三、智能制造对流程工业的意义和前景

流程工业智能制造是一种以实现对整个制造、生产过程的管理和决策，以及智能优化和智能自主控制为特征的制造模式。智能制造的目标是使企业的制造流程“绿色化”和低碳化，并提高生产效率。如图4所示，将操作者的知识工作变得自动化，将控制系统和制造过程转变为智能自主控制系统，使企业管理者和生产管理者的知识工作智能化。

ERP 和MES转变为人机合作的智能管理决策系统，将企业原有的ERP、MES、PCS三层结构转变为人机合作的智能管理决策系统和智能自主控制系统两层结构，如图5所示。如图6所示，将整个制造和生产过程的决策、控制与运行管理转化为CPS，并将生产制造操作员以及知识工作者的知识工作变得自动化和智能化。CPS 中的知识工作者是计划者、管理者和决策者。

图4 智能制造和生产过程

图5 制造过程由三层结构转变为智能的两层结构

 图6 制造和生产过程的信息物理系统

人机合作的智能管理决策系统主要由智能优化决策、虚拟制造过程、工况识别与自优化控制三个子系统组成。该智能管理决策系统的预期功能如下：

（1）感知市场信息、生产情况和制造过程的实时运行状况；

（2）以企业高效化与绿色化为目标，实现企业综合生产指标、计划调度指标、制造生产全流程生产指标、运行指标、生产指标、控制指令的综合优化决策；

（3） 实现对决策过程动态性能的远程移动可视化监控；

（4）通过自学习和自优化决策，实现人与智能优化决策系统之间的协同，使决策者能在动态变化的环境中准确优化决策。

智能自主控制系统主要由三个子系统组成：智能运行优化、高性能智能控制、运行状态识别和自优化控制。该智能自主控制系统的预期功能如下：

（1）智能感知生产条件的动态变化；

（2）以优化运行指标为目标，对控制系统的设定值进行自适应决策；

（3）智能跟踪控制系统设定值的变化具有高动态性能，将实际运行指标控制在目标值范围内；

（4）实现实时远程监控和移动监控，预测和排除异常运行工况，使系统安全、优化运行；

（5）配合构成整个生产过程的其他工业过程的智能自主控制系统，实现整个生产过程的全局优化。