同济大学现代制造技术研究所名誉所长张曙

智能化和自动化的最大区别在于知识的含量。智能制造是基于科学而非仅凭经验的制造，科学知识是智能化的基础。

一转眼，2014年又来到了。现代制造的未来动向是什么？智能制造无疑是当前关注的热点之一，2012年科技部已经出台了《智能制造科技发展“十二五”专项规划》，究竟什么是智能制造？

智能制造的内涵

智能制造是面向产品全生命周期实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上，通过感知、人机交互、决策、执行和反馈，实现产品设计过程、制造过程和企业管理及服务的智能化，是信息技术和智能技术与制造技术的深度融合与集成。

智能化和自动化的最大区别在于知识的含量。智能制造是基于科学而非仅凭经验的制造，科学知识是智能化的基础。因此，智能制造包含物质的和非物质的处理过程，不仅具有完善和快捷响应的物料供应链，还需要有稳定和强有力的知识供应链和产学研联盟，源源不断地提供高素质人才和工业需要的创新成果，发展高附加值的新产品，促进产业不断转型升级。

智能制造是可持续发展的制造模式，它借助计算机建模仿真和信息通信技术的巨大潜力，优化产品的设计和制造过程，大幅度减少物质资源、能源的消耗和各种废弃物，同时实现循环再用，减少排放，保护环境。

图1  美国一家汽车公司的车身焊接生产线上，戴着工作手套的工人正在借助平板电脑对难以接近的机器人进行工况远距监控

智能装备和控制系统

在智能化工厂运行中，以比特表征的信息比原子组成的物质更加重要。机器不仅是生产工具和设备，更是工厂信息网络的节点。机器不仅延伸人的体力，也延伸了人的脑力，能够识别工件、与人交互，按照人编制的控制程序工作。机器与机器（物与物）之间也能够相互进行通信，感知相关设备和环境的变化，协同完成加工任务，构成基于物联网的智能化车间。

智能装备的控制模式和人机界面将会有很大的变化，WiF宽带、蓝牙近距通信等网络性能的提高，基于平板电脑、手机和穿戴设备等基于网络的移动控制方式会越来越普及。与时俱进的触摸屏和多点触控的图形化人机界面将逐步取代按钮、开关、鼠标和键盘。人们，特别是年轻人已经习惯智能电子消费产品的操作方式，能够快速做出反应，切换屏幕，上传或下载数据，从而大大丰富了人机交互的内容，同时明显降低误操作率。

高端装备的控制系统也在朝着智能化方向迈进。例如沈阳机床集团最近推出的智能慧芯i5数控系统可采用平板电脑操作，易学、易用、易见、易维护和易统筹。德国海德汉公司推出具有动态高效和动态高精度的数控系统，具有加工工况自适应和颤振抑制等智能化模块。

图2  宁夏小巨人机床装配车间里的装配信息终端，从这一信息平台上可以查阅装配任务、零部件供应情况、产品装配精度等所有信息

智能管理和智能服务

智能管理和智能服务是智能制造的重要组成部分。工厂不仅是在围墙和大楼里，而是“空中在线”，不管你身处何处，都好像在办公室和车间一样，与你的同事和客户保持密切联系，调阅各种文件和档案，处理各种问题。

宁夏小巨人机床公司是智能化信息管理的先行者，除从产品设计到制造过程及从订单到客户管理全面数据集成外，还有一个智能生产中心将生产排产系统与价格设备的控制系统、现场终端和刀具室联系在一起，保证生产过程的协调运行。

智能服务不仅局限于远程故障诊断、互联网技术服务和支持，还引发了新的商业模式。德国大众汽车公司在总部附近有山有水风景秀丽的地方建了一个汽车综合城（Autostadt），包括新车展示和交付、汽车博物馆和生产线参观、五星级酒店、培训等集4S服务、休闲和旅游为一体的智能服务新模式。

未来制造：云制造

制造业已经进入大数据时代，智能制造需要高性能的计算机和网络基础设施，传统的设备控制和信息处理方式已经不能满足需要，基于云计算的云制造已经指日可待。云计算提供计算资源的共享池（网络、服务器、应用程序和存储），本地计算机安装SCADA数据采集和监控系统后，可将数据发送给云进行处理、存储和分配，并在需要时从云接收指令。