大连科技学院机械工程学院辽宁大连116052
摘要：近年来我国科技水平的提升，智能制造技术在不断的提高。智能制造技术作为一项先进制造技术，近年来在全世界得到了广泛的应用和发展，智能制造的核心是在工厂生产过程中，如何根据生产现场活动，系统能够具备分析、判断、推理、与决策并及时做出适应性的决策。本文就智能制造的发展与智能工厂的实践?展开探讨。
关键词：智能制造；智能工厂；综述
引言
新一代信息技术，云计算、大数据、人工智能一系列新技术的发展，掀起了新一轮的工业革命，工业革命对于我们制造企业来讲既是严峻的挑战，也是一个机遇，我们怎么面对这场革命是每个企业应该思考的问题。对于我们企业，一定要按照智能工厂的方向去努力，来做规划，做好规划设计，一步一步地来迎接这场挑战。
1智能制造概念的产生与发展
20世纪90年代，由于产品全球化市场竞争加剧和信息技术革命的推动，围绕提高制造业水平的新概念和新技术不断涌现，在此背景下，将新兴的人工智能技术应用于制造领域使“智能制造”的概念孕育而生，并促进了智能制造技术和智能制造系统的研究。美国普渡大学智能制造工程研究中心（IMSERC）最早正式提出“智能制造”，实施开发了诸多机械制造领域制造智能化单元系统，并研究将各智能单元系统集成，开发分布式智能制造系统。同时期，欧共体跨国研究计划ESPRIT（欧洲信息技术研究发展战略计划）和EUREKA（欧洲高技术发展计划）大力支持智能制造基础问题的研究。日本也积极涉足智能制造领域，在1990年出台“智能制造系统IMS”十年国际合作研究计划，邀请众多国家，如美国、欧共体成员国、加拿大、澳大利亚等参加，并投入大量经费对100个相关项目实施前期科研支持。行业专家吴澄院士认为，当时日本倡导的智能制造系统国际合作计划并没有很成功，主要是由于当时信息技术和人工智能技术和产业化尚处于初级阶段，不足以支持制造系统的需要。近年来，信息技术和人工智能技术取得了巨大的进步，2018年初我国政府发布《新一代人工智能发展规划》，提出基于新一代智能技术发展我国智能制造，引导新一代信息技术、人工智能技术不断应用于制造领域。“十三五”期间我国实施智能制造示范工程，工信部专家对智能制造给出定义为“智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术的深度融合，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称”，认为智能制造应“具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端的数据流为基础，以网络互连为支撑等特征”。推进制造业智能转型升级，可有效缩短新产品研制周期，提高生产效率，提高产品质量，降低资源能源消耗。
2智能制造技术在工厂的应用
2.1智能制造装备领域
智能制造装备、高端能源装备、特色智能专用装备等领域占制造业的比重逐年增加。智能制造装配是具有人工感知、智能推理、分析与控制功能的制造装配。在工厂智能装配的应用对提高产品质量及提高生产效率等有很多优点。我国智能制造装配领域主要由高档数控机床、智能测控装置、关键基础零部件和重大集成智能装配四大类产业组成。
2.2智能生产
智能生产系统由智能装备、智能控制、智能物流、制造执行四个分系统组成。它接受ERP的生产指令，进行优化排产、资源分配、进度跟踪、智能调度、设备的运行维护和监控，过程质量的监控和分析，产品的追溯，绩效管理等。自动化仓储和物流配送、生产过程物流的自动传输。智能化生产装备和控制系统，组成多条柔性生产系统FMS、FMC、FML进行产品的加工、装配。总之，从生产任务下达到产品交付全过程的人、机、料、法、环的优化管理和闭环控制，一切例外事件的处置。实现柔性、优质、高效、低成本的智能生产活动。
2.3智能化数控机床技术领域
智能数控机床主要发展趋势是向着高速、精密、复合、多轴联动、智能化方向发展。现代制造型的工厂主要有网络通信功能的高档数控机床和五轴加工中心及复杂结构件多轴数控加工中心。当前智能化数控机床技术在航空航天、军工生产、汽车、海洋工程、高铁等重点领域应用广泛。智能化数控机床一般具备支持具有数据自动采集、监控、分析和自适应柔性等功能，同时和操作者、工艺优化设计、自动化编程进行相互、有序融合与集成。
2.4智能服务
人工智能系统在服务当中也可以起到作用，比如现在我们有一些400电话，实际上打电话已经不是人接了，已经是机器人在跟你对话，这里有一个庞大的知识库，客户服务知识库，根据语音识别搜索到他的答案，另外产品的远程监控和预防性维修，产品的优化运行，这些都是人工智能可以用的。
2.5智能工厂总体技术框架
智能制造是“中国制造2025”中明确提出实施的五项重大工程之一，而智能工厂是实现智能制造的重要基础，基于智能工厂可以实现高度智能化、自动化、柔性化和定制化的生产，从而可快速响应市场的需求，实现高度定制化的集约化生产。智能工厂总体框架包括三大层级的软硬件技术，如图1所示。图1中企业层为上层管理层，主要包括产品全生命周期管理（PLM）和企业资源计划（ERP）两部分，其核心是基于产品全生命周期管理系统，并通过与ERP系统进行集成，构建了完整的研发、制造、管理一体化系统，可完成产品设计开发、制造及运营的统一管控。PLM可被看作是企业以产品为中心建立的各种资源信息中枢，可将企业人力资源、商业模式、产品资源信息都整合起来，支持协同制造、管理和产品信息发布等，可促进产品和生产过程的创新。车间生产为中间执行层，包括计划排产、生产执行、物料管理、质量控制、资源管理、现场管理等模块。其核心是基于制造执行系统（MES）实施生产过程管理控制，主要确保生产计划在制造职能部门的执行，统一分发制造计划，并对生产现场信息进行统一协调管理。MES通过底层工业网络通信获取现场设备工作状态、实物生产记录等信息的反馈，操作人员和管理人员可跟踪所有制造资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态，有效进行生产执行层面的管控。具体实现包括高级计划与排程系统（APS）、大屏显示监控终端（PCT）、设备集成控制（RPC）等部分。生产资源为现场设备层，包括生产线、工业机器人、数控加工中心等，其核心是基于全集成自动化（TIA）理念构建的自动化系统，普遍采用工业现场总线技术，实现现场各类智能设备信号的互联互通，并通过工控机、可编程控制器（PLC）及工控软件进行生产现场智能设备的协调控制，以及人机协同作业，实现更具灵活性的自动化生产制造过程。
图1智能工厂总体框架
结语
当今，我国要走上制造强国的道路，作为制造企业就要大跨步的向智能制造方向迈进。工厂从哪些方面推进智能制造建设就要认真思考与规划，要做好顶层设计，而不是简单地上一些自动化设备就解决，同时企业要下大力解决发展过程中的短板。真正为实现我国先进制造国家战略夯实基础。
参考文献：
［1］唐立新，杨叔子，林奕鸿.先进制造技术与系统第二讲智能制造———21世纪的制造技术［J］.机械与电子，2015，36（2）：33-36，42.
［2］陈明，梁乃明，等.智能制造之路：数字化工厂［M］.北京：机械工业出版社，2016.