智能制造與數字化制造在工業制造的應用

魏筱瑜 蘆金華 常曉輝

摘? 要：隨著科技的不斷進步，智能化制造和數字化制造在工業制造領域得到廣泛應用。該文針對智能制造與數字化制造在工業制造中的應用進行分析和研究，對其發展過程中存在的問題進行總結，并針對智能制造和數字化制造從數據到應用對工業制造上的影響和相關措施進行論述。

關鍵詞：智能制造? 數字化制造? 工業制造? 應用

對于我國制造行業內部結構來看，我國處于第三階梯，主要生產中低端制造領域。我們中國制造的各方面來看，高新技術產業仍然是我國制造的短板，我國對于高新技術制造有80%能需要依靠進口。由此可見，智能化和數字化制造對于我國工業制造發展的質量有著推進作用，他們能夠使得中國制造在質量方面整體提升一個階梯，能夠更加快速地實現中國制造到中國創造的目標。

1? 智能制造與數字化制造

1.1 智能制造

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，在制造過程中能夠進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

隨著科技的不斷進步，智能制造在工業制造上的應用不斷擴大。通過智能化制造，使得工業制造單數據發揮作用最大化，通過相關技術對數據進行大量自動分析和運算。采用智能化的通信手段對生產過程中的數據進行分析，結合云計算實現整個工業制造的大數據發展。從目前智能化制造在我國工業制造中的應用可以看出，其應用的模式多種多樣，通過智能化應用大大降低了勞動力成本，同時提升了產品的質量和精度。中國在工業制造方面推出了《中國制造2025》，由此可以看出我國對于制造業發展高度重視，同時智能化制造結合數字化中國工業制造進行提升也是我國發展過程中的重要策略和方針。通過智能化制造能夠促使我國工業制造更上一層樓。

1.2 數字化制造

數字化制造是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發展與應用的結果，也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統不斷實現數字化的必然趨勢。數字化制造主要通過計算機對于大數據的處理，將整個工業制造過程中復雜的信息通過相關數字建立和模式轉化成電腦能夠識別的二進制代碼。利用相關程序將二進制代碼采用數字化仿真手段在計算機中進行模擬實現，能夠制造出數字化產品，通過計算機相關仿真技術在產品制造之前預測產品的性能，從而大大提高工業制造生產過程中的準確性和可實現性，加快了產品更新的步伐。因此，我國工業制造從產品各個方面系統利用數字化制造能夠減少生產過程中不必要的失誤，從而使得工業制造最大利益化。

目前我國工業生產采用數字化技術已是發展趨勢，數字化結合智能化制造能夠加快工業制造發展速度，同時為產品質量的提升帶來了質的飛躍。

2? 智能制造與數字化制造從數據到應用

2.1 智能制造的變革

隨著工業自動化日趨成熟，工業機器人和自動化生產已不再是唯一能夠實現智能制造的途徑，工業制造更多利用到了大規模數據、網絡、云計算、人工智能等新技術。伴隨信息技術的不斷發展，世界各國引領智能系統的第四次工業革命發生了變化。德國工業4.0、美國工業網絡、“中國制造2025”新信息技術和制造業思維融入生產模式，使得產業形態開始發生著重大的變化，我國逐步開始實現“制造業”向“智造業”轉變。

2.2 物理工廠、虛擬工廠的實現

在我國工業制造的應用中，智能制造能夠將現有的大數據通過云計算等新一代信息技術對其制造過程中各個方面進行融合。通過智能化與設計、生產、管理、服務等方面的融合實現智能工廠的發展，利用智能制造開創物理工廠、虛擬工廠，實現產業升級。“物聯網”和“大數據”是智能制造的主角，也是連接工業制造的主要手段之一。通過網絡和基于終端對工業制造過程中所產生的大量數據進行統計和計算，利用大數據流支持，使得產品走向柔性化、數字化的智能制造。

2.3 大數據分析和應用

工業制造的大數據分析應用是以網絡為基礎，將工業制造行業以及產品的相關數據，以內部和外部的形式，將移動數據連接成一個數據網的建設。通過大數據分析，能夠擴大消費者對智能產品的認知和接受度，能夠使用大量數據分析完成產品的發展。大數據網的核心是采用新一代的信息通信技術、傳感技術，實現產品的物聯網建設，在結合工業制造中能夠實現智能設備（信息系統）有線和無線網絡，連接到各種對象和環境（物理系統）中，如電力、交通、通信等。通過互聯網與云計算、互聯網與工業制造的結合，將產品對象連接到信息網絡上，利用生產與產品之間的實時連接和有效溝通，實現對現實世界的洞察和控制。由此可見，在整個工業制造結合大數據的過程中，智能制造、數字化制造相關技術通過各種數據資源互聯網，實現信息流的自動化、工程與代數的連接。通過大數據分析對現成數據進行提升，為實時生產線的操作人員、主管和高級管理人員提供企業數據。

3? 智能制造與數字化制造發展與思考

3.1 智能制造在世界的發展與技術應用

進入21世紀大數據、大計算時代，為提高產業競爭力，德國在各科研領域聯合制定了“工業4.0”，并提出了“關于實施德國工業4.0戰略規劃的建議”。對未來工業的發展做出了大膽的預測。以智能+網絡為核心，以先進的供應商戰略和市場戰略為兩大戰略支柱，通過對制造業生產方式的分析，結合當前面臨的機遇和挑戰，通過強有力的創新政策，縮短了世界各國的創新差距，解決了一系列科技難題。

3.2 工業工程人與智能制造結合發展

智能制造的發展要結合工業工程的理念。工業工程人才應與時俱進，工業工程是跨學科技術，工業工程師需要掌握智能設計、智能加工、智能裝配、智能服務等各種先進知識;工業工程師需要根據現有的智能制造方法存儲知識，并與工業相結合。目前，設計方案的制定與決策、加工工藝的智能優化、基于智能導航的裝配精密定位技術、挖掘客戶隱性需求的智能服務技術等已得到發展，在國內外已經形成了較為先進的技術體系。

4? 結語

我國工業制造的不斷發展離不開科技的進步，智能制造和數字化制造在工業中的應用是發展的必然趨勢。國家對于智能制造和數字化制造的重視將有力推動我國制造業的改革，其在工業制造中的應用也將大幅提升我國整體的制造水平。

參考文獻

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