制造的關鍵基礎設施之一
人工智能研究的主要方向包括語音識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統,可以分為感知智能、運動智能和認知智能,近年來機器學習和深度學習算法得到廣泛應用。
工業(yè)大數據主要是由工業(yè)互聯網采集,通過統計分析方法或人工智能算法來尋找數據中呈現的規(guī)律,再進行數據建模和數據展現,解讀數據的內涵,進而實現優(yōu)化與控制,實現數據驅動,最終幫助企業(yè)實現提高產品質量、優(yōu)化設備運營績效、降低能耗、優(yōu)化產品性能、提升客戶滿意度、提高企業(yè)盈利能力、縮短產品上市周期等業(yè)務目標。
人工智能與工業(yè)大數據是支撐智能制造的重要使能技術。大數據驅動知識學習,與人工智能技術的融合實現從數據到知識、從知識到決策。智能制造有賴于人工智能技術、工業(yè)大數據與制造技術融合,實現自主控制、優(yōu)化。
數字化轉型(digital transformation)是企業(yè)真正實現將模擬信息轉化為數字信息(例如將手工填寫的單據自動識別轉為數字信息)的過程。制造企業(yè)推進數字化轉型是實現智能制造的基礎和必要條件。事實上,對于智能制造應用的各個范疇,數字化技術都提供了重要的支撐:
(1)智能產品: CPS、adas、產品性能仿真;
(2)智能服務: Digital Twin、狀態(tài)監(jiān)控、物聯網、虛擬現實與增強現實;
(3)智能裝備:CAM系統、增材制造及其支撐軟件;
(4)智能產線:FMS的控制軟件系統、協作機器人的管控系統;
(5)智能車間:數據采集與監(jiān)視控制(SCADA)、車間聯網、MES、APS;
(6)智能工廠: 視覺檢測、設備健康管理、工藝仿真、物流仿真;
(7)智能研發(fā): CAD、CAE、EDA、PLM、嵌入式軟件、設計成本管理、DFM(可制造性)分析、拓撲優(yōu)化;
(8)智能管理: ERP、CRM、EAM、SRM、MDM、質量管理、企業(yè)門戶;
(9)智能物流與供應鏈:AGV、SLAM、自動化立庫、WMS、TMS、DPS(數字揀貨系統);
(10)智能決策:BI、工業(yè)大數據、企業(yè)績效管理、移動應用。
精益生產是在工業(yè)實踐中總結出來的實現持續(xù)改善的思想。在制造業(yè)轉型升級的浪潮中,精益生產與智能制造缺一不可、相得益彰。通過數字化、自動化和智能化技術的應用,精益生產將取得更大的實效。
實現中國制造業(yè)轉型,推進兩化融合,智能制造是核心。數字化轉型是實現智能制造的基礎,工業(yè)互聯網是支撐智能制造的基礎設施。同時,在推進智能制造的過程中,還要采用工業(yè)大數據、人工智能以及各種工業(yè)軟件等諸多使能技術。圖2是智能制造領域相關技術之間的關系。
圖2 智能制造領域相關技術之間的關系
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