在過去的10年里，數(shù)字計算和通信的發(fā)展從根本上改變了制造工廠的運營模式。智能制造通過工業(yè)自動化與信息技術(shù)（IT）的融合，將很快提升工廠的生產(chǎn)靈活性，并可節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低成本、提高質(zhì)量和人身安全，從而使工廠的生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到大幅度的優(yōu)化提高。這種新興的智能制造技術(shù)正在經(jīng)歷如下3個階段。
這個階段形成了貫穿車間、連接部門、跨越企業(yè)的以制造為核心的系統(tǒng)集成，信息數(shù)據(jù)的集成，將顯著改善成本、安全和環(huán)境的影響，具有重大的意義。 在這一階段，精益化流程再造和信息化建設(shè)將工廠企業(yè)互連，更好地協(xié)調(diào)制造生產(chǎn)的各個階段，推進車間生產(chǎn)效率的提高。典型的制造車間使用信息技術(shù)、傳感器、智能電動機、電腦控制、生產(chǎn)管理軟件等來管理每個特定階段或生產(chǎn)過程的操作。然而，這僅僅解決了一個局部制造島的效率，并非全企業(yè)。
制造信息系統(tǒng)MES系統(tǒng)將整合這些制造島嶼，使整個工廠共享數(shù)據(jù)。機器收集的數(shù)據(jù)和人類智慧相互融合，推進了車間級優(yōu)化和企業(yè)范圍管理目標(biāo)，包括經(jīng)濟效益大幅增加、人身安全和環(huán)境可持續(xù)性的實現(xiàn)。這種“制造智能”的出現(xiàn)將開啟智能制造的第二階段。
第二階段——從車間優(yōu)化到制造智能
第一階段產(chǎn)生的大量現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)配合先進計算機仿真和建模，將創(chuàng)建強大的“制造智能”，實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的變化、柔性制造、最佳生產(chǎn)速度和更快的產(chǎn)品定制。
這一階段應(yīng)用高性能計算平臺（云計算）連接整個供應(yīng)鏈體系，進行建模、仿真和數(shù)據(jù)集成，可以在整個供應(yīng)鏈體系內(nèi)建立更高水平的制造智能。
為了節(jié)約能源、優(yōu)化產(chǎn)品的制造交付，整條生產(chǎn)線和全車間將實時、靈活改變運行速度，當(dāng)然現(xiàn)在是不可行的。企業(yè)可以開發(fā)先進的模型并模擬生產(chǎn)流程，改善當(dāng)前和未來的業(yè)務(wù)流程。
例如，當(dāng)公司的需求超出了銷售預(yù)期。為此，工廠必須開始全天候運轉(zhuǎn)，并新增工作崗位。為最大程度的減少每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的浪費現(xiàn)象，公司開始采用仿真工具來進行分析。以消除供應(yīng)鏈過程中的浪費，提高生產(chǎn)效率。
供應(yīng)鏈仿真技術(shù)高度融合并優(yōu)化傳統(tǒng)的精益的生產(chǎn)測試和分析方法。解決了傳統(tǒng)精益的換線研究等改進策略吸收了部分產(chǎn)能的弊端，通過虛擬世界中進行的試驗而不會干擾生產(chǎn)，優(yōu)化了精益供應(yīng)鏈與精益生產(chǎn)流程之間的聯(lián)系。
在7*24全天候的生產(chǎn)模式下，精益生產(chǎn)無法在周末利用閑置產(chǎn)能來進行工程測算。而仿真系統(tǒng)能夠使你在不間斷生產(chǎn)的情況下對實際設(shè)備做出更改前進行試驗。 供應(yīng)鏈管理的下一目標(biāo)是轉(zhuǎn)向更精益、更智能的供應(yīng)鏈已經(jīng)使制造企業(yè)開始關(guān)注進一步降低浪費并制定出更有利于生態(tài)環(huán)境的運營。隨著公司開始尋求優(yōu)化生產(chǎn)的方法、降低多余存貨的工具、確定出最優(yōu)的“正確的計劃，并在降低整體廢氣排放的同時削減燃料及物流成本，這已經(jīng)成為大勢所趨。
在工廠中可以很直觀地看到浪費和效率低下的現(xiàn)象。但具體到供應(yīng)鏈，要做到這一點卻是非常困難的，因為你無法親自走過去查看到底浪費發(fā)生在哪個環(huán)節(jié)。 APS智能計劃和仿真優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)了與供應(yīng)鏈的融合：系統(tǒng)把從公司銷售運營機構(gòu)中出現(xiàn)的預(yù)測需求提取出來，利用系統(tǒng)的需求管理模塊將其量化，并隨后將其傳遞至供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)計劃模塊，最終算出為滿足需求產(chǎn)品需要在什么時間和什么地點進行生產(chǎn)。
供應(yīng)商也可以得益于這個“精益計劃”的流程，以應(yīng)對訂貨提前期、發(fā)貨數(shù)量及運輸中突然出現(xiàn)的不確定因素。
這樣的數(shù)據(jù)在制造供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)中流暢的運行并得到持續(xù)的運行優(yōu)化，使得企業(yè)更加快速的與客戶的需求連接在一起，對于所有的變化響應(yīng)速度加快并能夠進行柔性對接，保障產(chǎn)品的品質(zhì)，成本，交期的高效運行。
第三階段——數(shù)據(jù)驅(qū)動智能制造的實現(xiàn)
隨著制造數(shù)據(jù)的大量積累，導(dǎo)致大數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生制造智能技術(shù)的進步，將激勵制造工藝過程和產(chǎn)品創(chuàng)新，實現(xiàn)智能制造，顛覆主要市場秩序。
這一階段將廣泛應(yīng)用信息技術(shù)來改變商業(yè)模式，消費者習(xí)慣的100多年的大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)供應(yīng)鏈將完全顛覆。靈活可重構(gòu)工廠和IT最優(yōu)化供應(yīng)鏈將改變生產(chǎn)過程，允許制造商按個人需求定制產(chǎn)品，如同生產(chǎn)藥物特定劑量和配方一樣，客戶會“告訴”工廠生產(chǎn)什么樣式的汽車，構(gòu)建什么功能的個人電腦，如何定制一款完美的牛仔褲??這種極富戲劇性的競爭力至關(guān)重要,越來越多的生產(chǎn)知識創(chuàng)新奠定了智能制造的第三階段。這些改變不會停留在量變層面上，它們將徹底改變游戲規(guī)則，使產(chǎn)品和工藝市場發(fā)生顛覆性變化。
智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造，是高度網(wǎng)絡(luò)連接、知識驅(qū)動的制造模式。智能制造優(yōu)化了制造行業(yè)的全部業(yè)務(wù)和作業(yè)流程，可實現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)力增長、高經(jīng)濟效益目標(biāo)。并且，智能制造結(jié)合信息技術(shù)和工程技術(shù)，從根本上改變產(chǎn)品研發(fā)、制造、運輸和銷售過程。智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計過程、制造過程和制造裝備智能化，是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合與集成。智能制造，是世界范圍內(nèi)信息化與工業(yè)化深度融合的大趨勢，愈加成為衡量一個國家和地區(qū)科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平。
智能制造是由智能裝備與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同創(chuàng)新而來。智能裝備即是智能硬件發(fā)展而來，使傳統(tǒng)制造裝備擁有了諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等各種仿人類智能活動；而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則將過去單一設(shè)備的制造加工延展到分布式制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，在單體裝備智能基礎(chǔ)上疊加網(wǎng)絡(luò)群體智慧，實現(xiàn)了基于互聯(lián)網(wǎng)的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能制造系統(tǒng)。智能制造在制造的全生命周期中進行感知、分析、推理、決策與控制，實現(xiàn)產(chǎn)品需求的動態(tài)響應(yīng)。
要實現(xiàn)一個生產(chǎn)系統(tǒng)的智能制造，關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)需要突破。必須在信息實時自動化識別處理、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息物理融合系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面得到突破，這其中涉及到如下智能制造的關(guān)鍵技術(shù)。
德國提出了工業(yè)4.0，美國提出了智能制造，智能制造的關(guān)鍵技術(shù)得到了飛速發(fā)展。它們都對未來的制造工廠描繪了一幅美好的藍(lán)圖。美國智能制造強調(diào)了信息物理融合系統(tǒng)，而德國工業(yè)4.0則強調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將未來工廠看成為一個物聯(lián)的工廠。但無論如何，其中的關(guān)鍵技術(shù)都是一樣的。
未來要在實時、可靠、高效、低成本基礎(chǔ)上解決智能制造所需的傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)，將日常生活中已有的通信設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)資源、個人的數(shù)字化設(shè)備終端連入未來工廠中得到充分的應(yīng)用。
智能制造的巨大優(yōu)勢在于它是可以逐漸實現(xiàn)的。企業(yè)可以根據(jù)現(xiàn)行的管理與信息化的必要解決的問題點出發(fā)，按照智能制造的發(fā)展四階段診斷報告進行資源的配置，并逐步升級企業(yè)的軟硬件實力，應(yīng)用信息物理融合系統(tǒng)技術(shù)來逐步升級正在運行的工廠，可以根據(jù)需要集成傳感器，安裝微型服務(wù)器系統(tǒng)組件取代總線系統(tǒng)。這意味著可以從單臺機器入手，擴展到示范線，然后擴展到整個工廠。 但也應(yīng)認(rèn)識到，智能制造中的許多關(guān)鍵技術(shù)還不成熟，如無線網(wǎng)絡(luò)存在過分密集的無線規(guī)劃、缺乏更多的頻率資源、容易受到環(huán)境變化攻擊、實時傳輸性能差等問題，要滿足工業(yè)的實時、可靠、高效、安全等需求，還應(yīng)在實時、高效等關(guān)鍵應(yīng)用中發(fā)揮作用。另外，實時定位存在傳感系統(tǒng)欠穩(wěn)定、精度低，沒有實時定位行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無法處理敏感信息（隱私）等問題，因而要有一個可靠、高精度的室內(nèi)實時定位系統(tǒng)iGPS，必須關(guān)注敏感的隱私問題。
我們要創(chuàng)造一個智能制造的未來，必須要在這些重點領(lǐng)域做出突破，形成中國自己的標(biāo)準(zhǔn)定義，并快速應(yīng)用形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，這樣才可能形成變化下的彎道超車，屹立于世界制造業(yè)的前端。
