互联网思维下的智能制造及其应用

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互联网思维下的智能制造及其应用

0引言

互联网思维下的智能制造的定义为：将信息技术、网络技术和智能技术应用于设计、制造、

管理和服务等工业生产的各个环节，以进行感知、分析、推理、判断和决策，从而产生的一

种新的工业形态。智能制造能够大幅度地提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资

源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段，其主要具有以下 3 个基本特征 : 1 ）智能性 , 与

数字化制造相比 , 智能制造具有预测、决策与自主调整优化能力；2 ）融合性，智能制造是信

息化与工业化深度融合的产物，发展智能制造可大大提高制造过程的自动化和智能化水平；

3 ）革命性，智能制造是一种新的生产方式，推动传统的、大规模批量生产向大规模定制生

产转变[1].

1互联网思维下的智能制造的形态

智能制造的实现是基于互联网技术的渗透和应用，并与未来的先进制造技术相结合，形成新

的智能化的制造体系。智能制造在企业中的具体形态是：大数据系统、全球虚拟制造、工业

云体系、计算机集成智能设计系统（CIIDS ）、工艺系统及协同机制、全能制造系统

（HMS ）、并行工程（CE:Concurrent Engineering ）、构建全球云物流公共服务平台和第三方

支付系统，以及关于云物流数据标准化体系和云物流公共服务平台[2].

总的来说，互联网思维下的智能制造具有以下几种形态。

a ）制造业供应链管理

企业通过在供应链体系中应用传感网络技术，能够构建全球制造业中规模最大、效率最高的供

应链体系[3].

b ）生产过程工艺优化

智能制造应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的

实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程。

c ）泛在感知网络技术

建立一种服务于智能制造的泛在网络技术体系，能够为制造中的设计、工艺、设备、过程、

管理和商务提供无处不在的网络服务[3]. 目前 , 面向未来智能制造的泛在网络技术还处于初始

的发展阶段。

d ）虚拟实现技术

采用真三维显示与人机自然交互的方式进行智能生产，能够进一步地提高制造业的效率。目

前，虚拟环境已经在许多重大的智能制造领域中得到了广泛的应用和研究[4].

e ）人机交互技术

目前制造业还处在一个信息有限的时代，人必须要服从和服务于机器。但是，随着人机交互

技术的不断发展，我们将逐步地进入一个基于泛在感知的智能制造人机交互时代[4].

f ）空间协同技术

空间协同技术的发展目标是以泛在网络、人机交互、泛在信息处理和制造系统集成为基础，

突破现有的制造系统在信息获取、监控、控制、人机交互和管理方面集成度差、协同能力弱

的局限，提高制造系统的敏捷性、适应性和高效性。

g ）平行管理技术

该技术旨在促进制造系统与虚拟系统的有机融合，从而不断地提升企业认识和预防非正常状态

的能力，提高企业的智能决策和应急管理水平。

h ）电子商务技术

目前制造与商务过程一体化特征日趋明显，整体呈现出纵向整合和横向联合两种趋势。未

来，我们应该在先进的制造业中建立健全的电子商务技术框架，大力发展电子商务，以不断

地提高制造企业在激烈的市场竞争中的适应和决策能力，促进先进制造业朝着健康、可持续

的方向发展。

i ）系统集成制造技术

该技术集网络化、集成化、自动化和智能化于一身，使得制造具有修正或重构自身结构和参

数的能力，具有自组织和协调能力，可以满足千变万化的市场需求，应对激烈的市场竞争[4].

2互联网思维下的智能制造的架构及模式

互联网思维下的智能制造具有 3 种架构形式：1 ）涵盖产品全生命周期的设计、生产、管理和

服务的智能化； 2 ）产品的智能化，包括智能装备、智能终端等； 3 ）生产方式和商业模式的

变革，产品生产方式由大规模批量生产向大规模定制生产转变[5]. 智能制造的架构示意图如图

1 所示。

3互联网思维下的智能制造的应用

1 ）苏州市的智能制造应用起步较早，2011 年就有若干企业着手开展项目规划、人才集聚、

软件选型和数据集成等一系列的工作，并取得了显着的成果和绩效，现遴选以下几个具有示

范意义的企业，对智能制造在这些企业中的实际应用情况进行分析和评估。

3.1 智能制造在苏州纽威阀门有限公司的应用

苏州纽威阀门有限公司，是一家国内最大，同时也是世界着名的阀门制造商。自成立以来，

公司一直致力于为客户提供全套工业阀门解决方案，专业从事工业阀门的生产、研发、销售

和服务。该公司于2012 年开始应用 CAX 系统进行企业的各项管理工作。

所谓 CAX 系统 , 即是计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工

程（CAE ）、计算机辅助工艺计划（CAPP ）、计算机集成制造（ CIM ）、计算机集成制

造系统（CIMS ）、计算机辅助造型（CAS ）、计算机辅助测试（CAT ）和计算机辅助教学

（CAI ）等各项技术的总称，因为上述所有的缩写词都是以 CA 开头，X 表示所有。 CAX 实

际上就是把多元化的计算机辅助技术集成起来，复合和协调地进行工作。例如：

在产品设计阶段，除了设计部门要开展工作以外，其他各部门也可以提前介入，并行作业，

无需等待上一道作业完成后，才开始下一道作业，因而可以有效地缩短开发时间；同时，在

产品设计的早期，能够比较全面地考虑到产品生命周期的各种因素，提前发现设计上的错误和

误差，及时地进行修正；此外，CAX 系统还可以在设计的过程中，按照市场的需求，不断

地提出可以进行比较的多种设计方案，从而获得最优化的设计成果和效益。纽威公司全面应

用仓储条形码管理系统，高效、有序地对各种工艺和加工工序进行精确的控制，以便最大限

度地满足市场与制造的需求。通过 CAX 系统，纽威公司具备了阀门智能制造所需的最先进的

设计理念，能为客户提供从最小1.27 cm （0.5 英寸）到最大 162.56 cm （64 英寸）、重达45

吨的全系列的优质阀门产品。因此，CAX 技术在纽威公司的应用，不仅能够改变公司产品的

设计方式和手段，同时也能为智能制造在公司的进一步发展和变革提供巨大的潜力，从而不

断地促进公司生产制造过程中的智能化水平，为公司在激烈的市场竞争中赢得一席之地。

3.2 智能制造在三一集团有限公司的应用

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互联网思维下的智能制造及其应用0引言互联网思维下的智能制造的定义为：将信息技术、网络技术和智能技术应用于设计、制造、管理和服务等工业生产的各个环节，以进行感知、分析、推理、判断和决策，从而产生的一种新的工业形态。智能制造能够大幅度地提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段，其主要具有以下3个基本特征:1）智能性,与数字化制造相比,智能制造具有预测、决策与自主调整优化能力；2）融合性，智能制造是信息化与工业化深度融合的产物，发展智能制造可大大提高制造过程的自动化和智能化水平；3）革命性，智能制造是一种新的生产方式，推动传统的、大规模批量生产向大规模定制生...

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