智能制造概論 課件 第1、2章 智能制造的發(fā)展歷程、能制造系統(tǒng)架構(gòu)與基本理念

智能制造概論第1章

智能制造的發(fā)展歷程第1章

智能制造的發(fā)展歷程

智能制造是21世紀(jì)以來工業(yè)制造業(yè)的重要發(fā)展方向，它采用信息、智能化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和柔性化，提高了制造業(yè)的效率和質(zhì)量。

2015年，我國提出了“中國制造2025”計(jì)劃，旨在加快推動制造業(yè)向智能化、綠色化、服務(wù)化轉(zhuǎn)型。隨后，各地政府紛紛出臺相關(guān)政策和規(guī)劃，鼓勵和支持智能制造的發(fā)展。這些政策的出臺，為智能制造的發(fā)展提供了政策保障和市場環(huán)境。

2022年，黨的二十大報告明確提出“堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、交通強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國?！盋ONTENTS目錄01智能制造概念的產(chǎn)生02智能制造發(fā)展的三個階段03智能制造的國內(nèi)外發(fā)展概況01智能制造概念的產(chǎn)生了解智能制造的概念，熟悉智能制造的發(fā)展歷程。了解國內(nèi)外智能制造發(fā)展概況，熟悉“新型工業(yè)化”的內(nèi)容。了解智能制造業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。知識目標(biāo)通過了解智能制造的發(fā)展歷程，學(xué)會主動追根溯源。通過對國內(nèi)外智能制造發(fā)展的了解，擴(kuò)大視野。通過對我國新型工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的了解，培養(yǎng)愛國主義情懷?？破账仞B(yǎng)目標(biāo)1.1智能制造概念的產(chǎn)生

如圖1-1所示，工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時代，工業(yè)2.0是電氣化時代，工業(yè)3.0是信息化時代，而工業(yè)4.0其實(shí)就是“互聯(lián)網(wǎng)+制造”，也就是智能化時代。1.1.1工業(yè)1.0時代

第一次工業(yè)革命是工業(yè)發(fā)展史上的一次巨大革命，指的是18世紀(jì)60年代從英國發(fā)起的技術(shù)革命，開創(chuàng)了以機(jī)器生產(chǎn)代替手工勞動的時代。此次革命的標(biāo)志是工作機(jī)的誕生和蒸汽機(jī)被廣泛作為動力機(jī)使用，如圖1-2所示。這次技術(shù)革命和與之相關(guān)聯(lián)的社會關(guān)系的變革，被稱為第一次工業(yè)革命或者產(chǎn)業(yè)革命。

第一次工業(yè)革命使工廠制得到廣泛推廣，從而逐步代替了傳統(tǒng)的手工工場，用機(jī)器生產(chǎn)代替了手工勞動。從社會關(guān)系來說，工業(yè)革命使工業(yè)資產(chǎn)階級和工業(yè)無產(chǎn)階級形成和壯大起來，而依附于落后生產(chǎn)方式的自耕農(nóng)階級漸漸消失了。

這場技術(shù)革命本質(zhì)上是從生產(chǎn)領(lǐng)域產(chǎn)生的變革，這次變革需要提供強(qiáng)有力的動力支持，而蒸汽機(jī)的改良為機(jī)器的普及以及大工廠制的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，開創(chuàng)了以機(jī)器代替手工勞動的時代。圖1-2工業(yè)1.0時代1.1.2工業(yè)2.0時代

第二次工業(yè)革命是指19世紀(jì)中期，歐洲國家和美國、日本的資產(chǎn)階級革命或改革的完成促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，此次革命強(qiáng)調(diào)電力驅(qū)動產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，并開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式，人類進(jìn)入“電氣時代”，如圖1-3所示。

在第二次工業(yè)革命中出現(xiàn)的新興工業(yè)如電力工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)和汽車工業(yè)等，都要求實(shí)行大規(guī)模的集中生產(chǎn)，壟斷組織應(yīng)運(yùn)而生。壟斷組織的出現(xiàn)，使企業(yè)的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，勞動生產(chǎn)率進(jìn)一步提高?？刂茐艛嘟M織的大資本家為了攫取更多的利潤，越來越多地干預(yù)國家的經(jīng)濟(jì)、政治生活，資本主義國家逐漸成為壟斷組織利益的代表者。壟斷組織還跨躍國界，形成國際壟斷集團(tuán)，要求從經(jīng)濟(jì)上瓜分世界，促使各資本主義國家加緊了對外侵略擴(kuò)張的步伐。圖1-3工業(yè)2.0時代1.1.3工業(yè)3.0時代

第三次工業(yè)革命始于20世紀(jì)70年代并一直延續(xù)到現(xiàn)在，以原子能、電子計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)和生物工程的發(fā)明和應(yīng)用為主要標(biāo)志，是涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場信息控制技術(shù)革命，如圖1-4所示。第三次工業(yè)革命不僅極大地推動了人類社會經(jīng)濟(jì)、政治、文化領(lǐng)域的變革，還影響了人類生活方式和思維方式，是人類文明史上繼蒸汽技術(shù)革命和電力技術(shù)革命之后科技領(lǐng)域里的又一次重大飛躍。圖1-4工業(yè)3.0時代1.1.4工業(yè)4.0時代

被稱為第四次工業(yè)革命的“工業(yè)4.0”概念最早出現(xiàn)在德國，2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，其核心是實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的智能生產(chǎn)，通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)數(shù)字化和智能化，從而生產(chǎn)出高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品和服務(wù)，如圖1-5所示。工業(yè)4.0不僅可以提高制造企業(yè)的效率和質(zhì)量，還可以創(chuàng)造新型商業(yè)模式，滿足消費(fèi)者的多樣化需求。工業(yè)4.0主要有以下幾個特點(diǎn)。

1）互聯(lián)：互聯(lián)工業(yè)4.0的核心是連接，要把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。

2）數(shù)據(jù)：工業(yè)4.0連接的是產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運(yùn)營數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)。3）集成：工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式中端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystems，CPS）形成一個智能網(wǎng)絡(luò)。通過這個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、以及服務(wù)與服務(wù)之間，能夠形成互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。4）創(chuàng)新：工業(yè)4.0的實(shí)施過程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新將會層出不窮，從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新，到模式創(chuàng)新，再到業(yè)態(tài)創(chuàng)新，最后到組織創(chuàng)新。5）轉(zhuǎn)型：對于傳統(tǒng)制造業(yè)而言，實(shí)際上是從傳統(tǒng)的工廠轉(zhuǎn)型到具備工業(yè)4.0技術(shù)的工廠，整個生產(chǎn)形態(tài)上，從大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向個性化定制，整個生產(chǎn)的過程更加柔性化、個性化、定制化。圖1-5工業(yè)4.0時代1.1.5智能制造的概念

智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(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)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。

由于每一位客戶的需求不同，個性化或定制的產(chǎn)品不可能大批量生產(chǎn)，所以智能制造必須解決的第一個問題就是：單件小批量生產(chǎn)如何才能達(dá)到類似于大規(guī)模生產(chǎn)的效率和成本？而一家能夠提供高品質(zhì)和個性化產(chǎn)品的智能工廠的構(gòu)建，就是以生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境和社會/人三方面和諧為前提的。02智能制造發(fā)展的三個階段

自動化和智能化是制造業(yè)不斷發(fā)展的重要方向，它們的發(fā)展不僅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，也使得制造業(yè)更加智能化和自動化，為實(shí)現(xiàn)智能制造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智能制造的發(fā)展歷程可以分為三個階段。

第一個階段是自動化生產(chǎn)。自動化生產(chǎn)是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，通過機(jī)械化設(shè)備、自動控制技術(shù)和傳感器等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。自動化生產(chǎn)的發(fā)展使生產(chǎn)效率得到了大幅提升，但是仍然存在生產(chǎn)過程中需要人工干預(yù)的問題。

第二個階段是智能化生產(chǎn)。智能化生產(chǎn)是在自動化生產(chǎn)基礎(chǔ)上，通過信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化和自適應(yīng)。智能化生產(chǎn)的出現(xiàn)，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，同時更好地滿足了市場對于個性化、高品質(zhì)和小批量生產(chǎn)的需求。

第三個階段是數(shù)字化生產(chǎn)。數(shù)字化生產(chǎn)是在智能化生產(chǎn)基礎(chǔ)上，通過數(shù)字化技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全生命周期的數(shù)字化和智能化。數(shù)字化生產(chǎn)的出現(xiàn)，讓生產(chǎn)過程變得更加靈活、高效和智能化，還可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控和優(yōu)化。

未來，隨著人工智能和其他新技術(shù)的不斷發(fā)展，智能制造將會不斷向更高的層次和更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展。03智能制造的國內(nèi)外發(fā)展概況1.3.1德國“工業(yè)4.0”

隨著新一輪技術(shù)浪潮的到來以及國際科技競爭的加劇，作為工業(yè)化強(qiáng)國，德國敏銳地感覺到新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，為此及時制定并推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新戰(zhàn)略——“工業(yè)4.0”。德國主要從如下幾個方面采取舉措來推進(jìn)實(shí)施“工業(yè)4.0”。（1）建立指導(dǎo)框架

2013年4月，德國機(jī)械及制造商協(xié)會等機(jī)構(gòu)設(shè)立“工業(yè)4.0平臺”并向德國政府提交了平臺工作組的最終報告《保障德國制造業(yè)的未來——關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》，被德國政府采納。

自此以后，德國陸續(xù)出臺了一系列指導(dǎo)性規(guī)劃框架。如2014年8月德國政府通過《數(shù)字化行動議程（2014—2017）》，旨在加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，提高德國經(jīng)濟(jì)的競爭力。

2016年德國經(jīng)濟(jì)與能源部發(fā)布了“數(shù)字戰(zhàn)略2025”，旨在推動德國經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。該報告提出了一系列措施，如加強(qiáng)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、推進(jìn)人工智能技術(shù)應(yīng)用、加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)等。

2018年10月德國政府發(fā)布“高技術(shù)戰(zhàn)略2025（HTS2025）”，明確了德國未來7年研究和創(chuàng)新政策的跨部門任務(wù)、標(biāo)志性目標(biāo)以及微電子、材料研究與生物技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向、培訓(xùn)和繼續(xù)教育緊密銜接的重點(diǎn)領(lǐng)域、創(chuàng)建創(chuàng)新機(jī)構(gòu)（跨越創(chuàng)新署），并通過稅收優(yōu)惠支持研發(fā)。

（2）推進(jìn)數(shù)字化進(jìn)程

數(shù)字化是指將物理世界中的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并對其進(jìn)行處理、存儲、傳輸和展示等操作。數(shù)字化技術(shù)是“工業(yè)4.0”實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。它可以將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和分析，并將其轉(zhuǎn)換為有價值的信息。這些信息可以幫助企業(yè)更好地了解生產(chǎn)過程中存在的問題，并及時采取措施進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。只有數(shù)字化進(jìn)程得到推進(jìn)，未來生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)才能得以建立。

德國政府在2017年發(fā)布了“數(shù)字平臺”白皮書，制定“數(shù)字化的秩序政策”，旨在推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，加速德國經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。德國“工業(yè)4.0”強(qiáng)調(diào)利用信息技術(shù)和制造技術(shù)的融合，來改變當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)模式，既能使生產(chǎn)和交付更加靈活，又有助于提高能源利用效率，優(yōu)化人才結(jié)構(gòu)。

德國企業(yè)通過建立健全知識和技術(shù)轉(zhuǎn)化機(jī)制，加速創(chuàng)新成果的商業(yè)化；通過廣泛應(yīng)用嵌入式軟件，使產(chǎn)品具有記憶、感知、計(jì)算等功能。通過產(chǎn)品的智能化，大幅度提升產(chǎn)品附加值；通過互聯(lián)網(wǎng)掌握已售產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)，幫助客戶更好地使用產(chǎn)品，為客戶創(chuàng)造新的價值，并進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)；同時，還通過這個系統(tǒng)采集產(chǎn)品運(yùn)行過程中的各種數(shù)據(jù)，輔助產(chǎn)品進(jìn)行升級換代，促進(jìn)新產(chǎn)品的開發(fā)，以及其他市場經(jīng)營行為的決策。（3）推進(jìn)智能制造

智能制造是“工業(yè)4.0”的核心，它通過嵌入式的處理器、存儲器、傳感器和通信模塊，把設(shè)備、產(chǎn)品、原材料、軟件聯(lián)系在一起，使得產(chǎn)品和不同的生產(chǎn)設(shè)備能夠互聯(lián)互通并交換命令。除了產(chǎn)品和機(jī)器的互聯(lián)外，“工業(yè)4.0”還將在未來實(shí)現(xiàn)工廠、消費(fèi)者、產(chǎn)品、信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，從而重構(gòu)整個社會的生產(chǎn)方式。（4）打造標(biāo)準(zhǔn)化

“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的落實(shí)需要把各種不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域及環(huán)節(jié)之間的隔閡打通，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)語、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等聯(lián)機(jī)語言的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化。統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是德國“工業(yè)4.0”得以實(shí)現(xiàn)的基本保障。為了保障“工業(yè)4.0”的順利實(shí)現(xiàn)，德國把標(biāo)準(zhǔn)化排在第一位。德國在政府、協(xié)會、企業(yè)等合作的基礎(chǔ)上，制定了8項(xiàng)優(yōu)先行動計(jì)劃，其中將標(biāo)準(zhǔn)化排在8項(xiàng)計(jì)劃的首位。

繼2013年12月德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會發(fā)布首個“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，就“工業(yè)4.0”涉及的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格為所有參與方提供一個概覽和規(guī)劃基礎(chǔ)之后，德國工業(yè)界與標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域權(quán)威機(jī)構(gòu)于2016年共同宣布設(shè)立“‘工業(yè)4.0’標(biāo)準(zhǔn)化理事會”，提出“工業(yè)4.0”數(shù)字化產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并協(xié)調(diào)其在德國和全球范圍內(nèi)落地。德國正是通過標(biāo)準(zhǔn)的推廣和應(yīng)用，使得技術(shù)創(chuàng)新得以迅速擴(kuò)散，并轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力提升。（5）完善人才培養(yǎng)

培養(yǎng)人才是實(shí)施“工業(yè)4.0”的重要環(huán)節(jié)，也是企業(yè)發(fā)展的核心要素。在實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，數(shù)字化的日益普及極大地改變了現(xiàn)有生產(chǎn)內(nèi)容與工藝流程，并對勞動者的知識技能和工作習(xí)慣提出新的要求。因此，工業(yè)技師需要更強(qiáng)的協(xié)調(diào)和領(lǐng)導(dǎo)能力。德國技師培訓(xùn)也進(jìn)行了相應(yīng)變革，重點(diǎn)培養(yǎng)工業(yè)技師生產(chǎn)流程優(yōu)化、新產(chǎn)品研發(fā)成本評估、企業(yè)人員規(guī)劃及培訓(xùn)等能力。（6）強(qiáng)化創(chuàng)新合作

實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略需要巨大的資金支持。為此，德國政府、各州政府、政策性銀行和大型企業(yè)設(shè)置了高科技創(chuàng)業(yè)基金，對實(shí)施“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新型企業(yè)研發(fā)給予風(fēng)險投資支持。

除此之外，德國還積極拓展與歐盟及其他國家的教育與科技合作。比如，2017年6月，德國“工業(yè)4.0”應(yīng)用平臺、法國未來工業(yè)聯(lián)盟和意大利國家“工業(yè)4.0”計(jì)劃三家機(jī)構(gòu)就生產(chǎn)數(shù)字化開展三方合作行動方案達(dá)成一致；2017年，德國聯(lián)邦教育及研究部為國際合作投入超過8.5億歐元；2018年1月1日，德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展部發(fā)布新修訂的中小企業(yè)創(chuàng)新核心計(jì)劃（ZIM）即“國際化模式探索”項(xiàng)目。1.3.2美國“先進(jìn)制造”

2022年10月7日，美國政府發(fā)布了2022版《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略》，與2018年版相比，該戰(zhàn)略突出強(qiáng)調(diào)了為美國制造業(yè)注入新活力的重要性以及構(gòu)建制造業(yè)供應(yīng)鏈彈性的緊迫性。該戰(zhàn)略指出，美國仍是先進(jìn)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，但在一些高科技制造領(lǐng)域的生產(chǎn)能力以及就業(yè)吸納能力急劇下降。因此，該戰(zhàn)略提出了美國在先進(jìn)制造領(lǐng)域的愿景和目標(biāo)，包括開發(fā)和實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)、發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)勞動力和加強(qiáng)制造業(yè)供應(yīng)鏈韌性等三個互相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)。該戰(zhàn)略還確定了未來四年的11項(xiàng)戰(zhàn)略方向及相關(guān)技術(shù)方案建議，涉及清潔和可持續(xù)制造、微電子和半導(dǎo)體制造、生物制造、新材料和新加工技術(shù)、智能制造等領(lǐng)域。該戰(zhàn)略旨在促進(jìn)美國的經(jīng)濟(jì)增長、創(chuàng)造高質(zhì)量的就業(yè)機(jī)會、增強(qiáng)環(huán)境可持續(xù)性、應(yīng)對氣候變化、加強(qiáng)供應(yīng)鏈韌性、確保國家安全并改善醫(yī)療保健條件。1.3.3英國“先進(jìn)制造”

英國是全球現(xiàn)代工業(yè)革命的“搖籃”，第一次工業(yè)革命就發(fā)源于英國，制造業(yè)在英國經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。制造業(yè)曾經(jīng)給英國帶來300多年的經(jīng)濟(jì)繁榮，但20世紀(jì)80年代以來，英國開始推行“去工業(yè)化”戰(zhàn)略，不斷縮減鋼鐵、化工等傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展空間，將汽車等許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到勞動力及生產(chǎn)成本相對低廉的發(fā)展中國家，集中精力發(fā)展金融、數(shù)字創(chuàng)意等高端服務(wù)業(yè)。

2008年國際金融危機(jī)爆發(fā)后，英國GDP一度轉(zhuǎn)向負(fù)增長，讓英國政府意識到以金融為核心的服務(wù)業(yè)無法持續(xù)保持國際競爭力，于是開始探索重振制造業(yè)，并將制造業(yè)復(fù)蘇作為英國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重，相繼頒布了一系列扶持政策。隨著政策效果不斷顯現(xiàn)，英國制造業(yè)逐步緩慢復(fù)蘇。

為保持和強(qiáng)化先進(jìn)制造業(yè)的國際領(lǐng)先優(yōu)勢，英國政府近年來先后出臺了一系列產(chǎn)業(yè)扶持政策，主要集中在以下幾個方面。

1）促進(jìn)制造業(yè)回流。金融危機(jī)使過度依賴虛擬經(jīng)濟(jì)的英國受到巨大沖擊，英國政府意識到只有同時抓好實(shí)體經(jīng)濟(jì)，才能穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)發(fā)展，于是“重振制造業(yè)”被提上日程。

2）對科研、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等予以資金支持。2014年12月，英國政府發(fā)布了《我們的成長計(jì)劃：科學(xué)和創(chuàng)新》政策報告，提出要加強(qiáng)科技人才的培養(yǎng)，加大對英國科技基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度，支持創(chuàng)新研究和轉(zhuǎn)化，積極參與全球科技創(chuàng)新。

3）鼓勵制造業(yè)向價值鏈高端躍升。英國政府2008年推出“高價值制造”戰(zhàn)略，其目的是扶持英國本土高價值制造業(yè)的發(fā)展；2012年，英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會的“創(chuàng)新英國”項(xiàng)目發(fā)布題為《高價值制造戰(zhàn)略2012—2015》的報告，確定了高價值制造業(yè)創(chuàng)新的五大重點(diǎn)領(lǐng)域，包括資源效率、制造業(yè)體系、新材料與制造業(yè)技術(shù)融合、制造業(yè)工藝與新型商業(yè)模式等。1.3.4我國“新型工業(yè)化”

新型工業(yè)化作為我國重要的戰(zhàn)略部署，自2002年首次提出至今已有二十多年。

1.?新型工業(yè)化的定義

新型工業(yè)化是發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)概念，知識化、信息化、全球化、生態(tài)化是其本質(zhì)特征。新型工業(yè)化概念始于2002年，即：“堅(jiān)持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走出一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子?！?/p>

新型工業(yè)化是現(xiàn)代化的必由之路，加快建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系是高質(zhì)量發(fā)展的首要任務(wù)。推進(jìn)新型工業(yè)化是黨中央統(tǒng)籌中華民族偉大復(fù)興戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局作出的重要決策部署。2.新型工業(yè)化的“新”特征

1）新的發(fā)展目標(biāo)：產(chǎn)業(yè)安全自主可控、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力高級化、產(chǎn)業(yè)競爭力持續(xù)提升。

2）新的發(fā)展要求：打造以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局，進(jìn)一步擴(kuò)大高水平對外開放，進(jìn)一步融入和引領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈。

3）新的發(fā)展模式：發(fā)展動力創(chuàng)新化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化、區(qū)域布局集群化、產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)協(xié)同化。

4）新的發(fā)展路徑：制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的核心內(nèi)容，也是推進(jìn)新型工業(yè)化、加快建設(shè)制造強(qiáng)國的根本路徑。

5）新的發(fā)展動力：科技創(chuàng)新是新型工業(yè)化發(fā)展的重要引擎，又是新型工業(yè)化的內(nèi)在要求，堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，將為新型工業(yè)化提供不竭動力。

6）新的發(fā)展成效：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量高端化、生產(chǎn)過程集約化、生產(chǎn)效益最大化，有效地帶動和擴(kuò)大人均可支配收入和中等收入群體規(guī)模，為實(shí)現(xiàn)共同富裕提供重要保障。3.?我國在智能制造方面取得的成就

由工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、教育部、科技部等八部門印發(fā)的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)：智能制造是制造強(qiáng)國建設(shè)的主攻方向，其發(fā)展程度直接關(guān)乎我國制造業(yè)質(zhì)量水平。發(fā)展智能制造對于鞏固實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基、建成現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化具有重要作用。

我國已經(jīng)掌握了部分智能制造技術(shù)，如機(jī)器人技術(shù)、感知技術(shù)、復(fù)雜制造系統(tǒng)、智能信息處理技術(shù)等。以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動化成套生產(chǎn)線為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成。我國在智能制造方面取得的成就如下。1）我國制造業(yè)數(shù)字化具備一定的基礎(chǔ)。目前規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)在研發(fā)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用數(shù)字化工具普及率已經(jīng)達(dá)到54%，生產(chǎn)線上數(shù)控裝備比重已經(jīng)達(dá)到30%。2）我國智能制造發(fā)展取得長足進(jìn)步。供給能力不斷提升，智能制造裝備市場滿足率超過50%，主營業(yè)務(wù)收入超10億元的系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商達(dá)40余家。支撐體系逐步完善，構(gòu)建了國際先行的標(biāo)準(zhǔn)體系，發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)285項(xiàng)，牽頭制定國際標(biāo)準(zhǔn)28項(xiàng)；培育具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺近80個。推廣應(yīng)用成效明顯，試點(diǎn)示范項(xiàng)目生產(chǎn)效率平均提高45%、產(chǎn)品研制周期平均縮短35%、產(chǎn)品不良品率平均降低35%，涌現(xiàn)出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等新模式和新業(yè)態(tài)。3）我國智能制造能力成熟度水平穩(wěn)步提升。2021年數(shù)據(jù)顯示，目前我國69%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)處于一級及以下水平，達(dá)到二級、三級的制造企業(yè)分別占比為15%以及7%，四級及以上制造企業(yè)占比達(dá)9%。2021年全國制造業(yè)智能制造能力成熟度較2020年有所提升，一級及以下的低成熟度企業(yè)占比減少6個百分點(diǎn)，三級以上的高成熟度企業(yè)數(shù)量增加了5個百分點(diǎn)。章節(jié)小結(jié)智能制造國內(nèi)外智能制造發(fā)展概況智能制造業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)智能制造的發(fā)展歷程智能制造的概念和發(fā)展歷程“新型工業(yè)化”的主要內(nèi)容第2章

智能制造系統(tǒng)架構(gòu)與

基本理念了解智能制造的系統(tǒng)構(gòu)架，熟悉國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。了解智能制造的基本理念，熟悉智能制造個性化定制與維護(hù)。熟悉智能制造精益化生產(chǎn)過程。知識目標(biāo)通過學(xué)習(xí)智能制造構(gòu)架，培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新精神。通過學(xué)習(xí)精益化生產(chǎn)過程，培養(yǎng)精益求精的精神。通過了解綠色制造與人及社會的關(guān)系，培養(yǎng)環(huán)保再生的理念。科普素養(yǎng)目標(biāo)CONTENTS目錄01智能制造系統(tǒng)架構(gòu)02智能制造的基本理念01智能制造系統(tǒng)架構(gòu)

智能制造系統(tǒng)架構(gòu)（見圖2-1）是指從生命周期、系統(tǒng)層級和智能特征等三個維度對智能制造所涉及的活動、裝備、特征等內(nèi)容進(jìn)行描述，主要用于明確智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化需求、對象和范圍，指導(dǎo)國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。2.1.1產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)圖2-1智能制造系統(tǒng)構(gòu)架

產(chǎn)品生命周期（ProductLifeCycle）涵蓋從產(chǎn)品原型研發(fā)到產(chǎn)品回收再制造的各個階段，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價值創(chuàng)造活動。生命周期的各項(xiàng)活動可進(jìn)行迭代優(yōu)化，具有可持續(xù)性發(fā)展等特點(diǎn)，不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成和時間順序不盡相同。1）設(shè)計(jì)是指根據(jù)企業(yè)的所有約束條件以及所選擇的技術(shù)來對需求進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化的過程。2）生產(chǎn)是指將物料進(jìn)行加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等活動創(chuàng)造產(chǎn)品的過程。3）物流是指物品從供應(yīng)地向接收地的實(shí)體流動過程。4）銷售是指產(chǎn)品或商品等從企業(yè)轉(zhuǎn)移到客戶手中的經(jīng)營活動。5）服務(wù)是指產(chǎn)品提供者與客戶接觸過程中所產(chǎn)生的一系列活動的過程及其結(jié)果。2.1.1產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)

產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）是指在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，從產(chǎn)品的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用到報廢，對產(chǎn)品的信息進(jìn)行有效管理和控制的系統(tǒng)。PLM是智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的一個重要組成部分，它涉及產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售和服務(wù)等環(huán)節(jié)，以及系統(tǒng)層級的設(shè)備層、單元層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層，還有智能特征的資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成和新興業(yè)態(tài)等層級。PLM的主要功能是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集中管理和共享，支持產(chǎn)品創(chuàng)新和協(xié)同設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率，降低產(chǎn)品成本和風(fēng)險，延長產(chǎn)品壽命，滿足客戶需求。2.1.1產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)

達(dá)索系統(tǒng)的3DEXPERIENCE平臺是一個基于云的平臺，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集中管理和共享，支持產(chǎn)品創(chuàng)新和協(xié)同設(shè)計(jì)，提供虛擬孿生體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)物理空間和數(shù)字空間的集成與融合，如圖2-2所示。2.1.1產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)

AeroMobil是一家飛行汽車公司，使用3DEXPERIENCE平臺來管理其飛行汽車的生命周期，確保合規(guī)性，并在物理原型制作之前找到最佳設(shè)計(jì)。

西門子的PLM軟件是一個面向制造業(yè)的綜合解決方案，可以實(shí)現(xiàn)從概念到生產(chǎn)的全流程管理，支持多學(xué)科協(xié)作，提供數(shù)字化模擬和驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)智能制造和數(shù)字化工廠。

知乎是中文問答社區(qū)，使用PLM的思想來管理其產(chǎn)品的不同階段，從引入期到成熟期再到衰退期，根據(jù)用戶需求和市場變化不斷進(jìn)行功能迭代和優(yōu)化。2.1.1產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)

系統(tǒng)層級是指與企業(yè)生產(chǎn)活動相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)的層級劃分，包括設(shè)備層、單元層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。設(shè)備層是指企業(yè)利用傳感器、儀器儀表、機(jī)器、裝置等，實(shí)現(xiàn)實(shí)際物理流程并感知和操控物理流程的層級。例如，智能機(jī)床、智能機(jī)器人、智能傳感器等都屬于設(shè)備層的組成部分。單元層是指用于企業(yè)內(nèi)處理信息、實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制物理流程的層級。例如，工業(yè)控制器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等都屬于單元層的組成部分。車間層是實(shí)現(xiàn)面向工廠或車間的生產(chǎn)管理的層級。例如，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、車間調(diào)度系統(tǒng)（WMS）、車間監(jiān)控系統(tǒng)（WCS）等都屬于車間層的組成部分。企業(yè)層是實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)經(jīng)營管理的層級。例如，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）等都屬于企業(yè)層的組成部分。協(xié)同層是企業(yè)實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部和外部信息互聯(lián)和共享，實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)間業(yè)務(wù)協(xié)同的層級。例如，云平臺、大數(shù)據(jù)平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺等都屬于協(xié)同層的組成部分。2.1.2系統(tǒng)層級海爾“1+7”并聯(lián)平臺

海爾互聯(lián)工廠是一個典型的智能制造案例，它涵蓋了市場、研發(fā)、采購、制造、物流、服務(wù)等全流程，構(gòu)建了“1+7”并聯(lián)平臺。

設(shè)備層：海爾利用智能機(jī)床、智能機(jī)器人、智能傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的精準(zhǔn)加工、自動裝配、在線檢測等功能。

單元層：海爾利用工業(yè)控制器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和分析、故障診斷和預(yù)警等功能。

車間層：海爾利用制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、車間調(diào)度系統(tǒng)（WMS）、車間監(jiān)控系統(tǒng)（WCS）等，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃的下達(dá)和執(zhí)行、生產(chǎn)過程的可視化和優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量的保障和提升等功能。2.1.2系統(tǒng)層級

企業(yè)層：海爾利用企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）等，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)財(cái)務(wù)管理、人力資源管理、庫存管理、物流管理等功能。

協(xié)同層：海爾利用云平臺、大數(shù)據(jù)平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺等，實(shí)現(xiàn)了與用戶、

供應(yīng)商、合作伙伴等多方的信息交換和資源共享，推進(jìn)協(xié)同研發(fā)、協(xié)調(diào)生產(chǎn)、精準(zhǔn)物流等功能。2.1.2系統(tǒng)層級

智能特征是指制造活動具有的自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)之類功能的表征，包括資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成和新興業(yè)態(tài)共五層智能化要求。（1）資源要素是指企業(yè)從事生產(chǎn)時所需要使用的資源或工具及其數(shù)字化模型所在的層級。（2）互聯(lián)互通是指通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議與接口，實(shí)現(xiàn)資源要素之間的數(shù)據(jù)傳遞與參數(shù)語義交換的層級。（3）融合共享是指在互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享的層級。（4）系統(tǒng)集成是指企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造過程中的裝備、生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠之間，以及智能制造系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和功能互聯(lián)的層級。（5）新興業(yè)態(tài)是指基于物理空間不同層級資源要素和數(shù)字空間集成與融合的數(shù)據(jù)、模型及系統(tǒng)，建立的涵蓋了認(rèn)知、診斷、預(yù)測及決策等功能，且支持虛實(shí)迭代優(yōu)化的層級。2.1.3智能特征不同行業(yè)和領(lǐng)域的智能制造實(shí)踐造紙業(yè)：晨鳴集團(tuán)利用工業(yè)控制器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和分析、故障診斷和預(yù)警等功能，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。釀酒業(yè)：茅臺集團(tuán)利用云平臺、大數(shù)據(jù)平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺等，實(shí)現(xiàn)了與用戶、供應(yīng)商、合作伙伴等多方的信息交換和資源共享，推進(jìn)協(xié)同研發(fā)、協(xié)調(diào)生產(chǎn)、精準(zhǔn)物流等功能，提升了用戶體驗(yàn)和市場競爭力。飲品業(yè)：娃哈哈集團(tuán)將自主開發(fā)的多種規(guī)格的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于飲料生產(chǎn)線中的物料添加、裝箱碼垛等工序，大大降低了生產(chǎn)線員工的勞動強(qiáng)度、提高了效率，不斷向“無人工廠”的目標(biāo)邁進(jìn)。2.1.3智能特征家電業(yè)：海爾集團(tuán)利用COSMOPlat平臺，實(shí)現(xiàn)了用戶和員工的融合。COSMOPlat平臺是海爾自主研發(fā)、擁有中國特色的自主產(chǎn)權(quán)平臺，其核心就是把社區(qū)生態(tài)、企業(yè)和資源連接起來，構(gòu)建成一個工業(yè)新生態(tài)，這個新生態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的最佳體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)用戶的終身價值。電池業(yè)：天能集團(tuán)利用柔性智能制造平臺和大數(shù)據(jù)云驅(qū)動平臺，實(shí)現(xiàn)了從接收訂單，到安排供應(yīng)、生產(chǎn)與發(fā)貨計(jì)劃，再到質(zhì)量追溯、成本核算、財(cái)務(wù)結(jié)算全過程的系統(tǒng)化與信息化。同時，還通過設(shè)備管理、設(shè)備利用、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等方面大力打造數(shù)字化車間，實(shí)現(xiàn)各工序數(shù)字化全覆蓋。2.1.3智能特征海爾互聯(lián)工廠的智能特征

從智能特征的體現(xiàn)和運(yùn)作的角度來看，海爾互聯(lián)工廠的智能特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面。大規(guī)模定制：海爾互聯(lián)工廠通過交互定制平臺，實(shí)現(xiàn)了用戶和企業(yè)的零距離交互，用戶可以根據(jù)自己的需求和喜好定制產(chǎn)品和智慧生活場景，互聯(lián)工廠可以快速響應(yīng)用戶的需求，并根據(jù)訂單驅(qū)動生產(chǎn)制造。這樣既提高了用戶滿意度，又降低了庫存和成本。開放創(chuàng)新：海爾互聯(lián)工廠通過開放創(chuàng)新平臺，實(shí)現(xiàn)了全球20萬網(wǎng)絡(luò)資源和用戶的零距離交互，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)意轉(zhuǎn)化和迭代式研發(fā)，提高了產(chǎn)品的創(chuàng)新性和質(zhì)量。2.1.3智能特征模塊采購：海爾互聯(lián)工廠通過模塊采購平臺，實(shí)現(xiàn)了一流資源無障礙進(jìn)入，與用戶需求零距離交互，事前協(xié)同設(shè)計(jì)，從采購零件到交互模塊化解決方案，快速提供個性需求解決方案。物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物等互聯(lián)的基礎(chǔ)技術(shù)，它通過傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等設(shè)備和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、分析和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)使得海爾互聯(lián)工廠可以實(shí)時監(jiān)控和控制設(shè)備、產(chǎn)品、物流等各個環(huán)節(jié)的狀態(tài)和參數(shù)，提高效率和質(zhì)量。大數(shù)據(jù)：大數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化的核心技術(shù)，它通過數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等方法，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取有價值的信息和知識。大數(shù)據(jù)使得海爾互聯(lián)工廠可以根據(jù)用戶需求、市場變化、生產(chǎn)狀況等進(jìn)行智能決策和優(yōu)化，提升產(chǎn)品的創(chuàng)新性和競爭力，增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)和忠誠度。2.1.3智能特征智慧生活：海爾互聯(lián)工廠通過智慧生活平臺，實(shí)現(xiàn)了從硬件到網(wǎng)器到生態(tài)圈的轉(zhuǎn)型，構(gòu)建多樣場景商務(wù)模式，提供智慧生活一站式服務(wù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)圈利益方共創(chuàng)共贏。每一個產(chǎn)品都成為“網(wǎng)器”，每一個解決方案都融合進(jìn)一個統(tǒng)一平臺，與用戶實(shí)現(xiàn)智能化交互和服務(wù)。云計(jì)算：云計(jì)算是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，它通過虛擬化、分布式、彈性等技術(shù)，將計(jì)算資源和服務(wù)部署在云端，實(shí)現(xiàn)按需使用和按量付費(fèi)。云計(jì)算使得海爾互聯(lián)工廠可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全存儲和共享，以及各種應(yīng)用的快速部署和運(yùn)行，降低成本和風(fēng)險，提高效率和靈活性。人工智能：人工智能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化的重要技術(shù)，它通過深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)，使計(jì)算機(jī)具有類似人類的智能功能。人工智能使得海爾互聯(lián)工廠可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能設(shè)計(jì)、制造、檢測、維修等，以及用戶的智能交互、服務(wù)、推薦等，提高品質(zhì)和效果，增加價值和吸引力。2.1.3智能特征02智能制造的

基本理念20世紀(jì)高速發(fā)展的工業(yè)經(jīng)濟(jì)給人類帶來了高度發(fā)達(dá)的物質(zhì)文明，同時也帶來了一系列嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，如溫室氣體、霧霾和水污染（見圖2-3），制約了人類社會的可持續(xù)發(fā)展。2.2.1綠色制造及人與社會綠色制造，又稱為環(huán)境意識制造或面向環(huán)境的制造，最早起源于20世紀(jì)30年代，到1996年才由美國工程師學(xué)會（SME）比較系統(tǒng)地提出“綠色制造”的概念。20世紀(jì)90年代以來，綠色制造技術(shù)在綠色浪潮和可持續(xù)發(fā)展思想的推動下，迅速發(fā)展并在眾多國家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。圖2-4是綠色制造工廠示意圖。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報廢處理的整個周期內(nèi)，對環(huán)境的影響（負(fù)面影響）為零或者極小，資源消耗盡可能小，并使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。2.2.1綠色制造及人與社會2021年，工業(yè)和信息化部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，提出“十四五”期間工業(yè)綠色發(fā)展的總體思路，要求以碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)為引領(lǐng)，統(tǒng)籌發(fā)展與綠色低碳轉(zhuǎn)型，深入實(shí)施綠色制造，大力推進(jìn)工業(yè)節(jié)能降碳，全面提高資源利用效率，積極推行清潔生產(chǎn)改造，提升綠色低碳技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)供給能力。2022年8月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》（以下簡稱《方案》）?！斗桨浮芬?，深度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，堅(jiān)決遏制高耗能高排放低水平項(xiàng)目盲目發(fā)展，大力發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)。黨的二十大報告提出，“推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！边@是立足我國進(jìn)入全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家、實(shí)現(xiàn)第二個百年奮斗目標(biāo)的新發(fā)展階段的戰(zhàn)略選擇，必須牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，站在人與自然和諧共生的高度謀劃發(fā)展。2.2.1綠色制造及人與社會1.個性化定制的定義

個性化定制是指基于新一代信息技術(shù)和柔性制造技術(shù)，以模塊化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以接近大批量生產(chǎn)的效率和成本提供能滿足客戶個性化需求的一種智能服務(wù)模式。區(qū)別于大規(guī)模定制，個性化定制更加注重消費(fèi)者的全程參與。

如圖2-5所示，制造業(yè)在經(jīng)歷了手工生產(chǎn)、機(jī)器生產(chǎn)、大規(guī)模生產(chǎn)和大規(guī)模定制四個階段之后，個性化定制成為制造業(yè)的一個重要分支。2.2.2個性化定制與維護(hù)2.個性化定制的特征

區(qū)別于傳統(tǒng)的制造模式，個性化定制模式最重要的特征是明確以消費(fèi)者為中心、由訂單驅(qū)動進(jìn)行大規(guī)模小批量的生產(chǎn)，它將銷售過程前置了。如圖2-6所示，制造商通過平臺與消費(fèi)者進(jìn)行信息交互并產(chǎn)生訂單，以消費(fèi)