“智能制造”可以从制造和智能两方面进行解读。首先，制造是指对原材料
进行加工或再加工，以及对零部件进行装配的过程。通常，按照生产方式的连续 性不同，制造分为流程制造与离散制造(也有离散和流程混合的生产方式)。根据
我国现行标准GB/T4754-2002，我国制造业包括31个行业，又进一步划分约
175个中类、530个小类，涉及了国民经济的方方面面。
智能是由“智慧”和“能力”两个词语构成。从感觉到记忆到思维这一过程，
称为“智慧”，智慧的结果产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能
力”，两者合称为“智能”。因此，将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的
整个过程称为智能过程，它是智慧和能力的表现。
目前，国际和国内尚且没有关于智能制造的准确定义，但工信部组织专家给
出了一个比较全面的描述性定义：智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、
生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、
精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为
载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支
撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品
质量、降低资源能源消耗。这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主
要功能和经济目标，体现了智能制造对于我国工业转型升级和国民经济持续发展
的重要作用。
然而，由于我国技术基础薄弱发展不平衡，企业在智能制造实施和升级改造 过程中往往茫然不知从何做起。因此，以下将根据智能制造的描述性定义，提出
关于智能工厂、制造环节及装备智能化、网络互联互通、端到端数据流等四个方
面的初步认识，以期说明智能制造的主要内容。
2、什么是智能工厂
智能工厂是实现智能制造的载体。在智能工厂中通过生产管理系统、计算机 辅助工具和智能装备的集成与互操作来实现智能化、网络化分布式管理，进而实
现企业业务流程、工艺流程及资金流程的协同，以及生产资源(材料、能源等)在
企业内部及企业之间的动态配置。
一方面，“工欲善其事，必先利其器”，实现智能制造的利器就是数字化、
网络化的工具软件和制造装备，包括以下类型：
计算机辅助工具，如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAP
P(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试，如I
CT信息测试、FCT功能测试)等;
计算机仿真工具，如物流仿真、工程物理仿真(包括结构分析、声学分析、
大规模定制
流体分析、热力学分析、运动分析、复合材料分析等多物理场仿真)、工艺仿真
等;
工厂/车间业务与生产管理系统，如ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系
统)、PLM(产品全生命周期管理)/PDM(产品数据管理)等;
智能装备，如高档数控机床与机器人、增材制造装备(3D打印机)、智能炉
窑、反应釜及其他智能化装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智
能物流与仓储装备等;
新一代信息技术，如物联网、云计算、大数据等。
另一方面，智能制造是一个覆盖更宽泛领域和技术的“超级”系统工程，在
生产过程中以产品全生命周期管理为主线，还伴随着供应链、订单、资产等全生
命周期管理，如图1所示。
在智能工厂中，借助于各种生产管理工具/软件/系统和智能设备，打通企业
从设计、生产到销售、维护的各个环节，实现产品仿真设计、生产自动排程、信
息上传下达、生产过程监控、质量在线监测、物料自动配送等智能化生产。下面
介绍了几个智能工厂中的典型“智能”生产场景。
场景1：设计/制造一体化。在智能化较好的航空航天制造领域，采用基于
模型定义(MBD)技术实现产品开发，用一个集成的三维实体模型完整地表达产品
的设计信息和制造信息(产品结构、三维尺寸、BOM等)，所有的生产过程包括
产品设计、工艺设计、工装设计、产品制造、检验检测等都基于该模型实现，这
打破了设计与制造之间的壁垒，有效解决了产品设计与制造一致性问题。制造过
程某些环节，甚至全部环节都可以在全国或全世界进行代工，使制造过程性价比
最优化，实现协同制造。
场景2：供应链及库存管理。企业要生产的产品种类、数量等信息通过订单
确认，这使得生产变得精确。例如：使用ERP或WMS(仓库管理系统)进行原材
料库存管理，包括各种原材料及供应商信息。当客户订单下达时，ERP自动计算
所需的原材料，并且根据供应商信息即时计算原材料的采购时间，确保在满足交
货时间的同时使得库存成本最低甚至为零。
场景3：质量控制。车间内使用的传感器、设备和仪器能够自动在线采集质
量控制所需的关键数据;生产管理系统基于实时采集的数据，提供质量判异和过
程判稳等在线质量监测和预警方法，及时有效发现产品质量问题。此外，产品具
有唯一标识(条形码、二维码、电子标签)，可以以文字、图片和视频等方式追溯
产品质量所涉及的数据，如用料批次、供应商、作业人员、作业地点、加工工艺、
加工设备信息、作业时间、质量检测及判定、不良处理过程等。
场景4：能效优化。采集关键制造装备、生产过程、能源供给等环节的能效
相关数据，使用MES系统或EMS(能源管理系统)系统对能效相关数据进行管理
和分析，及时发现能效的波动和异常，在保证正常生产的前提下，相应地对生产
过程、设备、能源供给及人员等进行调整，实现生产过程的能效提高。
因此，智能工厂的建立可大幅改善劳动条件，减少生产线人工干预，提高生
产过程可控性，最重要的是借助于信息化技术打通企业的各个流程，实现从设计、
生产到销售各个环节的互联互通，并在此基础上实现资源的整合优化和提高，从
而进一步提高企业的生产效率和产品质量。
3、如何实现制造环节智能化
互联网技术的普及使得企业与个体客户间的即时交流成为现实，促使制造业
实现从需求端到研发端、服务端的拉动式生产，以及从“生产型”向“服务型”
模式转变。因此，企业领先于竞争对手完成数字化、网络化与智能化的转型升级，
实现大规模定制化生产来满足个性化需求并提供智能服务，方能在瞬息万变的市
场上立于不败之地。
看得见的是个性化定制和智能服务，看不见的是生产制造各环节的数字化、
网络化与智能化。实现智能制造，网络化是基础，数字化是工具，智能化则是目
标。
网络化是指使用相同或不同的网络将工厂/车间中的各种计算机管理软件、
智能装备连接起来，以实现设备与设备之间、设备与人之间的信息互通和良好交
互。将生产现场的智能装备连接起来的网络被称为工业控制网络，包括现场总线
(如PROFIBUS、CC-Link、Modbus等)、工业以太网(如PROFINET、CC-Link
IE、Ethernet/IP、EtherCAT、POWERLINK、EPA等)、工业无线网(如WIA-
PA、WIA-FA、WirelessHART、ISA100.11a等)，对于控制要求不高的应用还
可使用移动网络(如2G、3G、4G以及未来5G网络)。车间/工厂的生产管理系
统则可以直接使用以太网连接。对于智能制造，往往还要求工厂网络与互联网连
接，通过大数据应用和工业云服务实现价值链企业协同制造、产品远程诊断和维
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