為了改變上述狀況，國(guó)務(wù)院提出了工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的規(guī)劃：“工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，要堅(jiān)持走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路，按照構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的本質(zhì)要求，以科學(xué)發(fā)展為主題，以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為主線，以改革開(kāi)放為動(dòng)力，著力提升自主創(chuàng)新能力;推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合，改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，培育壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，全面優(yōu)化技術(shù)結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、布局結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu);把工業(yè)發(fā)展建立在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、集約高效、環(huán)境友好、惠及民生、內(nèi)生增長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，不斷增強(qiáng)工業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù) 發(fā)展能力，為建設(shè)工業(yè)強(qiáng)國(guó)和全面建成小康社會(huì)打下更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”這是英明的決策。但是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向究竟在何方呢?我們應(yīng)該借鑒國(guó)外新一輪工業(yè)革命的發(fā)展趨勢(shì)。

　　新一輪工業(yè)革命的興起

　　關(guān)于新一輪工業(yè)革命，國(guó)外有許多計(jì)劃和文章。如美國(guó)的未來(lái)學(xué)者杰里米·里夫金發(fā)布了專著《第三次工業(yè)革命》，以蒸汽機(jī)為代表的第一次工業(yè)革命;以內(nèi)燃機(jī)為代表的第二次工業(yè)革命;以可再生能源為代表的第三次工業(yè)革命。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是繼工業(yè)革命、互聯(lián)網(wǎng)革命之后的第三場(chǎng)革命。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指全球工業(yè)系統(tǒng)與高級(jí)計(jì)算、分析、感應(yīng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)連接融合的結(jié)果。它通過(guò)智能機(jī)器間的連接并最終將人機(jī)連接，結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)生產(chǎn)力，讓世界更美好、更快速、更安全、更清潔且更經(jīng)濟(jì)。

   離散制造業(yè)智能制造的內(nèi)涵

　　1、智能制造的定義和內(nèi)涵

　　智能制造系統(tǒng)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(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過(guò)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(guò)程中的腦力勞動(dòng)。它對(duì)制造自動(dòng)化的概念進(jìn)行了更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。“智能制造國(guó)際合作研究計(jì)劃JIRPIMS”明確提出：“智能制造系統(tǒng)是一種在整個(gè)制造過(guò)程中貫穿智能活動(dòng)，并將這種智能活動(dòng)與智能機(jī)器有機(jī)融合，將整個(gè)制造過(guò)程從訂貨、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到市場(chǎng)銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)以柔性方式集成起來(lái)的能發(fā)揮最大生產(chǎn)力的先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)。”

　　與傳統(tǒng)的制造相比，智能制造具有如下特征。

　　1)自律能力

　　智能制造過(guò)程具有能感知與理解環(huán)境信息和自身信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。具有自律能力的設(shè)備稱為“智能機(jī)器”，“智能機(jī)器”在一定程度上表現(xiàn)出獨(dú)立性、自主性和個(gè)性，甚至相互間還能協(xié)調(diào)運(yùn)作與競(jìng)爭(zhēng)。 值得注意的是，強(qiáng)有力的知識(shí)庫(kù)和基于知識(shí)的模型是自律能力的基礎(chǔ)。

　　2)人機(jī)一體化

　　目前IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它不僅具有邏輯思維，形象思維還具有靈感(頓悟)思維。 它能夠獨(dú)立承擔(dān)起分析、判斷、決策等任務(wù)。 人機(jī)一體化智能系統(tǒng)在智能機(jī)器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系。

　　因此，在智能制造系統(tǒng)中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用，機(jī)器智能和人的智能將真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。

　　3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬制造的支持技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)高水平人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，融信號(hào)處理、動(dòng)畫(huà)技術(shù)、智能推理、預(yù)測(cè)、仿真和多媒體技術(shù)為一體，借助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實(shí)生活中的各種過(guò)程、物件等，因而也能擬實(shí)制造過(guò)程和未來(lái)的產(chǎn)品，從感官和視覺(jué)上使人獲得完全如同真實(shí)的感受，但其特點(diǎn)是可以按照人們的意愿任意變化，這種人機(jī)結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個(gè)顯著特征。

　　4)自組織和超柔性

　　自組織和超柔性是指智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，其柔性不僅表現(xiàn)在運(yùn)行方式上，而且表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類專家組成的群體，具有生物特征。

　　5)學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力

　　智能制造系統(tǒng)能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫(kù)，具有自學(xué)習(xí)功能，同時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中自行進(jìn)行故障診斷，并具備對(duì)故障自行排除、自行維護(hù)的能力。這種特征使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。智能制造對(duì)于不同的行業(yè)其需求是不同的。

　　2、流程工業(yè)智能工廠

　　最近幾年歐美國(guó)家針對(duì)流程工業(yè)提出了“智能工廠”的概念。流程工業(yè)智能工廠由商業(yè)智能、運(yùn)營(yíng)智能、操作智能三個(gè)層次組成，如圖2所示。 圖2 流程工業(yè)智能工廠

　　3、離散制造業(yè)智能工廠

　　離散制造業(yè)與流程工業(yè)相比較，首先在底層制造環(huán)節(jié)由于生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，車、銑、刨、磨、鑄、鍛、鉚、焊對(duì)制造裝備的智能化要求很高，投資很大。與原材料工業(yè)相比較，離散制造業(yè)特別是裝備制造業(yè)、家電、消費(fèi)電子等產(chǎn)品大都要求產(chǎn)品智能化，設(shè)計(jì)智能。圖3給出離散制造業(yè)智能工廠的框架。

　　在信息物理融合系統(tǒng)的CPS的支持下，構(gòu)建智能制造、智能經(jīng)營(yíng)、智能設(shè)計(jì)、智能產(chǎn)品、智能決策五大系統(tǒng)。要做到縱向、橫向和端到端的集成首先要有一系列的標(biāo)準(zhǔn)的支持，信息安全的保障。

　　智能制造之路

　　對(duì)于一個(gè)制造業(yè)企業(yè)特別是離散制造業(yè)企業(yè)，要全面實(shí)現(xiàn)智能化是一個(gè)浩大的工程。需要大量的資金，人力資源的投入，絕不是一蹴而就的事。正如“中國(guó)制造2025”的規(guī)劃，要用第一個(gè)十年進(jìn)入世界第二方陣，第二個(gè)十年進(jìn)入第一方陣，第三個(gè)十年完成中國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，在制造業(yè)的主要領(lǐng)域我們要具有創(chuàng)新引領(lǐng)的能力和明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，建成全球領(lǐng)先的技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)體系。這是中國(guó)制造2025的愿景和目標(biāo)，也應(yīng)該成為每一個(gè)企業(yè)的愿景和目標(biāo)。這樣一個(gè)宏偉的目標(biāo)不是短時(shí)間能完成的。所以我們一定要總體規(guī)劃，分步實(shí)施，重點(diǎn)突破，效益為先的方針。

　　1、總體規(guī)劃，分步實(shí)施

　　建設(shè)智能制造系統(tǒng)，智能工廠是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱巨、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須按照“總體規(guī)劃，分步實(shí)施，重點(diǎn)突破，效益為先”的原則進(jìn)行規(guī)劃。首先要將其納入企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，5-10年企業(yè)發(fā)展愿景是什么，我們要成為什么樣的企業(yè)，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上我們?cè)谀骋惶囟I(lǐng)域占有什么位置。制定企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，抓住獲取企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力這條主線，從而知道我們需要?jiǎng)?chuàng)新研發(fā)什么樣的產(chǎn)品，什么樣的制造技術(shù)，什么樣的經(jīng)營(yíng)模式，什么樣的服務(wù)。在這樣清晰的戰(zhàn)略目標(biāo)指引下制定總體規(guī)劃，分析制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸，排出先后順序，制定分階段的目標(biāo)和內(nèi)容。

　　2、抓住獲取企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)能力這條主線

　　什么是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)能力，能為客戶創(chuàng)造高的價(jià)值，超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，很難復(fù)制和模仿的競(jìng)爭(zhēng)能力。降價(jià)競(jìng)爭(zhēng)從來(lái)不可能獲得可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)一項(xiàng)新技術(shù)或新產(chǎn)品獲得的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并不是可持續(xù)的。擁抱互聯(lián)網(wǎng)，走智能制造的路，逐步實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)智能化、產(chǎn)品智能化、經(jīng)營(yíng)管理智能化、制造智能化、服務(wù)智能化、決策智能化，這是制造業(yè)的發(fā)展方向。

　　3、智能制造也要進(jìn)行投資效益分析

　　建設(shè)一個(gè)自動(dòng)化、智能化的工廠是要花費(fèi)大量資金的，為了智能化而智能化，不進(jìn)行投資效益分析是不行的。中國(guó)勞動(dòng)力成本是在逐年上升，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家比較仍然是低的，在企業(yè)的若干生產(chǎn)活動(dòng)中仍然有許多活動(dòng)用人比用機(jī)器更合理、更便宜。要首先選擇那些質(zhì)量、效益、安全綜合效益好的環(huán)節(jié)實(shí)施智能化，不要盲目追求全盤(pán)自動(dòng)化、智能化。企業(yè)要結(jié)合自身的情況、所處的發(fā)展階段、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)實(shí)力，量力而行。二十多年前一個(gè)863/CIMS示范企業(yè)盲目追求制造自動(dòng)化，向銀行貸款大筆資金，背上沉重的負(fù)債，企業(yè)從此一蹶不振，這是一個(gè)沉重痛的教訓(xùn)。所以搞智能制造也要進(jìn)行投資效益分析。