3.1 智能制造與智能工廠

3.1.1 智能制造的內(nèi)涵與定義

智能制造的概念起源于20世紀(jì)80年代人工智能在制造業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。1991年，日本、美國、歐共體發(fā)起實(shí)施的“智能制造國際合作研究計(jì)劃”中把智能制造系統(tǒng)定義為：“智能制造系統(tǒng)是一種在整個(gè)制造過程中貫穿智能活動，并將這種智能活動與智能機(jī)器有機(jī)融合，將整個(gè)制造過程從訂貨、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到市場銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)以柔性方式集成起來的能發(fā)揮最大生產(chǎn)力的先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)。”它從側(cè)面說明了智能制造的一些特點(diǎn)。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，智能制造的概念不斷完善，技術(shù)體系逐漸成熟，形成了“新一代智能制造”的概念。它把智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)等應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和服務(wù)的全過程中，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品全生命周期和制造系統(tǒng)全生命周期的管理。它改變了制造業(yè)中的生產(chǎn)方式、人機(jī)關(guān)系和商業(yè)模式，智能制造不是簡單的技術(shù)突破，也不是簡單的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造，而是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能技術(shù)等和制造業(yè)的深度融合、創(chuàng)新集成。

針對新一代智能制造，不同組織和專家在不同時(shí)期從不同角度對其概念進(jìn)行了定義，下面列舉一些：

1）2011年 6月，美國智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟（Smart Manufacturing Leadership Coalition，SMLC）發(fā)表了《實(shí)施 21世紀(jì)智能制造》報(bào)告。定義智能制造是先進(jìn)智能系統(tǒng)強(qiáng)化應(yīng)用、新產(chǎn)品快速制造、產(chǎn)品需求動態(tài)響應(yīng)，以及工業(yè)生產(chǎn)和供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)優(yōu)化的制造。其核心技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)化傳感器、數(shù)據(jù)互操作性、多尺度動態(tài)建模與仿真、智能自動化以及可擴(kuò)展的多層次網(wǎng)絡(luò)安全。其融合了從工廠到供應(yīng)鏈的所有制造，并使得對固定資產(chǎn)、過程和資源的虛擬追蹤橫跨整個(gè)產(chǎn)品的生命周期。結(jié)果將是在一個(gè)柔性的、敏捷的、創(chuàng)新的制造環(huán)境中，優(yōu)化性能和效率，并且使業(yè)務(wù)與制造過程有效地串聯(lián)在一起。

2）《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》（工信部聯(lián)規(guī)〔2016〕349號）指出，智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2018年版）》引用了這個(gè)定義。

3）2018年，周濟(jì)、李培根等院士聯(lián)合發(fā)表的《走向新一代智能制造》[40]一文中指出，廣義而論，智能制造是一個(gè)大概念，是先進(jìn)信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)等全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化集成，旨在不斷提升企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、效益、服務(wù)水平，減少資源消耗，推動制造業(yè)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享發(fā)展。

4）2021年7月，《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021年版）》（征求意見稿）提出了智能制造是基于先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效率效益和柔性的先進(jìn)生產(chǎn)方式。

綜合上述眾多定義，可以理解智能制造為一類新一代制造模式和制造方法的總稱，是信息化和工業(yè)化的高度融合，貫穿產(chǎn)品全生命周期，包含制造及其服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)等特征，是人、信息系統(tǒng)、物理系統(tǒng)高度融合的新興生產(chǎn)方式。智能制造的目標(biāo)是能適應(yīng)制造環(huán)境的變化，有效縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低運(yùn)營成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源消耗、提高生產(chǎn)效率，滿足用戶對高品質(zhì)產(chǎn)品的個(gè)性化需求。隨著信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能制造的內(nèi)涵和特點(diǎn)也會不斷發(fā)展。