2.智能服務(Smart Service)

基于傳感器和物聯網(IoT)，可以感知產品的狀態，從而進行預防性維修維護，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產品運行的狀態，幫助客戶帶來商業機會。還可以采集產品運營的大數據，輔助企業進行市場營銷的決策。此外，企業通過開發面向客戶服務的APP，也是一種智能服務的手段，可以針對企業購買的產品提供有針對性的服務，從而鎖定用戶，開展服務營銷。全球PLM領導廠商之一，美國PTC公司斥巨資進軍物聯網和服務生命周期管理領域，成為智能服務領域的領軍企業之一。而智能服務最著名的案例，莫過于美國GE公司將賣發動機轉為賣飛行小時的服務。

3.智能裝備(Smart Equipment)

制造裝備經歷了機械裝備到數控裝備，目前正在逐步發展為智能裝備。智能裝備具有檢測功能，可以實現在機檢測，從而補償加工誤差，提高加工精度，還可以對熱變形進行補償。以往一些精密裝備對環境的要求很高，現在由于有了閉環的檢測與補償，可以降低對環境的要求。智能裝備一個最基本的要求，就是要提供開放的數據接口，能夠支持設備聯網，國外叫做M2M(機器與機器互聯)。三維打印機本質上是一種數控裝備，還不是智能裝備。

日本MAZAK的智能機床配備了針對加工熱變位、切削震動、機床干涉、主軸監測、維護保養、工作臺動態平衡性及語音導航等智能化功能，可以自行監控機床運轉狀態，并進行自主反饋，從而大幅度提高機床運行效率及安全性。典型的智能制造裝備還融合了自動化上下料的裝備，一些裝備制造企業還提供專用的CAM軟件，例如HOMAG(豪邁)集團的木工加工中心。DMG MORI(德瑪吉森精機)推出最新的復合加工中心LaserTec65已經融合了增材制造和切削加工(減材制造)，可以通過激光堆焊的增材制造工藝快速制造毛坯。Trumpf(通快集團)的激光切割加工中心可以實現三維切割，多臺激光加工中心可以共享激光源。這些都屬于智能裝備。對于工業機器人，如果是單純按照固定指令執行噴涂、搬運、焊接等工藝的機器人，還不能稱為智能裝備。但是如果具有了機器視覺，能夠準確識別工件，或者自主進行裝配，自動避讓工人等功能，甚至可以實現人機協作，就屬于智能裝備。例如，ABB推出的雙臂機器人YUMI，就是智能型工業機器人的典范。隨著復合材料的廣泛應用，復合材料加工與裝備的智能裝備將具有廣闊的市場需求。

華中科技大學李德群院士在成形模擬的基礎上將工藝參數自動設置、自適應注射等智能技術應用到注射機上，提出了在線反演的注射速度平滑優化、工藝曲線的二級閉環控制等方法，成功開發出智能型注射機。其智能型注射機能耗低于我國及歐洲最高能耗標準，響應時間、位置精度等關鍵指標均達到國際先進水平，顯著提高了注塑產品的重復精度、良品比例和生產自動化程度。李德群院士介紹，這種智能注射機內置了人工智能算法，具備機器學習能力，通過三次試驗就可以準確找到最合適的注射參數，確保產品質量。這種設備已經不僅是Smart，而且具有了Intelligence。

4.智能產線(Smart Production line)

很多行業的企業高度依賴自動化生產線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等，實現自動化的加工、裝配和檢測，一些機械標準件生產也應用了自動化生產線，比如軸承。但是，裝備制造企業目前還是以離散制造為主。很多企業的技術改造重點，就是建立自動化生產線、裝配線和檢測線。美國波音公司的飛機總裝廠已建立了U型的脈動式總裝線。自動化生產線可以分為剛性自動化生產線和柔性自動化生產線，柔性自動化生產線一般建立了緩沖。為了提高生產效率，工業機器人、吊掛系統在自動化生產線上應用越來越廣泛。

目前，很多汽車整車廠已實現了混流生產，在一條裝配線上可以同時裝配多種車型。食品飲料行業的自動化生產線可以根據工藝配方調整DCS或PLC系統來改變工藝路線，從而生產多種產品。汽車行業正在推行安燈系統，實現生產線的故障報警。汽車行業的總裝線往往由多條組裝線匯聚而成，比如車身、底盤的總裝線匯集到一起，裝配成最終的產品。在裝配過程中，通過準時按序送貨(Just In Sequence)的方式實現混流生產。目前，汽車、家電、軌道交通等行業的企業對生產和裝配線進行自動化、智能化改造需求十分旺盛，很多企業在逐漸將關鍵工位和高污染工位改造為用機器人進行加工、裝配或上下料。

目前，智能產線在我國制造企業的應用還處于起步階段，但必然是發展的方向。智能產線的特點是：在生產和裝配的過程中，能夠通過傳感器或RFID自動進行數據采集，并通過電子看板顯示實時的生產狀態;能夠通過機器視覺和多種傳感器進行質量檢測，自動剔除不合格品，并對采集的質量數據進行SPC分析，找出質量問題的成因;能夠支持多種相似產品的混線生產和裝配，靈活調整工藝，適應小批量、多品種的生產模式;具有柔性，如果生產線上有設備出現故障，能夠調整到其他設備生產;針對人工操作的工位，能夠給予智能的提示。實際上，我認為西門子成都電子工廠的總裝線已經達到了智能產線的水平。

5. 智能車間 (Smart workshop)

一個車間通常有多條生產線，這些生產線要么生產相似零件或產品，要么有上下游的裝配關系。要實現車間的智能化，需要對生產狀況、設備狀態、能源消耗、生產質量、物料消耗等信息進行實時采集和分析，進行高效排產和合理排班。因此，無論什么制造行業，制造執行系統(MES)成為企業的必然選擇。

目前，中國的MES市場非常熱門，國際大牌的自動化廠商西門子、羅克韋爾、GE、施耐德電氣有MES軟件平臺，管理軟件巨頭SAP、ORACLE、EPICOR提供MES軟件，德國的MPDV、PSI，國內的浙大中控、和利時、易往、明基逐鹿、艾普工華、元工國際、蘭光創新、廣州速威等廠商也非�；钴S。此外，先進生產排程(APS)系統也已經進入了制造企業選型的視野，開始了初步實踐，實現基于實際產能約束的排產，主流廠商有日本的ASPROVA、德國的JobDISPO APS(蘭光創新經銷)，國內的永凱、安達發、易普優等，元工國際也提供了APS解決方案。APS軟件對設備產能、工時等基礎數據的準確性要求非常高。

對于藥品、食品等行業，國家有強制性的追溯要求，需要通過GMP等行業認證，因此推進MES更加緊迫。前文提到的數字化制造(DM)技術也是智能車間的支撐工具，可以幫助企業在建設新廠房時，根據設計的產能科學進行設備布局，提升物流效率，提高工人工作的舒適程度。

MES是一個車間級的綜合管理系統，可以幫助企業顯著提升設備利用率，提高產品質量，實現生產過程可追溯和上料防錯，提高生產效率。需要強調指出的是，純離散制造企業也可以應用MES系統，但是，MES系統的應用與企業的生產模式息息相關。如果純離散的制造企業實施了MES之后，又改造為自動化或智能產線，那么MES系統可能會推到重來。因此，企業進行MES應用需要慎之又慎。智能車間必須建立有線或無線的工廠網絡，能夠實現生產指令的自動下達和設備與產線信息的自動采集。對于機械制造企業，可以通過DNC技術實現設備狀態信息和加工代碼的上傳下達，目前已有成熟的產品，例如蘭光創新、蓋勒普和英迪致遠等。另外，實現車間的無紙化，也是智能車間的重要標志，企業可以應用三維輕量化技術，將設計和工藝文檔傳遞到工位。上海明匠智能公司開發了一個智能網關，可以將基于不同廠商通訊協議的生產現場數據轉為OPC標準，解決了車間信息通訊的難題。元工國際聯合亞控、航星、中科川思特和研華，推出了設備聯網解決方案，一個平臺可以聯網PLC、CNC、機器人、儀表/傳感器和工控/IT系統，統一組態監控和三維實況，并實現模擬生產。

有一項新興技術可以將MES系統采集到的數據在虛擬的三維車間模型中實時地展現出來，不僅提供車間的VR(虛擬現實)環境，而且還可以顯示設備的實際狀態，實現虛實融合。西門子和PTC將這項技術作為Digital Twin的一個典型應用。德國PSI、武漢創景也擁有這類產品，天河軟件幫助海爾膠州工廠實現了相關應用。此外，智能車間還有一個典型應用，就是視頻監控系統不僅記錄視頻，還可以對車間的環境，人員行為進行監控、識別與報警。例如，有工人沒有帶安全帽，進入了不允許進入的區域，或者倒地，都可以自動報警。這方面，三星已經有了成功實踐。此外，智能車間應當在溫度、濕度、潔凈度的控制和工業安全(包括工業自動化系統的安全、生產環境的安全和人員安全)等方面達到智能化水平。

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