第一节 从全球范围看智能制造的产生

一、智能制造是制造技术与信息网络技术、人工智能技术深度融合的产物

从发展历程看，全球制造业经历了手工制作、福特生产、自动化和集成化制造、敏捷制造等阶段。就制造自动化而言，大致每10年上一个台阶：20世纪50～60年代是单机数控；70年代以后则是数控机床及由它们组成的自动化岛；80年代出现了世界性的柔性自动化热潮。与此同时，由于传统设计方法和管理手段不能有效迅速地解决现代制造系统中出现的新问题，又出现了计算机集成制造（CIMS）。2000年后，信息技术、网络技术、人工智能技术的快速发展和广泛渗透，为传统制造业提供了新的发展机遇。人们通过集成计算机技术、信息技术、人工智能技术与制造技术，发展出新一代的制造技术与系统，这便是智能制造技术与智能制造系统，统称“智能制造”。

二、智能制造成为世界主要国家提振实体经济、打造国际竞争新优势的战略举措

国际金融危机以来，世界经济竞争格局正在发生深刻变化，实体经济的战略意义再次凸显。发达经济体纷纷提出“再工业化”战略，推出一系列重振制造业的重大举措，力图重塑在知识技术密集型高端制造业中的竞争优势。美国大力推动以“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局，2011年正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”,2012年又出台“先进制造业国家战略计划”，提出通过加强研究和试验税收减免、扩大和优化政府投资、建设智能制造技术平台以加快智能制造的技术创新，设立美国制造业创新网络，并先后设立增材制造创新研究院和数字化制造与设计创新研究院。德国通过政府、弗劳恩霍夫研究所和各州政府合作投资数控机床、制造和工程自动化行业应用制造研究。2013年开始实施工业4.0计划，旨在通过充分利用通信技术和网络空间虚拟系统、信息物理融合系统相结合的手段，建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式，进一步提振制造业竞争力。英国提出“高价值制造战略”，成立英国机器人和自控系统网络，旨在统筹规划机器人技术方面的学术和科研核心资源，促进院校、科研机构与企业展开合作，加速前沿技术的实用化，重构制造业价值链。日本早在20世纪90年代初提出“智能制造系统国际合作计划”，投资1500亿日元进行智能制造系统的研究和实验，2015年发布《机器人新战略》，提出成为世界机器人创新基地和世界第一个机器人应用国的目标。

三、跨国公司和新兴企业成为推动智能制造加速发展的重要力量

GE推出Predix工业互联网操作系统，以此为基础构建面向具体行业的解决方案和工业APP为企业生产提供服务，形成以GE为中心的制造业生态。西门子正在推进智能化战略转型，力争到2025年转型成为掌握数字制造、工艺管理关键技术的工业软件为核心竞争力的智能制造企业。谷歌公司2013年收购了8家与机器人有关的公司，2014年又陆续收购人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest，智能制造成为谷歌新的业务领域。SAP积极研发智能生产解决方案，利用软件控制实现ERP、流水线、机器人、监控设备等各环节的数据对接，推动实现柔性制造。传统制造企业为适应环境变化，也大力投资智能制造实现改造升级。例如，富士康启动实施了“百万机器人”计划，其2015年规划提出在未来3年内用自动化设备、机器人替代七成左右的人力劳动。

四、更加灵巧化、模块化、服务化是智能制造发展的重要方向

互联网、物联网、大数据等新一代信息技术成为智能制造发展的动力引擎，智能制造装备也将呈现模块化、开源化和个性化的发展趋势。随着人工智能技术、新材料技术以及信息存储、传输和处理技术的快速发展，工业机器人逐渐呈现出智能化发展态势。装配传感器和具备人工智能的机器人能够自动识别环境的变化；机器人将更有效地接入网络，组成更大的生产系统，多台机器人协同实现一套生产解决方案成为可能。以工业机器人为代表的智能制造装备应用日趋广泛，2013年机器人销售量同比增长12%，达到17.8万台，在2008年到2013年之间，机器人年均销售增长为9.5%。3D打印技术有可能改变未来的产品的设计、销售和交付用户的方式，使大规模定制和简单的设计成为可能，使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产。信息技术的应用缩短了满足客户订单的时间，提升了生产效率，使得全球范围的供应链管理更具效率。智能服务模式日趋形成，企业通过嵌入式软件、无线连接和在线服务的启用整合成新的“智能”服务业模式，制造业与服务业之间的界限日益模糊。