「互聯網 製造」不等於「智能製造」

智能製造源於人工智慧的研究，人工智慧是用人工方法在計算機上實現的智能。智能製造的概念提出於20世紀80年代，日本1989年提出智能製造系統，且於1994年啟動了先進位造國際合作研究項目，包括了公司集成和全球製造、製造知識體系、分佈智能系統控制、快速產品實現的分佈智能系統技術等。加拿大制定的1994—1998年發展戰略計劃，認為未來知識密集型產業是驅動全球經濟和加拿大經濟發展的基礎，認為發展和應用智能系統至關重要，並將具體研究項目選擇為智能計算機、人機界面、機械感測器、機器人控制、新裝置、動態環境下系統集成。

歐洲聯盟的信息技術相關研究有ESPRIT項目，該項目大力資助有市場潛力的信息技術，1994年其啟動的新的R&D項目，選擇了39項核心技術，其中三項（信息技術、分子生物學和先進位造技術）中均突出了智能製造的位置。80年代末也將「智能模擬」列入國家科技發展規劃的主要課題，已在專家系統、模式識別、機器人、漢語機器理解方面取得了一批成果。2015年，作為未來十年實施製造強國戰略的行動綱領和未來三十年實現製造強國夢的奠基性文件的《製造 2025》明確提出：「智能製造是新一輪科技革命的核心，也是製造業數字化、網路化、智能化的主攻方向」。

智能製造在獲得了快速發展的新契機，已成為現代先進位造業新的發展方向。

智能製造（Intelligent Manufacturing，IM）是指一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在製造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。智能製造通過人和智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在製造過程中的腦力勞動。智能製造不只是「人工智慧系統，而是人機一體化智能系統，是混合智能」。智能製造系統可獨立承擔分析、判斷、決策等任務，突出人在製造系統中的核心地位，同時機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰，本質是人機一體化。

智能製造的典型特徵

（1）狀態感知：準確泛在感知外部輸入的實時運行狀態；

（2）實時分析：對獲取的實時運行狀態數據進行快速、準確的分析；

（3）精準執行：對外部需求、企業運行狀態、研發和生產等做出快速應對和準確執行；

（4）自主決策：按照設定的規則，根據數據分析的結果，自主做出判斷和選擇，並具有自學習的能力。

根據製造技術的一般發展規律，在智能製造系統的發展過程中，通常是在智能裝備層面上的單個技術點首先實現智能化突破，然後出現面向智能裝備的組線技術，並逐漸形成高度自動化與柔性化的智能生產線。在此基礎上，當面向多條生產線的車間管控、智能調度、物聯網等技術成熟之後，才可形成智能車間。由此可見，智能製造系統的發展是由低層級向高層級逐步演進的，而在不同的發展階段，製造系統的智能化水平均表現出其獨有的特徵。從智能製造系統的技術基礎、實施範圍等方面進行評定，智能製造系統的可以劃分為單元級、裝備級、生產線級、車間級、工廠級以及聯盟級六個層級。

智能製造單元是智能製造系統的最底層、最基礎的構成部分，是由具有一定感知、分析、決策能力的基礎元器件構成的基本邏輯結構；智能製造裝備中包含了若干智能製造單元，並能實現相對完整的智能製造活動，包括裝備本體，以及在裝備中運行的軟體系統以及與之匹配的配套設施；智能生產線將若干智能製造單元從物理或邏輯上進行關聯，並通過生產線內部的智能調度與管控系統實現各製造單元的協作；智能車間則是由若干條智能生產線以及車間層級的智能決策系統、倉儲/物流系統等構成；若干智能車間形成了智能工廠的生產能力，此外智能工廠還包括經營決策系統、採購系統、訂購與交付系統等；智能聯盟以物聯網和務聯網為依託，支持企業之間業務的協同，進而實現在全價值鏈中的端到端集成，聯盟的運作具有靈活性、動態性等特點，這種全新的企業組織模式正在促進位造領域的結構變革和商業模式的轉變。

「工業4.0」是德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部在2013年漢諾威工業博覽會上提出的概念。「工業4.0」的內涵是利用賽博物理系統CPS，將生產中的供應、製造和銷售等信息數據化、智慧化，最後達到快速、有效、個性化的產品供應。「工業4.0」出現后，在歐洲乃至全球工業業務領域都引起了極大的關注和認同，德國學術界和產業界認為，「工業4.0」即是以智能製造為主導的第四次工業革命，它描繪了製造業的未來願景，是繼前三次工業革命后，人類迎來的以賽博物理系統(Cyber—Physical System，CPS)為基礎的，以生產高度數字化、網路化、機器自組織為標誌的第四次工業革命。

「工業4.0」有三大主題

（1）「智能工廠」，重點研究智能化生產系統及過程，以及網路化分散式生產設施的實現；

（2）「智能生產」，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者；

（3）「智能物流」，主要通過互聯網、物聯網、務聯網等，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

智能製造和「工業4.0」異曲同工，「工業4.0」的本質是通過充分利用賽博物理系統CPS，將製造業推向智能化的轉型。而智能製造是一種新的製造模式，從智能製造系統由低層級向高層級逐步演進發展的角度來看，智能製造的內涵包含了「工業4.0」的三大主題。

2014年2月，美國國防部牽頭成立了「數字製造與設計創新機構」（Digital Manufacturing and Design Innovation Institute，DMDI）。2014年12月，美國能源部也宣布牽頭籌建「智能製造的清潔能源製造創新機構」（Clean Energy Manufacturing Innovation Institute on Smart Manufacturing，CEMI）。為什麼美國連續成立數字製造和智能製造兩個機構，兩個機構又是如何分工的，各自研究領域的主要區別在哪裡？

首先，我們來理解什麼是數字化製造？

數字化技術是指利用計算機軟（硬）件及網路、通信技術，對描述的對象進行數字定義、建模、存貯、處理、傳遞、分析、優化，從而達到精確描述和科學決策的過程和方法。數字化技術具有描述精確、可編程、傳遞迅速、便於存貯、轉換和集成等特點，因此數字化技術為各個領域的科技進步和創新提供了嶄新的工具。數字化技術與傳統製造技術的結合即數字化製造技術。

數字化製造技術內涵十分廣泛，數字化製造中的「製造」是一個大製造的概念，即包括了從設計到工藝，再從加工到裝配，直到產品報廢和回收全過程，因此通常人們所理解的數字化製造是一種廣義概念，是指將數字化技術應用於產品設計、製造以及管理等產品全生命周期中，以達到提高製造效率和質量、降低製造成本、實現快速響應市場的目的所涉及的一系列活動總稱。一般包括數字化設計、數字化工藝、數字化加工、數字化裝配、數字化管理、數字化檢測和數字化試驗等。因此，傳統的數字化製造技術主要強調產品全生命周期的數字化技術的應用，並沒有特彆強調人工智慧技術的應用。

其次，讓我們來分析美國數字製造機構DMDI和能製造機構CEMI的願景。

美國數字製造機構DMDI

①目標：在整個供應鏈中利用增強的、可互操作的信息技術系統，全面改進產品的設計和製造過程。

②專註：將來自於設計、生產和產品使用中的數據進行綜合併加以運用，減少製造周期和成本；將製造過程全數字化，加強產品全壽命周期的建模與先進分析工具，提升產品性能、工藝效率和企業績效。各個工業部門實現全方位成本降低。

③核心技術：通過基於計算機的集成系統（由模擬、三維可視化、分析學和各類協同工具組成），將設計、製造、保障和報廢系統的要求進行連接，完善成熟整條「數字線」。在實施設計時，綜合利用智能感測器、控制器和軟體來提升保障性，同時考慮系統的安全性。對於感測器來說，機構主要研究使用現有感測器來優化產品和工藝操作，並為未來感測器的開發提供需求輸入。

美國智能製造機構CEMI

①目標：從實時能量管理、能源生產率和過程能量效率的角度，降低製造成本。機構將建立一個由互聯數據驅動的工藝平台，平台將使用創新的建模與模擬手段和先進的感測與控制技術。

②專註：在整個生產運行中將效率信息實時集成，重點是將能量和材料使用降到最低；特別面向能量密集型的製造部門。

③感測器——能夠在高溫高壓環境中工作，控制系統——使用來自這些感測器的數據，計算模型——模擬感測器和控制系統的運行，開放式平台——驗證這些技術的集成如何提升能效。技術目標可包括：將一款用於過程監測的耐用感測器商業化，對選定的製造工藝，在5年內驗證25%的能量成本降低；並且計劃在10年內達到至多50%的能量成本降低。機構總目標是減少壽命周期能源使用，增加能源生產率，提振地區經濟、就業以及本土生產，保障美國製造的競爭力。從以上可以看出，美國DMDI和CEMI兩個機構都不可避免地研究各類智能製造技術，其中美國數字製造機構DMDI的技術方向和研發內容更加貼合離散製造業的智能製造需求，而美國智能製造機構CEMI的技術方向和研發內容更加貼合流程製造業的智能製造需求。

因此，我們可以認為，傳統的數字化製造技術與目前的智能化製造技術的側重點不同，傳統的數字化製造技術側重於產品全生命周期的數字化技術的應用，而智能製造側重於人工智慧技術的應用，數字化製造技術是是實現智能製造的基礎，同時智能化是數字化製造技術的發展方向之一，即採用智能方法，實現智能設計、智能工藝、智能加工、智能裝配、智能管理等，進一步提高產品設計製造管理全過程的效率。

2015年5月，國務院正式發布了《製造2025》，明確提出要以加快新一代信息技術與製造業深度融合為主線，以推進智能製造為主攻方向。「互聯網+製造」，正在成為經濟的下一個重要增長點。據估算，在未來20年中，工業互聯網發展可帶來3萬億美元左右的GDP增量。

那麼「互聯網+製造」與智能製造有什麼區別？可以說「互聯網+製造」是我們實現產業升級的一種手段和方式，而智能製造是目標，我們把互聯網技術引入到日常的生產製造中，逐步實現製造的自動化、網路化，最終實現製造的智能化。

ICT技術的發展引發了第四次工業革命，主要是指雲、大數據、物聯網三個技術領域的突破性發展。雲數據中心使海量數據的存儲成為可能，並且存儲成本大幅度降低。大數據技術可以對工廠生產過程產生的大量數據進行深度的挖掘和利用，作出更加有利於管理者的商業洞察。物聯網技術可以實現人與設備、設備與設備之間的互聯與通信，使人機交互更加自由與可靠，推動生產自動化和柔性化的發展。「互聯網+製造」其實就是講前沿的ICT技術與傳統的製造相結合，最終達到降低成本提升競爭力的作用。

智能製造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智系統，它在製造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在製造過程中的腦力勞動。它把製造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

毫無疑問，智能化是製造自動化的發展方向。在製造過程的各個環節幾乎都廣泛應用人工智慧技術。專家系統技術可以用於工程設計，工藝過程設計，生產調度，故障診斷等。也可以將神經網路和模糊控制技術等先進的計算機智能方法應用於產品配方，生產調度等，實現製造過程智能化。而人工智慧技術尤其適合於解決特別複雜和不確定的問題。但同樣顯然的是，要在企業製造的全過程中全部實現智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遙遠的將來。有人甚至提出這樣的問題，下個世紀會實現智能自動化嗎？而如果只是在企業的某個局部環節實現智能化，而又無法保證全局的優化，則這種智能化的意義是有限的。

實現智能製造是一個長期的過程，一般來說需要先實現製造的自動化、信息化，最終走向智能化。互聯網+製造，是把互聯網技術和思維模式引入到我們日常的生產組織當中去。在我們的日常生產中，人、設備、產品、物料等時刻都在產生海量的數據信息，互聯網技術使得海量的數據信息傳遞、集成、挖掘成為可能。按照工信部黨組以及工信部部長苗圩的部署，該部信息化和軟體服務業司正在牽頭推動「互聯網+製造」。現在提出來的總體思路是一條主線、兩個重點、兩個支撐、五個原則、多項行動計劃，這構成了推動『互聯網+製造』的初步思路和框架性思考。簡單來說，就是以「加快新一代信息技術與工業深度融合」為主線，以共同推動「互聯網+製造」和「互聯網+中小微企業」為重點，以「高速寬頻網路基礎設施」和「新一代信息技術產業」為支撐，堅持「系統推進、創新引領、需求牽引、開放共享、安全有序」的原則，推動「製造強國」和「網路強國」的建設。

首先是以既有的兩化融合管理體系為抓手，通過標準化，特別是國際標準化的貫徹，引領製造業和互聯網融合發展。

其次是以製造業為切入點，結合相關行業的配合共同推動「互聯網+製造」。重點推動傳統裝備智能化改造升級，加強重點行業CPS(信息物理系統)應用水平和智能製造系統解決方案能力建設，積極培育工業生產新業態、新模式，推進位造業服務化轉型和生產性服務業的發展。

第三是以創業創新為重點，加快推進「互聯網+中小微企業」的發展。「這方面由工信部中小企業司來牽頭，會同相關部門一起推動。這是國家層面的『互聯網+』行動方案部署的重點任務，將圍繞著中小微企業的大眾創業和萬眾創新來開展。」

其四是以高速寬頻網路技術為支撐，提升基礎設施的支撐水平，「這部分由通信司局(工信部信息通信發展司)為主，會同相關司局來推進，把我們的4G等信息基礎設施做好，並且謀划研發好5G等下一代通信技術。」

第五，以關鍵技術、軟體產業服務為突破口，提升信息技術產業支撐水平。這部分由工信部的電信司(電子信息司)和信息化司(信息化和軟體服務業司)等部門一塊牽頭。重點是要夯實信息產業發展基礎，實施「星火計劃」，大力發展移動互聯網、物聯網、雲計算、大數據等新一代技術產業，加快雲計算+大數據基礎設施的建設。