智能制造系统范文精选

[摘 要]《中国制造2025》的主攻方向为智能制造，其中涉及了众多的应用领域，牵扯到价值链的各个方面，还需要大量的技术因素，实施一个项目的时候也会大量的应用。而MES系统作为智能制造建设中间重要的一个环节，其实施对于企业的智能工厂，智能车间的整体搭建都会起到至关重要的作用。本文主要是从智能制造的背景下，制造企业从MES系统的整合、选型、落地实施和集成应用等方面的新的思路。2015年年初，国务院提出了关于《中国制造2025》的纲要，这已经成为了实施制造进行强国的十年纲领是中国的第一次提出，这也因此被外界认为是中国版工业4.0的计划。从规划来看，这个纲要是中国制造业进行强国的第三条路线，其目标是2025年进入全球化制造业的第二大方阵。

[关键词]MES系统、智能制造、助力

中图分类号：F714 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0136-02

1 传统MES系统的定义与应用

MES系统是制造执行系统的简称，它是由美国的AMR公司在90年代初期的时候提出来的，目的是为了使MPR计划的执行功能进行加强，把车间作业现场和MPR计划进行现场的控制，利用执行系统把它们连接起来。这里面所说的现场控制主要指的是数据采集器、条形码、PLC程序控制器、机械手以及各种各样的检测和计量的仪器。MES系统通过设置必要的接口，和厂商之间建立起合作关系。现代的MES系统是一种管理系统，它是面向制造企业和执行层的生产信息化。它能够给企业提供计划排程管理、设备管理、采购和成本管理、对生产过程进行控制、对项目看板进行管理、对底层数据进行集成分析、对上层数据进行集成分解等等的管理模块，目的是为企业打造出一个可靠、全面、可行并且扎实的制造协同管理的一个平台。

MES的体系结构经历过两个发展历程，即从T-MES向I-MES的发展历程。传统的MES（即T-MES）是在1960年在零星的车间级应用里面发展起来的。它又可以分为专用MES和集成MES两大类。专用的MES是属于一种自己就是一体的应用系统。它一般是对单一的生产问题来说的。这些问题包括制品的库存过大、设备的利用率低以及a品的质量不能够得到更好的保证，它能够给这些问题去提供有限功能。比如质量设备、设备的维护、作业维度、物料管理，还可以适合于某一种特定的生产环境（如应用于MEMS车间和半导体的MES，应用于FMS系统的MES）。专用的MES具有投入少、实施快等等的优点，但是它的可集成性和通用性都比较差。集成MES系统的初衷是为了针对某些特定的行业（如装配、半导体、食品和卫生、航空等等）特定的环境而进行设定的。目前整个的工业领域都得到了拓展。它在功能上面已经实现了与上层处理事务和下层控制系统进行实时的集成。MES集成化具有相当丰富的应用功能，还具有统一的逻辑数据库和产品及工程的模型等优点。但是这类系统一般都会对特定的车间环境有着特殊的依赖，柔性相对来说也比较差，缺少广泛的集成能力和通用性，很难伴随着业务的过程发生变化而进行重新的配置。

可集成MES这个概念是AMR在发展和分析信息技术的方面和MES应用的前景之下提出来的，它是将消息机制、组件技术模块化应用到MES系统的开发中，它是两类传统的MES系统的结合。在表现形式方面看，I-MES具有专业MES系统的特点，就是说可以实现上下两层的集成。另外，I-MES还具有可扩展、可重构、客户化和互操作等等的特性。能够实现各个不同厂商之间的集成和原有系统方便的进行，目前的基于组件的I-MES是MES发展的主要的方面。综合利用成熟的技术和理论，形成可以适应，可以集成，可以重构的MES的框架体系，为了进一步提高MES软件能够跨行业的使用、适应和协调能力进行强有力的支持。基于现在已经具有的成果和基础，发出符合我国流程工业和离散制造业特点及需求的MES软件系统、构件库和相关的工具。

2 智能制造的概念及体系架构

摘要：“两化融合”是摆在制造业产业升级面前必须解决的问题。本文从规划设计的角度介绍了在设计建设智能制造系统的着手点，以硬件为基础，构建智能制造的基础应用平台，为制造业信息化提供良好应用平台。

关键词：智能制造设备联网环控

中图分类号：S611文献标识码： A

1.智能制造概况

智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。

智能制造集成应用系统由计算机系统、车间物联网系统、数据中心、生产指挥中心、生产数据交换应用平台及数字化车间系统集成等六部分组成。其中车间物联网系统可分为生产物联网与环境监控物联网两部分，生产物联网包括：数控机床联网系统、人机交互界面、现有机床改造、能源管控及设备管理、生产网络无线覆盖、看板管理、生产过程实时监控、电子标签技术应用；环境物联网包括：空气悬浮颗粒物监测、噪声监测、有害气体监测。

2.车间物联网

车间物联网是指的是将车间现场的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、智能仪表、移动终端、数控设备、视频监控系统等和“外在使能”的如贴上电子标签的各种物料及工位等智能化物件，通过各种无线或有线的长距离或短距离通讯网络实现互联互通、应用集成等模式，在企业局域网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“企业资源”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。车间物联网又细分为服务于生产管理的生产监控物联网和服务于职业健康卫生的环境监控物联网。

关键词：智能建筑系统 造价 控制

摘要：通过对智能建筑系统造价组成的分析，阐述在项目设计阶段、施工阶段和项目结算阶段如何对项目造价进行控制。

中图分类号： TU723.5 文献标识码： A 文章编号：

1综述

智能建筑是传统建筑工程和新兴信息技术相结合的产物。

智能建筑是指运用系统工程的观点：将建筑物的结构（建筑环境结构）、系统（智能化系统）、服务（住用、用户需求服务）和管理（物业运行管理）四个基本要素进行优化组合，以最优的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助建筑物的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报和便利。

2智能建筑的系统构成

智能建筑是楼宇自动化系统（BAS：Building Management Automation System）、通信自动化系统（CAS：Communication Automation System）和办公自动化系统（OAS:Office Automation System）三者通过结构化综合布线系统（SCS：Structured Cabling System）和计算机网络技术的有机集成，其中建筑环境是智能建筑的基本支持、运行平台。

摘要：本文在分析某航空制造企业商业智能系统需求的基础上，利用数据挖掘技术建立构建了航空制造企业商业智能系统，提出航空制造企业商业智能系统的标准结构模型。

关键词：航空制造企业；商业智能系统；数据挖掘

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 02-0000-02

Enterprises Business Intelligence System Design of Aviation Manufacturing

Bi Chongyi,Yang Yanguo,Cheng Liquan

(AVIC Shenyang Liming Aero Engine (Group) Co.,Ltd.,Data Center,Shenyang110043,China)

Abstract:Aviation manufacturing enterprises in the analysis of a business intelligence system based on the needs,Using data mining techniques to build an aviation manufacturer to build business intelligence systems,proposed aviation manufacturing enterprise business intelligence standard structural model of the system.

Keywords:Aviation manufacturing enterprises;Business intelligence systems;Data mining

摘要：针对现代大型复杂机电系统的性能与运行状态是多物理过程和多参数全局耦合结果的事实,提出对复杂机电系统进行全局耦合分析及耦合并行设计的基本思想,探讨全局耦合分析与设计的基本理论框架,以期研究复杂机电系统功能、奇异工况的生成机制,实现复杂机电系统全局耦合最优设计。

关键词：复杂机电系统并行设计

Abstract：Based on the facts that the performance and running state of large-scale complex electro mechanical systems are of the results of the complete coupling of several physical processes and parameters, a basic idea of complete coupling analysis and coupling concurrent design for complex electrom mechanical system is proposed in this paper. And the basic theory frame of coupling analysis and design is discussed. With this method, one will be able to investigate the performance and to build mechanism of oddity state, to obtain the optimum design of complete coupling for a complex electrom mechanical system.

Key word： Complex electro mechanical system concurrent design

中图分类号：S61文献标识码： A 文章编号：

随着工业生产过程的日趋复杂化，系统不可避免地存在非线性。如大型交流电机系统、纺织过程等，尽管在很多情况下，当我们考虑系统的某些现象时，可以用系统的线性模型来代替系统的非线性模型，然后，对线性模型实施开展Is1[9]0但更多情况下，不可能用系统的简单线性模型作为该真实系统的替身。在工程技术、自然、社会、经济等众多情况下，人们必须建立真实系统的非线性模型以代替简单容易处理的线性模型。非线性系统中可能发生的现象是十分复杂、十分丰富的。严格地说，对非线性系统，目前虽然己经历了百年的研究，认识仍很不充分的。

针对现代大型复杂机电系统的性能与运行状态是多物理过程和多参数全局耦合结果的事实,提出对复杂机电系统进行全局耦合分析及耦合并行设计的基本思想,探讨全局耦合分析与设计的基本理论框架,以期研究复杂机电系统功能、奇异工况的生成机制,实现复杂机电系统全局耦合最优设计。

目前常用的串行设计模式、分支与总体组装式程序,无法反映复杂机电系统的网络式多重耦合作用与机组工况、功能间的内反馈与自组织规律。优良的复杂机电系统的产生和运行,迫切需要基于全局耦合的设计理论与方法。

中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2017） 03-0062-005

摘要：认为当前亟需泛在信息制造技术，使生产制造过程在广度上实现互联互通，在深度上实现信息空间和物理空间的融合。为此，提出了一种泛在信息化智能制造系统及相关技术群，实现制造资源的网络化互联，信息资源的语义化表达和制造服务的自组织运行。此外，还指出如何实现多种数据流的混合传输，如何实现异构信息的集成与互操作，以及如何面向复杂时空关系建立抽象模型，是需要解决的挑战性问题。

关键词： 智能制造；网络化制造；工业控制网络；信息物理融合系统；服务化

Abstract： In this paper， we consider that ubiquitous information manufacturing technology is needed to realize interconnection in the extent， and achieve integration of cyber space and physical space in the depth. Therefore， a ubiquitously information-based smart manufacturing system and its related enabling technologies are proposed. In this way， manufacturing resources are networked， information resources are semantically described and manufacturing services are self-organized. More challenge problems are also pointed out， such as how to transport mixed data flow， how to integrate and interoperate heterogeneous information， and how to build the abstract model facing the complex space-time relationship.

Key words： smart manufacturing； networked manufacturing； industrial control network； cyber-physical systems； service oriented

制造I经历多年发展，企业内部业务分工日趋明确，总体上可以划分为两大领域，即纵向生产管理控制和横向产品生命周期管理。根据ANSI/ISA 65[1]和IEC 62264-3[2]的定义，纵向生产管理控制可以概括为3个层次：经营决策、计划调度和生产控制；横向产品生命周期涉及4个领域：产品设计、工程实施、生产运行和产品服务。随着自动化、计算机和网络技术的发展，上述不同领域和层次逐渐形成了相应的计算机系统和网络，其中计算机系统包括企业资源计划系统（ERP）、制造执行系统（MES）、数据采集与监测控制系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS），以及包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）在内的计算机辅助系统（CAX）；网络包括互联现场设备、控制器、传感器的现场总线、工业以太网、工业无线网络，以及企业管理所需的以太网和互联网等[3]。

然而，种类繁多的系统和网络造成了以下两方面问题：

（1）在广度上，部分网络虽然实现了少数系统的互联互通，但是企业内部仍然存在大量信息孤岛，受时间、空间的限制，人与人、系统与系统、人与系统之间还无法建立起广泛的互联，信息无法在企业内部高效地流转；

黄酒作为我国所特有的古老酒种，具有佐餐、烹饪和保健功能，加上具有悠久的历史底蕴。享有“液体蛋糕”、“东方名酒之冠”、“酒中之国粹”的美誉。从2009年开始，浙江古越龙山绍兴黄酒有限责任公司、绍兴女儿红等一大批黄酒生产骨干企业和江南大学本课题组合作，以扩大生产能力和减轻工人劳动强度为目的，在国内首次研究并实现了黄酒主体生产过程的机械化和自动化。根据近几年运行情况看，由于其操作自动化及部分智能化，提高了产品质量，大大降低了人工强度，受到企业与职工的欢迎。纵观目前现状，先进的自动化、信息化、网络化和智能化生产是我国黄酒酿造工业实现可持续发展的必由之路。根据建立模型的方法不同可将数学模型分为三种类型：机理模型(完全知道内部动力学变化的白箱模型，例如代谢流分析(MFA)[1]，流量平衡分析(FBA)以及生化系统理论分析)[2-3]、数据驱动模型(如统计模型以及基于人工神经网络的黑箱模型，不需要知道内部的变化，但需要大量数据提高模型性能)[4-5]和机理数据混合的“灰箱”模型(只需要知道主要反应及适量实验数据即可)[6-12]。

近二十几年来，基于数据驱动的建模算法不需要了解整个过程的内部机理也不需要建立复杂的机理模型，只需要收集日常过程中的运行数据，即充分的挖掘整个过程中的有价值的信息，由于这种建模算法代价低，可实现性比较强，逐渐形成了学术界研究热潮[13]。随着计算机技术、自动化技术、现代测量等技术的快速发展，现代生物发酵过程逐步装备了先进的传感器和仪器仪表，积累的数据也越来越多，包含的过程运行信息也越来越多，这些都为生物发酵过程中数据驱动建模方法的应用研究提供了有利条件。国内外学者在本领域的一些研究情况，如PetrK等对比了基于机理模型的软测量技术和基于数据驱动软测量技术，指出了数据驱动的建模算法的极大优势，以及在各行业的广泛应用[14]。Zamprogna[15]等在发酵过程中，利用主成分分析法提取该相关矩阵属性，用关键的辅助变量作为整个模型的输入变量，建立了蒸馏过程的软传感器。JainP和Rahman[16]等采用支持向量回归技术，建立间歇蒸馏过程模型。刘毅[17]等针对生化过程的非线性和复杂动态性，采用最小二乘支持向量机建模算法，建立了青霉素产物浓度、菌体浓度等发酵过程重要参量的在线预报模型。王福利[18]等针对发酵过程存在未知的时滞性特性问题，提出了基于主元分析法的优化建模方法。近几年，随着高斯过程回归能够基于相似准则建立局部模型，作为一种非参数概率模型，该模型不仅可以给出预测值，还可以得到预测值对模型的信任度，因此也被用于一些复杂工业过程的建模中[19-23]。其中，刘毅[23]等利用高斯过程回归建立了一种化工过程的在线软测量模型，并通过对比分析，得到的模型精度高于常规的最小二乘支持向量机等方法。对黄酒发酵而言，是一种典型的间歇分阶段、大滞后、非线性、时变的复杂生化过程，所以一些非线性建模方法的研究成果一般无法直接应用。为了提高其发酵过程控制的性能，必须对黄酒大罐发酵工艺进行深入分析，研究发酵动力学模型、基于数据和知识的软测量模型是实现黄酒发酵过程控制与优化的关键。由于黄酒是我国所特有的区域性酒种，加上黄酒发酵工艺的特殊与复杂性，目前鲜有学者对黄酒发酵过程的建模进行研究。已有的报道主要集中在对黄酒发酵过程中各种环境变量变化对黄酒质量有何影响的少量报道，如赵梅[24]等对黄酒发酵过程及其关键点控制进行了分析研究，简要分析了发酵过程中各种物质的变化，分析了各阶段的温度变化及其对黄酒中各成分变化的影响。魏桃英[25]等对黄酒发酵中温度及pH值的影响进行了研究，找出了黄酒发酵中淀粉糖化及酵母生长的合适温度。赵梅[26]等分析了黄酒发酵过程中某些时间点的糖类数据，研究了一糖到四糖的动态变化。虽然以上研究先后涉及到了糖化与发酵过程，但是这些研究所取得数据点非常离散，远远达不到建立模型的需求，也就是说对于黄酒发酵的实际过程目前并没有大量数据可供使用，同时对该过程的了解不是很充分，由于发酵机理较复杂,在一定程度上讲，黄酒发酵的建模研究基本上处于空白状态。本研究面向黄酒酿造工业的具体需求，针对黄酒酿造和发酵过程控制中的基本问题，综合运用大数据、物联网等新一代信息技术，研究并构建黄酒酿造过程的智能优化控制系统；针对黄酒酿造工艺中的双边发酵特点，建立在物料平衡和能量平衡等生化反应规律基础上的发酵动力学模型；以高斯过程回归、高斯混合模型、实时学习思想和贝叶斯推断理论，结合多模型技术，实现黄酒发酵关键变量的自适应在线软测量及控制；最后结合黄酒发酵间歇控制的特点，通过构建改进的复合型迭代学习算法，逐渐跟踪设定的工艺轨线，建立批次方向上的控制量迭代学习率，最终实现发酵过程的智能优化控制。

1系统设计

采用理论与实验相结合的研究方法与技术路线，以实际需求为驱动，研究黄酒酿造过程的智能控制系统的构建，并使其中的关键技术、实际系统设计等研究工作相辅相成。总体设计如图1所示。

1.1在数据驱动下建立黄酒发酵过程的新型模型结构

目前存在的生物模型主要是从微观机理出发，建立复杂的生化机理模型，其模型结构比较复杂，不能直接应用于控制研究。而目前存在的控制模型又因为缺乏必要的机理研究而仅处于理论层面，与实际发酵过程缺乏联系。本研究拟通过对生物模型和控制模型的理论分析，结合发酵过程的实际环境因素以及微生物生长的呼吸熵，在发酵过程动力学模型中加入能量动态变化的平衡方程，同时考虑环境因素中的热传递方程，建立包含发酵过程机理以及主要控制因素的适合于控制系统研究的新型模型。本项目黄酒发酵动力学建模的技术路线如图2所示。发酵过程的一般动力学模型较少考虑发酵过程中的能量变化，以及环境因素对发酵过程带来的影响。本研究拟通过考虑在传统的动力学模型变量x中加入能量变化量q，通过考虑呼吸熵以及主要环境因素等变量，通过能量变化与温度之间的关系加入输出参数温度对于该问题，本项目拟利用递阶辨识原理，将传统的传递函数模型辨识方法推广用于发酵过程非均匀采样系统的新型传递函数模型辨识，改变采样周期，使其达到输入与输出同步的效果，并基于已知的数据辨识得到参数向量b。然后基于提出的新模型，利用辨识得到的参数向量b计算不可测量的损失输出数据()iykT+t，利用该交互估计的方法将实现模型的辨识。

1.2基于实时学习的高斯过程回归多模型融合建模

黄酒酿造过程中的非线性、多阶段性和不同的局部动态特性，常常对产品质量的控制产生很大的影响。传统的全局单一模型往往忽略了这些特征，导致软测量模型的预测性能降低。为了改善这种状况，拟采用一种在线不断更新的多模型策略。该方法用高斯混合模型对过程的不同阶段进行辨识，并采用一种自适应实时学习方法，不断更新所建立的高斯过程回归模型。当新的数据到来时，在每个不同的阶段，基于欧式距离和角度原则选择部分相似的数据，用于建立局部的高斯过程回归(GaussianProcessRegression,GPR)模型。最终根据计算得到的新的数据隶属于每个不同阶段的后验概率，对局部模型进行融合输出。与传统的单个模型相比，这种实时学习软测量模型的结构更加灵活，而且能更好地跟踪过程的动态。对于任意一个给定的输入，利用GPR模型可以得到关于对应输出的一个高斯分布。给一种基于实时学习(just-in-timelearning，JITL)的方法能够很好地处理过程的时变性和非线性。与传统方法所建立的全局模型不同，JITL方法所建立的模型具有局部动态结构。传统的全局模型是离线建立的，而基于JITL方法的局部模型是在线建立的，该模型能够更好地跟踪过程当前的状态。同时，由于JITL建立的是局部模型，因此它能更好地处理过程的非线性。基于这些优点，本研究选择JITL方法对模型进行动态更新。基于JITL和GPR的多模型建模过程如图3所示。

摘 要:从造价咨询公司的角度出发,探讨智能建筑工程在建设各阶段中的工程造价管理存在的问题及控制对策。

关键词:智能化建筑 造价控制

中图分类号:TU723 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0147-01

建筑智能化系统是利用现代通信技术、信息技术、计算机网络技术、监控技术等,通过对建筑和建筑设备的自动检测与优化控制、信息资源的优化管理,实现对建筑物的智能控制与管理,以满足用户对建筑物的监控、管理和信息共享的需求,从而使智能建筑具有安全、舒适、高效和环保的特点,达到投资合理、适应信息社会需要的目标。

随着社会的进步、科技的发展和人类需求的增长,新的技术、工艺、材料的不断地更新和出现,而且随着信息技术的快速发展,建筑智能的不断完善,对于建筑智能的造价系统的管理工作也要不断的适应市场的发展趋势。

1 智能建筑工程造价存在的问题及控制对策

造价咨询公司作为专业投资顾问,要对智能化系统从设计到施工到运行、维护提出合理化建议,从而使智能系统应用更加优秀。智能建筑工程造价控制一般可分为投资决策、设计、招投标、施工和竣工结算等阶段。

提出建议书,进行可行性分析,确定投资估算,编制设计任务书是项目投资的主要决策阶段。在此阶段内确定项目建设的标准和合理的规模是影响工程造价的主要因素。往往甲方在论证阶段不能做到充分的调研,不清楚自身需求,贪多求全。在此阶段,造价咨询公司必须广泛组织有关专家,结合实际的市场调查情况,确定建设单位的要求,确定建设的标准和合理的规模,使项目在建成后其功能很可靠并留有适当的发展空间。另外,还要对项目进行更多方案的比较和选择,确定先进的技术,经济合理的项目建设方案,避免不必要的浪费。

当前，智能制造领域跨国企业正在积极依托软硬件产品及系统，加快制造业要素和资源的识别交互与信息集成，针对不同行业提供系统解决方案，推动制造业的信息化、网络化、智能化发展。2015年11月16日，美国ArevoLabs公司推出机器人增材制造平台，将6轴机器人与3D打印技术、软件套件和末端执行器件相结合，提供3D打印整体解决方案；罗克韦尔自动化推出的企业制造智能（EMI）软件便于用户无缝访问数据并进行可视化交互与共享。德国倍福（Beckhoff）推出的基于PC的CNC控制系统采用开放集成的软硬件平台，可根据具体要求进行柔性化扩展，并支持互联网、大数据和云服务等功能。

针对于此，结合当前全球智能制造的发展现状，围绕跨国企业智能制造系统解决方案发展趋势，其加速提升智能制造系统解决方案能力对我中企业也具有重要意义。

制造业流程智能化改造加速

目前，智能制造领域跨国企业正在加快制造业流程的智能化改造，以实现协同化生产与可视化管控。

新一代信息技术与智能化生产设备的集成应用，能够促进企业对传统制造业流程的智能化改造，推动生产管理的协同化、可视化和网络化发展。跨国企业依托软硬件产品及系统，实现人、设备、材料等生产要素和资源的相互识别、实时交互、信息集成，能够大幅提升生产效率，缩短产品周期，节约资源成本。

施耐德电气推出的WonderwareIntelligence2014R2企业制造智能（EMI）软件解决方案能够对生产制造过程中的数据进行实时收集、计算、存储和更新，通过定制的仪表盘对KPI进行可视化监测分析，有效提高生产效率，降低操作成本；罗克韦尔自动化推出的EMI软件FactoryTalkVantagePoint可提供引导式工作流来存储信息，有助于用户无缝访问基于Logix的数据并进行可视化交互与共享。

产品和服务创新能力提升

智能制造领域跨国企业正在提升其产品和服务模式的创新能力，推动其产品与服务的柔性化集成。

人才成“中国制造”由大转强的瓶颈，中国制造大而不强，核心是创新能力不强，实质是人才不强。目前我国制造业人才培养规模位居世界前列，但是尚不能支撑“中国制造、中国创造”的需求。

制造业人才队伍存在的突出问题，一是结构性过剩与短缺并存，领军人才和大国工匠紧缺，基础制造、先进制造技术领域人才不足；二是人才培养和产业实际需求脱节，产教融合不够深入；三是企业在制造业人才发展中的主体作用尚未充分发挥；四是制造业生产一线职工，特别是技术技能人才的社会地位和待遇整体较低，发展通道不畅。

智能制造涉及专业面更广、技术难度更大、风险更高，人才培养也面临新挑战，需要产学研发挥各自优势，才能攻克难关，培养智能制造专业型、跨学科、系统级人才。同济大学中德工程学院副院长、国内首个工业4.0智能工厂实验室主任陈明认为，工业4.0意味着在产品生命周期内整个价值创造链的组织和控制将迈上新台阶，从创意、订单、研发，到生产、交付，再到废物循环利用，包括与之紧密联系的各服务行业，在各个阶段都能更好的满足日益个性化的客户需求。

他指出智能制造与工业4.0包含了三大集成：第一，垂直集成和网络化制造。强调智能工厂和智能车间从上端的信息系统、ERP、PEM到下端的智能化，并在下端形成CPS网状结构，使得生产车间、生产线打破固定形式，取而代之的是动态、柔性的组成，即使某个环节出现问题，也可以使用其他生产线代替。第二，价值网络横向集成。智能工厂只是工业4.0的一个单元，横向集成强调不同的企业都要集中在一个网络中，通过网络形成生态圈，将上下游的企业联系在一起，最终产生新的服务模式和商业模式。第三，端到端的数字集成。即把最终用户的需求融合在一起，最后在产品全生命周期发挥重要的作用，比如可以在大生产线中生产出个性化的产品。

“通过分析工业4.0与智能制造的发展特点，我认为中国的人才培养，可以参考德国工业4.0的人才培养模式。在工I4.0时代，应该将智能制造、工业互联网的先进技术引入专业课程当中，让学生学习先进技术。学校以前开设的专业以及制定的学习内容都要进行调整。”陈明说。

工业4.0在智能制造领域关联的学科很多，所以除了需要大量的专业型人才外，跨学科人才也十分重要，因此学校人才培养面临新的挑战。如何进行人才培养，跨学科人才不再局限于学习一个学科的知识，比如怎样才能把数控装备做得更好？需要数控专业人才把控加工质量，还需要软件专业人才进行软件控制，这两个专业发生交集，培养的就是系统级人才。

要培养系统级人才和跨学科人才，陈明认为目前有几个瓶颈需要突破：首先是师资力量，可以通过校企合作来突破。

其次是课程体系建设，跨学科人才并不是指学习两个专业的课程，而是要通过项目，真正提高学生跨学科的实践能力。