“互联网+制造”和“智能制造”有什么区别?
智能制造源于人工智能的研究,人工智能是用人工的方法在计算机上实现的智能。20世纪80年代提出了智能制造的概念,日本在1989提出了智能制造系统。1994年启动了先进制造国际合作研究项目,包括公司集成与全球制造、制造知识系统、分布式智能系统控制、面向产品快速实现的分布式智能系统技术。
加拿大制定的1994-1998发展战略规划认为,未来知识密集型产业将是带动全球经济和加拿大经济发展的基础,智能系统的开发和应用非常重要,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、新器件和动态环境下的系统集成。
欧盟的信息技术相关研究包括ESPRIT项目,大力支持具有市场潜力的信息技术。1994推出新R&:在项目D中,39项核心技术入选,其中3项(信息技术、分子生物学、先进制造技术)突出了智能制造的地位。
80年代末,我国也将“智能仿真”列入国家科技发展规划,并在专家系统、模式识别、机器人、中文机器理解等方面取得了一批成果。2015《中国制造2025》作为中国未来十年制造强国战略的行动纲领和未来30年实现制造强国梦的基础文件,明确提出:“智能制造是新一轮科技革命的核心,也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向”。智能制造在中国获得了快速发展的新机遇,成为中国现代先进制造业发展的新方向。
智能制造(IM)是指由智能机器和人类专家组成的人机一体化智能系统,能够在制造过程中进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。智能制造通过人与智能机器的合作,在制造过程中拓展、延伸并部分替代人类专家的脑力劳动。智能制造不仅仅是人工智能系统,而是人机一体化的智能系统,是混合智能。智能制造系统能够独立承担分析、判断和决策的任务,突出了人在制造系统中的核心地位。同时,机器智能和人类智能真正融合,相互配合,相辅相成,本质是人机一体化。
智能制造的典型特征有:(1)状态感知:精确地、无处不在地感知外部输入的实时运行状态;(2)实时分析:快速准确地分析实时运行状态数据;(3)精准执行:对外部需求、企业运营状况、R&D、生产的快速反应和精准执行;(4)自主决策:根据设定的规则和数据分析的结果,做出独立的判断和选择,具有自我学习的能力。
“工业4.0”是德国联邦教育研究部和联邦经济技术部在2013汉诺威工业博览会上提出的一个概念。“工业4.0”的内涵是利用赛博物理系统CPS,将生产中的供应、制造、销售等信息数字化、智能化,最终实现快速、有效、个性化的产品供应。“工业4.0”出现后,引起了欧洲乃至世界工业商业领域的极大关注和认可。德国学术界和工业界认为,“工业4.0”是智能制造引领的第四次工业革命,描绘了制造业的未来愿景。在前三次工业革命之后,人类迎来了以信息物理系统(CPS)为基础的高度数字化和网络化的生产。
“工业4.0”有三大主题:(1)“智能工厂”,关注智能生产系统和流程,以及网络化分布式生产设施的实现;(2)“智能生产”主要涉及整个企业的生产物流管理、人机交互以及3D技术在工业生产中的应用。该计划将特别重视吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能生产技术的使用者和受益者,也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;(3)“智能物流”主要是通过互联网、物联网、服务互联网等整合物流资源。,充分发挥现有物流资源供应商的效率,而需求方可以快速获得服务匹配,得到物流支持。
智能制造类似于“工业4.0”。“工业4.0”的本质是充分利用赛博物理系统CPS,推动制造业向智能化转型。智能制造是一种新的制造模式。从智能制造系统从低级到高级的逐步演进来看,智能制造的内涵包括“工业4.0”三大主题。
2065438+2004年2月,美国国防部牵头成立了数字化制造与设计创新研究所(DMDI)。2014年2月,14,美国能源部也宣布将牵头成立智能制造(CEMI)清洁能源制造创新研究所。美国为什么要成立数字制造和智能制造两个机构,两个机构是怎么分工的?在各自研究领域的主要区别是什么?
首先,我们来了解一下什么是数字化制造。
数字化技术是指利用计算机软件(硬件)、网络和通信技术,对所描述的对象进行数字化定义、建模、存储、加工、传输、分析和优化的过程和方法,以达到精确描述和科学决策的目的。数字技术具有精确描述、可编程、快速传输、易于存储、转换和集成等特点,因此数字技术为各个领域的科技进步和创新提供了全新的工具。数字技术与传统制造技术的结合就是数字制造技术。
其次,我们来分析一下美国数字制造组织DMDI和能源制造组织CEMI的愿景:
(1)美国数字化制造机构DMDI: ①目标:通过在整个供应链中使用增强的、可互操作的信息技术系统,全面改进产品的设计和制造过程。②重点:综合应用来自设计、生产和产品使用的数据,降低制造周期和成本;将制造过程数字化,加强产品生命周期的建模和高级分析工具,提高产品性能、流程效率和企业绩效。③核心技术:通过以计算机为基础的集成系统,将设计、制造、保障、报废系统的要求连接起来,完善整个“数字线”。在设计实施中,综合运用了智能传感器、控制器和软件来提高保障性,并考虑了系统的安全性。
(2)美国智能制造机构CEMI:①目标:从实时能源管理、能源生产率、过程能效等角度降低制造成本。②聚焦:在整个生产运作中实时整合效率信息,重点是最小化能源和材料的使用;尤其是对能源密集型制造业而言。(3)传感器——可以在高温高压环境下工作,控制系统——使用来自这些传感器的数据,计算模型——模拟传感器和控制系统的运行,开放平台——验证这些技术的集成如何提高能效。
可以看出,无论是美国的DMDI还是CEMI,都不可避免地在研究各种智能制造技术。美国DMDI的技术方向和R&D含量更适合离散制造业的智能制造需求,而美国CEMI的技术方向和含量更适合流程制造业的智能制造需求。
因此,我们可以认为传统数字制造技术的侧重点不同于当前智能制造技术的侧重点。传统数字制造技术侧重于数字技术在产品全生命周期的应用,智能制造侧重于人工智能技术的应用。数字制造技术是实现智能制造的基础,智能化是数字制造技术的发展方向之一,即采用智能化的方法实现智能设计、智能工艺、智能加工、智能装配和智能管理,从而进一步提高产品设计和制造的管理水平。
2015年5月,国务院正式发布《中国制造2025》,明确提出以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向。“互联网+制造”正在成为中国经济的下一个重要增长点。预计未来20年,中国工业互联网的发展将带来约3万亿美元的GDP增长。
那么“互联网+制造”和智能制造有什么区别呢?
可以说,“互联网+制造”是我们实现产业升级的手段和途径,智能制造是目标。我们将互联网技术引入日常制造,逐步实现制造的自动化和网络化,最终实现智能制造。
ICT技术的发展引发了第四次工业革命,主要指云、大数据、物联网的突破性发展。云数据中心使海量数据存储成为可能,存储成本大大降低。大数据技术可以深度挖掘和利用工厂生产过程中产生的大量数据,为管理者做出更有利的商业洞察。物联网技术可以实现人与设备、设备与设备之间的互联互通,使人机交互更加自由可靠,促进生产自动化和柔性化的发展。“互联网+制造”实际上是关于前沿的ICT技术与传统制造业的结合,从而最终降低成本,提升竞争力。
毫无疑问,智能化是制造自动化的发展方向。人工智能技术被广泛应用于制造过程的几乎所有方面。专家系统技术可用于工程设计、工艺设计、生产调度、故障诊断等。神经网络、模糊控制技术等先进的计算机智能方法也可以应用于产品配方和生产调度,实现智能制造过程。而人工智能技术特别适合解决特别复杂和不确定的问题。但同样显而易见的是,企业制造全流程实现智能化,如果不是完全不可能,至少也是遥远的未来。
实现智能制造是一个长期的过程。总的来说,要先实现制造业的自动化和信息化,最后走向智能化。Made in internet plus就是将互联网技术和思维模式引入到我们的日常生产组织中。在我们的日常生产中,人、设备、产品、材料等。总是产生大量的数据信息。互联网技术使得海量数据信息的传输、整合和挖掘成为可能。
在具体措施上,首先要以现有的工业化和信息化一体化管理体系为抓手,通过标准化,特别是国际标准化的实施,引领制造业和互联网的融合发展。
其次,以制造业为切入点,结合相关产业的合作,推进“互联网+制造”。着力推进传统装备智能化改造升级,加强CPS (cyber-physical systems)在重点行业的应用水平和智能制造系统解决方案能力建设,积极培育工业生产新业态新模式,促进制造业服务化转型和生产性服务业发展。
三是以创业创新为重点,加快发展“互联网+中小微企业”。“这方面由工信部中小企业司牵头,会同相关部门共同推进。这是国家层面部署‘互联网+’行动计划的重点任务,将围绕中小企业大众创业、万众创新展开。”
四是以高速宽带网络技术为支撑,提高基础设施的支撑水平。“这部分主要由通信司(工信部信息通信发展司)进行,将会同相关部门推进,做好我们的4G等信息基础设施,规划发展5G等下一代通信技术。”
五是以关键技术和软件产业服务为突破口,提升信息技术产业支撑水平。这部分由工信部电信司(电子信息司)和信息司(信息和软件服务业司)牵头。重点是夯实信息产业发展基础,实施“星火计划”,大力发展移动互联网、物联网、云计算、大数据等新一代技术产业,加快云计算+大数据基础设施建设。