智能制造技术有哪几个发展方向

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在21世纪的科技浪潮中，智能制造技术如同一股不可阻挡的洪流，正以前所未有的速度重塑着全球制造业的格局。作为工业4.0的核心驱动力，智能制造不仅融合了人工智能、大数据、云计算、物联网等前沿技术，还深刻影响着产品设计、生产流程、供应链管理、市场响应等各个环节，开启了制造业智能化、网络化、服务化的新篇章。本文将深入探讨智能制造技术的几大发展方向，揭示其如何以热度词汇背后的科技力量，推动制造业迈向更加高效、灵活、可持续的未来。

一、人工智能深度融入，实现智能决策与自主优化

热度词汇：AI赋能、深度学习、智能算法、自主优化

人工智能（AI）无疑是当前最炙手可热的科技领域之一，其在智能制造中的应用更是层出不穷。通过深度学习等先进算法，AI能够处理海量生产数据，识别生产过程中的复杂模式，实现生产计划的智能编排、生产过程的实时监控与调整、故障预测与提前维护等功能。这不仅大幅提升了生产效率与产品质量，还显著降低了运营成本与能耗。未来，随着AI技术的不断成熟与普及，智能制造系统将具备更强的自主优化能力，能够根据市场需求变化自动调整生产策略，实现真正的“按需生产”。

二、数字孪生技术，构建虚拟与现实的无缝连接

热度词汇：数字孪生、虚拟仿真、预测性维护、精准管理

数字化双胞胎是智能制造领域的另一大亮点，它通过建立物理实体在虚拟空间中的精确映射，实现了产品从设计到制造、运维全生命周期的数字化管理。通过数字孪生技术，工程师可以在虚拟环境中对产品进行反复测试与优化，有效缩短产品开发周期，降低试错成本。同时，结合物联网技术，数字孪生还能实时监控设备的运行状态，进行预测性维护，避免非计划停机，确保生产线的连续稳定运行。这种虚实结合的管理模式，为制造业带来了前所未有的精准与高效。

三、物联网技术普及，打造全连接工厂

热度词汇：物联网（IoT）、全连接工厂、数据驱动、远程监控

物联网技术的快速发展，为智能制造提供了强大的信息基础设施。通过部署大量的传感器、RFID标签、智能设备等，实现生产现场各类数据的实时采集与传输，构建起一个高度互联、高度透明的全连接工厂。在这个工厂里，每一个生产环节、每一台设备、甚至每一个零部件都被赋予了“智慧”，它们能够相互通信、协同工作，共同完成复杂的生产任务。同时，基于这些数据，企业可以构建出详尽的生产过程画像，为管理决策提供有力支持，实现生产过程的精细化管理与优化。

四、云计算与边缘计算融合，提升数据处理能力

热度词汇：云计算、边缘计算、低延迟、数据安全性

云计算以其强大的计算能力与灵活的资源配置方式，为智能制造提供了强大的数据处理与分析平台。然而，随着生产现场数据量的爆炸式增长，对数据处理速度与实时性的要求也越来越高。边缘计算技术的出现，正好弥补了这一短板。通过将数据处理能力下沉到生产现场，边缘计算能够实现对数据的即时处理与分析，有效减少数据传输延迟，提高系统响应速度。同时，云计算与边缘计算的融合应用，还能在保证数据安全性的前提下，实现数据的跨地域、跨平台共享，为智能制造的全球化布局提供有力支撑。

五、增材制造（3D打印）技术革新，推动个性化定制与快速响应

热度词汇：增材制造、3D打印、个性化定制、快速原型制作

增材制造技术，特别是3D打印技术的快速发展，正在彻底改变制造业的生产模式。传统制造业依赖于模具与切削加工，而3D打印则通过逐层堆积材料的方式直接构建物体，极大地缩短了产品开发周期，降低了生产成本。更重要的是，3D打印技术能够实现复杂结构件的直接制造，为个性化定制提供了可能。无论是医疗领域的定制化植入物，还是航空航天领域的复杂零部件，3D打印都能以极高的精度与效率完成生产任务，满足市场对快速响应与高度定制化的需求。

六、绿色制造与可持续发展，构建循环经济体系

热度词汇：绿色制造、循环经济、节能减排、碳中和

在全球气候变化的严峻挑战下，绿色制造与可持续发展已成为智能制造不可或缺的发展方向。通过引入先进的节能技术、优化生产工艺、提升资源利用效率，智能制造系统能够在保证生产效率与产品质量的同时，显著降低能耗与排放。此外，智能制造还促进了废旧产品的回收再利用与再制造，构建了闭环的循环经济体系。未来，随着碳中和目标的提出与推进，智能制造将在推动制造业绿色转型、实现可持续发展方面发挥更加重要的作用。

七、人机协作新境界，重塑劳动力结构

热度词汇：人机协作、机器人技术、柔性生产、劳动力优化

随着机器人技术、机器视觉及自然语言处理技术的不断进步，人机协作正成为智能制造领域的一大亮点。传统的自动化生产线往往以刚性自动化为主，难以适应快速变化的市场需求。而人机协作系统则通过高度灵活的机器人与智能装备，与人类工人紧密配合，共同完成复杂多变的生产任务。这种新型的生产模式不仅提高了生产效率和灵活性，还极大地改善了工作环境，降低了工人的劳动强度。同时，人机协作也促使了劳动力结构的优化，使得工人能够从事更高价值的创造性工作，而机器人则承担重复性、高强度的劳动，实现了人力资源与机器资源的最佳配置。

八、区块链技术在供应链管理中的应用

热度词汇：区块链、供应链透明度、防伪溯源、信任机制

区块链技术以其去中心化、不可篡改的特性，为智能制造供应链管理带来了革命性的变革。通过将供应链中的各个环节信息上链，区块链能够确保数据的真实性与可追溯性，有效打击假冒伪劣产品，提升消费者信任度。同时，区块链还能简化供应链金融流程，降低融资成本，提高资金流转效率。在智能制造的全球化背景下，区块链技术为构建透明、高效、可信的供应链体系提供了强有力的技术支持，推动了制造业供应链管理的数字化转型与升级。

九、网络安全与数据隐私保护

热度词汇：网络安全、数据隐私、防护体系、合规性

随着智能制造系统的日益复杂与互联，网络安全与数据隐私保护问题也日益凸显。智能制造依赖于大量的数据传输与共享，一旦遭受网络攻击或数据泄露，将对企业造成巨大的经济损失与声誉损害。因此，构建完善的网络安全防护体系，加强数据隐私保护，已成为智能制造发展的重要保障。这包括采用先进的加密技术保护数据传输安全，建立严格的访问控制机制防止未授权访问，以及定期进行安全审计与漏洞扫描，确保系统的安全稳定运行。同时，企业还需积极遵守相关法律法规，确保数据处理的合规性，维护用户权益。

十、跨行业融合与协同创新

热度词汇：跨界融合、协同创新、生态系统、产业链整合

智能制造的发展不仅局限于制造业内部，还呈现出跨行业融合与协同创新的趋势。随着信息技术的不断渗透，制造业正与服务业、农业、医疗、教育等多个领域深度融合，催生出新的业态与模式。这种跨界融合不仅拓宽了智能制造的应用场景，还促进了产业链上下游的紧密合作与协同创新。通过构建开放、共享、协同的智能制造生态系统，企业能够整合各方资源，加速技术创新与成果转化，推动制造业向更高水平、更高质量发展。

结语

智能制造技术的未来发展方向是多元且充满希望的。从人机协作的新境界到区块链在供应链管理中的应用，从网络安全与数据隐私保护到跨行业融合与协同创新，每一个方向都预示着智能制造将更加智能、高效、可持续。然而，实现这些目标并非一蹴而就，需要政府、企业、科研机构以及社会各界的共同努力与持续投入。我们有理由相信，在不久的将来，智能制造将引领全球制造业迈向一个更加辉煌的未来，为人类社会的进步与发展贡献更大的力量。

生产车间里的智造妙招（经济聚焦·访智能制造 解行业痛点）

来源:人民日报

习近平总书记指出：要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态根本性转变。智能制造是制造业实现质的有效提升和量的合理增长的有效途径，对于加快发展现代产业体系、巩固壮大实体经济具有重要意义。

建设智能车间、智能工厂，打造智慧供应链，加快发展装备、软件和系统解决方案……今起，本版推出“访智能制造解行业痛点”系列报道，展现各地推动制造业高质量发展的积极探索。

——编者

一个纺织车间内，一台经编机上有近3万根比头发丝还细的纱线，上千台经编机就是数千万根纱线。如何快速定位瑕疵点？

一个电器车间内，原材料种类多、体积大，靠人工搬运、放置，效率不高还容易出错。如何高效中转？

一个汽车变速器车间内，用于切削作业的刀具有600余种2000余把，每把刀具的寿命从几小时到几百小时不等。如何确保刀具处于正常作业状态？

如今，这些行业痛点与难题，借助智能制造的妙招，正一一得到化解。

福建晋江纺织企业——

在数千万根纱线中找到瑕疵点

“4号机台异常，请前往查看。”在位于福建泉州晋江市的华宇织造有限公司智能车间，工人听到系统自动提示后，迅速来到指定机台查看。不到2分钟，设备恢复正常运转。

放眼车间，上千台经编机快速运行，每台经编机上都安装了十几个工业级高清摄像头。车间中央的数字大屏上，每台设备的运行状态实时显示。

“断纱、瑕疵直接影响产品质量。以前，只要机器开始作业，每台设备前都要确保有1名工人，通过肉眼在近3万根纱线中不断寻找瑕疵点，不但费时费力，也很难保证效果。”华宇织造相关负责人苏成喻说。

断纱、瑕疵的快速定位不只困扰华宇织造，更是纺织行业的普遍痛点。想改造却缺少借鉴，怎么办？

缺方向，晋江市工信局工作人员上门指导；缺技术，晋江引进高校与企业开展合作……经过4年反复试验，智能化视觉检测系统成功落地。

苏成喻介绍，通过高清摄像头进行图像抓取、算法识别、后台图像分析，哪台设备的第几根纱线出现瑕疵，系统能够自动定位、巧妙识别，效率远胜肉眼判别。工人只需要根据指令赶到机器前处理即可，整个车间每个班次只需要3名工人值守。

如今，从生产端的视觉检测、自动找布、自动排产系统，到自动仓储和自动物流配送系统，华宇织造实现了全流程智能化改造。据介绍，经编机的台运转效率从70%提高至85%，产品研制周期从平均30天缩减到15天，产品不良率和设备能耗也大幅降低。

2015年，泉州启动智能制造推进工作，明确提出将发展智能制造作为加快产业提质增效的重要抓手，大力推动智能场景、智能工厂建设，鼓励龙头企业建设行业领先、覆盖企业生产管理全流程的智能制造示范工厂。截至目前，泉州累计推广应用自动化产线1000多条，企业生产效率提高50%，全市23家企业入选国家智能制造相关项目、46家企业获评省级智能制造示范工厂和优秀场景。

广东广州电器企业——

为每批原材料自动贴上“身份证”

走进美的家用空调事业部广东广州工厂生产车间，工业机器人正在有条不紊地作业。“每一批原材料进入生产线前，都会被自动贴上类似身份证的条形码，通过高空物流运输系统轨道，运送到生产线上的指定位置，生产效率大幅提升。”工厂工程部部长孙惠海说。

据介绍，工厂最初对单个设备或流程进行自动化改造时，由于各环节没有打通，效率提升有限。打通生产环节，进一步提高物料中转效率，成为企业的现实需求。

现在，工厂引入自动输送线、自动化立体库、自动导引运输车等一系列物流设备，对每一个工件、每一项流程自动扫码、生成数据。产品组装完成后，搬运机器人进行搬运，有效提升了物流作业的安全性和准确性。系统还能对物流数据进行采集、处理、分析，及时发现潜在问题。

“物联网、人工智能和数据分析等技术的融合应用，让物流管理运作更加高效、准确、灵活。”孙惠海说。最近，他正忙着布置新的产线，“我们利用数字孪生技术，在系统上模拟运转产线的工作场景，模拟到最佳状态再投产。”

走出车间，记者跟着孙惠海来到监控室，只见数字大屏上的各项生产数据实时更新。“厂区内布有约5000个传感器，不仅能充分调配使用资源，还能实时发出警报、减少隐患。”工厂计划物流部相关负责人吕柱慰说。

近年来，广州积极开展智能制造示范工厂、示范项目培育工作，鼓励高端装备制造企业率先向数字化和智能化转型，已培育形成具有区域特色的高端装备制造产业链。

目前，广州市有3个全球“灯塔工厂”，7家企业入选工信部智能制造示范工厂揭榜任务单位，28个场景入选工信部智能制造优秀场景，还打造了国家级智能装备产业集群和新型工业化产业示范基地。

陕西西安汽车变速器企业——

对每把加工刀具时时刻刻做“体检”

陕西西安高新区，在汽车变速器企业法士特高智新工厂的数据分析室，工程师龙彬轻敲键盘，就可以查看所有设备的运行情况。龙彬介绍：“就拿加工刀具等耗材的磨损来说，以前主要靠一线工人预估刀具进行多少次生产后就得更换。有时不准确，等出现废件才更换刀具，不仅造成原料浪费，还会耽误生产进度。”

现在，通过智能化改造，系统可以对每一把加工刀具时时刻刻做“体检”。“我们在每把刀具上都安装了传感器，刀具使用寿命殆尽时，系统会向现场工人发出提醒。”法士特高智新公司总经理赵建林说，“机床主轴的负载电流大小就像‘心电图’，我们对这些电流数据进行收集分析，通过不同特征可以对刀具‘望闻问切’，简直太精妙了。”

通过系统智能算法，刀具的使用寿命可以实现精确预估。“这样我们就能在保证加工质量的同时，将刀具使用率发挥至最大，另外也能确保黑灯生产不会因刀具寿命受到影响，让产线的质量、成本、效率均处于最佳状态。”赵建林说。

大到厂区环境的温度、噪声等数据，小到每一把刀具的寿命数据，工厂产线上的传感器源源不断将各项数据汇集到“智能大脑”中，每秒采集数据达10万条以上。赵建林介绍，相比传统制造模式，法士特高智新工厂通过数字孪生、万物互联、智能决策等技术，实现生产效率提升80%，能耗下降20%，产品交付周期缩短30%，人均产值提升5.2倍。

近年来，西安市大力推进制造业数字化转型，出台工业互联网创新发展行动计划、两化融合提升三年行动计划等。截至目前，全市累计培育32个工业互联网平台，28个企业工业互联网项目获得工信部试点示范认定。（本报记者 王崟欣 姜晓丹 原韬雄）

本期统筹：韩春瑶

《 人民日报 》（ 2024年07月17日 第10 版）

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