1.1 智能制造的内涵、发展现状和发展趋势
1.1.1 智能制造的内涵
制造业是一个国家的立国之本,是支撑国民经济发展的基石。随着全球化的发展,市场竞争日益激烈,资源和生产要素跨国优化配置促进生产成本降低,用户个性需求快速变化,在互联网、移动互联网、云计算、人工智能和大数据等先进技术发展和先进制造理念的推动下,全球制造业正在发生根本性的转变。2009年,美国制定重振制造业的“再工业化”战略,以高新技术为依托,发展高附加值的制造业,并于2011年正式启动包括发展机器人在内的先进制造伙伴计划;2013年作为欧洲工业模式代表的德国提出“工业4.0”概念[1],旨在提升制造业的智能化水平,将物联网和智能服务引入制造业,推进第四次工业革命。欧盟在欧洲“2020智慧可持续包容增长”战略中,提出重点发展以智能为核心的先进制造。
改革开放以来,中国已发展成为制造大国,有世界工厂之称。但制造业大而不强,许多环节处于产业链低端,距离制造强国仍有较大距离。打造中国制造新优势,实现由制造大国向制造强国的转变,对我国新时期的经济发展至关重要。2015年5月,国务院印发《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略的第一个十年行动纲领,将智能制造作为主攻方向,加速培育我国新的经济增长动力,抢占新一轮产业竞争制高点,以应对制造业转型升级与快速发展所带来的机遇以及发达国家制造业回归本国所带来的挑战。
当前,世界范围内先进制造技术正向信息化、自动化、智能化的方向发展,智能制造日益成为未来制造业发展的核心内容[2]。《智能制造发展规划(2016—2020年)》(工信部联规〔2016〕349号)指出,智能制造(intelligent manufacturing)是指基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。与传统制造相比,智能制造涉及4个层面的智能化:①产品的智能化,智能制造的产品均趋于成为智能终端,可通过物联网相互连接。②装备的智能化,从智能制造的单元、单机、机器人向智能的生产线、智能的生产系统演变。③流程的智能化,管理的组织架构、企业之间的交互,需要重新构建与调整以适应产品和装备的智能化。④服务的智能化,制造服务化就是制造企业为了获取竞争优势,将价值链由以制造为中心向以服务为中心转变,因此将数字技术、智能技术、泛在网络技术以及其他新兴信息技术的集成应用到服务中是智能制造需要重点考虑的问题。