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工業(yè)4.0三部曲:數(shù)字化、智能化、智能制造

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早在工業(yè)4.0這些戰(zhàn)略發(fā)布之前,包括數(shù)字化工廠、智能工廠以及智能制造等概念早已為業(yè)界所熟知。往往很多企業(yè)在提及這些概念時,容易將這些概念混為一談,數(shù)字化工廠、智能工廠以及智能制造之間到底是否可以互相替換,這些概念之間是否存在區(qū)別?



一、數(shù)字化工廠

對于數(shù)字化工廠,德國工程師協(xié)會的定義是:

數(shù)字化工廠(DF)是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò),包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實(shí)可視化,通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫,通過先進(jìn)的可視化、仿真和文檔管理,以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能:


工業(yè)4.0三部曲:數(shù)字化、智能化、智能制造

在國內(nèi),對于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是:

數(shù)字化工廠是在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中,對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化,并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結(jié)論,數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)信息的集成。


二、智能工廠

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù),提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù),以及合理計(jì)劃排程。同時,集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體,構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。


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智能工廠已經(jīng)具有了自主能力,可采集、分析、判斷、規(guī)劃;通過整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測,利用仿真及多媒體技術(shù),將實(shí)境擴(kuò)增展示設(shè)計(jì)與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu),具備協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性。已系統(tǒng)具備了自我學(xué)習(xí)、自行維護(hù)能力。因此,智能工廠實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作,其本質(zhì)是人機(jī)交互。


三、智能制造

智能工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級版,但是與智能制造還有很大差距。智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作,去擴(kuò)大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。



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智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng),而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng),是混合智能。系統(tǒng)可獨(dú)立承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù),突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位,同時在智能機(jī)器配合下,更好發(fā)揮人的潛能。機(jī)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(zhì)是人機(jī)一體化。


四、總結(jié)

國內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造,但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段,少數(shù)企業(yè)也只是實(shí)現(xiàn)了信息集成,也就是可以達(dá)到數(shù)字化工廠的水平;極少數(shù)企業(yè),能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的有效交互,也就是達(dá)到智能工廠的水平。


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作者 ab

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