智能制造的三个基本范式发布时间:2021-12-03 信息编辑:沐天机电

当前全球制造业发生深层次的变化,制造业再次成为全球竞争的焦点。改革开放40年来,我国制造业快速发展,取得了举世瞩目的成就,建立起世界规模第一、门类齐全、独立完整的制造体系,但大而不强、产业水平多处于中低端等问题突出。为应对发达国家新兴市场国家的竞争,我国制造业需要在智能制造条件下推进高质量发展。

新一代信息技术与制造业融合为全球制造业的转型升级带来了新机遇。智能制造是我国制造业创新发展的主要抓手,是制造业转型升级的主要路径,是建设制造强国的主攻方向。

企业是智能制造的主体,质量和效益提升是企业实施智能制造的目标。那么什么是智能制造明晰智能制造的内涵,梳理出智能制造的基本范式,才能有力推动我国制造企业转型升级。


一、智能制造的内涵、发展历程和基本范式

(一)智能制造的内涵

智能制造是新一代信息技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品、制造、服务全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成,实现制造的数字化、网络化、智能化,并不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。

(二)智能制造的发展历程

智能制造的理念与技术发展,迄今已经历几十年的历程。从20世纪80年代日本提出“智能制造系统(IMS)”,到美国提出“信息物理系统(CPS)”,德国提出“工业4.0”,再到中国提出“中国制造2025”,智能制造广泛影响着世界主要国家的工业转型战略。

(三)智能制造的三个基本范式

智能制造制造技术和信息技术深度融合的产物根据智能制造数字化网络化智能化的基本技术特征,智能制造可总结归纳为三种基本范式,即:数字化制造——第一代智能制造、数字化网络化制造——“互联网+”制造或第二代智能制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。


、数字化制造

第一代智能制造是数字化制造,它是智能制造的第一种范式。

数字化制造的主要特征表现为:第一,在产品方面,数字化技术得到普遍应用,形成“数字一代”创新产品。第二,大量采用数字化设计、建模和仿真方法以及数字化装备;建立了信息化管理系统,提升各生产环节的效率和质量。第三,实现生产全过程各环节的集成和优化运行,产生了以计算机集成制造系统(CIMS)为标志的解决方案。

数字化制造是智能制造的基础,其内涵不断发展,贯穿于智能制造的三个基本范式和全部发展历程。

“互联网+”制造——数字化网络化制造

第二代智能制造是数字化网络化制造,是在数字化制造的基础上实现网络化,应用工业互联网、工业云的技术实现联通和集成,同时还具备一定的智能。

“互联网+”制造在产品、制造、服务各环节,相对之前的制造模式都有了显著不同,实现了制造系统的连通和信息反馈,主要特征表现为:第一,在产品方面,数字技术、网络技术得到普遍应用。第二,在制造方面,实现企业内、企业间的供应链、价值链的连接和优化,打通整个制造系统的数据流、信息流。第三,在服务方面,企业与用户通过网络平台实现联接和交互,企业掌握用户的个性化需求,用户能够参与产品全生命周期活动,将产业链延伸到为用户提供产品健康保障等服务。企业生产开始从以产品为中心向以用户为中心转型,企业形态也逐步从生产型企业向生产服务型企业转型。


、新一代智能制造——数字化网络化智能化制造

新一代智能制造——数字化网络化智能化制造是智能制造的第三种基本范式。

新一代智能制造将给制造业带来革命性变化,是真正意义上的智能制造,将从根本上引领和推进第四次工业革命,为我国实现制造业换道超车、跨越发展带来了历史性机遇。

智能制造发展两个特性:延续性 融合性

延续性:智能制造的三个基本范式同时具有时间上和目标上的延续性,数字化制造、“互联网+”制造和新一代智能制造次第展开,目标聚焦制造业的效率和质量提升,体现出新一代信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征 。

融合性:数字化制造、“互联网+”制造和新一代智能制造范式并不是绝然分离的,而是相互交织、迭代升级

综合中国国情,基于对智能制造延续性和融合性的认识,我国推进智能制造应采取三个基本范式“并行推进、融合发展”的技术路线,从而实现制造业的智能升级、跨越发展。[1]


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1臧冀原,王柏村,孟柳,周源.智能制造的三个基本范式:从数字化制造、“互联网+”制造到新一代智能制造[J].中国工程科学,2018,20(4):13-18.



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