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「 1.精密測量的內涵 」

第一次工業(yè)革命以珍妮紡紗機為起點，瓦特蒸汽機為主要標志，完成從人力到機械化的進程;第二次工業(yè)革命以辛辛那提屠宰場的第一條自動化生產線為標志，制造業(yè)從此進入大批量流水線模式的電氣時代;第三次工業(yè)革命將信息化和自動化相結合，推出人類第一個可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)，賦予了生產線“可編程”的能力，使產品的加工精度和質量都得到了革命性的提升;當前，第四次工業(yè)革命的腳步越來越近，其核心就是推進智能制造。

圖1深刻揭示了全球制造業(yè)變革的過程。橫坐標是產品種類，以及客戶需求的差異化程度，越往右，客戶需求的差異越大;縱坐標是每種變型產品的產量，以及市場的波動，向下是市場更加波動，向上是市場更加穩(wěn)定。從1850年到1913年，處于手工制造為主的階段，產品種類多，每種產品的產量低;1913年，福特公司的T型車出現(xiàn)，標志著人類社會進入大批量生產的時代;1955年達到一個拐點，盡管大批量生產的能力達到極致，但客戶需求開始分化;1980年，人類社會進入大批量定制的時代，客戶追求差異化的產品，但仍然希望是大批量生產的價格;進入2000年，進入了全球化時代，標志性的事件是2001年中國加入WTO。這之后，電子商務在全球興起，客戶開始追求個性化定制，企業(yè)需要基于信息系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)客戶的需求提供可配置的產品。同時，每個區(qū)域市場也顯示出明顯的差異化，因此，面向國際市場的制造企業(yè)，必須充分考慮合規(guī)性。

全球制造業(yè)變革的過程（來源：Koren Y (2010). The global manufacturing revolution: product-process-business integration and reconfigurable systems, John Wiley  & Sons.）

當前，全球經(jīng)濟形勢復雜，充滿了不確定和不穩(wěn)定因素，制造業(yè)面臨眾多巨大挑戰(zhàn)：生產成本不斷攀升，尤其是勞動力資源短缺造成生產要素的成本不斷上漲;客戶需求日益?zhèn)€性化，對產品質量要求越來越高;產品的生命周期越來越短，對產品研發(fā)、原材料采購、制造、交付等各環(huán)節(jié)的運營效率提出越來越高的要求;隨著人們對全球資源環(huán)境危機意識的覺醒，對制造業(yè)綠色環(huán)保的要求也不斷提升。

面對諸多挑戰(zhàn)，制造業(yè)將創(chuàng)新作為驅動其發(fā)展的核心力量，伴隨著新一代信息技術的發(fā)展，制造業(yè)出現(xiàn)了以下轉型趨勢：

(1)隨著客戶需求的個性化和制造技術的發(fā)展進化，制造模式已經(jīng)從大批量生產走向大批量定制和個性化定制;

(2)產品的復雜程度不斷提高，發(fā)展為機電軟一體化的智能互聯(lián)產品，嵌入式軟件在其中發(fā)揮越來越重要的作用;

(3)制造企業(yè)的業(yè)務模式正在從單純銷售產品轉向銷售產品加維護服務，甚至完全按產品使用的績效付費;

(4)制造企業(yè)全面依托數(shù)字化技術來支撐企業(yè)的業(yè)務運作、信息交互和內外協(xié)同，工業(yè)軟件應用覆蓋企業(yè)全價值鏈和產品全生命周期;

(5)制造企業(yè)之間的分工協(xié)作越來越多，供應鏈管理和協(xié)同創(chuàng)新能力已成為企業(yè)的核心競爭力之一;

(6)多種類型的工業(yè)機器人在制造業(yè)廣泛應用，結合機器視覺等傳感器技術，發(fā)展進化為協(xié)作機器人、可移動的協(xié)作機器人，實現(xiàn)人機協(xié)作;

(7)制造企業(yè)開始廣泛應用柔性制造系統(tǒng)和柔性自動化生產線，實現(xiàn)少人化;

(8)增材制造技術，尤其是金屬增材制造技術的應用和增材制造服務興起，制造模式演化為應用多種增材、減材和等材制造技術混合制造;

(9)精益生產、6Sigma、5S管理等先進管理理念在實踐中不斷發(fā)展進化;

(10)制造業(yè)廣泛應用各種具有優(yōu)異性能的新材料和復合材料，其制造模式發(fā)生本質變化;

(11)制造業(yè)高度重視綠色制造、節(jié)能環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟和可再生能源應用;

(12)制造企業(yè)越來越關注實現(xiàn)生產、檢測、試驗等各種設備的數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)互通，以實現(xiàn)工廠運行的透明化;

(13)全球進入物聯(lián)網(wǎng)時代，制造企業(yè)開始應用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術對工廠的設備和已銷售的高價值產品進行遠程監(jiān)控和預測性維護;

(14)虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等技術在制造業(yè)的產品研發(fā)、制造、試驗、維修維護和培訓等業(yè)務得到廣泛應用;

(15)5G無線通信技術為制造企業(yè)實現(xiàn)設備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集和產品遠程操控等應用帶來新的機遇;

(16)制造企業(yè)在運營過程中，各種設備、儀表、企業(yè)生產的產品，以及應用的信息系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)都在不斷產生各種異構的海量數(shù)據(jù)，業(yè)務決策更加依靠數(shù)據(jù)驅動;

(17)人工智能技術已經(jīng)在制造業(yè)的質量檢測與分析和設備故障預測等方面廣泛應用;

(18)制造企業(yè)廣泛的應用信息系統(tǒng)和自動化控系統(tǒng)，正在逐漸基于工業(yè)標準實現(xiàn)互聯(lián)互通。

總之，從傳統(tǒng)制造邁向智能制造，已成為未來制造業(yè)的發(fā)展趨勢，以智能化、柔性化、網(wǎng)絡化、協(xié)同化和綠色制造為特征的第四次工業(yè)革命，才剛剛拉開序幕。

隨著新一代信息技術的興起，世界各國都將智能制造作為制造業(yè)變革的方向，紛紛提出以智能制造為核心的再工業(yè)化戰(zhàn)略。從智能制造發(fā)展趨勢看，主要是以德國的“工業(yè)4.0”以及美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”為代表;從智能制造戰(zhàn)略執(zhí)行層面看，各國盡管在發(fā)展重點上各有側重，但是戰(zhàn)略執(zhí)行上都是圍繞技術創(chuàng)新、環(huán)境建設和技術轉移三個方面開展的，其核心目的都是為了全力助推國家搶占智能制造制高點，鞏固全球經(jīng)濟技術實力、競爭力以及工業(yè)領先地位。我國從“十五”期間推進制造業(yè)信息化，到“十一五”推進兩化融合，再到“十二五”推進兩化深度融合，“十三五”期間，國家開始大力推進智能制造，理念在不斷進化。為了加快縮小我國與全球制造強國之間的明顯差距，我國在2015年提出了制造強國發(fā)展戰(zhàn)略，智能制造工程是其五大工程之一。我國將以推進智能制造為主攻方向，通過信息化和工業(yè)化深度融合引領和帶動制造業(yè)發(fā)展，建設制造強國。我國“十四五規(guī)劃”也強調，深入實施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務型制造新模式，推動制造業(yè)高端化智能化和綠色化。

文章來源：控制工程網(wǎng)