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2.3.1 国际“智能制造系统”计划
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“智能制造系统”(IMS)计划是世界上首个、也是历时最久的智能制造国际研发计划,在1995年成立之初,世界范围内的智能制造理论还普遍与人工智能有着密切的关系。然而10年之后,随着智能制造理论的发展,该计划也跟上了时代的步伐,开始全新的发展阶段。2010年制订的“IMS 2020”路线图就是这一计划最新的行动指南,它对于未来制造的描绘展现了参与国对智能制造的新诠释。
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1.计划概述
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IMS是一个由工业界主导的、全球性协作的智能制造研发计划,1989年由日本提出,1995年在美国、欧盟、挪威、日本、加拿大、澳大利亚的支持下正式启动,1997年韩国加入该计划,2005年该计划完成了10年期项目研究。波音、诺斯洛普·格鲁门、庞巴迪、川崎重工、普拉特·惠特尼、霍尼韦尔、罗克韦尔·柯林斯、西门子、IBM、美国国家标准与技术研究院、德国弗劳恩霍夫研究所、斯坦福大学、麻省理工大学等都曾广泛参与项目研究。目前,IMS的成员包括美国、欧盟、墨西哥、瑞士、韩国等,欧盟在其中起到核心作用,也是参与企业和牵头项目最多的成员。
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2007年,IMS开始采用“制造技术平台”(MTP)机制设立研究与创新项目,以减少或消除重复研究。2010年,欧盟牵头启动了一项名为“IMS 2020”的路线图项目,项目提出了“智能制造系统2020”愿景,以及5个关键领域主题(KAT)。随后,MTP机制据此确定了5个关注领域,它们是可持续的制造与安全、高能效制造、关键技术、标准与互用性、教育。截至目前,通过MTP机制完成、在研和策划的合作项目超过80个。2011年,IMS推动创立了“世界制造论坛”(WMF),由高层决策者和工业界领袖共同商讨全球制造的高端议题,论坛开设了由航空工业团体PDES组织的分论坛。2014年WMF的研讨主题为下一代制造的机遇与挑战、改变制造游戏规则的关键技术、制造的信息安全问题、中小企业的机器人、全球化制造的工业政策、启动制造的风险资本生态系统、劳动力教育和以人为中心的制造。
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2.要点分析
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在实施15年之后,IMS计划仍然是一个活跃的国际计划,并且提出了“智能制造系统2020”愿景,仍旧运行着众多项目。IMS计划一直沿用了1989年提出的智能制造系统概念,但是所关注的领域却没有局限在智能制造技术上,或者说,对于智能制造的含义,以欧盟为核心的IMS计划有着更广泛的理解。
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(1)智能的含义更加广泛
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从目前IMS计划关注的5个关键领域主题“可持续的制造、产品与服务;高能效制造;关键技术;标准化;创新、技能发展与教育”可以发现,精益、可持续、节能、绿色这样的技术以及标准、教育也是IMS计划着力发展的,这体现着智能的另一层含义“应付新情况和新问题所需的能力”。未来的制造系统不仅是智能的,而且必须可以在新形势下应对全球面临的这些挑战,如果引领制造发展的需求背景和大方向不够,仅追求智能的意义会大打折扣。
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(2)智能制造技术只是一部分
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从关键技术这个领域可以看到,IMS计划关注4个方面:柔性制造系统、低成本制造系统、节能制造系统、嵌入产品的关键技术,虽然还是从结果的角度来关注的,但是这里的智能则更多地指代其本义,即“有效地使用推理和推断力的能力”。尽管从IMS计划的路线图和项目中无法直接看出太多与智能制造技术相关的内容,但其理念和对智能的解读却是我国发展智能制造的重要参考。
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3.欧盟“IMS2020”路线图
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“IMS 2020”是欧盟资助的一个路线图项目,于2010年启动,合作伙伴包括庞巴迪、泰雷兹、西门子、IBM、SAP、克兰菲尔德大学、剑桥大学、麻省理工大学等。项目提出了“IMS 2020”愿景,制定了行动路线图,以及5个关键领域主题:可持续的制造、产品与服务;高能效制造;关键技术;标准化;创新、技能发展与教育。
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未来制造的“IMS 2020”愿景可以总结为以下3点:
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1)实现以用户为中心的快速、自适应制造,形成定制化的、恒久的全生命周期解决方案;
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2)建立高度柔性和自组织的价值链,可以以不同方式组织生产系统,并且减少从终端用户介入到形成解决方案的时间;
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3)通过政府、工业界和社会共同设计监管框架并坚定执行,改变个人与企业文化,实现可持续的制造。
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在这5个关键领域主题中,前3个的核心内容如下,后面两个是为了支撑前3个所需进行的工作,故不在此处介绍。
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(1)关键领域主题1:可持续的制造、产品与服务
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在“IMS 2020”路线图中,可持续性的意义重大,它旨在改进技术、产品和生产系统以及相关业务的可持续性。研究行动包括5个:稀缺资源管理、面向可持续性的技术、可持续的产品和生产系统全生命周期、可持续的产品和生产、可持续的业务。
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(2)关键领域主题2:高能效制造
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在“IMS 2020”路线图中,高能效制造旨在通过创新的方法和技术,减少稀缺资源的损耗以及碳足迹,使得产品、工艺不再仅仅与成本、质量挂钩。研究行动包括4个:企业能量源、高效生产工艺、合作框架中的能量利用、能量消耗管理与控制。
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(3)关键领域主题3:关键技术
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在“IMS 2020”路线图中,面向制造的关键技术正在开发:让系统制造商以最低的成本和环境影响生产高附加值系统;让系统使用者以更短的交付时间生产高附加值、高技术含量的定制化产品。研究行动包括4个:柔性制造系统、低成本制造系统、节能制造系统、嵌入产品的关键技术。
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