一、 智能制造的定義

智能制造是指在生產(chǎn)過程中，將智能裝備通過通信技術有機連接起來，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化；并通過各類感知技術收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，通過工業(yè)以太網(wǎng)等通信手段，上傳至工業(yè)服務器，在工業(yè)軟件系統(tǒng)的管理下進行數(shù)據(jù)處理分析，并與企業(yè)資源管理軟件相結(jié)合，提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案或者定制化生產(chǎn)，最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、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，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

二、智能制造基本原理

從智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征出發(fā)，在分布式制造網(wǎng)絡環(huán)境中，根據(jù)分布式集成的基本思想，應用分布式人工智能中多Agent系統(tǒng)的理論與方法，實現(xiàn)制造單元的柔性智能化與基于網(wǎng)絡的制造系統(tǒng)柔性智能化集成。根據(jù)分布系統(tǒng)的同構特征，在智能制造系統(tǒng)的一種局域?qū)崿F(xiàn)形式基礎上，實際也反映了基于Internet的全球制造網(wǎng)絡環(huán)境下智能制造系統(tǒng)的實現(xiàn)模式。

三、智能制造特征

1.人機一體化

IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能?；谌斯ぶ悄艿闹悄軝C器只能進行機械式的推理、預測、判斷，它只能具有邏輯思維（專家系統(tǒng)），最多做到形象思維（神經(jīng)網(wǎng)絡），完全做不到靈感（頓悟）思維，只有人類專家才真正同時具備以上三種思維能力。因此，想以人工智能全面取代制造過程中人類專家的智能，獨立承擔起分析、判斷、決策等任務是不現(xiàn)實的。人機一體化一方面突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能 機器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關系，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。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。

2.虛擬現(xiàn)實技術

這是實現(xiàn)虛擬制造的支持技術，也是實現(xiàn)高水平人機一體化的關鍵技術之一。虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Reality）是以計算機為基礎，融合信號處理、動畫技術、智能推理、預測、仿真和多媒體技術為一體；借助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現(xiàn)實生活中的各種過程、物件等，因而也能擬實制造過程和未來的產(chǎn)品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意愿任意變化，這種人機結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。

3.自組織與超柔性

智能制造系統(tǒng)中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務的需要，自行組成一種最佳結(jié)構，其柔性不僅突出在運行方式上，而且突出在結(jié)構形式上，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。

4.學習能力與自我維護能力

智能制造系統(tǒng)能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學習功能。同時，在運行過程中自行故障診斷，并具備對故障自行排除、自行維護的能力。這種特征使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應各種復雜的環(huán)境。

四、 哪些產(chǎn)業(yè)屬于智能制造

自律能力即搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。具有自律能力的設備稱為“智能機器”，“智能機器”在一定程度上表現(xiàn)出獨立性、自主性和個性，甚至相互間還能協(xié)調(diào)運作與競爭。強有力的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎。

智能制造技術包括自動化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)和智能化四個層次，產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋智能裝備（機器人、數(shù)控機床、服務機器人、其他自動化裝備），工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（機器視覺、傳感器、RFID、工業(yè)以太網(wǎng)）、工業(yè)軟件（ERP/MES/DCS等）、3D打印以及將上述環(huán)節(jié)有機結(jié)合的自動化系統(tǒng)集成及生產(chǎn)線集成等。

智能產(chǎn)業(yè)鏈，基于一般的產(chǎn)業(yè)鏈分析模式，我們認為智能產(chǎn)業(yè)鏈由“基礎、核心、應用和服務”四個方面構成，每個環(huán)節(jié)都能形成較大的產(chǎn)業(yè)集群。

智能基礎產(chǎn)業(yè)是構成智能化系統(tǒng)的最基本元件或材料，包括電子元器件、光學配件、精密基礎件、光電材料、智能材料等，一般不具有獨立應用功能。

智能核心產(chǎn)業(yè)是構成智能化系統(tǒng)的核心功能組件，包括感知、傳輸、計算、控制等功能單元，具體涵蓋計算機設備、網(wǎng)絡傳輸設備、儀器儀表、集成電路、物聯(lián)網(wǎng)技術和軟件等。 智能應用產(chǎn)業(yè)是推動智能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的終端應用領域，可分為智能電網(wǎng)、智能交通、智能汽車、智能金融、智能醫(yī)療、智能建筑、智能安防、智能物流、智能家居、智能商業(yè)等領域，智能應用領域的產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度、技術復雜性較高，是最終引領智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力量。

從智能應用的不同領域看，有些是偏重生活方面的，有些是偏重生產(chǎn)方面的，有些的影響是全方位的，如智能電網(wǎng)，其輻射范圍相當廣闊，包括新材料、電力電子元器件制造、電池制造、新能源發(fā)電、鋼鐵制造、通信設備、智能家電、電動汽車、智能家居等上下游產(chǎn)業(yè)，而后續(xù)還將衍生出諸如智能城市、智能交通等更多新的產(chǎn)業(yè)。

智能汽車和智能家居是影響人們生活最重要的兩個方面，都具有非常巨大的市場空間。智能化汽車設備主要體現(xiàn)在眾多輔助駕駛系統(tǒng)上，如智能雨刷、自動前照燈、智能空調(diào)、智能懸架、防打瞌睡系統(tǒng)??電子信息技術的廣泛應用，為汽車的智能化提供了廣闊的前景。 電子元器件 智能基礎產(chǎn)業(yè) 智能應用產(chǎn)業(yè) 智能核心產(chǎn)業(yè) 系統(tǒng)集成服務網(wǎng)絡傳輸設備計算機設備 儀器儀表集成電路物聯(lián)網(wǎng)技術汽車電子設備智能電網(wǎng)設備智能交通設備 智能家居設備 智能通訊設備光學配件 精密基礎件 光電材料 智能醫(yī)療設備 智能樓宇系統(tǒng) 軟件 智能制造裝備 智能材料

智能化家居主要體現(xiàn)在智能樓宇管理上，安防監(jiān)控、中央空調(diào)、火災自動報警、立體車庫、遠程抄表，這些現(xiàn)代化的智能家居系統(tǒng)目前已初步應用于溫州的幾個新建住宅小區(qū)。 智能制造是生產(chǎn)領域的典型代表。自動化改造是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級的主要方式。 我國制造業(yè)升級與轉(zhuǎn)型應從制造環(huán)節(jié)開始，自動化改造包括兩個方面：一是以自動化器械代替人工；二是以智能化器械代替非智能化器械，包括工業(yè)機器人、智能化數(shù)控機床、智能紡機等，是不斷提升生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障。

五、智能制造十大未來行業(yè)趨勢分析

1、2017年是中國專業(yè)級無人機市場破冰之年

中國無人機市場正在逐漸走向成熟，從技術、成本、應用成熟度和行業(yè)發(fā)展規(guī)律等角度看，賽迪顧問預測2017年將成為中國專業(yè)級無人機市場破冰之年。首先，隨著傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理芯片廠商如因特爾、高通、英偉達布局無人機數(shù)據(jù)處理平臺上，無人機將成為實現(xiàn)人工智能的最佳載體，快速突破專業(yè)應用的技術瓶頸；

其次，以歌爾聲學、比亞迪為代表的ODM廠商逐漸布局無人機生產(chǎn)制造，加速產(chǎn)品量產(chǎn)及迭代，有效降低專業(yè)應用成本，從根本上推動專業(yè)應用市場的發(fā)展；

再次，經(jīng)過幾年的用戶培養(yǎng)，無人機在各專業(yè)領域尤其是農(nóng)業(yè)植保的應用逐步為用戶所接受，無人機專業(yè)應用將呈現(xiàn)旺盛的市場需求；最后，由于航拍應用的局限性，消費級無人機市場短期內(nèi)將不會呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，愈發(fā)激烈的競爭也促使企業(yè)向?qū)I(yè)級應用轉(zhuǎn)型。

2、虛擬現(xiàn)實促使人機交互“黑科技”全面爆發(fā)

為實現(xiàn)將用戶置身于一個包括視覺、聽覺、觸感和嗅覺全體感的”以假亂真”的虛擬環(huán)境中，VR需要更加豐富的人機交互形式。作為人類溝通中最自然的語言與視覺，語音識別技術和眼球追蹤技術將成為下一階段人機交互技術發(fā)展的熱點，情感合成技術、跨語言交流技術等已經(jīng)嶄露頭角。

動作捕捉、觸覺反饋、方向追蹤、手勢跟蹤等一系列更加自然化的人機交互技術也將呈現(xiàn)革命性的突破，同時如何組合不同的交互技術帶來沉浸式的VR體驗也是各企業(yè)追逐的焦點。隨著人機交互技術的全面爆發(fā)，預計被多數(shù)用戶及業(yè)內(nèi)人士認可的VR設備交互范式將有望在明年出現(xiàn)。

3、人工智能與互聯(lián)網(wǎng)技術開啟“機器人2.0”元年

機器人在汽車、電子制造等產(chǎn)業(yè)中的應用已經(jīng)非常普遍，而隨著傳感器、人工智能等技術的進步，機器人正朝向與信息技術相融合的方向發(fā)展，通過云計算和人工智能深度學習，機器人可從執(zhí)行一項簡單重復性的工作進化為執(zhí)行各種復雜多樣化的工作，并開始應用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)自律化。

如今，微軟、谷歌、英特爾等科技巨頭已進軍機器人產(chǎn)業(yè)，布局“機器人2.0”時代，引領智能機器人的創(chuàng)新發(fā)展。我國已發(fā)布《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，重點開展人工智能、機器人深度學習等新一代機器人技術研究，注重戰(zhàn)略性、前瞻性、創(chuàng)新性的工作，以期在機器人產(chǎn)業(yè)變革中實現(xiàn)“彎道超車”。

4、視覺系統(tǒng)技術正加速向機器人、汽車、無人機等多領域滲透

隨著機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，視覺感知方式正在從傳統(tǒng)的深度地圖、激光雷達系統(tǒng)向視覺系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，而該領域的技術已經(jīng)于近兩年有了較大的突破，以韓國、美國、日本為代表的多個國家的機器人研究院均在2016年的多場世界級機器人大賽中應用視覺技術。

而隨著電動汽車的加速普及，無人駕駛技術的快速突破，消費級無人機市場的進一步開拓，在視覺系統(tǒng)于機器人產(chǎn)業(yè)領域應用愈發(fā)成熟的背景下，以無人駕駛、無人機、機器人為代表的新興領域?qū)⒊蔀橐曈X系統(tǒng)應用的新焦點。

5、云制造將引領智能制造投資新熱潮

云制造是一種基于泛在網(wǎng)絡、以人為中心的智能制造新模式，是兩化深度融合和產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)化配置的重要途徑，未來云制造將獲得更多的投資關注。一方面，云制造已經(jīng)滲透到產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，包括云端3D打印、供應鏈融資、基于工業(yè)云的大數(shù)據(jù)研發(fā)等，在航空航天、汽車工業(yè)、工程機械、石油化工、電子電氣等眾多行業(yè)均有廣泛的應用。

另一方面，云制造也在重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)，例如在數(shù)控機床領域，已經(jīng)出現(xiàn)了以數(shù)控機床生產(chǎn)力和云平臺為主要商業(yè)模式的新型互聯(lián)網(wǎng)制造形態(tài)；在汽車工業(yè)領域，也有企業(yè)開始嘗試打造汽車全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，形成資本、資源、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、充電、售后等全方位的云平臺制造模式。

6、數(shù)字孿生率先推進汽車工業(yè)進入虛擬制造

數(shù)字孿生是以數(shù)字化方式為物理對象創(chuàng)建虛擬模型，模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為特征，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn)、管理、連接的高度數(shù)字化及模塊化。智能工廠是數(shù)字孿生的核心載體，其設備和系統(tǒng)的智能化、集成化程度是數(shù)字孿生得以發(fā)揮作用的關鍵因素。

汽車工業(yè)在智能工廠、數(shù)字化車間、自動化生產(chǎn)線建設方面具備良好的基礎，汽車是工業(yè)機器人最大的應用領域，并在PLM、MES等應用方面等成熟度高，能較好的進行系統(tǒng)集成，預計在2017年數(shù)字孿生將率先在汽車領域推廣應用，形成集設計與仿真、制造執(zhí)行（MES）與質(zhì)量追溯、數(shù)據(jù)采集與分析為一體的新一代智能工廠。

7、千億產(chǎn)業(yè)基金助推智能制造步入發(fā)展快車道

隨著《中國智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》的出臺和智能制造試點示范項目的展開，智能制造產(chǎn)業(yè)將迎來巨大的發(fā)展機遇。

智能制造屬于資金密集型行業(yè)，而廣大中小企業(yè)普遍面臨著融資難問題，資金已經(jīng)成為制約中小型智能制造企業(yè)發(fā)展的一個重要因素，來自中央和地方政府的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)和科研基金投入，將為智能制造產(chǎn)業(yè)提供強大的動力和資源，解決智能制造企業(yè)孵化、發(fā)展、擴大規(guī)模的資金需求及資源引進、配置問題。

目前北京市、廣東省、山東省、湖南省均已經(jīng)出現(xiàn)不同形式的智能制造產(chǎn)業(yè)投資基金，預計2017年智能制造產(chǎn)業(yè)基金產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模將超過1000億元，成為智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推動力。

8、“蘋果+富士康”代工模式將在制造業(yè)領域加速鋪開

隨著全球制造業(yè)的發(fā)展模式正在向網(wǎng)絡化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)變，大量中低端生產(chǎn)力正在加速被淘汰。

由于傳統(tǒng)制造業(yè)擁有重資產(chǎn)、生產(chǎn)周期長等特點，擁有新技術、新模式的企業(yè)難以在短時間內(nèi)將技術及模式轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，而在互聯(lián)網(wǎng)共享思維不斷普及，金融資本大量注入到智能制造領域的背景下，“蘋果+富士康”這一成功的代工模式能夠?qū)⑿录夹g、新模式與現(xiàn)有生產(chǎn)力進行有機的融合，極大縮短企業(yè)從初創(chuàng)到投產(chǎn)的生長周期，推動產(chǎn)業(yè)更加快速的更新迭代，而在發(fā)展相對成熟的汽車等傳統(tǒng)制造業(yè)領域，該模式有望加速鋪開。

9、智能制造專項規(guī)劃將于2017年密集發(fā)布

隨著“中國制造2025”的出臺，我國制造業(yè)正式踏上了以智能制造為重要發(fā)展方向的轉(zhuǎn)型升級之路。2016年12月7日，工業(yè)和信息化部、財政部聯(lián)合制定并印發(fā)了《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，為全國各地大力發(fā)展智能制造提供了明晰的發(fā)展路徑。在此背景下，可以預見2017年將是搭建“中國制造2025”專項規(guī)劃體系的重要一年。

截止至2016年底，工信部聯(lián)合其他部委已經(jīng)先后發(fā)布了機器人、智能硬件等專項規(guī)劃，以及工業(yè)綠色發(fā)展、綠色制造等專項行動指南，而在《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》發(fā)布之后，針對重點領域、重大工程、重大舉措等方面都將會在2017年密集發(fā)布相應的專項規(guī)劃和行動指南，從而指導我國智能制造未來10年的發(fā)展。

10、醫(yī)療機器人有望成為服務機器人行業(yè)投資“升班馬”

發(fā)展醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)是我國實現(xiàn)工業(yè)4.0的重要環(huán)節(jié)，隨著《中國制造2025》、《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》等一系列重要文件的發(fā)布，醫(yī)療機器人等高智能醫(yī)療設備成為了未來幾年我國發(fā)展的重點領域之一。各地政府也在積極打造醫(yī)療機器人測試及應用平臺，并為建立行業(yè)標準給予政策指導，政策方向明確。

目前，醫(yī)療機器人主要集中在北美市場，國內(nèi)市場剛剛興起，市場滲透率不足5%，存在巨大的市場空間和發(fā)展?jié)摿?，國外企業(yè)紛紛將中國市場視為提升業(yè)務的關鍵點。新松、博實、金山科技、妙手集團等國內(nèi)企業(yè)也為搶占國內(nèi)市場高地，加速對醫(yī)療機器人領域的產(chǎn)業(yè)布局。預計，2017年醫(yī)療機器人將成為服務機器人行業(yè)投資的最大熱點，有望成為新興行業(yè)投資者的新機遇。