第一篇 智能制造与智能制造标准（王芳、赵中宁）

《智能制造技术与项目化应用》工业化、信息化、智能化等的深度融合带来了全新的时代变革。云计算、物联网、大数据、人工智能等新技术的赋能应用，为智能制造的兴起和发展带来了无限的迭代空间。智能制造技术贯穿于用户、设计、生产、管理、服务等全过程，具有互动体验、自我感知、自我学习、自我决策、自我执行、自我适应的全闭环和自我创新特点。智能制造技术的广泛应用将彻底改变传统的生产思维、颠覆制造模式，学习和掌握智能制造技术将成为制造业的重要能力。第一篇智能制造与智能制造标准

第一篇智能制造与智能制造标准

第一章智能制造概念与智能制造标准

第一节智能制造概念一、智能制造定义智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造包括智能制造技术和智能制造系统。第一篇智能制造与智能制造标准智能制造技术是利用计算机模拟制造业领域的专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动和智能机器融合起来，贯穿应用与整个制造企业的子系统如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造装配、质量保证和市场销售等，以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和高度集成化，从而取代或延伸制造环境领域的专家的部分脑力劳动，并对制造业领域专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展，是一种极大提高生产效率的先进制造技术。第一篇智能制造与智能制造标准二、智能制造基本特征（1）智能制造技术的特征包括：产品生命周期技术；以智能车间或工厂为载体的纵向集成和横向集成技术；大数据、云计算为核心的智能分析技术；人工智能技术应用等。智能制造技术是指在制造过程中新一代赋能技术，如物联网技术、大数据技术、云技术、人工智能技术、制造装备技术等。第一篇智能制造与智能制造标准（2）智能制造系统的特征1）自我适应2）人机协同

3）虚拟现实

4）自我组织与超柔性

5）学习能力与自我维护第一篇智能制造与智能制造标准（1）安全性标准、可靠性标准、检测性标准和评价性标准等基础性共性标准。（2）识别与传感标准、控制系统标准、机器人等智能装备标准。（3）智能工厂设计标准、智能工厂交付标准、智能生产标准等智能工厂标准。（4）大规模个性化定制标准、运维服务标准、网路协同制造标准等智能服务标准。（5）人工智能应用标准、边缘计算标准等智能赋能技术标准、工业无线通信标准、工业有线通信标准等工业网路标准。（6）机床制造标准、航天领域复杂装备及云端协同制造标准、大型船舶设计工艺仿真与信息集成标准、轨道交通网络控制系统标准、新能源汽车智能工厂运行系统标准等行业应用标准。第二节智能制造国家标准体系第一篇智能制造与智能制造标准（一）生命周期（二）系统层级（三）智能特征从生命周期、系统层级、智能特征的三个维度入手，可以涵盖智能制造的各个环节，制定相关的标准可以形成智能制造的标准体系。二、智能制造标准体系的结构第一篇智能制造与智能制造标准（一）基础内容（二）关键技术标准内容三、智能制造标准体系内容第一篇智能制造与智能制造标准1.智能装备标准2.智能工厂标准3.智能服务标准4.智能赋能技术标准5.工业网络标准（二）关键技术标准内容第一篇智能制造与智能制造标准1.系统角度（1）智能性是智能制造的最基本特点，即系统能不断自主学习与调整以使自身行为始终趋于最优。（2）智能制造是一个大系统，由智能产品、智能生产及智能服务三大功能系统以及智能制造云和工业互联网两大支撑系统集合而成。其中，智能产品是主体，智能生产是主线，以智能服务为中心的产业模式变革是主题，工业互联网和智能制造云是支撑智能制造的基础。（3）智能制造呈现大集成特征。第三节智能制造本质与内涵一、智能制造本质理解第一篇智能制造与智能制造标准2.技术角度

从技术层面看，智能制造主要是通过新一代信息技术赋予装备系统强大的“智慧”，从而带来三个重大技术进步：（1）智能制造的信息系统具有解决不确定性、复杂性问题的能力。解决方法强调“因果关系”的传统模式向强调“关联关系”的创新模式转变，进而向“关联关系”和“因果关系”深度融合的先进模式发展，从根本上提高制造系统建模的能力，有效实现制造系统的优化能力。（2）信息系统拥有学习与认知能力，具备了生成知识并更好地运用知识的能力，使制造知识的产生、利用、传承和积累效率均发生革命性变化，显著提升基于知识作为核心要素的生产能力。（3）智能制造可形成人机混合增强智能，使人的智慧与机器智能的各自优势得以充分发挥并相互启发地增长，极大释放人类智慧的创新潜能，极大提升制造业的创新能力。

智能制造本质是以设备为主体，新一代信息技术为主导，以物物交互、人机交互为主线，发挥人和装备的智慧与智能，不断创造解决更加复杂问题的能力。第三节智能制造本质与内涵一、智能制造本质理解第一篇智能制造与智能制造标准智能制造的根本目标是实现系统优化、价值创造，而构建与应用新的制造系统是实现价值创造、价值优化的手段。智能制造的价值主要体现在产品创新、智能生产、服务智能化以及系统集成上。产品创新可以通过数字化、网络化、智能化等提高产品功能、性能，带来更高的附加值和市场竞争力，另一方面通过产品研发设计手段的数字化、网络化、智能化创新升级以提高研发设计的质量与效率。智能生产通过生产和管理手段的数字化、网络化、智能化创新升级，全面提升生产和管理水平，实现生产的高质、柔性、高效与低耗。服务智能化通过数字化、网络化、智能化等技术实现以用户为中心的产品全生命周期的各种服务，如定制服务、远程运维等，延伸发展服务型制造业和生产性服务业。智能制造是从数字化制造、数字化网络化制造和智能制造三个基本模式迭代而生产的。智能制造是在前两种模式的基础上，通过先进制造技术与新一代信息技术融合所发挥的决定性作用，使得制造具有了真正意义上的智能价值，是新一轮工业革命的核心技术。二、智能制造的价值内涵第一篇智能制造与智能制造标准智能制造的技术应用主要围绕智能设计、智能装备、智能加工、智能服务等4个路径开展。智能制造技术在制造业数字化基础上采用现代信息技术、人工智能技术等，嵌入、改进或替代原系统，创造新的制造系统的过程就是智能制造技术应用。

第二章

智能制造技术认识第一篇智能制造与智能制造标准一．智能设计智能设计是指应用现代信息技术，采用计算机模拟人类的思维活动，提高计算机的智能水平，从而使计算机能够更多、更好地承担设计过程中各种复杂任务，发挥人与计算器的交互作用，替代部分人的脑力，可以开展设计的研发与创新。第一节智能设计和智能装备第一篇智能制造与智能制造标准智能装备指具有感知、分析、推理、决策、控制等功能的制造设备。它是先进制造技术、信息技术、智能技术的集成和融合。智能装备包括大型成套装备、高速高精数控机床、多轴综合加工中心、智能化自动成套生产线、智能控制系统、智能仪器仪表、关键智能化零部件等。二．智能装备第一篇智能制造与智能制造标准智能加工是基于数字制造技术对产品进行建模仿真，对可能出现的加工情况和效果进行预测，加工时通过先进的仪器装备对加工过程进行实时监测控制，并综合考虑理论知识和人类经验，利用计算机技术模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，优选加工参数，调整自身状态，从而提高生产系统的适应性，获得最优的加工性能和最佳的加工质效。第二节智能加工与智能服务一．智能加工第一篇智能制造与智能制造标准

智能服务实现的是一种按需和主动的智能，即通过捕捉用户的原始信息，通过后台积累的数据，构建需求结构模型，进行数据挖掘和商业智能分析，除了可以分析用户的习惯、喜好等显性需求外，还可以进一步挖掘与时空、身份、工作生活状态关联的隐性需求，主动给用户提供精准、高效的服务。这里需要的不仅仅只是传递和反馈数据，更需要系统进行多维度、多层次的感知和主动、深入的辨识。二．智能服务第一篇智能制造与智能制造标准智能服务包括3个层级：智能层需求解析功能。负责持续积累服务相关的环境、属性、状态、行为数据建立围绕用户的特征库，挖掘服务对象的显性和隐性需求，构建服务需求模型。传送层负责交互层获取的用户信息的传输和路由，通过有线或无线等各种网络通道，将交互信息送达智能层的承载实体交互层系统和服务对象之间的接口层，借助各种软硬件设施，实现服务提供者与服务对象之间的双向交互，向用户提供服务体验，达成服务目标。第一篇智能制造与智能制造标准一．系统