齐鹏飞

摘要：随着当前国家提出的要求制造业需创新发展的思路，以提升质量和效率为中心，加快信息技术与制造行业业深度层次合作，来推动在制造行业中实施智能制造，从而达到加强制造业的基础生产能力，实现制造行业由大变强，汽车行业转型发展，推进智能制造在汽车行业的应用迎来重大利好。当前阶段，我国的机械制造业仍处于工业化进程中，与其他先进国家的相比，有着较为明显的差距，汽车行业与国外同行业相比更是如此，特别是在设计应用、生产加工制造及后期销售服务等重要环节，差距尤为明显。随着资源限制和环境制约的不断强化，劳动力等所需成本持续提升的影响，国内的汽车行业的劣势和面临巨大的压力正在逐渐显现。在一些关键的环节进行创新改进，促进机械自动化应用、信息技术化、智能化与加工生产深度融合，逐步实施智能制造，从而实现智能工厂生产的具体目标，对当前的汽车行业来说，是十分关键和必要的。

关键词：智能制造;发展;智能工厂

1智能制造

智能制造技术的具体定义，在行业上暂没有比较具体的定义。目前，比较认同的一种定义是，在制造生产加工的各个工序，以一种高度集成与高度柔性的方式，使用计算机来对人类的制造智能进行模拟。因此，智能制造可以在整个机械制造企业尤其是在汽车制造业中进行应用，其目标有二：1）智能制造应用于企业制造生产中;2）信息化自动化集成应用。目前，国内在2015年工业和信息化部公布的“2015年智能制造试点示范专项行动”中，智能制造定义为基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总成。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。中国要实施智能制造，必须坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展。其特征主要有以下几个方面：1）重视工业基础，拓宽知识孔径;2）结合数字网络，提升智能效率;3）节约产业资源，保护生态环境;4）培养优势产业，高端装备创新。

2当前主要工业国家智能制造相关发展规划

随着物联网、人工智能、机器人等新技术在工业领域的扩大应用，先进制造业重新成为全球工业大国竞争的主要阵地。我国于2015年正式发布“中国制造2025”，实施制造强国战略规划，同期，世界各国都积极出台了相关战略规划，主要有美国先进制造业伙伴计划、德国工业4.0战略、日本机器人新战略与超智能社会5.0战略、韩国制造业创新3.0战略等，都将发展智能制造作为构建本国制造业竞争优势的重要举措。“中国制造2025”明确提出要以新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，并规划了实施制造强国十年行动纲领，其中提出重点实施智能制造工程，明确提出“紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用”。

3智能工厂总体技术框架

智能制造是“中国制造2025”中明确提出实施的五项重大工程之一，而智能工厂是实现智能制造的重要基础，基于智能工厂可以实现高度智能化、自动化、柔性化和定制化的生产，从而可快速响应市场的需求，实现高度定制化的集约化生产。智能工厂总体框架包括三大层级的软硬件技术。主要包括产品全生命周期管理（PLM）和企业资源计划（ERP）两部分，其核心是基于产品全生命周期管理系统，并通过与ERP系统进行集成，构建了完整的研发、制造、管理一体化系统，可完成产品设计开发、制造及运营的统一管控。PLM可被看作是企业以产品为中心建立的各种资源信息中枢，可将企业人力资源、商业模式、产品资源信息都整合起来，支持协同制造、管理和产品信息发布等，可促进产品和生产过程的创新。车间生产为中间执行层，包括计划排产、生产执行、物料管理、质量控制、资源管理、现场管理等模块。其核心是基于制造执行系统（MES）实施生产过程管理控制，主要确保生产计划在制造职能部门的执行，统一分发制造计划，并对生产现场信息进行统一协调管理。MES通过底层工业网络通信获取现场设备工作状态、实物生产记录等信息的反馈，操作人员和管理人员可跟踪所有制造资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态，有效进行生产执行层面的管控。具体实现包括高级计划与排程系统（APS）、大屏显示监控终端（PCT）、设备集成控制（RPC）等部分。生产资源为现场设备层，包括生产线、工业机器人、数控加工中心等，其核心是基于全集成自动化（TIA）理念构建的自动化系统，普遍采用工业现场总线技术，实现现场各类智能设备信号的互联互通，并通过工控机、可编程控制器（PLC）及工控软件进行生产现场智能设备的协调控制，以及人机协同作业，实现更具灵活性的自动化生产制造过程。

4国产智能制造工厂实践与应用

围绕智能制造强国战略，广东劲胜智能集团有限公司和华中数控联合承担国家首批智能制造试点项目“移动终端金属加工智能制造新模式”。该项目主要面向手机、平板（PAD）等产品的金属零件加工制造，且现已实施完成，并通过验收，建成了国内首个国产化智能制造示范工厂，可为离散型智能制造领域提供借鉴。广东劲胜智能工厂规划方案拟采用国产数控机床、国产机器人、国产工业软件构建自主知识产权的国产化智能工厂。该智能工厂规划十条智能生产线，其中：配置180台高速数控加工中心，用于手机复杂金属零件加工;配置72台华数机器人，用于配套数控机床自动上下料操作;配置25台有轨导航小车、15台自动导航小车，用于物料自动搬运。将上述设备进行系统集成，基于工业网络技术进行互联，构建基于云数控平台的工厂大数据集成应用，通过核心MES软件实现制造执行管控，并提供与上层PLM软件连接的交互式接口，提高产品研发、制造的效率。广东劲胜智能工厂制造执行系统各模块关系如图4所示。MES软件集成了生产订单计划排程，进行生产派工，实现生产调度。通过物料拉动物料管理，结合设备管理、资源管理及数控设备联网（DNC）管理，确保生产顺利实施执行。

5结论

从技术角度看，产品生产制造设备和方式已经历了机械化、电气化、数字化等三代制造技术的发展过程。随着物联网、人工智能、机器人等新技术不断发展应用，未来数字化制造将向网络化、智能化方向发展。目前，制造业的智能化升级已经成为全球发展趋势，我国政府倡导新一代信息技术与制造业深度融合，引导高效、节能、绿色、环保型智能工廠的建设。围绕“中国制造2025”制造强国战略，工信部财政部规划在“十三五”期间持续推进实施智能制造示范工程，推进传统制造业的智能化转型升级。随着各行业智能制造项目的实施，也将不断推动智能制造相关新技术应用，相应的在技术教育领域也将促进智能制造各类专业人才培养的升级。

参考文献

[1]文乾.智能制造传统制造业转型枪声已经响起[J].互联网周刊，2017（23）：22-23.

[2]于永初.汽车工业智能制造渐入佳境[J].汽车工艺师，2017（12）：5.

[3]梁新建.从智能制造理念到工程实践[J].智能制造，2017（11）：30-32.

[4]史红卫，史慧，孙洁，白伟光.服务于智能制造的智能检测技术探索与应用[J].计算机测量与控制，2017，25（01）：1-4+8.

（作者单位：长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心）