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智能制造是制造業(yè)正迎來(lái)的一次歷史性變革，將重塑全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局，世界主要國(guó)家和地區(qū)紛紛加緊布局、加快發(fā)展智能制造。文章內(nèi)容節(jié)選自國(guó)際領(lǐng)先的科技智庫(kù)美國(guó)信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會(huì)（ITIF）于2016年11月30日發(fā)布的《智能制造決策者指南》報(bào)告。《報(bào)告》全面陳述了智能制造的來(lái)龍去脈和對(duì)制造業(yè)帶來(lái)的巨大變化，并在梳理分析主要競(jìng)爭(zhēng)國(guó)家和地區(qū)政府舉措的基礎(chǔ)上，向美國(guó)國(guó)會(huì)和新一屆政府提出了舉措建議。報(bào)告由上海市科學(xué)學(xué)研究所課題組翻譯，報(bào)告翻譯全文可向智能制造索取（可在文末留言）。
各種不同的用于描述目前技術(shù)變革的術(shù)語(yǔ)造成了相當(dāng)大的混亂。“先進(jìn)制造”這個(gè)表述經(jīng)常被用來(lái)代替“智能制造”。例如，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）對(duì)先進(jìn)制造的官方定義——“先進(jìn)制造技術(shù)被定義為在設(shè)計(jì)、制造或操作產(chǎn)品過(guò)程中使用了計(jì)算機(jī)控制或微電子設(shè)備”——在一定程度上等同于智能制造。還有人使用這一概念來(lái)形容生產(chǎn)高技術(shù)產(chǎn)品的制造行業(yè)。
美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)（PCAST）將先進(jìn)制造定義為“基于信息協(xié)同、自動(dòng)化、計(jì)算、軟件、傳感、網(wǎng)絡(luò)，和/或使用尖端先進(jìn)材料和物理及生物領(lǐng)域科技的新原理的一系列活動(dòng)。這既包括現(xiàn)有產(chǎn)品的新制造方法，也包括了新的先進(jìn)技術(shù)發(fā)展出的新產(chǎn)品的制造”。在本質(zhì)上，先進(jìn)制造包括兩方面的概念：先進(jìn)產(chǎn)品的制造，以及先進(jìn)的、基于信息通信技術(shù)的生產(chǎn)過(guò)程。而智能制造則主要指的是后者。
事實(shí)上，智能制造具體指的是現(xiàn)代生產(chǎn)制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)中信息技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程——從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用的方式，到具體生產(chǎn)相關(guān)的機(jī)器設(shè)備的連接和驅(qū)動(dòng)方式，以及中間產(chǎn)品如何經(jīng)過(guò)整個(gè)供應(yīng)鏈裝配到最終產(chǎn)品上。智能制造將信息技術(shù)應(yīng)用在整個(gè)制造過(guò)程，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率、節(jié)省成本、降低能耗，以及向購(gòu)買者提供創(chuàng)新和定制化產(chǎn)品的目標(biāo)。
為了明確定義，美國(guó)第114屆國(guó)會(huì)上有議案提出了可行的、正式的智能制造定義，并將其作為《2016年北美能源安全和基礎(chǔ)設(shè)施法案》（S.2012）的一部分。法案中定義智能制造如下：
在信息、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進(jìn)技術(shù)：
1、數(shù)字模擬制造生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)操控的制造設(shè)備、生產(chǎn)線狀態(tài)的監(jiān)控和交互、全生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗和效率的管理及優(yōu)化。
2、廠房能源效率的建模、模擬和優(yōu)化。
3、監(jiān)測(cè)和優(yōu)化建筑的節(jié)能性能。
4、產(chǎn)品能源效率及可持續(xù)化性能的建模、模擬和優(yōu)化，包括使用數(shù)字模型和增材制造加強(qiáng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
5、將制造產(chǎn)品連入網(wǎng)絡(luò)以監(jiān)控和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，包括自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)操作。
6、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化連接。
然而，很多人認(rèn)為制造只涉及到“原子”——也就是操縱物理材料生產(chǎn)實(shí)物產(chǎn)品。但制造還涉及到了“比特”——零件在哪里、機(jī)器運(yùn)行的效率怎么樣、如何來(lái)控制機(jī)器以及如何預(yù)見(jiàn)產(chǎn)品的外觀和功能。換句話說(shuō)，制造業(yè)一直面對(duì)的是物質(zhì)和信息兩方面的挑戰(zhàn)（事實(shí)上，制造商應(yīng)當(dāng)盡量爭(zhēng)取用信息方面的改進(jìn)來(lái)替代物質(zhì)方面的改進(jìn)，并且盡可能地接近最終客戶）。
直到這一批信息和通信技術(shù)（軟件、數(shù)據(jù)分析、無(wú)處不在的無(wú)線信息傳輸、傳感等）的突破，制造業(yè)才開始有能力充分解決信息方面的挑戰(zhàn)。從這個(gè)意義上來(lái)講，正如一些純信息活動(dòng)（如旅游代理商、財(cái)務(wù)、會(huì)計(jì)等）被信息和通信技術(shù)改變一樣，制造業(yè)也開始迎來(lái)轉(zhuǎn)變。
從本質(zhì)上講，智能制造就是將制造-生產(chǎn)-使用的各個(gè)環(huán)節(jié)的信息同制造相結(jié)合。正如Autodesk公司的資深設(shè)計(jì)、制造行業(yè)戰(zhàn)略專家Diego Tamburini所說(shuō)：完全無(wú)法想象一個(gè)設(shè)計(jì)水平低下、高油耗、不環(huán)保的車輛本身是通過(guò)最高效的制造流程生產(chǎn)出來(lái)的。然而智能制造并不是單一技術(shù)和因素組成的：智能制造必須包括產(chǎn)品從設(shè)計(jì)（包括能量利用以及操作方面的構(gòu)思）到產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)行效率，再到產(chǎn)品應(yīng)用的智能程度和可持續(xù)性等整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的連續(xù)過(guò)程的優(yōu)化。
美國(guó)制造技術(shù)協(xié)會(huì) (AMT) 的技術(shù)副主席Tim Shinbara表示，政策制定者應(yīng)當(dāng)了解智能制造的四個(gè)層級(jí)。
第一層級(jí)，是智能機(jī)器本身，通過(guò)加裝傳感器的方式使用于成型、剪切、鍛造、沖壓的各種特定機(jī)器形成信息流并融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
第二層級(jí)，是數(shù)字線程通過(guò)工藝鏈的聯(lián)接，將分散于獨(dú)立機(jī)器之間的信息實(shí)現(xiàn)跨車間的信息流整合（創(chuàng)建出覆蓋整個(gè)企業(yè)范圍的制造系統(tǒng)）。這表示原本彼此獨(dú)立的工藝鏈通過(guò)信息和通信技術(shù)的整合構(gòu)成企業(yè)整體的制造生產(chǎn)體系。
第三層級(jí)，要在這個(gè)龐大的“制造信息”體系中通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)優(yōu)化制程，并通過(guò)迭代的方式設(shè)計(jì)智能化產(chǎn)品。
第四層級(jí)，則是智能化的CEO或者高管，在建立了企業(yè)信息系統(tǒng)和部門的基礎(chǔ)上被授權(quán)對(duì)生產(chǎn)水平、生產(chǎn)地點(diǎn)、生產(chǎn)設(shè)置等實(shí)施優(yōu)化和實(shí)時(shí)決策。
