2016年2月份，美國國家標準與技術研究院NIST工程實驗室系統集成部門，發表了一篇名為《智能制造系統現行標準體系》的報告。這份報告總結了未來美國智能制造系統將依賴的標準體系。這些集成的標準橫跨產品、生產系統和商業(業務)這三項主要制造生命周期維度。

　　本文對該報告進行編譯和簡單解讀，意在讓中國制造業更好地了解美國智能制造系統的組成部門，了解涉及到的標準體系，從而有助于深入了解智能制造技術的集成。

　　智能制造是面向下一代的制造

　　NIST開宗明義地表達了制造業商當今的苦惱，他們不得不面臨著各種各樣不斷增長的需求：差異性更大的定制化服務、更小的生產批量、不可預知的供應鏈變更和中斷。唯一的選擇，就是整合各種技術力量。

　　成功的制造商不得不適應快速變化，同時通過優化能源和資源的使用，提升產品質量。

　　聽上去多么樸素的話語，產品質量仍然是最基本的訴求。

　　所有的技術形成一個全新的核心，就是“以信息為中心”的智能制造系統，能夠做到企業數據的最大流動，和更加重要的是，數據在全企業的重復使用。

　　然而，如何讓不同的異構系統能夠相互通信、相互理解，只能依靠標準。本文正是為了探索產品、生產和業務數據這三個制造業生命周期維度，所需要的信息標準。

　　早在2014年，美國 PCAST總統科技顧問委員會發布了一份報告，確定三個優先考慮的變革制造技術。

　　三個優先技術

　　前兩項技術提高了制造商根據信息快速高效地做出反應的能力。只有標準體系可以提供這種依賴于有效的信息流和快速系統響應能力。該委員會在作出報告之后，還意猶未盡地指出，標準體系可以刺激新技術、新產品和新的制造方法的的采用。只有這樣，總統科技顧問委員會斷言，才能滿足差異性生產的可能。

　　智能制造的范式解讀

　　為了更好地理解智能制造，本文給出各種制造范式Paradigm的對比。

　　九種制造范式

　　不同制造范式的定義

　　那么什么是，智能制造系統 Smart Manufacturing System?

　　智能制造區別于其他基于技術的制造范式，定義了一個有著增強能力，從而面向下一代制造的目標愿景。

　　其核心特征包括：互操作性和增強生產力的全面數字化制造企業;通過設備互聯和分布式智能來實現實時控制和小批量柔性生產;

　　快速響應市場變化和供應鏈失調的協同供應鏈管理;

　　集成和優化的決策支撐用來提升能源和資源使用效率;

　　通過產品全生命周期的高級傳感器和數據分析技術來達到高速的創新循環。

　　智能制造系統的關鍵能力模型

　　解讀智能制造的生態系統

　　智能制造生態系統，包含了非常廣闊的制造業內容，范圍很廣，包括生產、管理、設計和工程。智能制造生態系統圖，展示了整個制造系統的三維空間。

　　值得注意的是，這三個維度都與制造業金字塔(Manufacturing Pyramid)密切相連。我們研究認為，這里面潛在包含了一種非常傳統的思想，那就是產品的價值，是在一個標準工廠模型下得以實現，并開始延展。

　　產品維度是用綠色標識，產品生命周期涉及信息流和控制，從產品設計的早期階段開始,一直到產品的退市。

　　生產維度是用藍色標識，生產系統生命周期關注整個生產設施及其系統的設計、部署、運行和退役。

　　商業維度用橙色標識。商業系統關注供應商和客戶的交互功能。

　　其中每一個維度都為制造業金字塔從機器到工廠，從工廠到企業的垂直整合發揮作用。沿著每一個維度，制造業應用軟件的集成都有助于在車間層面提升控制能力，并且優化工廠和企業決策。這些維度和支持維度的軟件系統最終構成了制造業軟件系統的生態體系。

　　關于上圖中各個維度生命周期的構成細節，以及中間的制造金字塔的詳細解釋，將會在下一篇文章進行描述。敬請關注。

　　尾注值得注意的是，美國NIST旗幟鮮明地給出了不同的制造范式，但實際上，這中間相互交叉是很多。最值得注意是，是這三種制造模式的區分：Smart Manufacturing、Intelligent Manufacturing和Digital Manufacturing。我們在對此文章進行處理的時候，也破費周折。Smart Manufacturing似乎也可以翻譯成智慧制造，但感覺目前這種提法并不是很多;而本文中的Intelligent Manufacturing，更多在強調AI人工智能。因此通盤還是將Smart Manufacturing翻譯成“智能制造”了。特此告知讀者我們的困惑，也請高手參與解讀。