由于改革開放帶來的經(jīng)濟發(fā)展，中國的制造業(yè)發(fā)展迅速，與中國的第二產(chǎn)業(yè)相比，制造業(yè)比農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)發(fā)展速度更快，已成為國民經(jīng)濟的重要發(fā)展支柱。中國的制造業(yè)已經(jīng)影響到世界，中國正在向世界的制造業(yè)中心的位置靠近，并且近年來，許多私營和外國公司在中國迅速發(fā)展，帶動經(jīng)濟和制造技術(shù)的快速發(fā)展，也帶來了就業(yè)機會。中國已逐漸成為真正的制造力量強國。中國雖然擁有強大的制造業(yè)，但與德國，日本和美國相比仍然存在顯著差異。主要區(qū)別在于產(chǎn)品生產(chǎn)率低，創(chuàng)新能力低，缺乏知名品牌以及附加值。這些差距不僅阻礙了社會和經(jīng)濟發(fā)展，而且阻礙了中國工業(yè)的發(fā)展。中國是工業(yè)化較落后的國家，工業(yè)化進程尚未結(jié)束。

　　一、工業(yè)工程的發(fā)展與思考

　　(一)工業(yè)工程的起源與發(fā)展

　　由于軍事需求，工業(yè)工程始于20世紀初期的美國，經(jīng)過短暫的發(fā)展，工業(yè)工程被應(yīng)用于該行業(yè)，其中制造業(yè)是最具代表性的工業(yè)。在手動生產(chǎn)時代，沒有生產(chǎn)標準，人們僅依靠生產(chǎn)過程來獲得自己的經(jīng)驗，從而造成資源浪費和效率低下。在20世紀初，工業(yè)開始進入“科學(xué)管理時代”。泰勒(Taylor)和吉爾布雷思(Gilbraith)等代表人物出現(xiàn)了。美國工程師泰勒的書《科學(xué)管理的原理》是這個時代的杰作，也是一部經(jīng)典的工業(yè)工程著作。當前，工業(yè)工程的應(yīng)用范圍從初始制造業(yè)到建筑業(yè)，運輸，銷售，航空，政府部門，金融，醫(yī)院，軍事物流，公共衛(wèi)生，服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域。作者認為現(xiàn)代工業(yè)工程師應(yīng)該具有工業(yè)工程的思想，但是無論做什么，都可以想到工業(yè)工程的思想問題和擁有有關(guān)工業(yè)工程的意識。

　　(二)工業(yè)工程在中國的發(fā)展

　　工業(yè)工程已經(jīng)在世界范圍內(nèi)發(fā)展了100多年，但是僅在中國只發(fā)展了30多年，時間很短，技術(shù)創(chuàng)新遠遠落后于德國和日本等發(fā)達國家。此外，中國的工業(yè)發(fā)展相對緩慢且基礎(chǔ)薄弱，與發(fā)達國家的管理體制也存在明顯差距。工業(yè)工程實際上是可以應(yīng)用到制造業(yè)的工作，但是它在1980年代才引入，到目前為止還沒有滲透到各種公司中，而且許多公司尚未了解工業(yè)工程的作用。沒有良好的管理系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)，公司就無法快速發(fā)展。

　　二、智能制造技術(shù)的理解

　　對智能制造的簡單理解是現(xiàn)代制造和生產(chǎn)過程中的一個因素，其中將機械設(shè)備等元素添加到人工制造智能系統(tǒng)中，從而在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)一些人腦活動，例如現(xiàn)場工程和技術(shù)分析人員，以發(fā)現(xiàn)問題，判斷和解決問題。目的是可以對其進行分析。決策和其他技術(shù)活動最終可以實現(xiàn)信息的靈活性，情報和生產(chǎn)流程的高度集成。智能制造通常包括智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。智能制造技術(shù)主要包括先進的控制和優(yōu)化技術(shù)，新型傳感器技術(shù)，系統(tǒng)協(xié)作技術(shù)，故障診斷和健康維護技術(shù)，高度可靠的實時通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，安全功能技術(shù)，特殊工藝和精密制造技術(shù)，識別技術(shù)等�；�于智能感知，人機交互，決策和執(zhí)行技術(shù)，工廠設(shè)計過程，制造過程和裝配過程是智能的，該系統(tǒng)替代了生產(chǎn)環(huán)境領(lǐng)域中的一些專家腦力勞動。存儲，收集，改進，共享和開發(fā)來自行業(yè)專家的智能信息是一種先進的制造技術(shù)，可以提高生產(chǎn)效率。

　　三、智能制造的發(fā)展與思考

　　世界智能制造技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。為了進入21世紀的大數(shù)據(jù)和云計算時代，為了增強工業(yè)競爭力，德國在生產(chǎn)，學(xué)習和研究領(lǐng)域共同創(chuàng)立了“工業(yè)4.0”，并創(chuàng)立了《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議》作出預(yù)測藍圖素描。以情報+網(wǎng)絡(luò)為核心，將供應(yīng)商戰(zhàn)略和市場戰(zhàn)略作為兩個戰(zhàn)略支柱：橫向，縱向和端到端集成，而德國啟動了工業(yè)4.0，美國也宣布了一項國家先進制造戰(zhàn)略計劃。通過分析強有力的創(chuàng)新政策，縮小與其他國家的創(chuàng)新差距并解決一系列科學(xué)技術(shù)問題，我們分析了當前的先進制造方法以及我們所面臨的機遇和挑戰(zhàn)。中國智能制造的瓶頸在于中國的工業(yè)化起步較晚，技術(shù)積累相對較差，技術(shù)創(chuàng)新和先進技術(shù)的工業(yè)化能力遠遠落后于其他發(fā)達國家。許多公司，尤其是私營公司，只進行簡單的零件裝配而沒有自己的零件生產(chǎn)能力。核心技術(shù)由人們以多種方式控制，因此在行業(yè)競爭中競爭力不足，嚴重的情況可能導(dǎo)致公司倒閉。中國軟件系統(tǒng)的發(fā)展還不處于世界前列，因此軟件技術(shù)的積累嚴重不足，沒有先進的科學(xué)技術(shù)，智能制造就無法迅速發(fā)展。盡管制造公司的技術(shù)近年來得到了改善，但許多公司仍依賴于維持現(xiàn)狀并依靠人們來采用國外軟件系統(tǒng)。

　　四、工業(yè)工程人與智能制造結(jié)合發(fā)展

　　智能制造的發(fā)展必須對工業(yè)工程有一個想法。智能制造與工業(yè)工程具有相同的想法。目前已知最接近工業(yè)4.0的工廠是西門子安貝格電子制造工廠。換句話說，工廠通過智能制造集成了三個關(guān)鍵技術(shù)：產(chǎn)品生命周期(PLM)，管理執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和工業(yè)自動化，并將它們作為一個完整的系統(tǒng)應(yīng)用。PLM和MES是工業(yè)工程的相關(guān)領(lǐng)域，根據(jù)工程的特點，工業(yè)工程和智能制造可以一起進行協(xié)調(diào)和發(fā)展。作為工業(yè)工程隊伍，我們必須遵循國家的腳步，將工業(yè)工程與智能制造相結(jié)合，以開辟新的領(lǐng)域。工業(yè)工程人員必須具有智能制造技能。工業(yè)工程人才必須日益發(fā)展進步，工業(yè)工程本質(zhì)上是一個交叉學(xué)科，我們認為工業(yè)工程人員必須掌握各種先進知識，例如智能設(shè)計，智能處理，智能裝配和智能服務(wù)。智能知識存儲與工業(yè)工程必須學(xué)習的軟件相結(jié)合的方法充滿了21世紀的創(chuàng)新。如今，我們已經(jīng)開發(fā)出科學(xué)技術(shù)方面的尖端技術(shù)，例如設(shè)計方案的制圖和決策，處理技術(shù)的智能優(yōu)化，基于智能導(dǎo)航的組件的精確定位技術(shù)以及能夠挖掘客戶內(nèi)在需求的智能服務(wù)技術(shù)。工業(yè)工程師需要學(xué)習科學(xué)方法并學(xué)習所需的技能。

　　五、智能制造技術(shù)在工廠的應(yīng)用

　　(一)智能制造裝備領(lǐng)域

　　智能制造設(shè)備，高端能源設(shè)備，特種智能專用設(shè)備等領(lǐng)域在制造業(yè)中的比重逐年增加。智能制造裝配是具有人工感知，智能推理，分析和控制的制造裝配。在工廠中應(yīng)用智能裝配具有許多優(yōu)勢，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量并提高生產(chǎn)效率。中國的智能制造和裝配領(lǐng)域主要包括四類：先進的數(shù)控機床，智能測控裝置，主要的基本部件和主要的集成智能裝配。

　　(二)智能化數(shù)控機床技術(shù)領(lǐng)域

　　智能數(shù)控機床的主要發(fā)展趨勢是高速，精密，復(fù)合，多軸鏈接和智能化�，F(xiàn)代化的制造工廠主要包括具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的先進CNC機床，5軸加工中心和用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的多軸CNC加工中心。當前，智能數(shù)控機床技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天，軍事生產(chǎn)，汽車，海洋工程和高鐵等關(guān)鍵領(lǐng)域。智能CNC機床通常具有以下功能：自動數(shù)據(jù)收集，監(jiān)視，分析和自適應(yīng)靈活性支持，與操作員集成，過程優(yōu)化設(shè)計和自動化編程。

　　(三)工業(yè)機器人制造業(yè)領(lǐng)域

　　在制造業(yè)中，工業(yè)機器人的應(yīng)用，研發(fā)和制造是衡量一個國家或地區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新能力和智能水平的重要標志，也是中國實現(xiàn)新的工業(yè)革命的重要途徑。中國的工業(yè)機器人應(yīng)用市場呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。

　　六、工廠實現(xiàn)智能制造思考

　　(一)工廠實現(xiàn)智能制造要具備的基本條件

　　智能制造技術(shù)必須從對環(huán)境元素狀態(tài)的認識開始。沒有接收和處理信息，就不會進行數(shù)據(jù)分析和決策。為了使工廠實現(xiàn)智能制造，必須具備三個基本條件。一種是傳感器技術(shù)，另一種是數(shù)字技術(shù)，另一種是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這三個基本條件為工廠智能制造提供了基礎(chǔ)平臺。

　　(二)工廠實現(xiàn)智能制造必須具有關(guān)鍵技術(shù)

　　工廠實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵技術(shù)是大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)。對于擁有大量運營和工作場所數(shù)據(jù)的組織和制造商而言，先進的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對于發(fā)現(xiàn)隱藏模式，未知關(guān)聯(lián)，市場趨勢，客戶偏好和其他有用的業(yè)務(wù)信息至關(guān)重要。因此，在應(yīng)用智能制造技術(shù)時，工廠不僅必須具備基本條件和核心技術(shù)，而且還需要實現(xiàn)人，機器和工業(yè)機器人的合理勞力和協(xié)同工作以最大程度地提高生產(chǎn)效率。

　　(三)工廠智能制造技術(shù)應(yīng)用過程中面臨挑戰(zhàn)

　　在當今環(huán)境下，中國公司在促進智能制造方面正面臨許多挑戰(zhàn)。首先是缺乏人才，其次是公司的現(xiàn)代制造理念和內(nèi)部改革的需要。推廣智能制造技術(shù)是公司自身的發(fā)展需求。它不受外部環(huán)境(例如策略)的驅(qū)動。例如，由于缺乏自動化和信息缺陷，全面的集成障礙，標準化和數(shù)據(jù)質(zhì)量下降，困難的業(yè)務(wù)模型和流程更改以及不良的管理改進，當今大多數(shù)中國生產(chǎn)企業(yè)嚴重限制了智能制造技術(shù)。它實際上是在工廠應(yīng)用的。

　　結(jié)語

　　隨著《中國制造2025年戰(zhàn)略計劃》的實施，智能制造在中國現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展中變得越來越重要。它被認為是未來制造業(yè)的重要發(fā)展方向，因為它可以通過將智能技術(shù)應(yīng)用于制造和服務(wù)領(lǐng)域的傳統(tǒng)產(chǎn)品來降低各種產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。如今，中國必須開拓制造方式，作為制造強國，中國必須在智能制造的方向上取得長足的進步。在促進工廠中智能制造的建設(shè)方面，不僅需要仔細地思考，計劃和執(zhí)行，同時企業(yè)必須積極解決開發(fā)過程中的缺點，為實現(xiàn)中國先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略奠定堅實基礎(chǔ)。

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　　作者：陳興鋒

　　工業(yè)工程在智能制造發(fā)展的作用相關(guān)推薦工業(yè)機器人識別與檢測技術(shù)研究發(fā)展

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