步入21世紀(jì)，智能制造已經(jīng)成為新一輪工業(yè)革命的核心動(dòng)力，更是推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的核心支撐。從自動(dòng)化流水線到智能工業(yè)機(jī)器人，從大數(shù)據(jù)分析到物聯(lián)網(wǎng)全鏈路賦能，從傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)到人工智能深度落地，智能制造正朝著更智能、更高效、更可持續(xù)的全新階段快速邁進(jìn)。

自2017年起，中國科協(xié)智能制造學(xué)會(huì)聯(lián)合體（IMAC）已經(jīng)持續(xù)遴選發(fā)布了90項(xiàng)「中國智能制造科技進(jìn)展」優(yōu)秀成果，成果覆蓋高端裝備、航空航天、能源、軌道交通、汽車、電子信息等多個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，涵蓋工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、人工智能工廠落地應(yīng)用、柔性智能制造產(chǎn)線、智能檢測(cè)裝備等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方向，集中展現(xiàn)了我國智能制造領(lǐng)域的前沿創(chuàng)新成果與典型實(shí)踐案例，是全行業(yè)參考學(xué)習(xí)的重要行業(yè)資源。

近期，我們將對(duì)這些優(yōu)秀智能制造科技進(jìn)展進(jìn)行深度展示，分享技術(shù)亮點(diǎn)、創(chuàng)新思路與落地應(yīng)用成效，推動(dòng)全行業(yè)學(xué)習(xí)借鑒、凝聚創(chuàng)新合力，助力智能制造技術(shù)加快落地應(yīng)用與迭代升級(jí)。

大規(guī)模個(gè)性化定制敏捷柔性制造技術(shù)

近年來，國內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)的供需關(guān)系發(fā)生了深刻轉(zhuǎn)變，消費(fèi)者對(duì)各類消費(fèi)品的個(gè)性化需求持續(xù)提升，產(chǎn)品更新迭代的速度也在不斷加快，制造業(yè)生產(chǎn)模式正逐步從傳統(tǒng)大規(guī)模制造、大規(guī)模定制，向大規(guī)模個(gè)性化定制方向轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)存在環(huán)境適應(yīng)性不足的問題，無法滿足頻繁換型、多品種混線生產(chǎn)甚至單件個(gè)性化定制的生產(chǎn)需求。針對(duì)這一行業(yè)痛點(diǎn)，卡奧斯工業(yè)智能研究院（青島）有限公司創(chuàng)新研發(fā)了大規(guī)模個(gè)性化定制敏捷柔性制造技術(shù)，重點(diǎn)解決這類生產(chǎn)場(chǎng)景中存在的工藝響應(yīng)滯后、產(chǎn)能無法動(dòng)態(tài)重構(gòu)、多系統(tǒng)協(xié)同集成難度大等痛點(diǎn)問題，通過智能化技術(shù)手段保障個(gè)性化定制產(chǎn)品的交付周期與成本管控，有效破解了「?jìng)€(gè)性化、低成本、快交付」的行業(yè)難題，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

針對(duì)工藝機(jī)理建模、產(chǎn)線重組與工藝優(yōu)化、產(chǎn)線高效集成等行業(yè)共性難點(diǎn)，大規(guī)模個(gè)性化定制敏捷柔性制造技術(shù)以工業(yè)知識(shí)圖譜加AI智能體為核心，以高精度虛擬仿真為技術(shù)手段，以全鏈路協(xié)同的新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，能夠?qū)⒖蛻舻膫€(gè)性化需求實(shí)時(shí)解析為可制造特征，通過控制系統(tǒng)的敏捷構(gòu)造，驅(qū)動(dòng)模型、工藝、裝備的高效協(xié)同與快速重組，實(shí)現(xiàn)具備秒級(jí)工藝響應(yīng)能力的訂單直驅(qū)生產(chǎn)；同時(shí)，該技術(shù)基于機(jī)理模型庫，打造出數(shù)據(jù)和知識(shí)雙驅(qū)動(dòng)的制造裝備端側(cè)智能控制能力，結(jié)合數(shù)字孿生與AI智能體技術(shù)，大幅縮短了換產(chǎn)換型的時(shí)間。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)核心技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破，形成了一系列的創(chuàng)新成果。

創(chuàng)新點(diǎn)一：數(shù)據(jù)與知識(shí)深度融合的工業(yè)模型及聯(lián)合推理技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)首先構(gòu)建了可信數(shù)據(jù)空間，為數(shù)據(jù)共享與交互提供了安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。技術(shù)采用適配高噪聲、低密度工業(yè)數(shù)據(jù)的知識(shí)質(zhì)量增強(qiáng)方法，在行業(yè)內(nèi)首次提出基于多視圖表征的工業(yè)知識(shí)圖譜構(gòu)建技術(shù)，構(gòu)建形成了柔性制造工藝知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)了用戶個(gè)性化需求與企業(yè)制造能力的高效匹配。同時(shí)創(chuàng)新性采用多目標(biāo)強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建出多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的機(jī)理/技能模型，沉淀了大規(guī)模個(gè)性化定制工業(yè)機(jī)理模型，形成了完善的行業(yè)級(jí)機(jī)理模型庫。除此之外，技術(shù)團(tuán)隊(duì)還開展了數(shù)知融合多模型聯(lián)合推理技術(shù)研究，研發(fā)了專用推理引擎并搭建了「云邊端」協(xié)同架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了「制造任務(wù)-資源約束-工藝工序-操作序列」的個(gè)性化動(dòng)態(tài)推理與重組，有效推動(dòng)了工藝知識(shí)和操作技能的高效復(fù)用。

創(chuàng)新點(diǎn)二：基于數(shù)字孿生的柔性混線重組與工藝優(yōu)化技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)提出了適用于大規(guī)模個(gè)性化定制的數(shù)字孿生工廠構(gòu)建方法，建立了多學(xué)科協(xié)同的一體化建模框架，將機(jī)械、電氣、控制等多領(lǐng)域模型封裝為可復(fù)用組件，依托「模型即服務(wù)」模式實(shí)現(xiàn)高保真孿生體的云端動(dòng)態(tài)編排，還搭建了支持軟硬件在環(huán)的虛擬調(diào)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了控制代碼與物理行為的高精度雙向映射以及零停機(jī)調(diào)試。技術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了「流水線+智造島」的產(chǎn)線設(shè)計(jì)新模式，研發(fā)了基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的產(chǎn)線大腦，可以在極端擾動(dòng)場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)工藝路徑、工位與設(shè)備的三級(jí)聯(lián)動(dòng)重構(gòu)；同時(shí)融合機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與知識(shí)圖譜，構(gòu)建了「機(jī)理-數(shù)據(jù)-知識(shí)」三元耦合的多模型聯(lián)合工藝智能體，實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)優(yōu)化。

創(chuàng)新點(diǎn)三：柔性智造產(chǎn)線集成與控制系統(tǒng)敏捷構(gòu)造技術(shù)

該技術(shù)構(gòu)建了支持?jǐn)?shù)據(jù)、資源與應(yīng)用集成的產(chǎn)線控制平臺(tái)，通過CT/IT/OT全流程數(shù)據(jù)融合以及軟硬件模塊化低代碼解耦，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的「軟件定義」。技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出了基于「模型即服務(wù)」的低代碼敏捷構(gòu)造技術(shù)，將工藝、設(shè)備、質(zhì)量等生產(chǎn)邏輯封裝為可復(fù)用元模型，通過云原生引擎實(shí)現(xiàn)拖拽式控制邏輯重構(gòu)，保障產(chǎn)線重組可以在短時(shí)間內(nèi)完成。同時(shí)研發(fā)了云邊端協(xié)同的多智能體調(diào)度引擎，基于離散事件和智能體混合仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)插單、設(shè)備故障等突發(fā)情況的快速重調(diào)度，任務(wù)執(zhí)行效率提升50%以上；團(tuán)隊(duì)還建成了大規(guī)模個(gè)性化定制測(cè)試平臺(tái)，大幅縮短了技術(shù)驗(yàn)證周期，可以有效支撐跨行業(yè)、跨場(chǎng)景的產(chǎn)線快速遷移與智能化升級(jí)。

在行業(yè)引領(lǐng)性方面，大規(guī)模個(gè)性化定制敏捷柔性制造技術(shù)已經(jīng)在行業(yè)技術(shù)與發(fā)展模式上發(fā)揮了引領(lǐng)作用，團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)及參與制定國際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、國家標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，獲得授權(quán)發(fā)明專利9項(xiàng)，項(xiàng)目成果已經(jīng)通過專家技術(shù)鑒定，其中多智能體協(xié)作的高可靠自適應(yīng)裝配技術(shù)達(dá)到了國際同類技術(shù)領(lǐng)先水平。和傳統(tǒng)柔性產(chǎn)線相比，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)訂單驅(qū)動(dòng)的工藝自主適配，大幅降低了產(chǎn)品換型的成本與周期，為全行業(yè)提供了可復(fù)制、可推廣的「敏捷柔性智造」創(chuàng)新方案，助力制造業(yè)從規(guī)?；a(chǎn)向大規(guī)模個(gè)性化定制轉(zhuǎn)型。

目前，大規(guī)模個(gè)性化定制敏捷柔性制造技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化落地應(yīng)用，基于該成套解決方案搭建的高端家電智能柔性裝配系統(tǒng)中，自適應(yīng)裝配等關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于冰箱典型生產(chǎn)產(chǎn)線，可以滿足230多種不同型號(hào)冰箱的混線生產(chǎn)需求，使得裝配編程時(shí)間降低83%，關(guān)鍵工位裝配效率提升40%。同時(shí)，該項(xiàng)目結(jié)合了自研的卡奧斯天智工業(yè)大模型，相關(guān)應(yīng)用案例成功入選工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范（新技術(shù)類），還先后獲得了國內(nèi)外多項(xiàng)行業(yè)榮譽(yù)，充分體現(xiàn)了該項(xiàng)目技術(shù)的先進(jìn)性與應(yīng)用價(jià)值，為制造業(yè)個(gè)性化定制轉(zhuǎn)型提供了切實(shí)可行的技術(shù)路徑。