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智能制造技術的應用構成了一個復雜的、交錯的大規(guī)模制造系統(tǒng)，從產(chǎn)品生命周期、低級到高級的系統(tǒng)層級和智能功能三個維度實現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)化管理。

系統(tǒng)層級從微觀到宏觀擁有不同的層次，自下而上共五層，包括智能設備層、智能車間層、智能企業(yè)層、智能供應鏈層和智能生態(tài)層。

01智能設備層級

智能裝備系統(tǒng)水平是智能制造發(fā)展的最低階段，主要包括具有智能功能的控制器、傳感器、儀表、機床、生產(chǎn)線等生產(chǎn)領域的制造裝備，機械設備智能化是推進智能制造的前提和物質(zhì)基礎。

02智能車間層級

智能制造系統(tǒng)中智能車間的系統(tǒng)級主要包括智能設備管理的監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與分析的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、組織人際合作的現(xiàn)場控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、智能化設備與智能化工藝相結合，實現(xiàn)工廠和車間生產(chǎn)管理智能化的場所。

03智能企業(yè)層級

智能企業(yè)層級不僅包括智能設備、智能車間級系統(tǒng)，還包括智能財務管理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)計劃系統(tǒng)、庫存管理系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)、供應鏈管理系統(tǒng)、智能制造設備、智能制造車間、智能設計、智能運營共同完成任務的場所。

04智能供應鏈層級

智能制造系統(tǒng)中的智能供應鏈系統(tǒng)層面不僅包括產(chǎn)品生命周期中所有環(huán)節(jié)的供應鏈管理，還包括相關行業(yè)、相關企業(yè)和相關客戶關系的智能管理。由產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品價值鏈、產(chǎn)品循環(huán)鏈中的企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)信息共享，促進協(xié)同研發(fā)、協(xié)同生產(chǎn)、精準物流的實現(xiàn)。

05智能生態(tài)層級

智能生態(tài)層次是最高層次，包括智能裝備、智能生產(chǎn)系統(tǒng)、先進制造技術等不同層次系統(tǒng)在企業(yè)中的相互作用，涵蓋了企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品價值鏈和生產(chǎn)要素供應鏈，最終形成以智能制造技術為核心和智能供應鏈相互承擔的智能制造產(chǎn)業(yè)集聚，隨著智能裝備企業(yè)的共同推動，“專業(yè)化、專門化”的中小企業(yè)在各個分工領域蓬勃發(fā)展，智能產(chǎn)品的消費已成為智能生態(tài)的主流。

智能制造系統(tǒng)的層級可以參照智能制造成熟度的層級。

將智能制造的成熟度分為六級，分別為L0到L5。L0承接自工業(yè)3.0的信息化時代，可以稱為自動化階段。L5則是要達到的真正智能制造階段。

L0到L5各個層級具體特征：

L0級：自動化階段。設備需要人工上落料制造單元采用自動化控制技術實現(xiàn)，包括自動化流水線，五軸數(shù)控機床，工業(yè)焊接機器人等，特征是自動化設備用于一個制造單元，該制造單元的上落料需要人工參與。

L1級：制造單元的上落料采用工業(yè)機器人制。

L2級：制造單元之間的物料運輸采用AGV、RGV小車等連接，實現(xiàn)物理生產(chǎn)的無人化。

L3級：黑燈工廠。實現(xiàn)設備聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集，可以遠程監(jiān)控，真正實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化與透明化，管理人員可以及時、準確地了解生產(chǎn)現(xiàn)場的實時狀況。

L4級：工業(yè)4.0，智慧工廠。實現(xiàn)物理信息系統(tǒng)（CPS），或稱為實現(xiàn)物理信息一體化。在L3基礎上，實現(xiàn)自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應、自學習。由AI可以自動發(fā)現(xiàn)設備故障，分析原因，找到解決方案并通知維護人員。

L5級：工業(yè)4.1，無人工廠。智能生產(chǎn)實現(xiàn)信息處理過程的無人化，企業(yè)內(nèi)外信息一體化。信息可以在車間、工廠、供應鏈之間交換、共享。客戶可以隨時獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，自主安排生產(chǎn)計劃。