王天然院士撰文：智能制造空间“金年会官方网站入口，金年会网页版登录入口”
日前，中国工程院王天然院士等撰文，详尽阐释了在生产系统结构、设计与生产技术、人机关系方面正在再次发生的极大变革，认为以“集中与集中于互为统一的生产系统、动静融合的设计与生产手段、人机共融的生产方式”为特征的智能生产空间将较慢构成，重塑市场需求机车和技术驱动下的智能生产发展模式和技术体系。本文来自：信息与掌控，作者王天然,库涛,朱云龙,于海斌，原文载有于《信息与掌控》2017,46(6)。智能生产空间在基于绿在信息的智能生产时代，信息技术的大量兴起，以从未有过的能力，大大符合市场对制造业变革的技术市场需求，很大地冲击和增进制造业从传统模式向不曾有过的模式改变，使其逐步转入新的、大大发展的信息环境与生产模式之中，这种新的信息环境与生产模式构成了智能生产空间，它的发展与变化将影响智能生产的发展．文章详尽阐释了在生产系统结构、设计与生产技术、人机关系方面正在再次发生的极大变革，并且认为以“集中与集中于互为统一的生产系统、动静融合的设计与生产手段、人机共融的生产方式”为特征的智能生产空间将较慢构成，重塑市场需求机车和技术驱动下的智能生产发展模式和技术体系。1章节当前，全球于是以愈演愈烈新一轮科技和产业革命，特别是在制造业，２００８年的经济危机以后，过去的“夕阳产业”新的受到重视．世界各国争相调整战略、顺应时代变革，对先进设备制造业展开前瞻布局．同时，经济的发展、社会的变革，使得人们已某种程度符合产品的能用，还拒绝个性化、高质量、大大装修等．在这种市场需求机车下，制造业的核心任务早已从传统的不断扩大规模向如何满足用户的个性化市场需求、如何为用户获取仅有流程个性化体验、如何为用户获取更佳的服务方向改变．适当地，对生产企业来说，面对着延长交货期、提升产品质量、降低成本和改良服务的压力，必须对大大变化的市场作出快速反应．在多样化市场需求机车的同时，以物联网、传感网、工业无线、３Ｄ打印机、机器人等为代表的智能设备与技术，以及人工智能、云计算和大数据等信息技术的大量兴起，使得信息驱动下先进设备的生产技术沦为获释未来制造业竞争力的关键．自此，制造业转入了基于绿在信息的智能生产时代．信息发生爆炸的压力、技术的较慢变革、新产品的较慢研制、可持续发展的拒绝、全球性技术支持和售后服务、市场和劳务竞争的全球化等，不仅给制造业带给前所未有的技术挑战，而且与此相适应的商业模式和生产系统也将随之再次发生极大变革．新的科技和新的经济呼唤问世更加先进设备的新一代生产模式，这也是全球制造业竞争的下一个战略高地．信息技术将扮演着极其重要的角色．信息技术转入制造业是源自制造业市场需求，同时也推展了制造业的发展．信息技术并不是非常简单地被应用于，而是派生出有了物联网、委（服务）联网、工业无线、工业互联网、网络生产等一系列新概念和新技术，并促使了一系列智能化设备研制和应用于．绿在信息条件下，制造业在市场需求机车和信息技术驱动下将较慢构成先进设备生产领域的信息环境与适当的模式，也就是智能生产空间。
2智能生产空间的特征分析随着信息技术与生产技术的大大深度融合，制造业将在生产系统、设计与生产手段、人机关系三个方面产生极大变革，构成以“集中与集中于互为统一的生产系统、动静融合的设计与生产手段、人机共融的生产方式”为３大鲜明特征的智能生产空间，并以此前进在生产的组织方式、资源挤满模式、产品设计手段、人机融合关系方面的新一代智能生产的发展。1.生产系统的包含变革历史上，从手工制造到大规模生产的发展构建了大众化产品的改变，而目前大规模生产正在向市场和客户驱动的个性化自定义方向展开改变，并且将基于更高生产效率、更高的技术层次构建用户的个性化市场需求。生产模式的历程在符合个性化市场需求的过程中，生产企业正在向设计和服务端伸延．必，服务的内容已某种程度是传统的售后、维修服务，生产链中所还包括的产品设计、加工生产等任何一部分都可以独立国家出来，沦为为其它企业服务的内容。服务型生产然而，分布式生产在管理上的可玩性是可想而知的．只有在网络的反对下，才使得它在经济上、构建技术上和时间效率上需要实际不切实际．网络技术及网络协同生产技术和不断涌现的其它信息技术，反对和驱动着生产方式的发展.大规模个性化自定义生产和服务型生产的发展趋势，使得生产模式由目前的集中式向分布式方向发展．生产链条将由更加专业的单元展开灵活性的组织，构成分布式生产模式，这种模式的本质是企业为执着利益最大化，其技术构建造就信息技术，尤其是网络技术的发展．但是自由选择集中式生产模式还是分布式生产模式，要依据效益原则，不是所有制造业都将南北大规模个性化自定义生产和服务型生产．忽略地，大批量标准化生产仍将是高效率的生产方式．而一部分生产企业将在云计算、大数据、３Ｄ打印机、机器人等新一代信息技术的驱动和反对下，取得更加强劲的分布式生产能力．因此，生产系统的变革将是一个循序渐进、逐步发展的过程，未来也终将构成集中式生产与分布式生产并存条件下的新一代生产系统，从而符合标准化生产、个性化自定义和服务型生产等多维度生产的市场需求。
2.产品设计和生产手段再次发生变革三维ＣＡＤ技术，仿真技术和虚拟现实技术，使得一些领域的设计工作再次发生了革命性的变革．通过三维ＣＡＤ设计的产品，通过虚拟世界建模，在虚拟环境下展开虚拟世界生产，已完成检验和改动，大大减少批量生产与重复，不仅减缓了设计时间，而且节约了大量材料．虚拟世界生产将某种程度是设计的手段，未来动静融合的生产手段将覆盖面积从产品设计发展到工艺设计、过程设计，售后确保及重复使用等全部生产环节。动静融合的生产手段随着人工智能、机器学习和大数据的飞速发展，“数字孪生”技术，“平行系统”技术为代表的动静融合技术，将不会构建物理实体和虚拟世界对象的高度融合，构成基于数字模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业镜像．未来生产将是虚拟空间和物理空间结合的生产，并将覆盖面积全部生产环节，使得整个生产过程转入数字网络世界．实体产品生产的全生命周期过程将在虚拟空间中产生同构，在虚拟空间中通过多物理量、多尺度、多概率的建模过程已完成对物理模型、传感器和智能参数等的改版，最后构建虚拟空间的优化结果在物理空间的及时对系统和智能优化运营．随着动静分段能力的强化，虚拟世界生产空间所体现出有的产品系统现实程度将大大强化，不仅企业产品设计质量、生产效率将大幅度提高，而且将引起面向仅有流程生产的变革．动静融合是智能生产空间研究的最重要特征，也是智能生产的一种模式。3.人和生产系统的关系产生新的变革现代新的信息技术使人需要“再行转入”生产系统．人将在物理层、执行层、决策层与生产系统强化插手与合作，构建人、智能生产装备与机器人在生产过程中的合作．人机共融的层次体系未来人机共融不仅是生产方式变革的最重要发展方向，而且是构筑智能生产空间的最重要特征，也将是智能生产中的一个新模式．将机器的搜寻、推理小说能力与人的推理小说、对系统、误解、证悟、自学能力互为融合，协同处理决策问题，机器有效地反对人已完成的组织的任务，人有效地辅助监管机器展开任务继续执行和自学，在生产系统规划与管理、设备确保和生产继续执行等方面构建人机融合发展。
3未来智能生产空间结构及发展集中与集中于并存、动静融合和人机共融将沦为未来智能生产空间的主要特征，其融合关系如下图右图．这种关系的构成是制造业市场需求机车和信息技术驱动下的必然结果，关系的大大发展也终将构成的一种新的生产模式和生产环境．在这种环境中，不仅将绿在信息技术条件下的信息技术同工业技术展开深度融合，而且利用信息技术创意发展新的工业技术。智能生产空间在宏观层面，智能生产空间将超越传统的物理区域容许，不断涌现的大量信息技术将推展分布式生产能力的较慢发展，以便符合产品大规模个性化自定义的急迫市场需求，生产的组织体系将较慢再次发生变革，使制造业本身构成新的生产模式和信息环境，并更进一步推展生产模式的变革．在微观技术层面，智能生产空间将加快人工智能、大数据、数字孪生、云计算等信息技术在制造业产品设计、生产方式、的组织体系、管理模式等方面的了解应用于，构建从产品设计、虚拟世界建模到生产继续执行的全息化智能生产系统，并将构成智能生产空间的技术体系。
智能生产空间基础理论与技术体系创建以人机融合、动静融合、冗余统一为主要特征的生产模式新的结构和新的框架，构建从市场需求南北实践中，这牵涉到大量的理论尚待更进一步研究，还包括面向服务型生产的纵向构建模式；面向大批量个性化产品设计的协同创意；反对生产资源网络化、服务化和专业化的生产过程协同管理；物联网和云计算环境下新型工业软件体系结构；面向产品仅有生命周期工业大数据管理和信息分享安全性体系；面向简单装备的主动运维服务管理和决策优化等，都将反对智能生产空间的发展。在核心关键技术方面，将首先在设备级生产空间、单元级生产空间、工厂跨层生产空间和跨域生产网络空间等层面上产生影响，并产生出有与之适当的关键技术，明确还包括：面向动静分段的产品设计、建模及优化；人机物三元协同与科学知识构建分享；反对生产企业的产品协同设计和大众参予的社会化产品设计；集中与集中于并存环境下的生产资源相连、配备调度与协同优化；反对生产单元灵活性自的组织、服务虚拟化和全价值网络调度与优化；人机共融与互操作服务管理；人机共融过程的智能监控、身体健康分析、产品性能和质量评估。
4结论和未来发展纵观整个制造业的发展进程，生产工艺和适应环境工艺的生产装备是制造业技术发展的最重要内容，仍然受到人们的注目．在基于绿在信息的智能生产时代，除了生产工艺与生产装备之外，生产环境与条件的重要性更加凸现出来，沦为了生产技术变革的标志，对制造业的发展至关重要．随着信息技术的较慢发展和两化融合的了解发展，在智能生产的发展中，智能生产环境将是对制造业发展产生最重要影响的领域。智能生产空间的研究是对未来制造业信息环境和模式变革和发展的辨别与预测．我们有适当对冗余统一的生产系统的组织、动静融合的生产过程、人机融合的生产手段所牵涉到的涉及技术积极开展深入研究，探寻其相互之间的关系、构成要素、运营机理、协同机制和进化规律，并融合新一代信息信息技术积极开展智能生产空间共性关键技术研究，建构智能生产空间基础设施平台、试验检验平台和公共服务平台，确保和增进智能生产的发展，为庆贺制造业的大变革作好充分准备。
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