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「 1.精密測量的內涵 」

第一次工業革命以珍妮紡紗機為起點，瓦特蒸汽機為主要標志，完成從人力到機械化的進程;第二次工業革命以辛辛那提屠宰場的第一條自動化生產線為標志，制造業從此進入大批量流水線模式的電氣時代;第三次工業革命將信息化和自動化相結合，推出人類第一個可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)，賦予了生產線“可編程”的能力，使產品的加工精度和質量都得到了革命性的提升;當前，第四次工業革命的腳步越來越近，其核心就是推進智能制造。

圖1深刻揭示了全球制造業變革的過程。橫坐標是產品種類，以及客戶需求的差異化程度，越往右，客戶需求的差異越大;縱坐標是每種變型產品的產量，以及市場的波動，向下是市場更加波動，向上是市場更加穩定。從1850年到1913年，處于手工制造為主的階段，產品種類多，每種產品的產量低;1913年，福特公司的T型車出現，標志著人類社會進入大批量生產的時代;1955年達到一個拐點，盡管大批量生產的能力達到極致，但客戶需求開始分化;1980年，人類社會進入大批量定制的時代，客戶追求差異化的產品，但仍然希望是大批量生產的價格;進入2000年，進入了全球化時代，標志性的事件是2001年中國加入WTO。這之后，電子商務在全球興起，客戶開始追求個性化定制，企業需要基于信息系統和互聯網，根據客戶的需求提供可配置的產品。同時，每個區域市場也顯示出明顯的差異化，因此，面向國際市場的制造企業，必須充分考慮合規性。

全球制造業變革的過程（來源：Koren Y (2010). The global manufacturing revolution: product-process-business integration and reconfigurable systems, John Wiley  & Sons.）

當前，全球經濟形勢復雜，充滿了不確定和不穩定因素，制造業面臨眾多巨大挑戰：生產成本不斷攀升，尤其是勞動力資源短缺造成生產要素的成本不斷上漲;客戶需求日益個性化，對產品質量要求越來越高;產品的生命周期越來越短，對產品研發、原材料采購、制造、交付等各環節的運營效率提出越來越高的要求;隨著人們對全球資源環境危機意識的覺醒，對制造業綠色環保的要求也不斷提升。

面對諸多挑戰，制造業將創新作為驅動其發展的核心力量，伴隨著新一代信息技術的發展，制造業出現了以下轉型趨勢：

(1)隨著客戶需求的個性化和制造技術的發展進化，制造模式已經從大批量生產走向大批量定制和個性化定制;

(2)產品的復雜程度不斷提高，發展為機電軟一體化的智能互聯產品，嵌入式軟件在其中發揮越來越重要的作用;

(3)制造企業的業務模式正在從單純銷售產品轉向銷售產品加維護服務，甚至完全按產品使用的績效付費;

(4)制造企業全面依托數字化技術來支撐企業的業務運作、信息交互和內外協同，工業軟件應用覆蓋企業全價值鏈和產品全生命周期;

(5)制造企業之間的分工協作越來越多，供應鏈管理和協同創新能力已成為企業的核心競爭力之一;

(6)多種類型的工業機器人在制造業廣泛應用，結合機器視覺等傳感器技術，發展進化為協作機器人、可移動的協作機器人，實現人機協作;

(7)制造企業開始廣泛應用柔性制造系統和柔性自動化生產線，實現少人化;

(8)增材制造技術，尤其是金屬增材制造技術的應用和增材制造服務興起，制造模式演化為應用多種增材、減材和等材制造技術混合制造;

(9)精益生產、6Sigma、5S管理等先進管理理念在實踐中不斷發展進化;

(10)制造業廣泛應用各種具有優異性能的新材料和復合材料，其制造模式發生本質變化;

(11)制造業高度重視綠色制造、節能環保、循環經濟和可再生能源應用;

(12)制造企業越來越關注實現生產、檢測、試驗等各種設備的數據采集和互聯互通，以實現工廠運行的透明化;

(13)全球進入物聯網時代，制造企業開始應用工業物聯網技術對工廠的設備和已銷售的高價值產品進行遠程監控和預測性維護;

(14)虛擬仿真、虛擬現實和增強現實等技術在制造業的產品研發、制造、試驗、維修維護和培訓等業務得到廣泛應用;

(15)5G無線通信技術為制造企業實現設備聯網、數據采集和產品遠程操控等應用帶來新的機遇;

(16)制造企業在運營過程中，各種設備、儀表、企業生產的產品，以及應用的信息系統和自動化系統都在不斷產生各種異構的海量數據，業務決策更加依靠數據驅動;

(17)人工智能技術已經在制造業的質量檢測與分析和設備故障預測等方面廣泛應用;

(18)制造企業廣泛的應用信息系統和自動化控系統，正在逐漸基于工業標準實現互聯互通。

總之，從傳統制造邁向智能制造，已成為未來制造業的發展趨勢，以智能化、柔性化、網絡化、協同化和綠色制造為特征的第四次工業革命，才剛剛拉開序幕。

隨著新一代信息技術的興起，世界各國都將智能制造作為制造業變革的方向，紛紛提出以智能制造為核心的再工業化戰略。從智能制造發展趨勢看，主要是以德國的“工業4.0”以及美國的“工業互聯網”為代表;從智能制造戰略執行層面看，各國盡管在發展重點上各有側重，但是戰略執行上都是圍繞技術創新、環境建設和技術轉移三個方面開展的，其核心目的都是為了全力助推國家搶占智能制造制高點，鞏固全球經濟技術實力、競爭力以及工業領先地位。我國從“十五”期間推進制造業信息化，到“十一五”推進兩化融合，再到“十二五”推進兩化深度融合，“十三五”期間，國家開始大力推進智能制造，理念在不斷進化。為了加快縮小我國與全球制造強國之間的明顯差距，我國在2015年提出了制造強國發展戰略，智能制造工程是其五大工程之一。我國將以推進智能制造為主攻方向，通過信息化和工業化深度融合引領和帶動制造業發展，建設制造強國。我國“十四五規劃”也強調，深入實施智能制造和綠色制造工程，發展服務型制造新模式，推動制造業高端化智能化和綠色化。

文章來源：控制工程網