“智能制造”可以從制造和智能兩方面進(jìn)行解讀。首先，制造是指對(duì)原材料進(jìn)行加工或再加工，以及對(duì)零部件進(jìn)行裝配的過(guò)程。通常，按照生產(chǎn)方式的連續(xù)性不同，制造分為流程制造與離散制造（也有離散和流程混合的生產(chǎn)方式）。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB／T4754－2002，我國(guó)制造業(yè)包括31個(gè)行業(yè)，又進(jìn)一步劃分約175個(gè)中類(lèi)、530個(gè)小類(lèi)，涉及了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面。
智能是由“智慧”和“能力”兩個(gè)詞語(yǔ)構(gòu)成。從感覺(jué)到記憶到思維這一過(guò)程，稱(chēng)為“智慧”，智慧的結(jié)果產(chǎn)生了行為和語(yǔ)言，將行為和語(yǔ)言的表達(dá)過(guò)程稱(chēng)為“能力”，兩者合稱(chēng)為“智能”。因此，將感覺(jué)、記憶、回憶、思維、語(yǔ)言、行為的整個(gè)過(guò)程稱(chēng)為智能過(guò)程，它是智慧和能力的表現(xiàn)。
然而，由于我國(guó)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱發(fā)展不平衡，企業(yè)在智能制造實(shí)施和升級(jí)改造過(guò)程中往往茫然不知從何做起。因此，以下將根據(jù)智能制造的描述性定義，提出關(guān)于智能工廠、制造環(huán)節(jié)及裝備智能化、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、端到端數(shù)據(jù)流等四個(gè)方面的初步認(rèn)識(shí)，以期說(shuō)明智能制造的主要內(nèi)容。
傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)在前三次工業(yè)革命中主要圍繞著它的五個(gè)核心要素進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，它包含了：
這些改善活動(dòng)都是圍繞著人的經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展的，人是駕馭這5個(gè)要素的核心。生產(chǎn)系統(tǒng)在技術(shù)上無(wú)論如何進(jìn)步，運(yùn)行邏輯始終是：發(fā)生問(wèn)題-》人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析問(wèn)題-》人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整5個(gè)要素-》解決問(wèn)題-》人積累經(jīng)驗(yàn)。
而智能制造系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)最重要的要素在于第6個(gè)M，也就是建模（Modeling——數(shù)據(jù)和知識(shí)建模，包括監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、優(yōu)化和防范等），并且通過(guò)這第6個(gè)M來(lái)驅(qū)動(dòng)其他5個(gè)M的要素，從而解決和避免制造系統(tǒng)的問(wèn)題。
因此，智能制造運(yùn)行的邏輯是：發(fā)生問(wèn)題-》模型（或在人的幫助下）分析問(wèn)題-》模型調(diào)整5個(gè)要素-》解決問(wèn)題-》模型積累經(jīng)驗(yàn)，并分析問(wèn)題的根源-》模型調(diào)整5個(gè)要素-》避免問(wèn)題。智能制造所要解決的核心問(wèn)題是知識(shí)的產(chǎn)生與傳承過(guò)程。
識(shí)別功能是智能制造服務(wù)環(huán)節(jié)關(guān)鍵的一環(huán)，需要的識(shí)別技術(shù)主要有射頻識(shí)別技術(shù)，基于深度三維圖像識(shí)別技術(shù)，以及物體缺陷自動(dòng)識(shí)別技術(shù)基于三維圖像物體識(shí)別的任務(wù)是識(shí)別出圖像中有什么類(lèi)型的物體，并給出物體在圖像中所反映的位置和方向，是對(duì)三維世界的感知理解。在結(jié)合了人工智能科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)之后，三維物體識(shí)別在智能制造服務(wù)系統(tǒng)中識(shí)別物體幾何情況的關(guān)鍵技術(shù)。
實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)可以、對(duì)多種材料、零件、工具、設(shè)備等資產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤管理，生產(chǎn)過(guò)程中，需要監(jiān)視在制品的位置行蹤，以及材料、零件、工具的存放位置等。這樣，在智能制造服務(wù)系統(tǒng)中需要建立一個(gè)實(shí)時(shí)定位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以完成生產(chǎn)全程中角色的實(shí)時(shí)位置跟蹤。
信息物理融合系統(tǒng)也稱(chēng)為“虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理”生產(chǎn)系統(tǒng)，它將徹底改變傳統(tǒng)制造業(yè)邏輯。在這樣的系統(tǒng)中，一個(gè)工件就能算出自己需要哪些服務(wù)。通過(guò)數(shù)字化逐步升級(jí)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施，這樣生產(chǎn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全新的體系結(jié)構(gòu)。
數(shù)字化推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展，在很大程度上得益于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，與此同時(shí)也給工廠的網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成了威脅。以前習(xí)慣于紙質(zhì)的熟練工人，現(xiàn)在越來(lái)越依賴(lài)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化機(jī)器和無(wú)處不在的傳感器，而技術(shù)人員的工作就是把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理部件和組件。制造過(guò)程的數(shù)字化技術(shù)資料支撐了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)的全過(guò)程，必須得以保護(hù)。
這需要大型制造工程項(xiàng)目復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)技術(shù)、安裝調(diào)試技術(shù)、統(tǒng)一操作界面和工程工具的設(shè)計(jì)技術(shù)、統(tǒng)一事件序列和報(bào)警處理技術(shù)、一體化資產(chǎn)管理技術(shù)等相互協(xié)同來(lái)完成。
在21世紀(jì)，隨著科技的發(fā)展，智能制造服務(wù)也在不斷創(chuàng)新和演變，未來(lái)仍需要使用和解決很多技術(shù)，不過(guò)可以確定的是，智能制造服務(wù)的發(fā)展方向是以實(shí)時(shí)、可靠、高效、低成本為基礎(chǔ)的，而這些因素都將幫助我國(guó)的制造業(yè)迎來(lái)新的時(shí)代。
要實(shí)現(xiàn)智能制造，首先要解決智能維護(hù)這個(gè)大問(wèn)題，再做智能預(yù)測(cè)，最后做到無(wú)憂系統(tǒng)與大價(jià)值。具體來(lái)看分為以下幾個(gè)階段：
第一階段，全員生產(chǎn)系統(tǒng)。這個(gè)是日本提出來(lái)的。應(yīng)該是七八十年代整個(gè)制造系統(tǒng)當(dāng)中引以為核心的標(biāo)準(zhǔn)。這種固化在了組織和對(duì)人培訓(xùn)方面。
第二階段，精益制造和6-Sigma。它的核心價(jià)值是如何以數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)建立管理體系，在這個(gè)基從礎(chǔ)下面包括質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品全生命周期管理體系等等。這個(gè)時(shí)候數(shù)據(jù)真正在制造使用過(guò)程中發(fā)揮作用。
第三階段，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性建模分析。目前處于轉(zhuǎn)型的最重要時(shí)期，我們還沒(méi)有完全到達(dá)第三個(gè)階段。以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性建模分析，指的是怎么把隱性的問(wèn)題顯性化，顯性化之后解決隱性的問(wèn)題，避免顯性問(wèn)題的發(fā)生。
第四階段，以預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的資源有效性運(yùn)營(yíng)決策優(yōu)化。對(duì)于過(guò)去產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性都能夠建模之后，怎么根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)、環(huán)境、人員多方要素變化進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
第五階段，“信息-物理”系統(tǒng)。我們認(rèn)為它是建立在對(duì)于所有設(shè)備本身運(yùn)行的環(huán)境、活動(dòng)目標(biāo)非常精確建模基礎(chǔ)上，這個(gè)時(shí)候我們產(chǎn)生知識(shí)的應(yīng)用和傳承問(wèn)題。