智能制造的三個基本范式
- 根據智能制造數字化網絡化智能化的基本技術特征，智能制造可總結歸納為三種基本范式，即：
數字化制造——第一代智能制造
數字化網絡化制造——“互聯網+”制造或第二代智能制造
數字化網絡化智能化制造——新一代智能制造
第一代智能制造是數字化制造，它是智能制造的第一種范式。20世紀80年代后期，智能制造的概念被首次提出。當時智能制造的主體就是數字化制造，是后兩個智能制造基本范式的基礎。
20世紀下半葉以來，隨著制造業對于技術進步的強烈需求，數字化制造引領和推動了第三次工業革命。數字化制造是在制造技術和數字化技術融合的背景下，通過對產品信息、工藝信息和資源信息進行數字化描述、集成、分析和決策，進而快速生產出滿足用戶要求的產品。
數字化制造的主要特征表現為：
第一，在產品方面，數字化技術得到普遍應用，形成數控機床等“數字一代”創新產品。
第二，大量采用計算機輔助設計/工程設計中的計算機輔助工程/計算機輔助工藝規劃/計算機輔助制造（CAD/CAE/CAPP/CAM）等數字化設計、建模和仿真方法；大量采用數控機床等數字化裝備；建立了信息化管理系統，采用制造資源計劃/企業資源計劃/產品數據管理（MRPII/ERP/PDM）等，對制造過程中的各種信息與生產現場實時信息進行管理，提升各生產環節的效率和質量。
第三，實現生產全過程各環節的集成和優化，產生了以計算機集成制造系統（CIMS）為標志的解決方案。在這個階段，以現場總線為代表的早期網絡技術和以專家系統為代表的早期人工智能技術在制造業得到應用。
20世紀80年代，我國企業開始了解和認識到數字化制造的重大意義，經過幾十年的發展，我國數字化制造從探索示范漸入推廣發展階段。
但是，相對我國巨大的企業基數，我國真正完成數字化制造轉型的企業還是少數的。因此，我國的智能制造發展必須堅持實事求是的原則，踏踏實實從數字化“補課”做起，進一步夯實智能制造發展的基礎。
與此同時，并行推進數字化制造和數字化網絡化制造，在幫助企業扎實完成數字化制造“補課”的同時，實現數字化網絡化制造升級。
數字化制造是智能制造的基礎，其內涵不斷發展，貫穿于智能制造的三個基本范式和全部發展歷程。
二、數字化網絡制造
第二代智能制造是數字化網絡化制造，智能制造的第二個范式。從本質上講，它就是“互聯網+”制造，在國外也被稱為“smart manufacturing”，是在數字化制造的基礎上實現網絡化，使用工業互聯網、工業云技術實現聯通和集成，同時還具備一定的智能。
“互聯網+”制造是在數字化制造的基礎上，深入應用先進的通信技術和網絡技術，用網絡將人、流程、數據和事物連接起來，聯通企業內部和企業間的“信息孤島”，通過企業內、企業間的協同和各種社會資源的共享與集成, 實現產業鏈的優化，快速、高質量、低成本地為市場提供所需的產品和服務。
“互聯網+”制造主要特征表現為：
第一，在產品方面，數字技術、網絡技術得到普遍應用。
第二，在制造方面，實現企業內、企業間的供應鏈、價值鏈的連接和優化，打通整個制造系統的數據流、信息流。
第三，在服務方面，企業與用戶通過網絡平臺實現聯接和交互，企業掌握用戶的個性化需求，用戶能夠參與產品全生命周期活動，將產業鏈延伸到為用戶提供產品健康保障等服務。
規模定制生產逐漸成為消費品制造業發展的一種普遍模式，遠程運維服務模式在工程機械行業得到廣泛應用。企業生產開始從以產品為中心向以用戶為中心轉型，企業形態也逐步從生產型企業向生產服務型企業轉型。
德國“工業4.0”以CPS為核心，將產品、制造、服務數據化和集成化，實現企業內和企業間的集成和互聯互通。美國工業互聯網提出將全球工業系統與高級計算、分析、傳感技術及互聯網高度融合，重構全球工業，激發生產力。
德國“工業4.0”和美國工業互聯網完整地闡述和提出了數字化網絡化制造范式及實現的技術路線。
我國大力推進“互聯網+”制造，一批企業在進行數字化改造的同時，逐漸形成從內部互聯到企業間互聯互通，形成了一些典型試點示范項目。
海爾集團建立起以智能制造執行系統（iMES）為核心的互聯工廠，可實時、同步響應全球用戶需求，并快速交付智能化、個性化的方案。
西安飛機工業（集團）有限責任公司構建了飛機協同開發與制造云平臺（DCEaaS），實現10家參研單位和60多家供應商的協同開發、制造服務和資源動態分析與彈性配置。
在今后一個階段，我國推進智能制造的重點是推廣和大規模應用“互聯網+”制造——第二代智能制造。
三、數字化網絡化智能化制造
新一代智能制造——數字化網絡化智能化制造是智能制造的第三種基本范式，可對應于國際上推行的“intelligent manufacturing”。
人工智能技術與先進制造技術的深度融合，形成了新一代智能制造——數字化網絡化智能化制造，成為新一輪工業革命的核心驅動力。
新一代智能制造的主要特征表現在制造系統具備了“認知學習”能力。通過深度學習、增強學習、遷移學習等技術的應用，新一代智能制造中制造領域的知識產生、獲取、應用和傳承效率將發生革命性變化，顯著提高創新與服務能力。
新一代智能制造將給制造業帶來革命性變化，是真正意義上的智能制造，將從根本上引領和推進第四次工業革命，為我國實現制造業換道超車、跨越發展帶來了歷史性機遇。如果說數字化網絡化制造是新一輪工業革命的開始，那么新一代智能制造的突破和廣泛應用將推動形成新一輪工業革命的高潮。
智能制造發展具有兩個特性：延續性和融合性。智能制造的三個基本范式同時具有時間上和目標上的延續性，數字化制造、“互聯網+”制造和新一代智能制造次第展開，目標聚焦制造業的效率和質量提升；數字化制造、“互聯網+”制造和新一代智能制造范式并不是絕然分離的，而是相互交織、迭代升級。
中國國情，基于對智能制造延續性和融合性的認識，我國推進智能制造應采取三個基本范式“并行推進、融合發展”的技術路線，從而實現制造業的智能升級、跨越發展。
