智能制造的本質(zhì)、發(fā)展趨勢(shì)和影響

國(guó)際金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，各國(guó)紛紛加大科技創(chuàng)新投入，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。在新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，智能制造必將對(duì)全球制造業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

智能制造的本質(zhì)。智能制造（Intelligent Manufacturing, IM）是以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，配合新能源、新材料、新工藝，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式的總稱。虛擬網(wǎng)絡(luò)和實(shí)體生產(chǎn)的相互滲透是智能制造的本質(zhì)，一方面，信息網(wǎng)絡(luò)將徹底改變制造業(yè)的生產(chǎn)組織方式，大大提高制造效率；另一方面，生產(chǎn)制造將作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和重要結(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的范圍和效應(yīng)。以網(wǎng)絡(luò)互連為支撐，以智能工廠為載體，構(gòu)成了制造業(yè)的最新形態(tài)，即智能制造。這種模式可以有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。從軟硬結(jié)合的角度看，智能制造即是一個(gè)“虛擬網(wǎng)絡(luò)+實(shí)體物理”的制造系統(tǒng)。美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國(guó)“工業(yè)4.0”以及我國(guó)的“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略都體現(xiàn)出虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體物理深度融合——即智能制造的特征。

智能制造的發(fā)展趨勢(shì)。20世紀(jì)80年代末，信息技術(shù)尚未對(duì)人類生產(chǎn)生活造成巨大影響之時(shí)，智能制造的概念就已經(jīng)在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家被提出。進(jìn)入新世紀(jì)之后，實(shí)現(xiàn)智能制造的技術(shù)和成本條件成熟，并且，隨著資源環(huán)境壓力加大、勞動(dòng)成本上升等制造業(yè)制約因素的增強(qiáng)，智能制造市場(chǎng)近年來(lái)在全球出現(xiàn)了爆發(fā)增長(zhǎng)并呈現(xiàn)新的特征。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)智能化的動(dòng)力引擎。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)等一系列技術(shù)構(gòu)成廣義的互聯(lián)網(wǎng)，只有借助互聯(lián)網(wǎng)這一動(dòng)力引擎，才能實(shí)現(xiàn)傳感器設(shè)備的信息感知，通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確控制和遠(yuǎn)程協(xié)作，這些都是智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)。基于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用才能打破組織邊界，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的融合。美國(guó)的先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略以及對(duì)下一代機(jī)器人的開發(fā)便是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，谷歌公司進(jìn)軍智能制造業(yè)正是依托其背后強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)基因。

智能制造系統(tǒng)將具備自適應(yīng)能力和人機(jī)交互功能。智能制造通過(guò)工況在線感知、智能決策和控制、裝備自律執(zhí)行的閉環(huán)過(guò)程，完成對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。隨著人工智能、仿真等技術(shù)的發(fā)展，智能制造系統(tǒng)將生成自身的操作、故障解決方案，人和系統(tǒng)之間也將建立協(xié)同共事、相互“理解”的合作關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)廣泛的人機(jī)交互以及系統(tǒng)交互，從而使人從簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，從事更加富有創(chuàng)造性、附加值更高的生產(chǎn)活動(dòng)。

跨國(guó)公司持續(xù)加大智能制造投入。一方面，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始投資實(shí)體經(jīng)濟(jì)，充分發(fā)揮自身信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。例如，谷歌公司2013年收購(gòu)了8家與機(jī)器人有關(guān)的公司，2014年又陸續(xù)收購(gòu)人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest，智能制造成為谷歌新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。另一方面，傳統(tǒng)制造企業(yè)適應(yīng)環(huán)境變化也大力投資智能制造實(shí)現(xiàn)改造升級(jí)。例如，富士康啟動(dòng)實(shí)施了“百萬(wàn)機(jī)器人”計(jì)劃，其2015年規(guī)劃提出在未來(lái)3年內(nèi)由自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)器人取代7成左右的人力勞動(dòng)。