作為一個“制造大國”，中國有著龐大的制造業(yè)市場基礎(chǔ)，而智能化將推動整個市場進(jìn)一步升華。因此，智能制造成為了《中國制造2025》中的一大關(guān)鍵詞，《中國制造2025》中指出，我國將大體分“三步走”、用3個10年左右時間，最終躋身世界制造強(qiáng)國前列。在這個過程中，必須依靠創(chuàng)新驅(qū)動，推廣“智能制造”，做大“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，實(shí)現(xiàn)從“制造”向“智造”的新突破。那么，“智能制造”的內(nèi)涵和特征究竟是什么？產(chǎn)業(yè)如何實(shí)現(xiàn)落地？在日前青島舉辦的2015“創(chuàng)新IT驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級”城市CIO論壇上，華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授通過學(xué)術(shù)與實(shí)踐兩個維度與大家分享了智能制造與智能化工廠的建設(shè)。

華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授 朱海平

以下為演講實(shí)錄：

    很高興，有這么一個機(jī)會能夠在青島跟大家交流，我是來自華中科技大學(xué)的朱海平，我今天和大家分享的也是針對“互聯(lián)網(wǎng)+”，現(xiàn)在一個很熱的方向——智能制造和智能工廠。

    首先是個人的簡單介紹，我來自華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院，在全國的機(jī)械學(xué)校華中科技大學(xué)應(yīng)該是全國排第一的。我目前在工業(yè)工程這個專業(yè)，主攻生產(chǎn)和運(yùn)作管理方向。如今，國家啟動了智能制造的項(xiàng)目，我在里面參與了幾個項(xiàng)目，后面我也會就目前科研項(xiàng)目的情況跟大家做一些交流。

    今天我這個報告分為兩部分，第一部分是比較學(xué)術(shù)化的，關(guān)注智能制造的內(nèi)涵與特征。第二部分是落地的一個方向，就是產(chǎn)業(yè)建設(shè)的實(shí)力。

智能制造的內(nèi)涵與特征

    講到智能制造首先離不開兩個詞，一個是制造，一個是智能。關(guān)于“制造”我們大家都知道，它有廣義與狹義之分，我們有時候說它是一個加工環(huán)節(jié)，有時候說它是不僅包括了具體的工藝過程，還包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量監(jiān)控、生產(chǎn)過程、管理營銷、售后服務(wù)直至產(chǎn)品報廢處理等在內(nèi)的整個產(chǎn)品壽命周期的全過程，這是制造的定義。而“智能”大家可能都會聯(lián)想到“人工智能”。那么“智能制造”這樣的一個結(jié)合，我們通常認(rèn)為它是泛指智能制造的技術(shù)和智能制造的系統(tǒng)。我們?yōu)槭裁慈ジ阒悄苤圃炷?？它有這么幾個好處：其一，智能機(jī)器的計算能力很強(qiáng)，適于大規(guī)模優(yōu)化運(yùn)算，比方說工程分析、云計算等等，它需要大量的計算，而人肯定是比不過機(jī)器的。其二，智能機(jī)器的感知能力很強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的實(shí)時自適應(yīng)控制。其三，就是很熱的一個詞“大數(shù)據(jù)”，基于大數(shù)據(jù)有各種各樣的智能方案，能夠創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)服務(wù)。所以，智能制造應(yīng)該說不是一個新的概念，早在上個世紀(jì)80年代，在國際上就已經(jīng)有智能制造的專著。在中國，我們學(xué)校也是國內(nèi)最早引入智能制造的高校，1988年，我們研究所的吳院士就已經(jīng)把智能制造這個概念引入到國內(nèi)了。

    但是我們看到從90年代初到2011年左右，將近15年的時間，很少有人去談智能制造，到了2011年以后就是爆發(fā)出來了，這是一個很奇怪的現(xiàn)象。從2012年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到2013年的工業(yè)4.0，再到現(xiàn)在我們說的中國制造2025，實(shí)際上它的主題都是“智能制造”。但是我們思考一個問題，為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？實(shí)際上我們早期談智能制造，一般都傾向于人工智能基礎(chǔ)用于制造過程，偏向于系統(tǒng)。但是近20年以來，隨著新技術(shù)的快速發(fā)展，我們現(xiàn)在講的智能制造，在德國的工業(yè)4.0中叫Smart Manufacturing，它更強(qiáng)調(diào)的是信息化的制造，它的特點(diǎn)是CPS還有大數(shù)據(jù)，在這個過程中智能制造的內(nèi)涵實(shí)際上也發(fā)生了一些細(xì)微的變化。此外，智能制造實(shí)際上是目前各國政府，重振制造業(yè)的一個抓手。我認(rèn)為以上就是智能制造概念為什么在這兩年突然爆發(fā)的原因。

    那么，什么叫智能制造呢？首先就是面向產(chǎn)品全生命周期，而不只是狹義的一部分。其次，是以新一代的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，去發(fā)展信息化制造。第三，是以智能制造系統(tǒng)為載體，在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)或過程，具有一定自主性的感知、學(xué)習(xí)、分析、決策、通訊與協(xié)調(diào)控制能力，能動態(tài)地適應(yīng)制造環(huán)境的變化，從而實(shí)現(xiàn)某些優(yōu)化目標(biāo)。制造系統(tǒng)是一個先進(jìn)的概念，小概念設(shè)備是一個制造系統(tǒng)，大到一個企業(yè)，企業(yè)聯(lián)盟都可以叫制造系統(tǒng)。但是我覺得沒必要所有的環(huán)節(jié)都智能化，有一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有一定的自主性的感知、學(xué)習(xí)、分析、決策、通信和控制能力，這有別于“數(shù)字化制造”與“自動化制造”的基本特征。

    同時，對于一個航空企業(yè)和一個服裝企業(yè)，它們講智能制造目標(biāo)肯定是不同的，要因行業(yè)、企業(yè)、和系統(tǒng)的層次而定?？傮w來說，我覺得有四個方面，第一個在某些行業(yè)比如說家電、3C、服裝等，非常強(qiáng)調(diào)滿足客戶個性化定制的需求。此外，例如當(dāng)前的航空、航天、船舶、汽車等它們本來就是個性化制造，強(qiáng)調(diào)的就是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的高品質(zhì)制造。大家都知道現(xiàn)在國內(nèi)的航空發(fā)動機(jī)還造不好，原因是什么？就是航空發(fā)動機(jī)的工業(yè)、材料我們解決不了，這就要用到智能制造的技術(shù)。第三個，就是保證高效率的同時，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)制造，這在石油化工、鋼鐵、電力行業(yè)很關(guān)鍵。最后一個就是提升產(chǎn)品價值，拓展價值鏈，包括工程機(jī)械、重點(diǎn)裝備等行業(yè)，它的服務(wù)價值可能比我們賣產(chǎn)品的價值更高，那就是提升產(chǎn)品價值的事。

智能制造的技術(shù)體系

    大家都關(guān)心智能制造的技術(shù)體系，這里我也做了一個梳理，把它分為兩部分，包括智能產(chǎn)品和智能制造過程。在智能制造的過程中，有一些基礎(chǔ)的關(guān)鍵技術(shù)，包括通信技術(shù)，新一代信息技術(shù)，人工智能，智能優(yōu)化等等。下面我就逐一地做一個簡單的介紹。

    首先，是智能產(chǎn)品，指深度嵌入信息技術(shù)，在其制造、物流、使用和服務(wù)過程中，能夠體現(xiàn)出自感知、自診斷、自適應(yīng)、自決策等智能特征的產(chǎn)品。這個定義可能大家都看到過，把它做一個梳理，就是智能產(chǎn)品所謂的智能體現(xiàn)出三個環(huán)節(jié)，第一個是產(chǎn)品使用過程的智能化，典型的例子是無人機(jī)，無人機(jī)在工作的時候受到研發(fā)人的控制，能夠自覺的根據(jù)環(huán)境做一些反應(yīng)，這個就是使用過程的智能化，包括無人駕駛技術(shù)。第二個，是制造過程的產(chǎn)品智能化，大家可能都看過西門子的一個宣傳片，它的PRC產(chǎn)品能夠自動的尋找分類、加工，我覺得這很簡單，自己列一個標(biāo)簽，體現(xiàn)了在制造過程中產(chǎn)品能夠跟機(jī)器，或者機(jī)器跟機(jī)器之間能夠相互規(guī)劃，這就是制造過程的智能化。第三個，是服務(wù)過程的智能化，有個例子，三一重工的客戶在幾千公里以外工作，而它的信息可以傳到ETC控制中心，從而實(shí)現(xiàn)功能機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，這就是服務(wù)過程的產(chǎn)品智能化。

    第二部分是智能設(shè)計，關(guān)于智能設(shè)計目前談的比較少。我們現(xiàn)在講智能制造，智能設(shè)計肯定是智能制造的一個重要的環(huán)節(jié)，但它是很難實(shí)現(xiàn)的。凡是我們現(xiàn)在談的少的，其實(shí)都是很難的，因?yàn)樗菐资甓冀鉀Q不了的問題。但是智能設(shè)計它又尤其關(guān)鍵，未來智能設(shè)計主要分為幾個環(huán)節(jié)，第一是面向工業(yè)海量數(shù)據(jù)的需求，通過大數(shù)據(jù)分析客戶的需求，能夠更好的描述設(shè)計需求。第二是設(shè)計概念智能創(chuàng)新的解決方案，比如我們現(xiàn)在講的ICME、集成制造材料工程等等。最后是性能優(yōu)先的智能設(shè)計，現(xiàn)在談3D打印的很多，事實(shí)上3D打印應(yīng)該不是智能制造的范疇，但是它可以為我們的智能設(shè)計提供幫助。以前我們印一個名片，設(shè)計的時候首先要考慮的是能不能把它造出來，否則設(shè)計的再好也沒有用。但是現(xiàn)在有了3D打印，不管是什么復(fù)雜的文件，都可以用3D打印打出來，這個時候就可以產(chǎn)生從實(shí)現(xiàn)優(yōu)先到性能優(yōu)先的巨大改變。

    第三部分是智能裝備與工藝，這個制造企業(yè)非常熟悉，我把它做了個分類。第一個是高品質(zhì)復(fù)雜能力的智能加工，我剛才舉了一個例子比如航空發(fā)動機(jī)，或者其他行業(yè)各個復(fù)雜的軟件它能夠加工，幾個關(guān)鍵詞就是工業(yè)的自學(xué)習(xí)、裝備的智力執(zhí)行、感知等等，實(shí)現(xiàn)智能工藝的智能性。第二個是高度的人機(jī)協(xié)同，大家可能都看過一個攻克未來工廠的視頻，通過操作機(jī)器人進(jìn)行互動，這就是一個高度的人機(jī)協(xié)同。此外，是虛擬與物理融合制造，例如在工廠中某個工人拉著焊鉗進(jìn)行比劃，后面的虛擬產(chǎn)品就可以進(jìn)行焊接并做焊工的檢測，這個就是虛擬物理融合的制造，而這些都體現(xiàn)了裝備和工業(yè)的智能成分。

    第四部分是智能工廠，現(xiàn)在大國的制造企業(yè)都上了這個系統(tǒng)，可能還有很多廠家在宣傳自己的產(chǎn)品多么智能，但是實(shí)際上我們離構(gòu)建智能化的工廠還很遠(yuǎn)。那么什么叫智能工廠？我做了一個總結(jié)，第一你的工廠要具有適應(yīng)性，不管你生產(chǎn)多少批量、多少品種的產(chǎn)品，系統(tǒng)都能很好地實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的支持。第二是基于實(shí)時反饋信息的智能動態(tài)調(diào)度，這也是工業(yè)4.0里面一個很重要的概念，就是計劃管控從集中型向分散型轉(zhuǎn)變，智能制造單元可以通過自主協(xié)商來決定加工任務(wù)和順序，從而快速響應(yīng)制造環(huán)境的變化。以前我們經(jīng)常說把計劃做好了，生產(chǎn)按照計劃來走就不調(diào)整了，這在以前大批量生產(chǎn)的情況下可以成為現(xiàn)實(shí)，但是現(xiàn)在存在多批小批量的情況，這是實(shí)現(xiàn)不了的。所以需要把計劃分散控制，在執(zhí)行過程中，根動態(tài)地去調(diào)整。第三是預(yù)測性制造，就是所謂的自省性特征，未來設(shè)備的狀態(tài)能夠預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量的變化和生產(chǎn)技能，從而提前采取主動的策略。如果這三個方面能夠?qū)崿F(xiàn)，那么我們的工廠就夠智能了，但是顯然我們現(xiàn)在的系統(tǒng)還難以支持以上三個特點(diǎn)。

    第五部分是智能管理與服務(wù)。管理包括了物流、供應(yīng)鏈、能源管理以及智能服務(wù)等等。

  最后一部分是智能生態(tài)系統(tǒng)。這個現(xiàn)在也談得很多，例如科技化定制等，我覺得這是關(guān)于智能制造的新模式，但是這是否屬于智能制造，還值得商榷。當(dāng)然，要支持這種新模式，就需要智能制造生態(tài)系統(tǒng)的支持，包括產(chǎn)品、制造環(huán)節(jié)、產(chǎn)業(yè)鏈還有一些特定行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)，一個典型的例子就是蘋果，它可以說是一個很健康的智能生態(tài)系統(tǒng)。

智能制造的特征

    接下來大家可能還關(guān)注智能制造到底有什么樣的特征，我總結(jié)了六個特征：

    第一，智能制造是一個大系統(tǒng)，這是一個趨勢，任何企業(yè)或者個人都可能參與到產(chǎn)品設(shè)計中，現(xiàn)在我們談的眾包設(shè)計、物流、電網(wǎng)與制造工廠的聯(lián)系，顯然這是個非常復(fù)雜的大系統(tǒng)即云計算，目前已經(jīng)成為一個必備的基礎(chǔ)設(shè)施。

    第二，就是我們說的智能活動的基本特征，即信息驅(qū)動下的感知、分析、決策、執(zhí)行與反饋幾個大類。你現(xiàn)在檢測一下，如果沒有這幾個基本特征就不能稱之為智能。

    第三，是系統(tǒng)的凈化和自覺性，即系統(tǒng)能夠自主、自覺性地調(diào)整它自己的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化組合。

    第四，就是集中智能與群體智能相結(jié)合。我剛才舉了一個例子就是CPS，即信息物理系統(tǒng)，代表的個體具有智能特征，可以自主協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)分散控制，這是群體智能的體現(xiàn)，但因?yàn)榍敉嚼Ь车仍?，集中智能仍不可少。我們以前講智能是一種集成智能，這個就類似于現(xiàn)在講的經(jīng)濟(jì)，以前是計劃經(jīng)濟(jì)現(xiàn)在是市場經(jīng)濟(jì)，未來也是要由集中控制到分項(xiàng)控制轉(zhuǎn)移，但是分項(xiàng)控制確實(shí)會帶來問題，比如效率可能比較低等等。所以未來我們認(rèn)為集中控制與分項(xiàng)控制要相結(jié)合，就如我們說市場經(jīng)濟(jì)也要宏觀調(diào)控一樣。

    第五，是人與機(jī)器的互動，就是人機(jī)協(xié)同?，F(xiàn)在越來越多的機(jī)器人，還有一些可穿戴設(shè)備逐漸出現(xiàn)和普及，而未來人與機(jī)器的融合將是一個趨勢。

    最后，是虛擬與物理的融合。我們說智能系統(tǒng)蘊(yùn)含著兩個世界，一個是由機(jī)器實(shí)體和人構(gòu)成的物理世界，另一個是由數(shù)字模型、狀態(tài)信息和控制信息構(gòu)成的虛擬世界，未來兩個世界將深度融合，難分彼此。當(dāng)虛擬世界里發(fā)生了變化，物理世界馬上就會跟著改變，反過來物理世界的狀態(tài)也能夠在虛擬世界里面得到反映，后面我可以通過一個例子給大家說一下。

關(guān)于智能制造的一些思考

    首先，我們現(xiàn)在所說的“智能”有低級和高級之分，“自學(xué)習(xí)、自決策、自適應(yīng)、高度人機(jī)協(xié)同”是未來方向，但目前難以實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在很多情況下我們還處于低級的智能。

    另外，智能制造業(yè)不是一個大雜燴，現(xiàn)在很多人習(xí)慣于所有新東西都叫智能制造，事實(shí)上有些東西不太合適歸于智能制造。

    其三，在不同的行業(yè)和企業(yè)智能制造的實(shí)施目標(biāo)是有差異的，因此一定要謹(jǐn)慎處理，做汽車的企業(yè)和做CT的企業(yè)，它的智能制造肯定是有區(qū)別的。

    其四，智能制造的基礎(chǔ)是不是完全基于智能化制造，我覺得還有待商榷。全面自動化至少現(xiàn)在可能還沒有必要，我認(rèn)為并不是一定要全面自動化才做智能制造。

    最后，是我個人的觀點(diǎn)，可能不一定大家普遍認(rèn)同。我自己覺得智能制造只是錦上添花，不能雪中送炭。如果一個企業(yè)原先管理比較完善，通過智能制造是可以更進(jìn)一步的。然而，如果一個企業(yè)管理不好，想通過智能制造提升到很高的高度是不可能的。中國和美國、德國最大的差距，不是在信息化，我們的阿里巴巴可能比美國的那些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)還要強(qiáng)，這是我們的優(yōu)勢。但是我們在設(shè)計、材料、工藝和管理方面與德國、美國有巨大的差距，因此中國制造2025中有個工作叫強(qiáng)基工程，這是非常重要的。

智能化工廠建設(shè)案例

    第二部分我們來探討一下關(guān)于落地的一些內(nèi)容。今年工信部先后啟動了兩個項(xiàng)目，一個是智能制造專項(xiàng)，另一個是智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。其中智能制造專項(xiàng)在十大領(lǐng)域支持智能制造新模式建設(shè)，同時也支持智能制造標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，全國一共94個項(xiàng)目入圍。而智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目，主要是從六個方面，工廠、車間、裝備與產(chǎn)品、模式、管理還有服務(wù)支持試點(diǎn)示范建設(shè)，最終46家企業(yè)入圍。我也參加了其中幾個項(xiàng)目，下面就把我們做的規(guī)劃工作給大家做一個分享，由于項(xiàng)目才剛啟動，目前看不到一個完整的應(yīng)用效果，我只能把我們的規(guī)劃給大家做一個展示。

案例1：3C產(chǎn)品智能加工工廠建設(shè)

    這是我們在東莞的一個3C產(chǎn)品的案例，3C就是我們推行的3個C（Computer、Communication、Consumer Electronic）的簡稱，中國是3C產(chǎn)品的制造大國，東莞手機(jī)每年2.3億臺，產(chǎn)值超過1800億，現(xiàn)在手機(jī)金屬外殼是一個趨勢，金屬外殼要到機(jī)床去加工，因此機(jī)床去年猛增，現(xiàn)在珠三角現(xiàn)役高速鉆攻中心數(shù)量超過十萬臺。而富士康一共有幾萬臺，幾千個機(jī)器人，規(guī)模是非常非常大的，而且它是全自動物流，據(jù)估計每天數(shù)據(jù)量超過1TB，所以這是一個很典型的大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例。但是在大陸應(yīng)該說還達(dá)不到這個水平，所以國家支持這個項(xiàng)目，就是希望企業(yè)能夠向富士康學(xué)習(xí)，東莞現(xiàn)在推行的機(jī)器化，就是希望用一些機(jī)器，包括機(jī)器人去替代人工操作，這個機(jī)器最好是國產(chǎn)的，數(shù)字系統(tǒng)也最好是國產(chǎn)的。第二就是產(chǎn)線自動化，物流自動化，檢測自動化，比如說采集、分析、決策都在你自己，目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)機(jī)器，包括大數(shù)據(jù)管理還有決策支持。

    我們把這個智能工廠分為五個層次，最底下是智能設(shè)備，包括各種各樣的加工設(shè)備、物流設(shè)備，以及產(chǎn)線的控制系統(tǒng)等等，構(gòu)成了一個智能設(shè)備。中間是物聯(lián)網(wǎng)層面，就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與指令下達(dá)。再往上就是業(yè)務(wù)系統(tǒng)，右邊是MES，左邊是三維的虛擬生產(chǎn)建模，中間是三維工藝設(shè)計。再往上就是數(shù)據(jù)中心層，包括云數(shù)據(jù)中心、決策分析平臺等等，是數(shù)據(jù)集中管理的一個地方。最上面是智能展現(xiàn)層，我們把它分為集中的生產(chǎn)管控中心，以及移動終端應(yīng)用等等。這個項(xiàng)目工作目前正在開展，它主要的難點(diǎn)在于我們引入國產(chǎn)的數(shù)字中心，帶的是國產(chǎn)的數(shù)字系統(tǒng)，以及一百臺國產(chǎn)機(jī)器人構(gòu)成柔性加工，應(yīng)該說這個在國內(nèi)目前還是第一家。其中裝備中心還有機(jī)器人跟國外相比還是有差距。這是工信部里面投入最大的項(xiàng)目，900臺國產(chǎn)的機(jī)床，數(shù)據(jù)系統(tǒng)還有100臺機(jī)器人，另外就是我們的智能工藝，將會實(shí)現(xiàn)全三維加工工藝。此外，智能MES我們用的也是國產(chǎn)的。在智能決策方面，工廠和數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)智能的生產(chǎn)決策，包括設(shè)備狀態(tài)診斷、過程質(zhì)量控制等。我們想做一個什么項(xiàng)目呢？就是虛擬車間和物理車間的同步，車間可以支持漫游，當(dāng)你進(jìn)到里面之后，想看具體的生產(chǎn)狀況，只需要在虛擬機(jī)上點(diǎn)一下，它馬上就會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，我們希望最后能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬車間和物理車間的百分之百同步。但是這里面有一定的技術(shù)難度，我們希望朝這個方向努力。

案例2：輸配電裝備企業(yè)智能化工廠

    第二個案例是我們跟國內(nèi)最大的電力裝備企業(yè)西電集團(tuán)去年做的一個項(xiàng)目，是建一個變壓器的智能化生產(chǎn)。變壓器是一個完全零散的制造，不像其它技術(shù)有流水線，它完全就是零散加工的，我們當(dāng)時是怎樣設(shè)計的？這樣一個工廠要做智能制造，也就是設(shè)計過程的數(shù)字化、智能化，這實(shí)際上就是一個變壓器的專項(xiàng)系統(tǒng)，變壓器在設(shè)備過程中需要做大量的科技計算等等，因此，我們必須設(shè)計一個專項(xiàng)庫去實(shí)現(xiàn)設(shè)計過程的數(shù)字化、智能化，主要是數(shù)字化車間、虛擬車間還有經(jīng)營管理、能源管理，以及設(shè)備的整裝。在產(chǎn)品使用過程中的數(shù)字化和智能化，我們主要是通過遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。

    在這個項(xiàng)目里面，有這么幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，第一就是面向多型號產(chǎn)品混流生產(chǎn)的智能柔性生產(chǎn)線。其中產(chǎn)品的生產(chǎn)智能柔性生產(chǎn)線，是目前一個比較大的問題，在這個項(xiàng)目中，他們希望建十幾條生產(chǎn)線，而在這個過程中還要能體現(xiàn)智能化設(shè)備，并且支持多頻的混流生產(chǎn)。第二是構(gòu)建設(shè)備監(jiān)測與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多條柔性生產(chǎn)線、物流單元、檢測單元的集成管控和協(xié)同工作。第三是制造大數(shù)據(jù)采集、分析及利用，主要包括智能能源管理，以及質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析。最后，是虛擬與物理融合的制造過程控制，即生產(chǎn)過程仿真分析與優(yōu)化，和三維透明工廠。

案例3：船舶配套企業(yè)智能工廠規(guī)劃

    案例3是武漢本地的一個項(xiàng)目，我們做的智能工廠的規(guī)劃，當(dāng)時我們也在思考一個問題，怎么樣去描述智能工廠。我們說一個智能工廠，首先得是工廠，那么怎么去描述工廠呢？實(shí)際上可以從三個維度去描述：第一工廠是產(chǎn)品全生命周期的，從設(shè)計制造到銷售服務(wù)。第二是生產(chǎn)制造流動，從下到上，設(shè)備、產(chǎn)線、車間、工廠、企業(yè)到供應(yīng)鏈。第三個維度就是供應(yīng)鏈維度，從上游到下游，還有企業(yè)自身。描述一個工廠從三個維度可以把它描述清楚，而智能工廠我們也是從三個維度去描述，但是要體現(xiàn)它的智能化特點(diǎn)。我們畫了一個圖，左邊是數(shù)字化設(shè)計與工藝還有產(chǎn)品的全生命周期，中間是數(shù)字化智能車間，右邊是數(shù)字化服務(wù)。從下到上，中間有五個程式，智能設(shè)備、智能控制、智能生產(chǎn)管控，還有智能生產(chǎn)等等。供應(yīng)鏈單獨(dú)畫一個框框，這個和現(xiàn)在工業(yè)4.0里面講的三個集成是完全吻合的。這個項(xiàng)目主要的內(nèi)容是產(chǎn)品的制造和升級，以及產(chǎn)品的全生命周期的數(shù)字化和智能化改造，包括設(shè)施的升級以及管控中心智能決策的升級等。

案例4：輸配電行業(yè)智能化工廠標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

    最后一個案例跟前面幾個不太一樣，這是一個做標(biāo)準(zhǔn)的案例。剛才說了，國家智能制造項(xiàng)目里面，也支持智能制造的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，而智能化工廠的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)里面要做四個標(biāo)準(zhǔn)，其中一個標(biāo)準(zhǔn)就是智能工廠的體系架構(gòu)。大家可能看到過國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南，我們也參與了這個工作。聚焦輸配電行業(yè)，我們幫它設(shè)計了一個智能化工廠的標(biāo)準(zhǔn)，還有一個子系統(tǒng)。這里面我們要回答幾個問題，這幾個問題其實(shí)現(xiàn)在在國內(nèi)都沒有回答好。

    第一就是智能化工廠的定義是什么，第二是智能化工廠的邊界范圍是什么，第三是智能化工廠的標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)成是什么，第四是智能化特征怎么體現(xiàn)，第五是如何評價智能化工廠。

    這幾個問題，我們現(xiàn)在都沒有回答好，因此希望通過這個標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，把這幾個問題回答清楚。這是我們當(dāng)時梳理的一個智能化工廠系統(tǒng)的模型，11個子系統(tǒng)，有各種各樣復(fù)雜的信息交互。另外就是為了能夠說服工信部的領(lǐng)導(dǎo)做的這個標(biāo)準(zhǔn)是可行的，我們也做了一個標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證平臺，即在我們的科普企業(yè)建立一個平臺。這是一條流水線，這個流水線要做準(zhǔn)確，體現(xiàn)智能化特征，把我們前面所提的這些功能基本上在這里都能夠體現(xiàn)。

    我們以前不敢做標(biāo)準(zhǔn)，也不知道做的標(biāo)準(zhǔn)到底是不是可行，而現(xiàn)在我們就既要做標(biāo)準(zhǔn)，而且要驗(yàn)證這個標(biāo)準(zhǔn)是可行的、先進(jìn)的。

關(guān)于智能化工程建設(shè)的建議

一是規(guī)劃先行，有必要邀請相對中立的專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)來制定智能工廠總體規(guī)劃；二是問題牽引，要明確智能工廠要解決什么問題，且確信能解決這些問題；三是夯實(shí)基礎(chǔ)：是否具備實(shí)施智能化工廠的基礎(chǔ)條件？比如，是否滿足工信部智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目定義的六要素；四是循序漸進(jìn)，目前的一些智能制造項(xiàng)目面鋪的太廣了，實(shí)際上不利于形成亮點(diǎn)。