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智能制造:內(nèi)涵、范式與路徑

2025年5月28日 來源:新工業(yè)網(wǎng)  瀏覽 45 次 評論(0)

在科技進步驅(qū)動下,智能制造成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向、新質(zhì)生產(chǎn)力的重要內(nèi)容、新興產(chǎn)業(yè)培育壯大的重要引擎、適應和引領經(jīng)濟發(fā)展“新常態(tài)”的重要抓手。發(fā)展智能制造,有必要準確分析與把握智能制造的內(nèi)涵,理解其范式演進規(guī)律,在此基礎上探求切實可行的發(fā)展路徑。


一、智能制造的內(nèi)涵


準確界定智能制造,明確其內(nèi)涵與外延,在理論層面可以為相關理論研究提供清晰的對象和范疇,避免研究過程中出現(xiàn)范圍模糊、內(nèi)容泛化等問題,提高研究的針對性、有效性。同時,促進多學科交叉融合,為解決復雜制造問題提供新思路、新方法。在實踐層面有助于企業(yè)界更好地理解智能制造的理念與方法,有針對性地進行技改升級,提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力,有助于上下游企業(yè)間更好地溝通協(xié)作,實現(xiàn)供應鏈優(yōu)化與協(xié)同創(chuàng)新,提高整個產(chǎn)業(yè)的效率和競爭力。


(一)智能制造概述


得益于先進制造技術與信息技術深度融合,智能制造(Intelligent Manufacturing)在研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、運營服務等產(chǎn)品全生命周期,將數(shù)字化、智能化設備經(jīng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)絡,借助網(wǎng)絡空間強大算力將物理空間的物理實體在信息空間全要素重建,生成具備感知、分析、決策和執(zhí)行能力的數(shù)字孿生體,構建起物理世界與信息世界相互融合、虛實合一的制造系統(tǒng),旨在實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化制造,持續(xù)提高企業(yè)效益與服務水準,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔且柔性化生產(chǎn),推動制造業(yè)朝著創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)制造相比,智能制造的本質(zhì)改變在于制造系統(tǒng)由物理和信息兩個系統(tǒng)組成,前者適用于現(xiàn)實物理世界,后者則是一個虛擬的物質(zhì)世界,二者一一對應、彼此映射。智能制造的典型特征是自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應、自學習。


(二)“工業(yè) 4.0”與“中國制造 2025”


2013 年,德國“工業(yè) 4.0”工作組發(fā)表了《德國工業(yè)4.0 戰(zhàn)略計劃實施建議》,提出“工業(yè) 4.0”的概念。從“工業(yè) 1.0”到“工業(yè) 4.0”呈現(xiàn)了工業(yè)發(fā)展所歷經(jīng)的四個階段?!肮I(yè) 4.0”以信息物理融合系統(tǒng)(CPS)為基礎,以高級智能制造為主導,以智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流、智能服務為主題,以生產(chǎn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、自組織為標志,被稱為“第四次工業(yè)革命”?!肮I(yè) 4.0”展現(xiàn)的工業(yè)愿景是通過計算、自主控制和聯(lián)網(wǎng),人、機器和信息能夠互聯(lián)且融為一體的新一代生產(chǎn)制造模式?;ヂ?lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型是“工業(yè) 4.0”的五個主要特點。“工業(yè)4.0”的實施過程必然是、也必須是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程。在“工業(yè) 4.0”時代,生產(chǎn)制造方式轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新驅(qū)動、個性化定制、服務型制造,制造技術、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新和變革將層見疊出。


“工業(yè) 4.0”引入中國后轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸袊圃?2025”。兩者在發(fā)展基礎、戰(zhàn)略任務、主要舉措方面均有不同(見下頁表 1)?!爸袊圃?2025”通過自動化裝備(機器人、3D 打印等)及通信技術實現(xiàn)生產(chǎn)自動化,通過各類數(shù)據(jù)采集分析(區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計算),經(jīng)由通信互聯(lián)手段,將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng)(人工智能),并將數(shù)據(jù)應用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺(工業(yè)軟件平臺),從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設計、個性化定制,最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。


表1“工業(yè)4.0”與“中國制造2025”的區(qū)別

“工業(yè) 4.0”是智能制造的理念基礎,智能制造是“工業(yè) 4.0”理念在制造業(yè)的具體實踐,是“工業(yè) 4.0”的重要組成部分,二者相互關聯(lián)、相互促進。


(三)智能制造模式及要素條件


從產(chǎn)品類型和生產(chǎn)工藝組織方式角度,智能制造分為離散型智能制造、流程性智能制造、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制和遠程運維服務五種模式。針對這五種模式,工信部在智能制造重點示范項目推薦工作中明確了判定智能制造的要素條件,并將“人工智能”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”列入“新技術創(chuàng)新應用要素條件”。為清晰、簡明地呈現(xiàn)這些要素條件,便于進行分析和比較研究,本文根據(jù)工信部《2018 年智能制造試點示范項目要素條件》相關文件和資料進行匯總整理和提煉,制作了智能制造要素條件一覽表(見下頁表 2)。制造企業(yè)可以對標這些要素條件,尋求具體有效的智能化轉(zhuǎn)型升級路徑。這些要素條件也可以為政府支持性政策設計提供指引。


表2 智能制造要素條件一覽表

制造企業(yè)向智能化制造升級轉(zhuǎn)型過程中,要立足企業(yè)客觀實際,對要素條件持續(xù)改進。


(1)離散型制造產(chǎn)品是由零散的零部件加工裝配而成,零部件以各自的工藝過程通過各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),物料運動呈離散狀態(tài)。離散制造產(chǎn)業(yè)鏈從上游至下游主要包括數(shù)控系統(tǒng)制造商、裝備制造商和大中小型工廠。由于“多品種、小批量”,離散制造比較“松弛、無序”。通過要素條件持續(xù)改進,離散型智能制造追求的目標是產(chǎn)品全生命管理周期閉環(huán)動態(tài)優(yōu)化,在松散無序的離散制造業(yè)中引入秩序,各要素緊密配合,實現(xiàn)精密、快速、準確、高一致性生產(chǎn)。


(2)流程型制造以資源(包括可回收資源)為原料,通過物理變化和化學反應連續(xù)復雜生產(chǎn),提供原材料和能源。流程型生產(chǎn)原料變化頻繁,生產(chǎn)過程涉及理化反應、機理復雜,生產(chǎn)過程連續(xù)、不能停頓,使生產(chǎn)過程測量難、建模難、控制難、優(yōu)化決策難。通過要素條件持續(xù)改進,流程型智能制造追求的目標是生產(chǎn)和管理信息全程可視化、生產(chǎn)過程在線實時動態(tài)優(yōu)化、生產(chǎn)管理智能化水平顯著提升,即精細化管理向流程要效益。


(3)網(wǎng)絡協(xié)同制造利用網(wǎng)絡技術和信息技術將串行工作變?yōu)椴⑿泄こ?,是敏捷制造、協(xié)同商務、智能制造和云制造的核心內(nèi)容。通過要素條件持續(xù)改進,網(wǎng)絡協(xié)同制造追求的目標是形成供應鏈內(nèi)及跨供應鏈間的企業(yè)產(chǎn)品設計、制造、管理和商務的合作生產(chǎn)模式,并通過改變業(yè)務經(jīng)營模式達到資源最充分利用的目的。


(4)大規(guī)模定制的核心是在不增加相應成本的前提下實現(xiàn)產(chǎn)品品種多樣化和定制化生產(chǎn)。通過要素條件持續(xù)改進,形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的研發(fā)、設計、生產(chǎn)、營銷、供應鏈管理和服務體系,顯著提升快速、低成本滿足用戶個性化需求的能力,有效解決需求多樣化與大規(guī)模生產(chǎn)之間的矛盾,為現(xiàn)代企業(yè)提供一種全新的競爭模式。


(5)遠程運維服務要素條件持續(xù)改進的重點在于嵌入式系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能決策支持系統(tǒng)的集成應用,智能服務系統(tǒng)高效、安全,能夠與產(chǎn)品形成實時、有效互動。


這五種智能制造新模式有兩個明顯的共同點:一是數(shù)字技術與制造技術深度融合,二是數(shù)據(jù)驅(qū)動制造資源的優(yōu)化配置。在這兩方面,離散型智能制造模式的側(cè)重點在于產(chǎn)品組裝過程,流程型智能制造模式的側(cè)重點是產(chǎn)品生產(chǎn)過程。這兩種差異源于兩者的制造工藝、流程不同。前者較少對原材料進行物理或化學加工,主要是零部件的組裝,后者需要對原材料進行物理或化學加工,有一個塑形過程,重點是工藝過程的連續(xù)性。無論是離散型制造企業(yè)還是流程型制造企業(yè),都可以疊加實施網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制與遠程運維服務。


(四)企業(yè)智能制造能力成熟度模型(CMMM


智能制造能力成熟度模型(CMMM)是評估企業(yè)智能制造水平的工具、建立智能制造戰(zhàn)略目標和實施規(guī)劃的框架,是一套描述企業(yè)智能制造能力提升梯次及核心要素的方法論。目前,智能制造成熟度模型主要包括兩大類,即由學術 / 工業(yè)組織團體研究發(fā)布的模型或由某些公司根據(jù)自身的理解和技術背景推出的模型,主要來自德國和美國兩個制造強國。由于不同國家或公司的基本情況不同,對智能制造能力的理解和側(cè)重點不一樣,成熟度評估方法不一致,評估的內(nèi)容也不盡相同,造成各種模型水平參差不齊。


為有序推進我國智能制造發(fā)展,我國制定出臺的《智能制造能力成熟度模型》聚焦“企業(yè)如何提升智能制造能力”問題,提出了企業(yè)發(fā)展推進智能制造的 5 個等級、4 個要素、20 個能力子域(見表 3、下頁表 4),指引企業(yè)不同發(fā)展階段的智能制造升級路徑選擇。企業(yè)可以據(jù)此展開智能制造能力診斷,精準掌控自身智能化發(fā)展現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)不足、明晰升級方向。各級主管部門也可以將之作為掌握智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況的重要抓手。


表3 企業(yè)智能制造能力成熟度模型(CMMM)能力要素一覽表

表4 企業(yè)智能制造成熟度等級表

能力要素是驅(qū)動智能制造能力提升的元素集合和關鍵點。能力管理是企業(yè)持續(xù)提升智能制造能力的方法,包括策劃、實施、檢查和改進。通過能力要素評價,CMMM將企業(yè)智能制造成熟度從低到高分為 1~5 級,用以反映企業(yè)智能制造發(fā)展水平。其中,一級為規(guī)劃級,主要特征在于流程化管理;二級為規(guī)范級,主要特征是實現(xiàn)了數(shù)字化改造;三級為集成級,主要特征是實現(xiàn)了網(wǎng)絡化集成;四級為優(yōu)化級,主要特征是能夠進行智能化生產(chǎn);五級是最高級,為引領級,主要特征是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。


二、智能制造的演進范式


通過考察智能制造的發(fā)展演進,可以從中提煉出智能制造的三種基本范式,即數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化制造(“互聯(lián)網(wǎng) + 制造”)和數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造。


(一)智能制造第一代范式


智能制造第一代范式是數(shù)字化制造,是后兩個智能制造范式的基礎,其重點是數(shù)字化。即通過數(shù)字化技術和系統(tǒng)對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進行數(shù)字化描述、分析、決策和控制,實現(xiàn)設計、制造、營銷、服務等環(huán)節(jié)信息和業(yè)務的數(shù)字化,構建橫跨產(chǎn)品全生命周期與企業(yè)全價值鏈的數(shù)字主線,打通企業(yè)整體數(shù)字鏈路,生產(chǎn)過程集成和優(yōu)化運行,推動企業(yè)制造模式的轉(zhuǎn)型升級。技術體系數(shù)字化是數(shù)字化制造的主要特征,包括產(chǎn)品表達數(shù)字化、裝備數(shù)字化、工藝數(shù)字化和制造系統(tǒng)數(shù)字化。數(shù)字化制造為企業(yè)構建了強大的數(shù)據(jù)基礎,是當前制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重點。


(二)智能制造第二代范式


智能制造第二代范式是數(shù)字化網(wǎng)絡化制造,簡稱網(wǎng)絡化制造,可對應于國際上的 Smart Manufacturing,是指在數(shù)字制造的基礎上利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)云技術,將生態(tài)鏈內(nèi)的企業(yè)連接起來,形成制造生態(tài)網(wǎng)絡,產(chǎn)業(yè)鏈資源共享、整合、配置優(yōu)化,為用戶提供更加敏捷、高效、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務。在網(wǎng)絡化制造范式下,企業(yè)形成企業(yè)內(nèi)和企業(yè)間兩條關鍵數(shù)據(jù)鏈路,并基于這兩條數(shù)據(jù)鏈路開展更廣泛的協(xié)作。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)云平臺在保護知識產(chǎn)權和數(shù)據(jù)安全的基礎上,為企業(yè)提供基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型、設計模型等領域的在線協(xié)同能力。在網(wǎng)絡化制造模式下,由于異地分布性和應用系統(tǒng)異構性,組織形式以動態(tài)網(wǎng)絡聯(lián)盟為主,呈現(xiàn)出數(shù)字化、協(xié)同化、敏捷化的特征,并且加速知識生成與創(chuàng)新。制造模式從以產(chǎn)品為中心的制造模式走向以用戶為中心的制造模式。


(三)智能制造新一代范式


智能制造新一代范式是數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造,可對應于國際上的Intelligent Manufacturing,是指將人工智能技術與先進制造技術深度融合,賦予整個制造系統(tǒng)感知學習能力、生成知識能力和更好地運用知識的能力,在制造過程中能進行諸如分析、推理、判斷、構思、決策等高智能活動,是智能制造的高級階段,將為制造業(yè)帶來革命性的變化。


企業(yè)在實現(xiàn)數(shù)字化制造的基礎上,通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺或工業(yè)云平臺不斷疊加網(wǎng)絡化、智能化能力,逐漸演變?yōu)榫W(wǎng)絡制造或智能制造。


三、智能制造發(fā)展路徑探析


從智能制造發(fā)展演進的三個范式角度來看,由于制造業(yè)發(fā)展水平參差不齊,中國智能制造發(fā)展呈現(xiàn)出“并行推進、融合發(fā)展”的趨勢。數(shù)字化制造范式方面,在技術進步、市場競爭和政策支持驅(qū)動下,近年來大批數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠在各地建設完成,不少企業(yè)在數(shù)字化制造方面實現(xiàn)了升級換代。但同時,更多中國企業(yè),特別是中小企業(yè),還沒有完成數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型。數(shù)字化網(wǎng)絡化制造范式方面,制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)在科技進步與政策支持雙輪驅(qū)動下加速推進“互聯(lián)網(wǎng) + 制造”戰(zhàn)略,將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算等引入制造業(yè)。部分數(shù)字化基礎扎實的企業(yè)已順利完成數(shù)字化網(wǎng)絡化升級,成為行業(yè)示范標桿。而眾多尚未實現(xiàn)數(shù)字化制造的企業(yè),則采取數(shù)字化與“互聯(lián)網(wǎng) + 制造”并行推進策略,在補齊數(shù)字化短板的同時,直接邁向“互聯(lián)網(wǎng) + 制造”階段,成功實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化制造的轉(zhuǎn)型升級。未來,數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造范式方面,隨著 5G 技術、數(shù)字孿生技術、人工智能技術的不斷發(fā)展完善,智能制造將實現(xiàn)從數(shù)字化到網(wǎng)絡化再到真正意義上的高端智能化發(fā)展。


智能制造能夠提升生產(chǎn)效能與產(chǎn)品品質(zhì),同時減少成本及資源消耗,增強創(chuàng)新能力和市場競爭力,滿足消費者的個性化和多樣化需求,促進社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。新一代高端智能制造的落地將為制造業(yè)的設計、生產(chǎn)、服務等環(huán)節(jié)以及它們的整合帶來徹底的改變。改變制造業(yè)的生產(chǎn)方式、組織方式和發(fā)展模式,成為制造業(yè)未來發(fā)展的核心驅(qū)動力。創(chuàng)新技術與產(chǎn)品層出不窮,新產(chǎn)業(yè)形態(tài)和模式不斷涌現(xiàn),它們將深度改變社會的產(chǎn)品形態(tài)、生產(chǎn)方式和服務模式,甚至重塑人們的生活和思維方式。在向新一代智能制造范式演進的過程中,以下幾點是符合中國制造企業(yè)實際情況且比較切實可行的路徑選擇。


(一)三種范式并行推進、融合發(fā)展


三種范式并行推進、融合發(fā)展是從“中國制造”走向“中國智造”比較適宜的技術路線。從理論層面看,階段性和融合性是智能制造發(fā)展演進的兩個鮮明特點,可以有力地說明該技術路線在理論層面的可行性。仔細審視智能制造三種基本范式的提煉過程,階段性與融合性特點便得以清晰呈現(xiàn)。一方面,相關技術發(fā)展到一定階段和產(chǎn)業(yè)結合的結果必然使三種范式沿時間軸梯次演進,并且每一個范式階段,都有其所在階段獨有的典型特征、面臨著該階段待解決的特定關鍵問題,體現(xiàn)了智能制造范式演進的階段性特征。另一方面,各種技術進步相互交織融合、迭代升級,也必然使三種范式無法完全割裂,而是相互交織促進、迭代演進,體現(xiàn)著智能制造范式演進的融合性特征。從實踐層面看,中國制造企業(yè)在智能制造轉(zhuǎn)型升級方面的大膽探索實踐也證明了該技術路線的可行性。


(二)精益化管理是實施智能制造的基礎和前提


在智能制造成熟度的第一階段———“規(guī)劃級”階段,就明確要求企業(yè)要規(guī)劃智能制造實施的基礎和條件,對設計、生產(chǎn)、物流、銷售和服務等核心業(yè)務活動進行流程優(yōu)化。流程化、精益化管理是智能制造的“地基”,“地基”牢固與否,直接決定了智能制造的品質(zhì)和高度。


企業(yè)目前的數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨著三大挑戰(zhàn),一是數(shù)字化戰(zhàn)略與業(yè)務發(fā)展相剝離,孤島式盲目部署數(shù)字化,難以從數(shù)字化投入中看到價值;二是企業(yè)管理制度傳統(tǒng)、流程復雜、系統(tǒng)老舊,甚至有許多企業(yè)還停留在粗放式管理階段、沒有實現(xiàn)流程化、規(guī)范化、制度化管理,數(shù)字化轉(zhuǎn)型根基不牢,試點項目所取得的成果與積累的經(jīng)驗,難以在短時間內(nèi)進行復制與廣泛推廣,致使無法形成全企業(yè)全場景的數(shù)字化規(guī)模效應;三是數(shù)字化投資見效慢、周期長,而企業(yè)又急于見到成效,由于缺乏一套與企業(yè)實際情況、部署計劃相適配且具有針對性的評估體系,在短期內(nèi),企業(yè)會產(chǎn)生數(shù)字化部署未達預期、好似“失靈”的感受。這些問題的根源在于,企業(yè)業(yè)務流程、管理體系、頂層規(guī)劃都還沒有做好準備,也就是精益化沒有做好的必然結果。企業(yè)要想邁入智能制造成熟度的更高層級,就必須從流程、現(xiàn)場、人員、系統(tǒng)等全業(yè)務場景變革當前的管理模式,通過實施精益化管理實現(xiàn)業(yè)務資源的優(yōu)化配置與高效利用。


(三)數(shù)字化是智能制造的必經(jīng)之路


筑牢精益化根基之后,企業(yè)要利用數(shù)字化工具來固化流程,打通數(shù)據(jù)壁壘,驅(qū)動全業(yè)務場景、全生命周期的降本增效提質(zhì),步入智造制造成熟度的“規(guī)范級”。


“規(guī)范級”要求企業(yè)采用自動化技術、信息技術手段改造和規(guī)范核心裝備與核心業(yè)務,實現(xiàn)單一業(yè)務活動的數(shù)據(jù)共享。其本質(zhì)在于賦能工具、設施設備、產(chǎn)品和個人,驅(qū)動業(yè)務流程的優(yōu)化和創(chuàng)新,幫助企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。


數(shù)字化既是數(shù)字時代的大勢所趨,也是制造業(yè)企業(yè)增強核心競爭力的內(nèi)在需求。面向研、產(chǎn)、供、銷、存等眾多的業(yè)務單元和人、機、料、法、環(huán)等繁雜的現(xiàn)場要素,制造業(yè)企業(yè)需要利用數(shù)字化方式實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通,打破管理黑箱和信息孤島,讓業(yè)務變得更加規(guī)范化。在這一階段,企業(yè)需要配備自動化生產(chǎn)線與裝備,需要設備聯(lián)網(wǎng),需要 ERP、MES 或全生命周期管理等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件,將流程的各個環(huán)節(jié)固化下來,消除內(nèi)耗與浪費,打通數(shù)據(jù),實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的信息傳遞與共享,從而為自身賦予更高的敏捷性和柔韌性,打造可持續(xù)發(fā)展的盈利體系。企業(yè)也只有達到這樣的條件,才能獲得向智造進階的“入場券”。


(四)精益數(shù)字化雙輪驅(qū)動向智能制造的更高層級加速演進


縱觀“智改數(shù)轉(zhuǎn)”的成功企業(yè),都有一個共性,即先進管理理念、先進制造技術、先進信息技術的深度融合。“智改”是目的,“數(shù)轉(zhuǎn)”是手段,而技術與業(yè)務的融合創(chuàng)新是關鍵。這需要企業(yè)樹立精益思想,不斷梳理和分析自身經(jīng)營管理發(fā)展中的“痛點”和“短板”,主動做出變革,為自身創(chuàng)造新的業(yè)務場景(如新的工作流程、業(yè)務模式、商業(yè)模式等),為智能技術的應用創(chuàng)造合適的需求。這是一個從 1- 100 的持續(xù)過程,這個過程必然會經(jīng)歷從起步到成熟的多個階段。


作為制造行業(yè)最為有效的管理方式,精益能夠貫穿企業(yè)全價值鏈以及數(shù)字化全流程的環(huán)節(jié),讓數(shù)字化技術發(fā)揮最大的作用;而數(shù)字化手段能夠讓精益方法與工具的效率更上一層樓。二者深度融合,雙輪驅(qū)動,必將加快制造業(yè)企業(yè)向智能制造的更高層級演進。


(五)數(shù)據(jù)采集與設備聯(lián)網(wǎng)是制造企業(yè)從“制造”到“智造”不可或缺的環(huán)節(jié)


如果不具備這個基礎,智能制造就是無本之木、無源之水。智能制造可實現(xiàn)整個制造業(yè)價值鏈的智能化,而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能制造的關鍵基礎設施,制造企業(yè)應憑借自身在核心技術領域的實力,加快建設智慧物聯(lián)平臺,著力提升產(chǎn)品智能化生產(chǎn)水平、制造質(zhì)量和整體運營效率,逐步實現(xiàn)“機器換人”“軟件換人”“智能運營”階段目標,推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。


(六)借助數(shù)字化技術提高自身的連接和整合能力


中小制造企業(yè)借助數(shù)字化技術提高自身的連接和整合能力,則是其智能化轉(zhuǎn)型升級比較現(xiàn)實的路徑選擇。企業(yè)的核心能力主要有三項:連接能力、整合能力和創(chuàng)新能力。中小制造企業(yè)身處各自產(chǎn)業(yè)鏈的上游,創(chuàng)新能力很難在短期內(nèi)有大幅的提高,企業(yè)要想生存,比較現(xiàn)實的選擇是借助數(shù)字化技術來提高自身的連接和整合能力。管理執(zhí)行的智能化是整合能力的主要內(nèi)容,即在精益思想的指導下,借助 ERP、MES、APS(Advanced Planning Scheduling,高級計劃與排程系統(tǒng))、物聯(lián)網(wǎng)、高級分析等 IT 系統(tǒng)或數(shù)字化技術的支撐,通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的資源配置、過程優(yōu)化和運籌求解,以實現(xiàn)一個精益、穩(wěn)定、均衡、快速的在制品流為著力點,從而達成制造系統(tǒng)整體上交期最短、質(zhì)量穩(wěn)定和成本最低的管理目標。在實際落地和推進中,以互聯(lián)化、可視化、透明化、精益化、柔性化等為進化路徑,是廣大中小制造企業(yè)智能制造建設的切實選擇。


歸納來看,智能設計、智能產(chǎn)品、智能裝備、智能生產(chǎn)個性化定制、智能管理、智能服務將成為推動制造企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級的重要抓手和突破口。在傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)向智能制造的過程中,企業(yè)需要從多方位的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)與自身實際需求出發(fā),進行必要的分析統(tǒng)籌與整體規(guī)劃,既不能僅關注引進自動化設備進行簡單的“機器換人”,也要避免盲目求全求大,倉促上陣。


四、結束語


智能制造作為新質(zhì)生產(chǎn)力的關鍵構成要素,在推動經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級進程中發(fā)揮著不可或缺的作用。相較于傳統(tǒng)制造,智能制造的根本變革在于制造系統(tǒng)由物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合構成。智能制造具備自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應、自學習的典型特性,其核心要點體現(xiàn)于裝備智能化、生產(chǎn)自動化、信息流與物質(zhì)流的高度融合以及價值鏈的協(xié)同同步。通過對智能制造五種模式及要素條件的分析,智能制造將沿著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的范式持續(xù)演進??紤]到中國制造企業(yè)的實際情況,從“中國制造”向“中國智造”邁進,比較合適的技術路線是并行推進數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化三種范式,促使它們?nèi)诤习l(fā)展。精益化管理是實施智能制造的基石與先決條件,數(shù)字化則是邁向智能制造無法繞過的關鍵階段。因此,以精益化和數(shù)字化為雙輪驅(qū)動,能加速企業(yè)向智能制造的更高層級不斷演進。

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