两化融合是指工业化与信息化的深度融合,这一概念的提出是为了通过信息化带动工业化、以工业化促进信息化,进而促进制造企业走新型工业化道路。两化融合是中国制造业转型的必由之路,而智能制造是实现两化融合的核心途径,是推进两化融合的重要抓手。
智能制造致力于实现整个制造业价值链的智能化,推进智能制造过程中需要诸多使能技术。其中,工业互联网是实现智能制造的关键基础设施和使能技术之一,工业互联网是智能制造实现应有价值、让企业真正从中获益的必要条件(图1)。工业互联网是工业互联的网,其核心就是工业互联,需要连接的内容包括企业的各种设备、产品、客户、业务流程、员工、订单和信息系统等工业要素,而且必须实现安全、可靠地连接。工业互联网与智能制造密切相关,可谓欲善其事,先利其器。
图1 工业互联网是智能制造的关键基础设施之一
人工智能研究的主要方向包括语音识别、图像识别、自然语言处理和专家系统,可以分为感知智能、运动智能和认知智能,近年来机器学习和深度学习算法得到广泛应用。
工业大数据主要是由工业互联网采集,通过统计分析方法或人工智能算法来寻找数据中呈现的规律,再进行数据建模和数据展现,解读数据的内涵,进而实现优化与控制,实现数据驱动,最终帮助企业实现提高产品质量、优化设备运营绩效、降低能耗、优化产品性能、提升客户满意度、提高企业盈利能力、缩短产品上市周期等业务目标。
人工智能与工业大数据是支撑智能制造的重要使能技术。大数据驱动知识学习,与人工智能技术的融合实现从数据到知识、从知识到决策。智能制造有赖于人工智能技术、工业大数据与制造技术融合,实现自主控制、优化。
数字化转型(digital transformation)是企业真正实现将模拟信息转化为数字信息(例如将手工填写的单据自动识别转为数字信息)的过程。制造企业推进数字化转型是实现智能制造的基础和必要条件。事实上,对于智能制造应用的各个范畴,数字化技术都提供了重要的支撑:
(1)智能产品: CPS、adas、产品性能仿真;
(2)智能服务: Digital Twin、状态监控、物联网、虚拟现实与增强现实;
(3)智能装备:CAM系统、增材制造及其支撑软件;
(4)智能产线:FMS的控制软件系统、协作机器人的管控系统;
(5)智能车间:数据采集与监视控制(SCADA)、车间联网、MES、APS;
(6)智能工厂: 视觉检测、设备健康管理、工艺仿真、物流仿真;
(7)智能研发: CAD、CAE、EDA、PLM、嵌入式软件、设计成本管理、DFM(可制造性)分析、拓扑优化;
(8)智能管理: ERP、CRM、EAM、SRM、MDM、质量管理、企业门户;
(9)智能物流与供应链:AGV、SLAM、自动化立库、WMS、TMS、DPS(数字拣货系统);
(10)智能决策:BI、工业大数据、企业绩效管理、移动应用。
精益生产是在工业实践中总结出来的实现持续改善的思想。在制造业转型升级的浪潮中,精益生产与智能制造缺一不可、相得益彰。通过数字化、自动化和智能化技术的应用,精益生产将取得更大的实效。
实现中国制造业转型,推进两化融合,智能制造是核心。数字化转型是实现智能制造的基础,工业互联网是支撑智能制造的基础设施。同时,在推进智能制造的过程中,还要采用工业大数据、人工智能以及各种工业软件等诸多使能技术。图2是智能制造领域相关技术之间的关系。
图2 智能制造领域相关技术之间的关系
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