(2.1.2)-1-专题1 智能制造技术的发展及体系结构

专题1智能制造技术的发展及体系结构

1.1制造系统和制造业起源和发展1.2智能制造技术的发展1.3引领全球制造业的变革智能制造1.4智能制造基本内涵与关键技术不仅包括了具体的工艺过程，还包括市场分析、产品设计、质量控制、生产过程管理、营销、售后服务直至产品报废处理等在内整个产品寿命周期全过程。原材料产品工艺

能源知识技能

工具制造生产过程从原材料→成品直接起作用的那部分工作内容。狭义制造广义制造1.1.1制造、制造系统和制造业1.1制造、制造系统和制造业制造一词来源于拉丁语词根manu(手)和facere(做)。蒸汽机制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，引领了人类社会的工业文明；内燃机制造技术的出现和发展形成了汽车、火车和舰船；喷气涡轮发动机技术促进了现代飞机的发展；集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平；纳米技术的出现开创了微型机械的先河。可以说，人类社会的发展就是一个不断运用各种制造技术创造物质财富的制造过程，是一个制造技术不断进步的过程。1.1制造、制造系统和制造业制造系统具有特定功能的有机整体制造过程硬件制造过程软件硬件人员经营规划、开发研制、加工制造和控制管理等过程生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置软件制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等制造系统结构图1-2制造系统功能结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市场与外部环境经营管理市场与销售研究与开发资源管理财务生产管理工程设计采购车间制造（加工、装配、检验、输送、存储…

）质量控制制造业以制造技术为主导技术进行产品制造的行业，是所有与制造有关的企业群体

类别

构成比例类别

构成比例

类别

构成比例

金属制品3.395食品工业15.335化工15.586一般机械8.625纺织7.193建材7.299运输机械6.424服装5.018黑色冶金6.908电器设备5.125家具1.542有色冶金2.120电子设备4.588文教用品4.292其他制造1.681仪器仪表0.998油加工3.870我国制造分类和构成第一产业农业林业渔业畜牧业矿业采石业石油业第二产业（52%）制造业（45%）航天航空纺织、服装汽车、装备、重型机械冶金、钢铁、金属制品食品、饮料化工、石油精炼计算机、半导体、电器建筑、建材日用消费品玻璃、陶瓷、造纸制药橡胶、塑料制品能源、电力第三产业银行、金融服务、保险通讯、资讯教育、医疗、保健娱乐、旅馆、餐饮、旅游政府法律机构房地产修理与维护商业（零售、批发）交通、运输

第一、二、三产业的划分1.1制造、制造系统和制造业一个国家经济发展的支柱国民经济收入的重要来源工业经济年代经济增长的“发动机”一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础制造业地位1.1制造、制造系统和制造业世界现代制造业的发展:在20世纪60年代以规模效益放在首位；70年代以成本和价格取胜；80年代则以质量赢得用户；90年代则以响应速度适应市场；进入21世纪，技术创新将成为竞争的焦点，谁技术创新领先，谁就会成为赢家。制造业的技术水平、生产规模和生产能力，决定了一个国家的产品竞争能力，决定其是否成为一个工业大国和强国，并进一步决定其经济实力和国防实力。实现军事现代化和国家安全的保障现代武器装备是先进制造技术的载体；尖端制造技术和装备一直是西方国家技术封锁和限制的重点;保证就业率稳定，缓解就业压力，保障社会稳定。例：①东芝事件(1982.12～1983.6)②《考克斯报告》(90年代)

③《控制高技术机床出口》(2000)制造业的作用东芝事件

多轴数控机床改进核潜艇性能东芝事件

1983年，日本东芝公司卖给前苏联几台五轴联动数控铣床，前苏联将其用于制造核潜艇推进螺旋桨，由于加工精度提高，使得螺旋桨在水中转动时候噪声大为下降，以至于美国的声纳无法侦测到前苏联核潜艇的动向，苏军潜艇能很好的隐藏在海底下。该数控机床的销售，也使得苏联的装备制造业上了一个档次，时至今日，美军的声纳也难以监听到俄军的潜艇了。东芝事件-苏日联手借道挪威

在当时冷战的背景下，对社会主义国家的出口，要受到“巴黎统筹委员会”(简称“巴统”，由除冰岛以外的北约国家与日本等国组成)的限制。“五轴联动数控机床”在当时属于最先进的工业技术产品，苏联根本无法自行设计制造。由于该设备可用于加工军用舰艇的螺旋桨，大大减少舰艇的噪音，明显属于被“巴黎统筹委员会”禁止向苏联出口的机械设备。东芝和克格勃都非常清楚这种限制，因此，在商业谈判完成后，双方就开始考虑，如何把电脑工作母机顺利运往苏联。莫斯科很快指示，把挪威作为转运地。东芝先将数控机床出口到挪威，挪威也是北约国家，这样做不违反“巴统”规定。实际上，挪威早就向苏联提供了火炮自动瞄准计算机，而这种计算机也是“巴统”严格禁止向苏联出口的。可见，苏联和挪威之间早就建立了送交特殊货物的秘密渠道。东芝事件-合作进程

根据合同，东芝公司必须负责4部母机的安装、调试，直到正常运转。同时，还要训练苏方的技术人员，直到他们能完全操作为止。苏方扣下10％的价款，直到东芝完成合同所规定的条款后才给付这笔尾款。但苏联军方后来临时改变主意，只要求东芝公司安装两台机械，剩下的两部坚持由他们自己的技术人员来处理。东芝事件-合作进程

在安装第一部机器的时候，日本的技术人员很快发现，参加安装工作的苏联技术人员，常常一大早就疲态百出，这令他们觉得非常蹊跷。几天后，体格强壮的苏联工人眼眶发黑，整个人几乎都要累垮了。后来，日本的技术人员才知道，这些苏联技术人员，白天帮日本人装机器，晚上还要挑灯夜战，凭白天学到的方法去装配另一部机器。东芝事件-合作进程

苏联的技术人员对操作程序还不够了解，又不敢完全信赖日本人，便展开了对负责转运这4部机器的挪威康克斯佩鲁克公司派到苏联的电脑技师—波路斯塔特的“争取”工作。这位出身于挪威乡下30岁的技师，由于天生木讷，外貌也算不上英俊，曾被女人骗过好几次，以至于对天底下所有的女人都有强烈的不信任感。但是，当波路斯塔特来到苏联后，很快就遇到了“迟到的春天”，不到两个月，他就跟一位美丽的苏联女性结婚了。这位挪威技师的婚姻，显然是克格勃导演的“作品”。苏联人想以美色牵住这位在情场上很不得志的技师。当然，这项“人色交易”事先必须得到波路斯塔特的宣誓效忠，因为苏联人不会干“赔了夫人又折兵”的事。在波路斯塔特的结婚典礼上，有许多苏联的高官前来捧场，东芝公司的人还被蒙在鼓里，显然，其中有不方便让日本人知道的事。东芝事件-技术突飞猛进终于招致怀疑

东芝的这些巨型自动化数控机床制作出来的产品，除了精密之外，还有制作时间极短的特点。这是苏联的机械难以比拟的地方。这4部高科技的数控机床可使他们的新型舰艇建造技术“脱胎换骨”，代价却不足2000万美元!而这些设备和技术生产出来的军舰和潜艇，后来也有相当部分加入了直接面对日本的苏联红旗太平洋舰队。本来，东芝公司和苏联的交易确实做得相当漂亮，包括日本在内的西方国家，无一发现从日本装运出去的机械竟然对苏联舰艇的制造技术起到了巨大的推动作用。但是，从上世纪80年代中期开始，北约各国的海军纷纷报告，苏联潜艇和军舰螺旋桨的噪声明显下降，跟踪难度加大，这使得美国开始怀疑，苏联是否获得了什么先进的技术，但是却苦于没有什么证据。一直到1985年，东芝公司负责该项目的熊古独因被公司解雇，他向“巴统”总部报告了这一事件，西方国家才展开对此事的调查。东芝事件-技术突飞猛进终于招致怀疑1986年，西方国家正式确认东芝公司违反了“巴统”限制，秘密向苏联出口限制级设备的事实经过。这次事件的后果非常严重。在日本东芝公司的帮助下，苏联海军舰艇开始具有了逃避美国海军“火眼金睛”的能力。北约和美国在这件事情上结结实实地栽了一个大跟头，此后进一步加强了对敏感设备和技术出口的监督和管制。俄罗斯提供给中国海军的基洛潜艇被称为“大洋黑洞”。在过去十年，美国海军可以举出多个现代柴电潜艇对美国舰只构成严重威胁的例子。法国的“鲉鱼”级潜艇、德制209型潜艇、瑞典科林斯潜艇(南非、智利和澳大利亚都分别装备了这些潜艇)都曾潜航至可对航母实施模拟鱼雷攻击的阵位。俄罗斯和中国的潜艇现在都具备制造这种静音潜艇的技术。在1982年的马岛战争中，阿根延的一艘德制209型潜艇曾成功地逃过英国舰队长达一个月的追杀。东芝事件-技术突飞猛进终于招致怀疑目前40多个国家共拥有300艘柴电潜艇，大多数国家要么是美国的盟国，要么使用着一些老式的高噪声柴电潜艇，但朝鲜、中国和伊朗都正从俄罗斯过去二十年所取得的技术突破中获益。美国海军在过去五十年里忽视了潜艇的威胁。美国海军在同一时期知道盟国海军的柴电潜艇非常难以追踪。中国正试图解决潜艇艇员训练质量的问题。因此中国的潜艇在未来战争中可能会令世人感到震惊。中国的静音潜艇(中国正在接收俄罗斯的基洛级潜艇)加之训练有素的艇员将轻易终结美国航母的舰载空中力量。《考克斯报告》1999年初,美国少数政客炮制所谓的《考克斯报告》,攻击中国盗窃美国核技术、导弹技术等军事机密,美国的对华技术出口管制也被列入攻击的重点。在这股反华潮流的影响下,美国国会在“2000财年国防授权法”中提出了多项旨在强化和监控对华技术出口的规定。《控制高技术机床出口》法案

如果掌握不了机器本身的生产，也就是制造产生工业产品的机器--装备制造业，一切都是虚的，就像是建在沙滩上的大厦。机器是母体，有机器才有产品。这是基础与枝节的关系。装备制造业被喻为工业的母机。大量进口装备产品，就意味着用别人的装备生产终端消费品，我们只能赚到劳力钱。从这个意义上说，中国目前只是加工中心，而不是真正的世界工厂、制造中心。这不仅削弱了本国制造业的竞争力，而且也威胁到一个国家的经济安全和国防安全。技术装备常被各国用于控制或干扰其他国家经济运行，如2000年美国就通过了针对中国的《控制高技术机床出口》法案与国外发达国家的差距

举个例子，数控机床是德国造的，数控计算机部分是德国造的，加工软件还是是德国造的，就连一把车刀，一个钻头，都是日本造的！除了厂房，没有一样工具是中国制造！就连厂房也是借鉴了外国的经验。倘若要加工一件精度为0.0001毫米的零件，所需的工具，就是上述外国制造的东西，这些工具的精度要比产品的精度高好几倍甚至几十倍几百倍！一把用于高精度加工的小小的钻头，咱们就是做不到啊！买日本的要好几千啊！没法子啊。德国进口的银亮钢，不用车床加工，直接拉出来圆轴度精度就在h级，也就说几米长的钢轴，从头到尾，轴度误差控制在非常小的范围。可是我们，连上车床都车不出来这么高精度的轴。不要以为会一些photoshop之类的时尚软件就沾沾自喜，一整套PRO/E正版软件要将近8000万元啊！给你你连安装都不会装，别说使用了，什么是差距？这就是差距！综上所述——制造业是国家的战略性产业高度发达的制造业，是实现工业化的必备条件高度发达的制造业，是衡量国家国际竞争力的重要标志高度发达的制造业，是决定国家在经济全球化进程中国际分工地位的关键因素制造业战略地位本节内容：1.1制造、制造系统和制造业下节内容：1.2智能制造技术的发展专题1智能制造技术的发展及体系结构

1.1制造系统和制造业起源和发展1.2智能制造技术的发展1.3引领全球制造业的变革智能制造1.4智能制造基本内涵与关键技术“汽车大王”亨利·福特1903年创建了第一家大规模的汽车生产厂，1914首次使用装配线生产汽车，大大提高了生产率。流水装配线

福特生产方式：20世纪20年代，福特公司创造性地建立了用于大量生产廉价的T型汽车的专用流水线。图为1946年4月15日，底特律出现交通堵塞，街道上行驶的几乎所有车都是福特。

20世纪50年代，底特律的人口达到顶峰，拥有185万规模的人口，成为美国第四大都市。

智能化工厂实例打造汽车工业4.0-智能工厂&智能车间宝马公司中国沈阳铁西工厂在冲压、车身、涂装和总装四大车间内全面实施了工业智能化。车身车间通过使用智能机器人和工业电脑控制技术，能效得到显著提升。机器人热能回收技术每年可节约超过780万度。汽车制造最耗能的涂装环节（约占汽车制造能耗的70%），实现节水30%、节能40%、减排20%。1.2智能制造技术的发展近两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“小批量→少品种→大批量→多品种变批量”的方向发展。在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集→设备密集→信息密集→知识密集”的方向发展。制造技术的生产方式沿着“手工→机械化→单机自动化→刚性流水自动化→柔性自动化→智能自动化”的方向发展。1.2智能制造技术的发展智能制造技术产生背景智能制造技术的产生不仅是科学技术范畴的事情，而且也是人类历史发展和文明进步的必然结果。无论是发达国家、新兴工业国家还是发展中国家，都将制造业的发展作为提高竞争力，振兴国家经济的战略手段来看待，智能制造技术应运而生。智能制造技术的产生和发展有其自身的社会经济、科学技术以及可持续发展的根源和背景。1.社会经济发展背景消费需求：主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短。全球性产业结构调整：制造商之间既有激烈竞争，又有基于实力的合作。快速响应市场：满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场，引导市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键。智能制造技术产生背景制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两个方向发展。现代制造业成为技术密集、知识密集型产业。信息成为制造业决定性因素，Intranet/Internet对制造业产生重大影响。2.科学技术发展背景智能制造技术产生背景资源匮泛，污染严重。环境问题不能以牺牲今后几代人的利益为代价。由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变。3.可持续发展战略智能制造技术产生背景1989年：日本提出智能制造系统；1992年：美国执行智能制造新技术政策；1994年：加拿大制定战略计划发展智能系统；1994年：欧盟启动R&D项目，大力资助信息技术；80年代末：中国将“智能模拟”列入国家科技发展规划。智能制造的发展轨迹第一阶段：智能制造概念的提出和发展阶段（20世纪80年代-90年代）第二阶段：智能制造概念的深化和丰富阶段（21世纪以来）智能制造的发展轨迹日本于1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，其中包括公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。美国于1992年执行新技术政策，大力支持包括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目，选择了39项核心技术，其中信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造技术的地位。第一阶段：智能制造概念的提出和发展阶段

（20世纪80年代-90年代）第二阶段：智能制造概念的深化和丰富阶段

（21世纪以来）

2001年6月，美国正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”；2012年2月，又出台“先进制造业国家战略计划”，提出通过加强研究和试验税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加快智能制造的技术创新；2012年设立美国制造业创新网络，并先后设立增才制造创新研究院和数字化制造与设计创新研究院。德国于2013年正式实施以智能制造为主体的“工业4.0”战略，巩固其制造业领先地位。第一次工业革命蒸汽动力机械设备应用于生产第二次工业革命电机发明和电能使用，大规模流水线生产第三次工业革命应用IT技术（PLC、NC）实现自动化生产制造生产方式发展：第四次工业革命（德国）第四次工业革命应用信息-物理系统（CPS）实现智能化生产中国：完备的制造业+互联网的创新（互联网+制造）提出：中国制造20252015年03月06日智能制造作为国家战略是“十三五”规划重点内容李克强总理在2015年的《政府工作报告》中提出，要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。《中国制造2025》强调了信息技术和制造技术的深度融合是新一轮产业竞争的制高点，而智能制造则是抢占这一制高点的主攻方向。基础件激光制造及3D打印机器人网络制造“互联网+”3D打印“器换人”“双基工程”密切相关：智能制造科技部先进制造领域正在规划的四个重点专项本节内容：1.2智能制造技术的发展下节内容：1.3引领全球制造业的变革智能制造专题1智能制造技术的发展及体系结构

1.1制造系统和制造业起源和发展1.2智能制造技术的发展1.3引领全球制造业的变革智能制造1.4智能制造基本内涵与关键技术制造业成为全球经济持续发展的发动机美国

“再工业化”

•国家制造技术创新联盟

•使用本国页岩气和石油德国

“保持工业领先地位”

•持续创新机制

•高出口量

•工业4.0为新的指导原则中国“发展高端技术实现产品升级”

•工资上涨

•质量驱动的智能自动化需求

•节能立法、保护环境智能制造——新型的制造模式。

智能制造技术符合个性化、定制化需求的历史大趋势；

能够通过大数据平台，进行深度数据挖掘，提供更好的解决方案；

能够提高生产资源生产效率；

能够为价值创造开拓新途径，尤其体现在生产型服务领域。智能制造不仅是实现制造业产品创新的重要手段，也是生产模式发展创新变革的重要推动力。智能制造正在成为世界各国制造业变革的重要方向，不断引领生产制造方式、制造业组织方式以及产业形态等产生重大变革。智能制造技术——引领全球制造业的变革从生产手段上看，智能制造技术的智能化、数字化技术成为产品制造的新方法。从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。从生产组织方式上看，智能制造技术的平台化、服务化将成为产业组织的新方式从生产动力来看，智能制造技术的网络化、智能化的智能制造体系成为重构全球制造业发展新格局的重要力量

智能制造技术——引领全球制造业的变革1.从生产手段上看，智能制造技术的智能化、数字化技术成为产品制造的新方法。通过人和智能机器合作，共同生产，能够把数字化、智能化科技植入最终产品，实现生产自动化、柔性化。通过提高信息化应用水平，全面推进应用数字及网络技术，空客380飞机实现了全球异地数字化设计、制造、测试、销售和最终产品的交付，开创了智能化制造的先河。1.从生产手段上看，智能制造技术的智能化、数字化技术成为产品制造的新方法。Google公司开发的无人驾驶汽车，也是智能化和数字化技术深度开发应用的结果。1.从生产手段上看，智能制造技术的智能化、数字化技术成为产品制造的新方法。未来不能接入工业互联网的工厂和车间，恰如一台没有接入互联网的PC机一样，算不上现代化工厂。只有具备网络通信能力的产品，才可以称得上“智能”。1.从生产手段上看，智能制造技术的智能化、数字化技术成为产品制造的新方法。可穿戴设备、可远程控制的家用电器、门窗家具、汽车等智能产品，将会在未来社会司空见惯。可以说，今后一段时期，智能化、数字化的制造技术将贯穿产品生产、制造、销售等全生命周期。1.从生产手段上看，智能制造技术的智能化、数字化技术成为产品制造的新方法。智能制造技术——引领全球制造业的变革2.从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。信息物理系统智能制造借助于信息物理系统，集计算、通信与控制于一体，实现大型物理系统与信息交互系统的实时感知和动态控制，能够实现客户需求和生产供给的互动，整合产品规划和产品生产，满足个性化、定制化需求。智能制造能够利用信息物理系统把人、机、物真正融合在一起，实现传统制造业无法实现的目标，推动生产制造模式转变。智能制造技术——引领全球制造业的变革2.从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。一方面，流水线批量生产转向批量化定制生产，通过对每个制造环节嵌入多个不同的生产模块，从产品下单开始，每一道工序都通过数字化管理和生产模块的无缝切换，同每一件产品的生产要求进行匹配，在生产过程不间断的情况下实现批量化定制。智能制造技术——引领全球制造业的变革2.从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。GE（通用电气）和劳斯莱斯联合开展个性化生产和制造，通过模块化和数值生产工序能够小批量生产发动机等专业化设备。智能制造技术——引领全球制造业的变革2.从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。未来制造业的生产系统由刚性化向柔性化转变，单一的生产系统转向可快速重构制造系统，即柔性化、超柔性化制造模式。智能制造技术——引领全球制造业的变革2.从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。柔性制造就是能够任意改变企业产品产量和品种。柔性制造之所以由可能变为现实，其关键技术主要是计算机辅助设计技术，模糊控制技术、人工智能专家系统及智能传感器技术等。智能制造技术——引领全球制造业的变革2.从生产模式上看，智能制造技术的柔性化、个性化生产将成为制造模式的新趋势。大众汽车正在实施“模块化横向矩阵”的生产战略，通过标准化某些部件的参数，最终能够实现在一条生产线上生产所有型号的汽车，彻底颠覆了过去福特汽车采取流水线批量生产的传统模式，极大地提高了生产资源的利用效率（譬如，如何保持订单的弹性）。智能制造技术——引领全球制造业的变革3.从生产组织方式上看，智能制造技术的平台化、服务化将成为产业组织的新方式。互联网和先进制造技术的创新和应用，开启了分布式制造、创客等发展的新空间。国际上具有一定竞争力的制造企业均已通过搭建社交化的制造平台，加快产品设计、生产，使用户、供应商、经销商在同一个平台上互动，实现了全球协同设计、协同制造和全球化资源化配置。平台化制造的产业组织雏形已在全球初步显现，成为未来产业组织发展的主要方向。德国大众在汽车生产的主要工序，通过打造网络化的横置发动机模块化平台（MQB平台），共享互联网上的各种信息和资源，能够支持超过60种车型批量化定制生产。智能制造技术——引领全球制造业的变革3.从生产组织方式上看，智能制造技术的平台化、服务化将成为产业组织的新方式。“卖产品不如卖服务”已经成为许多企业的发展战略，加快从以传统的产品制造为核心向提供具有丰富内涵的产品和服务转变。设计、总包、定制、服务外包、售后服务等将是制造企业未来获取更高利润的主渠道。智能制造技术——引领全球制造业的变革3.从生产组织方式上看，智能制造技术的平台化、服务化将成为产业组织的新方式。GE（通用电气）、耐克、IBM等大型企业集团已成为服务型制造企业。智能制造技术——引领全球制造业的变革3.从生产组织方式上看，智能制造技术的平台化、服务化将成为产业组织的新方式。IBM已成功转型为全球最大的硬件、网络和软件服务整体解决方案供应商，开辟价值创造新途径，公司早在2010年服务性收入占销售收入比重已超过55%；而GE的“技术+管理+服务”所创造的产值已经占到公司总产值的2/3以上。智能制造技术——引领全球制造业的变革从生产动力来看，智能制造技术的网络化、智能化的智能制造体系成为重构全球制造业发展新格局的重要力量。从整体上来看，目前以智能化系统、智能化装备、智能化服务为主体构成的智能制造体系是推动全球制造业发展的基本动力和重要引擎，成为重构全球制造业发展新格局的基础。

智能制造技术——引领全球制造业的变革实例1：德国某汽车主机厂曾经面临在新产品下线之前，需要花费30天分析方方面面的数据，每天投入的费用在150万欧元的窘境。智能制造技术——引领全球制造业的变革实例1：当一个工厂总经理，有25条生产线，他不可能一步一步地去看每条生产线的情况，拥有一站式质量数据平台之后，只需要看关键节点，哪些节点是黄色的（有预警），再深入进去看细节。在问题尚在萌芽之中，便能找到问题所在哪个阶段、哪条生产线、哪台机器，是如何产生的问题，及时有效地采取必要措施，作出决定并通知相关部门进行过程改进。PiWeb还可提供不同层面的定制报告。给操作员层面的报告，有着详尽的每个被测要素的测量结果。按照用户需求反馈不同类型报告：标准报告，全面而细致的分析；交互式报告，快速访问被测元素，详细获得测量点信息。智能制造技术——引领全球制造业的变革实例1：采用PiWeb软件之后，所有的数据都汇总到数据库中，可交互式地在图形上进行分析产品质量，随时随地获得相关信息，实时监控生产链的各个环节，快速获得各种报告。只需要10天的时间便达到过去要花费20天时间的目的。大大缩短了新产品的下线时间，给企业带来的丰厚回报不言而喻。案例2：一汽大众分布在三个地方：长春、成都、佛山都设有基地，他们的产品是大众和奥迪，年产近200万辆。在技术上，这三地不仅要和德国保持一致，同时又要考虑中国的国情，保留各自的特色。所以这是一个复杂的系统工程。而通过ZEISS(蔡司)的PiWeb，测量数据，快速地产生各个层面的测量报告，质量部门、生产部门及中国和德国的管理层可随时随地获得需要的各种信息和报告。从而最终保证了汽车的产品质量。智能制造技术——引领全球制造业的变革本节内容：1.3引领全球制造业的变革智能制造下节内容：1.4智能制造基本内涵与关键技术专题1智能制造技术的发展及体系结构

1.1制造系统和制造业起源和发展1.2智能制造技术的发展1.3引领全球制造业的变革智能制造1.4智能制造基本内涵与关键技术智能制造的内涵与本质智能制造是工业技术和信息技术高度融合，形成了数字化车间，从根本上实现企业制造模式的变革。工业技术自动识别智能设备数控机床自动控制视频监控语音广播消息中心智能物流机器人数字化车间信息技术工业技术信息技术智能分析控制中心数据平台管控系统数据采集接口智能制造：大数据循环安装仪器仪表的工业机器专有机器数据流的提取和存储

工业数据系统物联网、云计算网络基于机器的算法和数据分析大数据分析与合适的人和机器分享数据

可视化远程

和集中数据

数据流返回机器实体和人际网络从制造生态层面来看，智能制造是通过把物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术等有效结合，实现工厂与企业内容、企业之间和产品全生产周期的实时管理和优化的新型智能制造系统。智能制造：工业世界与数字世界融合智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设备组、设施和系统网络的工业世界能够更深入地与连接、大数据和分析所代表的数字世界融合。从技术层面来看，智能制造是在拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。智能制造是交叉融合形成智能化的感知、人机交互、决策和执行技术体系。智能制造：产品全生命周期从生产方式来看，智能制造是具有感知、决策、执行功能的各类制造的统称，是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。数控机床集成电路物联网自动化生产线智能制造装备工业机器人人工智能新材料、新能源……智能制造智能制造：先进技术的深度融合与集成从产业发展动力来看，智能制造是现代传感技术、网络技术、自动化技术、信息通信技术、智能技术与装备制造技术、新材料技术、新能源技术的深度融合与集成，数控机床、集成电路、物流网、自动化生产线、智能制造装备、工业机器人、人工智能、新材料、新能源等领域的技术突破和变革将成为支撑和引领智能制造产业发展的重要基础和动力。从国内情况来看，当前智能制造主要是信息技术和先进制造业相结合，或者互联网和先进制造业相结合。智能制造的主要载体是智能工厂和智能车间，是信息化与工业化深度融合的大趋势。智能制造是一个巨系统，随着以互联网、移动互联网、物联网、大数据、云计算等为代表的新一代信息技术的发展和推广应用，以及3D打印、能源网络等技术的不断成熟，智能制造的概念和内涵也会动态变化，逐渐拓展和丰富。智能制造：主要载体是智能工厂和智能车间智能制造本质：智能制造是制造业变革和演化升级是一种新型方式。本质既包括智能工厂和智能生产也包括智能产品和智能应用以及智能制造理念下可能催生出的新业态、新模式、新体系。本质是强调制造环境、制造设备和制造过程的智能化能够产生新动能、激发新需求、创造新供给、催生新业态、培育新模式和提升经济运行质效。智能制造本质智能制造技术组成智能制造装备信息获取，控制，执行，加工，成形，物流……智能制造系统智能生产线，智能车间，数字化工厂……智能制造服务生产性服务业智能化，供应链管理优化，物联网……感知与测控网络机器学习与制造知识发现面向制造的综合推理图形化建模与仿真智能全息人机交互

工况感知与智能识别性能预测与智能维护智能规划与智能编程智能数控与伺服驱动系统建模与自行组织智能制造执行系统智能企业管控智能供应链管理流程智能控制服务感知与控制的互联工业产品智能服务服务过程的智能运控制造物联网与物流智能服务制造与服务的集成共享和协同智能制造技术智能制造装备智能制造系统智能制造服务数控机床智能化工程机械激光加工系统自动化生产线智能制造装备工业机器人可重构生产系统工业自动化控制系统……智能制造产品智能制造的核心：信息物理系统CPS信息物理系统（CPS）信息物理系统（Cyber-physicalSystem，CPS），它是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C技术（集计算、通信与控制于一体）的有机融合与深度协作，实现系统的实时感知、动态控制和信息服务，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合，同时实现客户需求和生产供给的互动，整合产品规划和产品生产，满足个性化、定制化需求。智能制造借助于信息物理系统，集计算、通信与控制与一体，实现大型物理系统与信息系统的实时感知和动态控制，能够实现客户需求和生产供给的互动，整合产品规划和产品生产，满足个性化、定制化需求。智能制造通过嵌入式互联网技术，将离散的信息-物理系统（CPS）进行连接交互。•

产品制造过程中包含所有必要信息•

考虑智能制造全价值链，进行生产设备整合、自组织•

生产过程中按照实际工况灵活决策智能制造的核心：信息物理系统CPS信息物理系统CPS重要作用信息物理系统（CPS）作为智能制造的核心，通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界，从而在生产制造过程中，将与设计开发、生产控制、检测诊断等有关的所有数据通过传感器采集并进行分析，形成可自行操作的智能生产系统。工厂与公司订单系统相连，会自动形成最有效的生产安排，实现生产能力、供应链及市场需求的动态匹配。拥有智慧的材料甚至可以直接与机器对话，告诉它们自己该被如何处理，任何一个地方出现差错，可以启动自查程序，自我修复并且自我学习。在维护和保养方面，也是智能机器自动定期检查并上报。智能制造能够利用信息物理系统把资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂变成一个智能环境，实现传统制造业无法实现的目标，推动生产制造模式转变。信息物理系统特征 指智能的感知，从信息来源、采集方式和管理方式上保证数据的质量和全面性。数据到信息的转化、对数据进行特征提取。筛选、分类和优先级排列，保证数据的可解读性。网络的融合，将机理、环境与群体有机结合，构建能够指导实体空间的网络环境。能够自我认知和目标优化，进而通过优化后的智能决策实现价值的应用。信息物理系统特征 指目前，信息物理系统是智能制造的核心，它能改革人类与物理世界的交互方式，对未来制造业发展产生深远的影响。德国工业4.0的核心，就是通过信息物理系统实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流，构建一个高度灵活的数字化、网络化的智能制造模式。美国设立了“国家制造创新网络中心”，组建了一批国家信息物理系统网络平台，联合攻关研发CPS软件、传感器、移动终端设备等工具和装备。通过信息网络和物理生产系统的融合来改变当前的工业生产和服务模式，将成为企业提高产品附加值、增强市场竞争力的重要手段。2020智能制造：发展阶段

产品设计、制造过程中具有感知、分析、决策、执行功能

利用自组织网络，动态配置

资源，实现研究、设计、生

产和销售各种资源重组

2015

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM

/ERP/RE/RP2011智能化网络化

数字化智能制造发展方向：产品智能化

自适应工况：

•工况识别感知

•控制算法及策略人机交互：•多功能感知•智能Agent•语音识别•信息融合自主决策：•环境感知•路径规划•智能识别•自主决策回收信息原材料

信息设计信息制造信息物流信息销售信息

产品全生命周期个性化定制与服务无人机

无人驾驶汽车

智能家电智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革

将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中

赋予产品制造在线学习和知识进化能力实现自学自律制造

日本山崎马扎克机床

热屏障

主动振动控制智能装备特点：瑞士米克朗机床

智能工艺规划大连机床

热补偿功能

智能装备2000—

数控装备1960—国际

智能制造初露端倪国内该生产什么质量管控智能制造发展方向：生产智能化

WhattoproduceStatusofequipment

设备状态OverallproductionmonitoringandcontrolWorkinstruction

作业指导Productionstatistic

生产统计Qualitycontrol

物料准时配送JITmaterialdelivering

生产防错系统Error-proofing

产品及时发运

Productdelivering

全局生产管控智能制造发展方向：生产智能化。在智能制造中从该生产什么到设备状态、物料准时配送、生产防错系统、生产统计、作业指导、