智能制造技术的概念范文

导语：如何才能写好一篇智能制造技术的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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智能制造是科技创新投资主线的灵魂，智能驾驶是智能制造的新宠，随着“VR智能人工智能智能驾驶“的炒作深化，主力机构中线布局智能制造投资主线无疑。

小盘高送转成长股牛股辈出。中小创市场历来是造就小盘高成长牛股的沃土，填权概念股连续涨停、含权概念股稳步攀升，小盘高送转成长股已初现牛股风采。笔者09期专栏推荐的宝德股份除权后走出连续5涨停，成为小盘高送转概念股的龙头旗帜，带领新联电子、英唐智控、万润科技为代表的填权概念股展开了凌厉的填权走势突显牛股神韵。受填权概念股的刺激，含权概念股受到众多投资者的追捧，以众兴菌业为龙头、科迪乳业、通达股份拓维信息、国恩股份、棒杰股份、西陇科学、宝馨科技、赛摩电气为代表的含权等周涨幅在20%以上。展望后市，笔者继续看好小盘高送转概念股，因为从整体技术形体看，大多走出了突破形态和发力走向大牛的趋势。建议投资者在选择投资标的时，首选含权概念股，如兼具市场的主流热点多重概念最佳，操作上坚持逢低介入布局、中线持有的投资策略为宜。

智能驾驶产业链强势爆发。智能驾驶产业链成为市场新贵，其驱动因素主要有：第一，谷歌、博世、沃尔沃等企业已在自动驾驶技术上取得进展，尤其是谷歌研发的无人驾驶汽车已经进入公路试验阶段，吹响汽车驾驶技术革命的进步号角。第二，各国对自动驾驶技术的高度关注和支持，欧美针对自动驾驶技术的研发、测试和路试都有了规范性文件，日本六大车企结盟研发无人驾驶，欲抢先欧美制定行业标准，我国也将新能源汽车提升到新经济领域标志性行业，必将加速智能驾驶技术的推广。第三，今年6月1日，中国智能网联汽车试点示范区对外开放，自动驾驶汽车测试已经万事俱备。第四，《“十三五”汽车工业发展规划意见》，要求在十三五期间建立汽车产业创新体系，积极发展智能网联汽车，并提出了具有驾驶辅助功能的汽车等蓝图，也将促进我国智能驾驶技术的发展。综述，传统汽车巨头和互联网巨头纷纷入局无人驾驶掘金，技术突破和商业化进程远超市场预期。智能驾驶将成为新的投资蓝海；本周市场以金固股份、中原内配、数源科技、万安科技、启明信息、亚太股份为代表的智能驾驶概念股连续3-5个涨停成为市场最强音，就是投资者对智能汽车看好的表现。

智能驾驶产业链受益股主要有ADAS系统、地图导航、车联网、传感器、电动化部件、汽车零配件等。展望后市热点，智能驾驶产业链是中线值得看好的投资品种，其中ADAS概念股处于主力机构拉高建仓周期，短期将进入回落整理阶段，故建议投资者以中线的投资策略，在下跌中战略性布局ADAS系统等主流品种，等待智能驾驶产业链受益股主升浪的到来，短线关注汽车配件概念股。

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关键词:智能制造;机械设计及自动化;发展方向

0引言

机械设计与制造是支撑我国经济稳定发展的关键技术，综合发达国家的发展历史，无不是以工业发展保障国家国际地位，我国机械设计及自动化技术的发展已经进入平稳发展的时期，同时整个社会已经进入运用人工智能等技术促进技术发展的时代，如何借助新一代数字化、智能化技术，推动我国机械设计及自动化技术升级换代，以强有力机械能力助力我国工业发展，成为当下相关学者研究的热门问题。

1智能制造的概念及特点

1．1智能制造的概念

智能制造概念的提出已有近30年历史，最初是由日本在1990年倡导的“智能制造系统IMS”国际项目中提出的，可以被认定为一种由智能机器和人类专家系统共同组成的人机一体化智能系统，其通过运用神经网络、机器学习等智能算法对制造过程中的人的各项工作活动进行取代，完成对事件的分析、推理、判断构思和决策。智能制造的提出和应用，极大地延伸了人类专家在制造过程中的脑力劳动，推动着自动化的概念向柔性化、智能化和集成化方向发展。

1．2智能制造的内涵

1．2．1数字化

数字化是智能制造的基础，智能制造旨在减少人对于制造过程的干预，使设备具有自主决策和工作的能力，相对于人对各项生产要素的主观决策分析能力，机械设备对于外部环境的感知能力较弱，因此，且由于设备的决策过程是通过计算机智能算法实现的，因此，实现传统制造向智能制造的转型升级，就必须先要实现设备运行过程的数字化。

1．2．2可视化

可视化是智能制造实现过程的必要环节，由于人类对于数字的处理也均通过计算机网络实现，当有大量生产数据出现时，仅靠人类的脑力难以进行控制和察觉，因此需要借助可视化工具，将各项生产数据表现的更为直观，有助于人类对于生产过程的检测和调整。

1．2．3自动化

自动化是实现智能制造的基础，也是将人类从制造活动中解放的有力工具，且伴随着近年来数控技术的不断发展，自动化水平也在逐年提升，通过添置自动化设备，实现生产过程的无人化，同时，自动化技术的应用也能极大保证生产过程各项活动的精准性，对于提高制造水平具有重要意义。

1．2．4协同化

任何一款产品的设计与制造过程都是分步进行的，往往需要借助多种设备依次对部件进行加工，才能实现产品的设计功能，因此，就需要不同设备之间的协调与配合。生产过程协同化主要涉及到复杂产品的生产过程，通过协同，减少生产过程中不必要的等待与迂回，进而提高整个生产过程的流畅性，是实现智能制造的重要保证。

2我国现阶段机械设计及自动化技术发展现状

尽管近年来我国的机械设计与自动化技术已经得到快速发展，但由于各项科学技术的不断应用，加快了我国智能制造计划的实现进程，不可避免对现有的机械设计及自动化技术产生冲击，具体可从以下三个方面进行概述。

2．1自主创新能力弱，科技成果转换低

自主创新能力弱，科技成果转换率低是我国现阶段机械设计及自动化技术发展面临的问题。据统计，从21世纪初，我国国家知识产权局授权的发明专利已经连续数年位居世界第一，但由于我国各项生产工艺和母机产品对国外依赖性强，导致科技成果转换不完全，对于设备的关键零部件、系统软件及高端设备产品，我国还未具备自主的生产和加工能力，这也是限制我国机械设计及自动化技术发展的关键因素。

2．2资源利用率低，环境污染严重

改革开放以来，我国因为各项生产资源丰富，吸引了大量的外国企业来到我国进行发展，快速提高了我国的设计与制造水平，同时也对于我国生态环境造成了不可磨灭的影响。由于我国的机械设计与自动化技术是在外资企业的影响下快速发展起来的，因此，现阶段各项产品的设计与使用过程中，未考虑对于生态环境的影响。根据我国近年来的环境监测公报，在全国地级及以上城市，控制质量超标的比例达到3/4。当前，我国的主要矛盾发生改变，我国的经济也从高速发展转变为高质量发展，这必然对我国机械设计制造及自动化行业产生影响。

2．3高端产品少，信息技术应用不全面

高端产品少，信息化技术应用不全面是我国现阶段机械设计制造与自动化技术面临的一大难题。改革开放40年，对我国国民经济发展产生了重大影响，如果减少生产过程对于生产资源的过度消耗，提高我国机械设计与制造过程的信息化智能化水平成为当前我国经济产业转型的一大瓶颈。在经济全球化背景下，推动信息化技术在制造业中的应用是未来工业发展的主要内容，加快我国在产品研发、设计、制造、管理和服务过程中的信息化技术应用是解决我国当前产品不够高端的主要途径。

3未来发展方向及支撑技术

3．1发展方向

综合现阶段机械设计及自动化技术发展现状，以及我国在设计研发方面的资金投入和成果转换力度，多学科耦合集成、模块化与网络化将成为未来我国机械设计及自动化技术的发展方向。

3．1．1多学科耦合集成化设计

随着人们对于产品功能的需求越来越充满个性，产品的结构也越来越复杂，仅靠单一学科的产品设计已经不能满足人们的需求，机械、电气、通信、控制等多学科耦合必然成为未来机械设计与自动化技术的发展趋势。通过多学科进行耦合，进一步减少生产过程中对于人工的依赖，利用计算机进行产品功能仿真，并具有针对性的迭代优化设计，最终实现产品功能的完备性和可靠性。

3．1．2模块化与网络化相结合

模块化与网络化的机械设计模式能统筹各项资源，将任务进行分配与整合，从而提高机械设计与自动化水平，按照设计团队的专业技能或者对产品的功能进行拆解，对任务分配，实现模块化产品设计，即并行工程作业，能极大提升设计的进程，保证产品设计的质量。同时，通过网络化，将各模块化的功能结构设计进行连接，实现各工作小组之间的资源共享和及时沟通，从而保证产品整体的工作性能，最终提升了机械设计与自动化水平。

3．2关键支撑技术

智能制造背景下机械设计与自动化技术朝着多学科耦合与网络化等方向发展，需要大量的科学技术进行支撑。

3．2．1分布式网络布局设计技术

现阶段，几乎所有的机械与自动化设计过程均在计算机上完成，分布式网络布局设计则为实现并行工程作业所必须的技术，将各工作小组团队的计算机进行连接，实现设备的交互，能有效减少因流程和资源传输导致的设计过程资源浪费。

3．2．2计算机三维可视化仿真技术

计算机三维可视化仿真技术包括两部分内容，第一是三维可视化，即通过计算机辅助设计软件，将客户的需求进行可视化呈现，与传统二维视图相比，三维可视化能直观明了的将产品细节进行展示，避免因设计问题而导致的产品报废;第二是计算机仿真技术，由于现阶段大多数产品均为多系统复杂产品，通过计算机仿真技术，将产品的工作过程进行数据化分析，找出关键点进行功能加强。

3．2．3数据云存储与共享技术

数字化是实现智能制造的基础，机械设计与自动化实现的过程会产生大量过程数据，数据云存储与共享技术能有效实现部门之间的数据交流，并通过减少纸质化存储，保证了数据的安全性和可转移性，便于后续深度开发和经验分享。

4结语

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工厂通过“资讯物理系统（CPS）”来建立一个完整的网路系统，这当中包括了相互连结的智能机械、仓储系统、及高效的产品设备等，这些设备可以独立自主的运作，或者互相交换讯息、互相控制，并且以嵌入式系统来监测生产环境。当指令经过CPS系统时，纵向需要经过工厂和公司的商业流程，横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系，这两方面共同构建了嵌入式制造的系统网络。从生产机台的运动控制到整体工厂运作无不讲究智能，未来的工厂工人，将不再只是单调的操作机器，而是将自己的经验储存到系统中，更有智能地与生产机器沟通互动。“智能制造”就是“工业4.0”的一个缩影。

此外，“工业4.0”还将解决当今世界遇到的一些挑战，比如资源效率、城镇化和人才结构调整等。工业4.0能够持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。同时能够将人口结构变动和社会因素考虑在内，并设定合适的方式来组织生产。智能辅助系统可以把工人从单调、程式化的工作中解放出来，使其能够将精力集中在创新和增值业务上。在关于熟练工短缺的问题上，工业4.0允许高龄的工人延长他们的工作生涯，使他们能够长时间地保持生产力。灵活的工作组织形式使得工人们能够更好地整合他们自己的工作，私人生活和持续的职业生涯发展将变得更有效率，可以说，工业4.0为工作和生活找到了一个更好的平衡点。

德国抢先推进“工业4.0”项目

为了在新工业革命中占领先机，德国联盟教研部与联邦经济技术部正联手推动《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——“工业4.0”项目，支持工业技术领域新一代关键技术的研发与创新。项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，联盟政府投入达2亿欧元。在《高技术战略2020》的计划行动中，德国联盟政府为未来项目“工业4.0”设立了雄心勃勃的目标：德国要成为现今工业生产技术（即网络物理融合式生产系统）的供应国和主导市场。

“工业4.0”项目的主要内容

“工业4.0”项目的概念描述了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。

“工业4.0”项目将从两个方向展开，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。

“工业4.0”项目的重点应用技术

随着工业4.0时代的到来，许多沿用多年、占据主导地位的工业自动化技术，正面临被淘汰、被更新换代的命运，而一批以前认为是高端的工业自动化技术，也随着新时代的到来，快速的走入到了实际的应用中去，成为新时代的宠儿：一是以工业PC为基础的低成本工控自动化将成为主流；二是PLC进入第六代——微型化、网络化、PC化和开放性；三是DCS系统走向测控管一体化设计；四是控制系统向现场总线（FCS）方向发展；五是仪器仪表向数字化、智能化、网络化、微型化发展；六是数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展；七是工业控制网络向有限和无限相结合的方向；八是工业控制软件向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。

此外，为了实现工业制造到工业4.0的转变，德国还要实现一项双重策略。不仅应该一如既往地把“信息和通讯科技”和“自身的传统高科技策略”进行整合，以努力成为智能制造科技的主要供应商，寻求稳固自身在全球市场的领导地位。同时，还应创造并服务于CPS科技和产品。为了达成这个双重要求，以下几个工业4.0的特征应该被执行：一是横向集成需要通过价值网络；二是端到端的工程立体集成横跨整个价值链；三是垂直集成和网络化的制造系统。通向工业4.0之路要求德国在研发上投入巨大的精力，为了实现双重策略，所进行的研究首先必须实现“制造系统的水平和垂直集成”和“工程上端到端的集成”。此外，出于对工业4.0系统的要求和CPS科技持续发展的目的，在工作场所中新的社会基础设施应该得到更多关注。

各界积极响应“工业4.0”项目

德国电子电气工业协会（ZVEI）预测，工业4.0将使工业生产效率提高30%，德国人工智能研究中心执行长Wahlster也表示，工业4.0将会在一些高劳动成本的地区非常具有竞争力。有鉴于此，德国机械设备制造业联合会（VDMA）及德国信息技术、通讯、新媒体协会（BITKOM）也已加入，德国三大工业协会决定共同建立一个名为“第四次工业革命平台”办事处，并于2013年4月在法兰克福正式启动。三大协会共同建立办事处的主要目标在于，推动工业的发展、提高工业生产标准、开发新的商业模式和运营模式并付诸实践。

德国企业界做出了积极地响应。比如，西门子展示自身推进工业4.0的具体行动，其凭借全集成自动化（TIA）和“数字化企业平台”，长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。在2013汉诺威工业博览会上，西门子展示了融合规划、工程和生产工艺以及相关机电系统的全面解决方案。西门子展台将突出展示西门子的最新技术成就，这包括以全集成自动化TIA v12版本、新一代控制器Sifmatic S7-1500、针对电气传动应用的“全集成驱动系统”（IDS）概念，以及以信息技术为基础的服务，例如，状态监控。另外，西门子公司还将与德国弗劳思霍夫研究院以及大众汽车公司联合展示，通过利用产品生命周期管理软件（PLM）进行虚拟生产规划，可降低生产线上机器人的能耗高达50%。另外，西门子指出当前约7500名软件工程师是其在ICT驱动制造业自动化创新上的最大资本。

智能制造业工程领域的全球化竞争变得愈加激烈，德国并不是唯一一个在制造业部署物联网和行业服务的国家。远在大洋彼岸的美国在2011年6月正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”，2012年2月又出台“先进制造业国家战略计划”，提出通过加强研究和试验（R&E）税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加快智能制造的技术创新。日本亦提出通过加快发展协同式机器人、无人化工厂提升制造业的国际竞争力。

“工业4.0”两大主题

智能工厂：智能工业发展新方向

“智能工厂”的概念最早是奇思2009年在美国提出，其核心是工业化-和信息化的高度融合。智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；未来，将通过大数据与分析平台，将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息（云端智能工厂），并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。目前智能工厂概念仍众说纷纭，其基本特征主要有制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。

一是制程管控可视化。由于智能工厂高度的整合性，在产品制程上，包括原料管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，系统机具的现况亦可实时掌握，减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依生产线系统的现况规划机具的维护；可根据信息的整合建立产品制造的智能组合。

二是系统监管全方位。通过物联网概念、以传感器做链接使制造设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能；这类制造装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。当然此类系统，绝对不仅只是在KS内安装一个软件系统而已，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。从订单开始，到产品制造完成、入库的生产制程信息，都可以在数据厍中一目了然，在遇到制程异常的状况，控制者亦可更为迅速反应，以促进更有效的工厂运转与生产。

三是在制造绿色化方面，除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题，并与上下游厂商间，从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理，以形成绿色产品生命周期管理的循环，更可透过绿色ICT的附加值应用，延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智慧环境监控等，协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。

智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术。

一是无线感测器。无线感测器将是实现智能工厂的重要利器。智慧感测是基本构成要素。仪器仪表的智慧化，主要是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主，包括运用神经网路、遗传演算法、进化计算、混沌控制等智慧技术，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能，如专家控制系统（expert control system；ECS）、模块逻辑控制器（FLC—Fuzzy Logic controller）等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。

二是控制系统网路化（云端智能工厂）。随着智能工厂制造流程连接的嵌入式设备越来越多，通过云端架构部署控制系统，无疑已是当今最重要的趋势之一。在工业自动化领域，随着应用和服务向云端运算转移，资料和运算位置的主要模式都已经被改变了，由此也给嵌入式设备领域带来颠覆性变革。如随着嵌入式产品和许多工业自动化领域的典型IT元件，如制造执行系统；（MEs）以及生产计划系统（PPS）的智慧化，以及连线程度日渐提高，云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线，体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则，都会因为控制系统网路化而产生变化。此外.由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网路频宽的要求，对控制系统网路化，更构成严厉的挑战，而且网路上传递的资讯非常多样化，哪些资料应该先传（如设备故障讯息），哪些资料可以晚点传（如电子邮件），都要靠控制系统的智慧能力，进行适当的判断才能得以实现。

三是工业通信无线化。工业无线网络技术是物联网技术领域最活跃的主流发展方向，是影响未来制造业发展的革命性技术，其通过支持设备间的交互与物联，提供低成本、高可靠、高灵活的新一代泛在制造信息系统和环境。随着无线技术日益普及，各家供应商正在提供一系列软硬体技术，协助在产品中增加通信功能。这些技术支援的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。然而，由于工厂需求不像消费市场一样的标准化，必须因应生产需求，有更多弹性的选择，最热门的技术未必是最好的通信标准和客户需要的技术。

智能生产：制造业的未来

能生产（Intelligent Manufacturing.IM），也称智能制造，是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。与传统的制造相比，智能生产具有自组织和超柔性、自律能力、学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。

“智能制造”需要硬件，软件以及咨询系统的整合。那些具有“智慧制造”属性的生产线，不仅拥有着为数众多的控制器、传感器，而且通过有线或无线传感网架构进行串联，将数据传输给上层的制造执行管理系统MES，结合物联网的系统架构，从而让制造业提升到一个新的阶段。制造主要是服务于产品的生产，现在随着客户个性化需求越来越多，产品生产也逐渐呈现出少量多样等新特征，这就迫使制造厂商要提升生产线的速度与灵活性，对于市场前端的变化需要能够快速调整。例如当前一些汽车厂就可以让客户在线指定汽车的颜色，快速调整生产线，快速交付产品。智能制造就是要为使用者带来更多的便利。

近年来，由人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等相结合的智能制造技术，正引领新一轮的制造业变革。智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节，智能制造技术的产业化及广泛应用正催生智能制造业。概括起来，当今世界制造业智能化发展呈现两大趋势。

一是以3D打印为代表的“数字化”制造技术崭露头角。“数字化”制造以计算机设计方案为蓝本，以特制粉末或液态金属等先进材料为原料，以“3D打印机”为工具，通过在产品层级中添加材料直接把所需产品精确打印出来。这一技术有可能改变未来的产品的设计、销售和交付用户的方式，使大规模定制和简单的设计成为可能，使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产，并彻底改变自“福特时代”以来的传统制造业形态。3D打印技术开创了一个全新的偏平式、合作性的全球手工业市场，而不是传统意义上的层级式、自上而下的企业结构。一个由数百万人组成的分散式网络代替了从批发到零售商在内的所有中间人，并且消除了传统供应链中每一个阶段性的交易成本。这种“添加式生产”能够大幅降低耐用品的生产成本，从而使数以万计的小型生产商对传统上处于中心位置的大型生产者提出挑战。不过新的生产方式已经发生了重大改变，传统的生产制造业将面临一次长时间的“洗牌”。有预测指出，未来模具制造行业、机床行业、玩具行业、轻工产品行业或许都可能被淘汰出局，而取代他们的就是3D打印机。当然，这需要一个过程，主要是人们适应和接受新事物的过程与产业自身完善成长的过程。不过10年、20年是分水岭，一般新技术会变得非常成熟起来，并被广泛应用。

二是智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程。先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化，智能制造正引领新一轮的制造业革命，主要体现在以下四个方面。

（1）建模与仿真使产品设计日趋智能化。建模与仿真广泛应用于产品设计、生产及供应链管理的整个产品生命周期。建模与防真通过减少测试和建模支出降低风险，通过简化设计部门和制造部门之间的切换来压缩新产品进入市场的时间。

（2）以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛。近年来，工业机器人应用领域不断拓宽，种类更加繁多，功能越来越强，自动化和智能化水平显著提高。汽车、电子电器、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线，工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。业内通常将工业机器人分为日系和欧系。日系的主要代表有安川、OTC、松下、FANUc、不二越、川崎等公司；欧系主要有德国KUKA、CLOOS，瑞典ABB，意大利COMAU，奥地利IGM公司等。工业机器人在制造业的应用范围越来越广泛，其标准化、模块化、网络化和智能化程度越来越高，功能也越发强大，正朝着成套技术和装备的方向发展。国际机器人联合会主席榊原伸表示，过去4～5年间，世界机器人行业得到了长足的发展，行业平均增长率为8%～9%。据联合会统计，近年来世界工业机器人行业的年总产值约250亿美元。

（3）全球供应链管理创新加速。通过使用企业资源规划软件和无线电频率识别技术（RFID）等信息技术，使得全球范围的供应链管理更具效率，缩短了满足客户订单的时间，提升了生产效率。

（4）智能服务业模式加速形成。先进制造企业通过嵌入式软件，无线连接和在线服务的启用整合成新的“智能”服务业模式，制造业与服务业两个部门之间的界限日益模糊，融合越来越深入。消费者正在要求获得产品“体验”，而非仅仅是一个产品，服务供应商如亚马逊公司已进入了制造业领域。

制造企业如何适应“工业4.0”时代

通向工业4.0的路将会是一段革命性的进展。现有的基础科技和经验将不得不为了适应制造工业中的特殊设备而进行改变和革新，而且对于新地域和新市场的创新解决方案将不得不重新探索。为此，企业需要对以下8个领域进一步改进。

标准化和参考架构

工业4.0将会涉及网络技术的设计并通过价值网络集成几家不同的公司。如果一揽子共同标准得以实现，这种合作伙伴关系将成为可能，而且需要一个参照架构来为这些标准提供描述并促进标准的实现。

复杂系统的管理

制造系统正在日益变得复杂，适当的计划、描述和说明模型可以为这些复杂系统提供管理基础。工程师们应该为了发展这些模型而进行更多的方法创新和工具应用。

一套综合的工业基础宽带设施

毋庸置疑，综合并高质量的通讯同络是工业4.0的关键要求。无论是在德国国内，还是在德国与其他合作国家之间，宽带网络基础设施也因此需要进一步的、大规律的拓展。

安全和安保

安全和安保是智能制造系统成功的关键。保障设备和产品自身不会引起使用者的危险，也不会对环境造成污染十分重要。同时，设备和产品中包含的信息特别需要被保护，以防止这些信息被滥用或者在未被授权的情况下使用。这将对安全和安保的架构和特殊识别码的集成调用产生更高的要求，同时相关的培训和职业生涯的持续发展规划也要得到加强。

工作的组织和设计

在智慧工厂里，雇员的角色将会发生引人注目的改变。越来越多的实时导向性控制将会让工作内容、工作流程和工作环境发生转变。针对组织工作的社会科技的实现将会给工人提供承担重大责任和加强个人发展的机会。当上述内容成为现实，进行合作的工作设计和职业生涯的学习途径对于启动参照模型课题将变尤为必要。

培训和持续性的职业发展

工业4.0将从根本上改变工人们的工作和职业诉求。实施适合的培训策略并用培养学习的方式组织工作也因此而变得非常必要，可以借此实现“活到老学到老”和基于工作地点的广泛的个人发展。为了达成这项目标，模型课题和“最好的实用网络”应该被进一步开发和提升，立体学习技术也应该投入研究。

规章制度

在工业4.0下建立新的制造流程和水平的商业网络架构时必须遵守法律，而已存在的立法也同样需要在必要时考虑创新对法律带来的影响。面临的挑战包括合作信息的保护、责任议题、管理私人信息和贸易限制等。这将不仅对立法，也对其他代表商务行为的活动提出了要求——制度将作为一个涵盖面广泛的适用工具而存在，其中的内容条款包括指导方针、标准合同和公司集体协议，或者如审计类型的自律行为。

篇4

对信息进行处理的过程就是设计，它也是一个加工知识的过程。设计活动展现出人类特有的智能行为，机械设计也一样。千百年来，人们完成设计都是依靠智能的构思和手上操作，只是近期电子计算机技术的飞速发展促使人们在实施机械设计时更加广泛地运用计算机智能技术完成辅助设计。这也就是我们常说的CAD，主要是加快了机械设计中人们对于图形的处理速度及计算数值的效率。机械设计智能化需要将设计理论跟智能工程结合在一起，并以自动化智能工程为基础，进一步建立更能反映出人们智能水平及自动化程度的机械设计理论、技术，促使机械设计自动化能够更好地诠释设计活动，最终提升机械设计的自动化程度。在机械的设计理论和设计技术方面，我们应当重点研究设计过程中人的思维规律及信息流。因此，机械概念设计智能化的实现也是提升机械设计自动化程度要继续解决的热点问题和难点问题。

2培养自动化复合人才

要想发展并推广应用各种新的机械设计自动化技术，就需要持续引进一系列的新概念、新理论及新技术，不断将传统机械设计制造当中的某些设计观念及技术进行升级甚至是替换，这就需要我们培养出一大批兼具技术素质及研究理论的优秀复合型工作人才。机械设计朝着自动化方向发展的速度越来越快，机械制造业也将更加依赖科学技术及知识。这种全新的自动化设计模式对于工作人员的经验、技艺等的要求将越来越低，更多地是需要他们提高自身的自动化设计知识及技能。技术人员跟一线工作人员之间的界限将越来越模糊，直至消失，因而机械设计制造工人应当拥有高层次的管理能力及技术人员的知识结构。所以，机械设计及制造企业应当加快培养出更多的复合型人才，并充分发挥出人才资源的优势，大力推广应用自动化设计技术，最终达到提高机械设计自动化程度的目的。

3全面创新自动化技术

当前，我们正处于经济时代，不仅仅是经济在飞速发展，技术的发展也日新月异。从当下我国的国情来看，发展机械设计自动化技术是一个由简单到复杂、从低级到高级、逐渐完善的过程。然而这一过程所面临的不仅是时间问题，更重要的是技术创新问题［2］。机械设计制造在选择使用自动化技术后，其生产方才可以改变传统的机械化模式，逐渐过渡为机械控制自动化模式，最终实现计算机控制自动化。只有先以单个部门自动化的实现为基础，才能逐渐达到全行业的设计自动化，最终实现机械设计过程的全面自动化。从目前我国机械设计自动化的具体程度来看，中国机械设计自动化程度跟国外相比还存在很大的差距。所以，我们应当积极以国外先进的自动化技术发展进程为参考，不断追求创新，致力于我国机械设计自动化现状全面开发新技术，尽量少走发展的弯路，大大提升我国机械设计自动化程度，争取尽早与国际机械设计自动化接轨。

4结语

篇5

 

尽管互联网造车如今已不再是个新鲜的概念，但公众仍然对此褒贬不一，其备受争议的重要原因之一就是喊了这么久，鲜有成绩。无论是半路出家的互联网企业，还是汽车行业的“老和尚”—传统汽车厂商到目前为止都没有太多可拿得出手的干货，只放出一些PPT来博眼球。最典型的就是2015年7月，仅仅成立一年、团队不到50个人的游侠汽车在北京召开了一场会，并展示了一款游侠电动车样品，但车型样品只是一个壳子并没有实车，而展示出的那些令人惊叹的性能数据，基本都停留在PPT演讲稿上。除此之外还有打情怀牌、玩概念的，如智车优行宣称要打造“懂你的智能电动车”，要成为“汽车界的小米”;蔚来汽车要成为车主的“避风港”，更多的是在讲故事，玩噱头、作秀。

 

他们如此费尽心思的主要目的便是获得投资人关注，但却陷入了骗取投资人钱财的漩涡。比如汽车之家创始人李想在2015年4月注册的车和家，初期注册资金仅为10万元人民币，而就在刚刚过去的5月，李想在微博宣布，车和家完成7.8亿元人民币A轮融资，估值29.8亿元人民币。之前乐视汽车在会上把汽车开上台来也被指是为吸引投资人的视线。如今互联网造车应验了互联网经济就是想象力经济的说法。加入到互联网造车大军的互联网公司都希望榜上互联网造车的概念，为自己寻求新的资本故事。

 

雪上加霜，智能汽车被曝出严重问题

 

除了被质疑是“PPT造车”，智能汽车本身的问题更是给智能汽车厂商当头一棒，比如谷歌汽车迟迟不能上路的重要原因就是上路测试遭遇多次事故，根据谷歌2016年1月向加州政府提交的最新无人自驾车测试报告，341次的安全事件中，共有272个次属于技术性故障，包含电线断裂和GPS不准确等等。同样的事特斯拉也未能幸免，4月19日，美国《消费者报告》率先报道了Model X出现的一系列故障，其中之一就是鹰翼式车门的问题。这一事件也让互联网车企的制造能力备受质疑。

 

问题背后，是互联网造车自身的不足

 

这所有问题的出现都在暴露同一个事实：互联网造车仍有诸多不足，尽管从逻辑上来说，如果特斯拉、谷歌和苹果能造车，那么国内的互联网公司也有可能成功。但事实上，海外互联网公司、科技公司背后拥有强大的技术优势以及美国高效、高端的制造业实力，大多数中国的互联网公司在这方面望尘莫及，而且汽车行业的核心技术没有实现共享，即便有钱也买不到，再加上车联网的研发涉及比如联网、云计算和交互等上万个信息零件，绝非造手机、电视那样简单。对于技术积累几乎为零的互联网公司单靠招募几位传统汽车领域的高管是解决不了技术短板的。更何况造车是一个漫长的过程，有业内人士分析，汽车的基础研发周期为3～5年，汽车电子系统需要3年，软件部分和操作系统需要2～3年，也就是说一辆靠谱的概念车至少需要3年的研发周期。于是更多的互联网公司开始把注意力放在设计上，比如前文说到的LESEE，在外形上”天马行空”，而智车优行之前的奇点概念车，在外形上也十分炫酷，但却引发网友吐糟，其原因就是太过超前，并不完全符合大众审美。

 

更为关键的是互联网造车缺少核心科技，多是停留概念上，比如无人驾驶、智能车载系统、安全和搭载各种高科技产品等。正如吉利董事长李书福所言，互联网汽车不是简单地把手机功能集成到汽车上，更不是搞电子商务。

 

互联网造车，对传统车企有何影响?

 

就在各类智能汽车大行其道之时，传统车企的态度和应对方式也变得颇为敏感，那他们具体又是如何处理的呢?一部分是自己开始研发智能汽车。据媒体报道，奔驰、奥迪和沃尔沃的智能汽车都已经亮相。其中宝马公司与Karma汽车公司达成重要合作伙伴关系，Karma将结合宝马技术资源推出一系列混合动力和纯电动豪华汽车。

 

另一部分则选择与互联网企业合作，比如上汽与阿里巴巴合作。除此之外，还有奇瑞汽车与博泰，以及前文提到的长安汽车与百度。

 

当然也有个别传统车企直接沦为了代工厂。这一方面是因为制造工厂和地盘结构等部分本身就是传统汽车厂商最大的核心竞争力。另一方面，中国每年有大量产能过剩，传统车企从事代工也能获得不错利润，江淮汽车就是一例。今年4月7日，江淮公告，证实与蔚来汽车签订战略合作框架协议，双方将全面推进新能源汽车、智能网联汽车产业链合作，预计整体合作规模约100亿元人民币。这也意味着在蔚来汽车第二款量产车“落地”之前，江淮是它唯一的汽车制造合作企业。

 

当智能汽车之潮滚滚而来时，传统车企无论主动还是被动，都得加快脚步，否则下一个掉队的就可能是自己。

 

未来，我们期待第四次“工业革命”

 

说了这么多，最后我们不妨来畅想下互联网造车的未来。

 

首先必须承认的是：未来的汽车将不再只是一个交通工具，而是一个智能互联的终端，但它首先还是交通工具，智能汽车依然是汽车，必须要像传统汽车一样可靠和安全，所以对于一款智能汽车的制造，研发、设计、制造、测试和量产等各个环节，一个都不能少，同时还需要大规模的资金消耗、大量的人员协作，以及各个环节上极强的技术研发能力。这对于互联网公司来说，单纯招募车企高管与技术人员仍旧解决不了技术的短板，尤其是汽车行业的核心专利仍旧集中在传统汽车企业手中的当下。这就使得无论是BAT还是乐视、蔚来汽车先从操作系统等软件方面入手，再与整车企业深度合作，同时拓展汽车行业上下游资源，丰富自己的技术积累和供应链，来实现汽车智能化、信息化。　其次即便越来越多的互联网汽车已经从PPT中走了出来，但造车仍然不是一件一蹴而就的事。除了成品外，安全测试还要面临很多的考验，因此理论上两三年造不出来，甚至三四年都不一定能投入生产，各互联网汽车厂商和消费者都应该沉得住气，耐心等待。

 

而对于未来的智能汽车，在时代浪潮的推动下，汽车自然会顺势向电动化、智能化与共享化发展。而且汽车行业的商业模式也将会从硬件模式向服务模式转变，智能汽车一定是车辆技术和互联网技术的大融合，是信息技术、智能化技术、车辆高科技技术以及全新商业模式等方方面面的大融合，这就需要具备两个能力，“上半身”和“下半身”。“上半身”是应用的能力，“下半身”则是数据的能力，这看起来更像是第四次“工业革命”。　结束语

 

互联网造车最终是否会颠覆传统汽车制造业，谁会成为潮流，目前下结论或许还为时过早。但可以确定的是，智能汽车一定会给我们的生活带来想象不到的改变，会让我们更安全、更舒适、更智能、更环保的用车。接下来我们所要做的，就是一起期待这一天早点到来。

篇6

江鹏程：华软目前管理资金的规模大概是130亿人民币，投资主要领域是新一代信息技术，大概占70%，同时会扩展其它领域，例如装备制造、节能环保。始终坚持信息技术是主要投资方向。华软资本最近出了一本书《2049智能崛起》，联想30多年以后信息技术在各个行业会引发什么变化，来找一些方向性的投资的机会。

《融资中国》：华软为什么会选择装备制造业？

江鹏程：选择这个领域是因为第一我们要和信息技术紧密结合。第二点我们会选择国家七大战略新兴行业。对于装备制造业很看好，在两年前华软就定了策略方向 ，那个时候还没提到工业4.0等概念，智能制造的背后一定有信息技术的广泛应用，对于现在的工业制造会有很大的提升。有些装备制造可能很高端，但那些不一定是华软的投资方向，我们看的是工业4.0对工业生产效率的提升，这样的改变都是一步一步来的，不是一蹴而就。

《融资中国》：工业制造4.0概念真正落实到企业中需要多长时间？

江鹏程：工业4.0不完全是一个概念，它是逐渐发展的过程，不能说立马达到工业4.0的标准，但是工业自动化 ，工业流水线的智能化是一直在进行的。例如iPhone配件很多都是在国内生产，在这些生产企业里面会广泛应用到无人管理和高效智能控制，达到4.0是逐渐的过程，但绝对不是摸不着的东西，不仅仅是一个概念。

《融资中国》：工业4.0细分哪几个方向？

江鹏程：我们不讲方向，讲解决问题。如生产线的物料搬运，是不是能达到节省的目的，如工厂设计，什么地方会应用到机器人，后面会有搬运系统，有嵌入式软件，也有独立的某一个环节机器人手的应用，这些应用能够提高效率。机器人手臂放哪里，怎么设计，每秒怎样能够完成更多工作，这些都是很现实的东西。

《融资中国》：在物联网人工智能方面有哪些布局？

江鹏程：物联网很早之前就有布局，物联网本身是分层的，最底层，中间系统设计和应用 ，各个层面投资的时点不同。我们做了一些投资比如RFID（射频识别）的一些应用，也有一些项目投完被收购了，这个方向我们绝对认可，包括我们新书里提到新一代信息技术应用最重要的四个方向“大物移云”，大数据，物联网，移动互联网和云计算，以这四个作为我们新一代信息技术未来发展最主要的内容，我们会持续看好，做投资的话会看在这个企业在物联网某个阶段解决了什么问题，它能否在未来三到五年中持续的增长。

篇7

关键词：智能制造技术；智能制造系统；机电一体化技术

1 概述

改革开发以来，我国的各项事业也都得到了快速发展，工业生产水平尤其是机械制造水平更是进步显著，正逐渐呈现出从制造自动化向着制造智能化的方向~进的趋势。与传统制造模式不同，智能制造模式中融入了电子、计算机信息等先进科技，是一种具有自适应加工和综合自动化控制等特征的先进生产方式，它的一个显著特点就是将机械技术和信息电子技术进行了结合使用，从而构建出了能够大幅度提升生产能力和效率的先进制造系统，而这就说明了智能制造的实现过程中就必然离不开机电一体化技术。笔者结合自己的工作实践经验，就机电一体化技术在智能制造中的应用进行了一些有意义的探讨，希望对相关工作能够有所借鉴。

2 智能制造的概念及其发展

在当前市场竞争日趋激烈的形势下，机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备，探寻新的生产方式，而智能制造作为一种更加先进的生产方式，自然就引起了越来越多人的重视。现实中，智能制造一般包含两层含义，一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术，另一层就是指代智能制造系统（如图1所示）。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式，构建智能化的制造系统。可以这么说，在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势，对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。

与传统的制造技术不同，智能制造技术融合电子、机械以及计算机信息等技术，即智能制造的实现高度依赖于机电一体化技术。智能制造技术的一个最显著的特点就是可以对制造状态实现智能感知，并对感知到的信息进行自动分析和处理，最后还可以生成决策指令来对整个制造加工和管理环节进行自动控制。显而易见，智能制造技术的功能就是对机械产品的加工制造环节进行自动控制，通过对人工决策过程加以模仿来自动生产控制指令。这样做的一个显著好处就是降低了人为因素可能造成的干扰。如采用智能制造技术来生产机械零件产品就消除了因人工操作失误而造成的废品损失，在解放了大量生产劳动力的同时，也极大幅度地提升了生产效率和产品质量。此外，对于一些劳动强度特别大或者生产过程存在潜在安全隐患的领域，采用智能制造技术来替代人工生产也是实现安全和高效生产的一种最佳选择。总之，智能制造技术不仅可以大幅度提升生产效率，而且可以在很大程度上杜绝人为失误的影响，是当前机械制造技术发展的一种主流趋势。

智能制造系统就是通过运用智能制造技术来构建的一种先进生产系统。与传统生产方式不同，智能制造系统中融入了大量的制造加工状态信息，并通过对这些信息进行智能处理来及时发现当前制造环节中可能存在的问题，这就为生产加工过程的自动化调节和控制提供了依据。此外，智能制造系统还拥有组织、学习以及优化等众多功能，如可以对生产加工过程中用到的各类资源进行灵活配置，对加工制造过程进行合理优化，对加工过程进行模拟仿真以及可视化展示等，而这些也都迎合了制造业的发展潮流。

3 机电一体化技术在智能制造中的应用

当前，机电一体化技术正在逐渐和智能制造技术进行融合，同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的空间。可以这样说，机电一体化技术已经逐渐成为了实现智能制造过程时的一种不可或缺的核心技术。例如当前智能制造系统中所广泛采用的传感器技术就是二者结合使用的典范。在智能制造系统中，需要加装多种型号的智能传感器来对加工制造状态信息进行监测和收集，而这就需要用到机电一体化技术来对信号进行采集。此外，传感器监测到的信息还需要通过信息网络传输给控制系统进行分析，而这也需要用到电子信息技术来构建信息传输网络。总之，在构建智能制造系统的过程中，必不可少地就需要用到机电一体化技术来达到各种信号检测和传输的目的。

事实上，智能制造是在制造自动化高度发展的基础上所诞生的一种新型制造理论，而数控技术就是实现制造自动化的一种关键技术。众所周知，数控技术的实现就离不开机电一体化技术，它对数控系统的要求非常高，不仅涉及到模拟、信息处理等多种技术，还包括对所有数字加工环节的自动优化和管理。目前绝大多数制造企业都应用了数控机床，其数控系统主要采用的是“CPU+总主线”的结构形式，通过在线诊断和模糊智能控制的方式来对整个生产过程进行多通道的管控。

除此之外，一些国内外先进企业构建的无人化生产线和无人工厂也是机电一体化技术和智能制造技术结合应用的典范。在这些生产制造系统中，工业机器人被大量使用，它们和数控机床之间可以通过物联网来实现互连互通，并通过构建基于人工智能的智能控制系统来对所有制造过程进行控制。

4 结束语

总而言之，机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术，将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义，必须引起我们高度的重视。此外，智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间，这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。

参考文献

[1]冉胜国.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].商品与质量，2016（20）：68

[2]周怀疆.试述机电一体化技术在智能制造中的应用[J].引文版（工程技术），2015（36）：240

[3]王昌祥.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].工业，2014（8）：56

篇8

为什么？

2011年德国汉诺威工业博览会上，德国相关协会提出工业4.0的初步概念，此后由德国机械设备制造联合会等协会牵头，来自企业、政府、研究机构的专家成立了“工业4.0工作组”，进一步加强工业4.0的研究并向德国政府进行报告;2013年，德国政府将工业4.0纳入《高技术战略2020》中，正式成为一项国家战略。目前，德国正计划制订推进工业4.0的相关法律，把工业4.0从一项产业政策上升为国家法律。德国工业4.0在很短的时间内得到了来自党派、政府、企业、协会、院所的广泛认同，并从一个来自民间的概念迅速演变国家产业战略，现正从一个产业政策上升为国家法律。工业4.0能在这么短的时间内在全国形成共识，有其偶然性也有必然性，这种认识来自于德国长期以来把工业作为国家经济的基石，来自于信息通信技术给工业带来的革命性影响，也来自于新一轮科技革命中对德国工业地位的担忧。概括起来，主要是三种意识：危机意识、机遇意识和领先意识。

危机意识：德国是传统的科技工业强国，但是在新一轮产业技术革命中，传统的竞争优势受到了来自各方面的挑战，一部分新兴产业成长乏力，各界对德国未来发展表现出某种忧虑。这种忧虑包括了对新兴产业创新能力的忧虑、对传统产业竞争优势的忧虑和对国家产业战略方向的忧虑。

机遇意识：尽管德国各界对有些产业发展得不尽如人意表现出了忧虑，但对德国传统优势产业的竞争力还是表现出强烈的自信，认为德国工业经济发展面临许多机遇，如庞大的、快速成长的智能装备市场，全球新一代信息技术与制造技术融合的趋势带给德国的是巩固和强化技术优势的机遇。

领先意识：在新一轮技术革命和产业变革中，德国人有危机感，也看到新机遇，并试图在工业领域继续保持全球领先的地位，其基本途径就是在向工业化4.0迈进的过程中先发制人，与世界制造强国争夺新科技产业革命的话语权，抢占产业发展的制高点。他们在努力实现五个领先：理念领先、技术领先、产业领先、标准领先、市场领先。

是什么？

与国际社会关于第三次工业革命的说法不同，德国学术界和产业界认为，前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。他们将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0，20世纪初的电气化定义为2.0，始于20世纪70年代的生产工艺自动化定义为3.0，而物联网和制造业服务化迎来了以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法，即工业4.0。德国工业4.0战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统相结合的手段，推动制造业向智能化转型。

工业4.0是一个发展的概念、动态的概念，是一个理解未来信息技术与工业融合发展的多棱镜，站在不同的角度会有不同的理解;工业4.0是互联，是集成，是数据，是创新，是服务，也是转型;工业4.0是CPS，是智能工厂，是智能制造;工业4.0是国家战略，是企业行为。

但从根本上来讲，工业4.0是一种在信息技术发展到新阶段产生的新的工业发展模式。从终极目标来看，工业4.0不能为技术而技术，核心在于提高企业、行业乃至国家的整体竞争力。从企业来看，通过工业4.0可以实现劳动生产率大幅提高，产品创新速度加快，满足个性化需求，减少能耗，提高产品质量和附加值大幅，增强企业核心竞争力显著;从行业来看，通过工业4.0可以建立起高度协作的创新服务体系，提高整个行业的资源配置和运行效率;从政府来看，通过工业4.0进一步巩固德国制造业优势，抢占新一轮产业竞争的制高点。

如何看？

我们看待德国工业4.0，既要有国际视角，更要有中国视角;既要有技术视角，更要有转型视角;既要有理论视角，也要有实践视角;既要有政府视角，也要有企业视角。只有这样，我们的观察才有针对性、指导性和现实性，才能更好地实施两化深度融合战略。

德国的工业4.0与我国两化深度融合，如出一辙、异曲同工、殊途同归。2014年11月8日，苗圩部长在接受《人民日报》专访时说，我国提出的两化深度融合战略与德国提出的工业4.0战略如出一辙、异曲同工。尽管中德两国工业化阶段不同、企业水平不同、技术基础不同、主导产业不同、运行机制不同，但面对新一轮产业技术革命的趋势，有相同的危机感和紧迫感，都认识到了发展的机遇的挑战，都有举全国之力抢占新一轮产业竞争制高点的战略意图，两国的战略在核心理念、发展重点、方法路径等方面也比较相似。

工业4.0是德国制造的新品牌、新名片。当提到德国时，我们会联想到高可靠、高精密、高质量、高安全的德国工业产品，德国制造作为一种品牌已成为德国的重要资产，这是德国人历经百年而打造的，但德国人并不满足。在新一轮信息技术革命背景下，要赋予德国制造以新的内涵。德国工业4.0是德国工业发展的新理念、国家的新战略，更为重要的是，它正在成为德国制造的新品牌，为德国的工业体系贴上新的标签，它在强化德国制造原有的内涵基础上，赋予了新的内容，即高技术、高品质、高效率。

德国举全国之力实施工业4.0战略。德国工业4.0战略的实施是“举全国之力”、“集中力量办大事”的国际版。工业4.0作为一个新理念凝聚了德国各界的共识，并演变成了共同行动，这种共同行动跨越了党派、中央、地方、企业、行业协会、研究院所，你能看到德国强大的组织和动员能力。

标准、技术、人才是优先行动。如何将工业4.0的理念和战略转化为具体行动，德国人提出的系列行动计划，包括标准化、网络设施、信息安全、流程再造、人才培训、法律政策等，这些都是重要而且必要的行动，但如果一定要更聚焦到三个最核心的行动上的话，那可以考虑将标准、技术和人才作为工业4.0最优先考虑的领域。

同样面临着信息安全这一全球性问题。信息技术越普及、越深化，信息安全问题就越突出，企业实施工业4.0的一大挑战和困惑就是，工业生产智能控制的信息安全问题，这既是一个企业的挑战，也是国家的挑战。德国各界对此有清醒的认识，并把工控安全作为工业4.0需要解决的核心议题。

怎么干？

德国工业4.0战略给了我们很多启示，我们要结合中国的实践，坚定不移地实施两化深度融合战略。

凝聚行业共识，把智能制造作为两化融合的主攻方向。智能制造是两化深度融合、德国工业4.0、美国产业互联网概念背后的最大公约数，包含产品、装备、生产、管理服务的智能化。把智能制造作为两化深度融合的主攻方向，就是要把握全球新一代制造技术变革的新趋势，以实现重大智能装备和产品的自主可控为突破点，以推广普及智能工厂为切入点，以提升制造企业研发、生产、管理和服务的智能化水平为落脚点，完善制造业国家创新体系和综合标准化体系，建设智能制造人才培养体系，打造制造业竞争新优势，实现中国制造的跨越式发展。

整合产业资源，把增强智能装备和产品自主发展能力作为智能制造的突破口。尽管产品智能化已走过了很长的历史进程，但从新一代信息技术的潜能来看，我们现在所看到的产品智能化处仍处于起步阶段，在未来30年乃至更长的时间尺度内，重大装备和产品的智能有可能走向成熟。因此，需要围绕重大装备和大宗消费品的智能化，整合科技创新资源，打造贯穿全产业链的新兴信息技术推广应用服务平台，增强重大智能产品的自主发展能力。

突出试点示范，把推广普及智能工厂作为智能制造的切入点。发现最佳实践，总结行业经验，加强交流推广，开展试点示范，是过去几年推进两化融合工作的基本思路，也是德国推行工业4.0的基本方法。西门子、大众、宝马、博世等在讲到智能制造时，都提到他们所认为的最能体现工业4.0理念的全球最佳智能工厂，而且有许多是在中国。在行业及区域层面推广智能工厂和智能制造体系应当是下一步可以考虑的重要工作方向。

创新体制机制，把培育新业态、新机制、新模式作为智能制造的核心任务。在新一轮产业技术变革中，在抢占新一轮产业竞争制高点的过程中，我们要充分认识到中国在互联网经济的优势，这一优势是德国及欧洲国家所不具备的。如何持续创新体制机制，把互联网与工业融合创新这篇大文章做好，事关工业由大变强的整体战略布局。这需要我们理性客观认识互联网经济在智能制造战略布局中的地位，积极培育引导新技术新业态新模式，加快推进制造业服务化。

坚持标准先行，把制订智能制造标准化作为智能制造的优先领域。把握智能制造发展的特点和规律，整合国内标准化资源，学习借鉴德国工业4.0标准化路线图以及美国先进制造和工业互联网标准建设的工作思路和组织方式，加快智能制造标准化体系建设。如，加快制定智能制造标准化路线图，尽早启动优先急需领域标准化制订工作，建设和推广企业两化融合管理体系。

夯实产业基础，把构建自主的信息技术产业体系和工业基础能力作为建设智能制造的重要支撑。现在业界经常讲的一句话是我们的计算机产业“缺芯少魂”，沿着这个思路展望一下十年后的产业格局，当十年以后越来越多的产品高度智能化的时候，我们会不会也面临智能汽车、智能机器人、智能穿戴、智能家电、智能工厂等这些产品“缺芯少魂”的局面。当英特尔、高通、博通、英伟达等芯片巨头，以及苹果、谷歌、微软等软件互联网巨头在三四年前已围绕智能汽车在芯片和操作系统进行全方位布局的时候，我们有理由对智能产品未来的空心化问题表示忧虑。构建技术领先、自主可控、安全可靠的信息技术产业体系的任务更加紧迫而艰巨。完善面向智能制造的网络基础设施、增强电子信息技术支撑服务能力、强化工业基础能力势在必行。

篇9

随着社会的进步和生活水平的提高,社会对产品多样化,低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,制造业自动化进入一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。

1基本概念

11柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的成本低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括1)机器柔性当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。

2)工艺柔性一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。

3)产品柔性一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。

4)维护柔性采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。

5)生产能力柔性当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。

6)扩展柔性当生产需要的时候,可以很容易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。

7)运行柔性利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。

12柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:

1)柔性制造系统(FMS)

关于柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:

美国国家标准局把FMS定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”简单地说,FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(IMS)国际性开发项目,属于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。

2)柔性制造单元(FMC)

FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年,FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。

3)柔性制造线(FML)

它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。

4)柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。

2柔性制造所采用的关键技术2.1计算机辅助设计

未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。

2.2模糊控制技术

模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。

2.3人工智能、专家系统及智能传感器技术

迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的作用。目前用于柔性制造中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。

24人工神经网络技术

人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分。

3柔性制造技术的发展趋势

31FMC将成为发展和应用的热门技术

这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。

32发展效率更高的FML

多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。

33朝多功能方向发展

由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。

4结束语

柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时,智能化机械与人之间将相互融合,柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。

近年来,柔性制造作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公认,可以这样认为:柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及其软件的支撑下,构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。实现了按端口、MAC地址、应用等来划分虚拟网络,有效地控制了企业内部网络的广播流量和提高了企业内部网络的安全性。

4结论

篇10

关键词：机电一体化 智能制造 应用

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0092-02

机电一体化又称为机械电子学，随着科学技术的进步和经济的迅速发展，机电一体化技术在生产中逐步的得到了广泛的应用，尤其是在市场经济下竞争激烈的今天，机电一体化技术成为了工业生产的强劲动力，机电一体化技术将电子与机械进行紧密的集合，从而实现了人们对机械设备的智能化管理，新世纪的制造必然是智能制造。智能制造包含两重含义，即智能制造系统和智能制造技术，在目前的工业企业生产过程中，智能制造已经成为了制造业的主流，智能制造通过计算机模拟人脑，对制造过程中的各个环节进行分析、推理、判断以及进行生产的决策，从而实现整个企业生产过程的智能化以及高度人性化，以电脑的模拟分析代表人脑的分析过程，对生产过程进行准确的控制。该文介绍目前机电一体化技术的发展现状以及智能制造的概念，着重说明智能一体化技术在智能制造中的应用，希望对读者有所帮助。

1 机电一体化技术发展的现状

机电一体化技术是电子技术和机械技术的集合。机电一体化技术在20世纪60年代初步形成，这种技术的出现是为了满足工业生产的需要，在发展的最初阶段是通过电子手段对机械设备进行控制，提升企业的生产效率。最初的机电一体化技术十分简单，技术含量也不高，智能适用于简单小型设备的生产。经过几十年的发展，机电一体化技术已经逐步的融合了计算机技术的精华和微处理技术的精髓，尤其是进入21世纪以来，机电一体化技术又和信息技术以及电子技术等高新技术融合，模拟人脑对生产过程进行分析和判断，使生产逐步的智能化。

如今的机电一体化技术，尤其是在一些大型企业的生产过程中，涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展，机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要，机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑，对整个的生产过程进行分析和判断，发出各种操作指令，完成复杂的生产，对生产所用的机械设备进行智能控制，整个生产的过程也十分的人性化，电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。目前，随着经济全球化进程的不断推进，工业生产已经不仅仅局限于某个区域，而是就地取材，遍布世界的各个角落，因此，机电一体化技术也有了新的含义，远程控制技术以及远程监视技术也在渐渐的被应用到机电一体化技术中来，机电一体化技术的发展是随着科学技术的发展和生产的需要而不断发展的，机电一体化技术有着广阔的发展空间。机电一体化技术的发展也势必会使企业打破自有的生产模式，逐步的实现模块化集成机电生产，统一机电产品的部分标准，规范生产过程，提升产品质量。

2 智能制造技术及其发展

随着科学技术的迅速发展，机械制造技术也不再拘泥于陈旧的生产模式，科学技术赋予了机械制造新的活力，机械制造技术正在逐渐的吸取各种技术的精华，实现自身的改革和进步。现如今，生产逐步的实现机械化，人们对于机械设备的需求不断加剧，为了满足这种需求，人们不断的研究新的技术提升机械生产效率。智能制造技术是目前机械制造技术的主流，智能制造技术是使机械设备自主驱动并且自主的控制机械设备的元件，实现机械设备系统控制的智能化，智能制造也必然是机械制造的主流趋势。智能制造能够储存大量的信息，能够有效的获取生产过程中的信息，能够对生产过程中出现的问题进行及时的处理，具有组织、学习、分析、优化、维护的功能。智能制造技术克服了传统制造中的诸多缺点，大幅度提升了产品的质量，提升了产品的合格率和科技含量。智能制造技术正在逐步的借助三维动态演示，模拟技术、计算机编程、多方向视图技术以及比例缩放等技术，对所要制造的产品进行设计和生产过程控制，使生产过程能够满足设计图纸的高精度需要。智能制造技术在大幅度提升制造效率的同时还能够实现人机的互动。

智能自造技术能够对产品的设计生产等各个环节进行有效的控制，减少了人工的劳动，解放了大量的劳动力，在劳动力紧缺和劳动力成本很高的今天，智能制造技术对于企业的生存和发展有着特殊的意义。另外，对于一些污染较重以及危险技术较高的生产制造单位而言，使用智能制造技术不失为最佳的选择，使用智能制造技术能够及时发现安全隐患，有利于企业的安全生产。一些具有特殊生产要求的企业必须使用智能制造技术以实现劳动工人无法实现的操作控制，智能制造技术的使用还在很大程度上减少了误差和人为失误的出现，提升了产品的质量和生产效率。

3 机电一体化技术在智能制造中的应用

智能制造技术随着生产的需要发展迅速，并在短短的十几年间广泛的应用到绝大多数的工业生产当中来。当前，机电一体化技术正在逐步的和智能制造技术进行结合，用以满足多样化的工业企业的生产需要，同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的发展空间。机电一体化技术在智能制造中的逐步应用必然会应用到一些核心的技术。传感技术就是其中的核心技术之一，传感技术如若应用到智能生产当中来必须要保证其准确性和灵敏性，并且保证传感器不被目标信号以外的其他信号所干扰，单纯的传感器是不行的，还要建立相应的传感器网络系统，传感器用于目标信号的收集，无线传感器网络实现信息的传输，通过计算机收集的信息进行分析和处理，最终达到对于整个生产过程的控制。就目前生产制造而言，主要采用的是非接触性的检测手段以及光纤电缆传感器，采用统一且标准化的接口，将设计的难度适当降低，主要开发成本较低的串行接口。

机械制造在国民经济中占有重要的地位，同时机械制造对于国家农业和工业的发展有着重要的意义，在我国，数控领域最早将机电一体化技术应用到智能制造中来，数控生产对于智能控制的要求非常高，其中还要涉及到模拟、信息处理等多种技术，在生产过程中，智能控制技术能够对无法进行建立模型的环节以及模糊的信心进行处理，优化整个生产过程的管理和控制。目前的数控机床主要采用多CPU和总主线的结构形式，通过在线诊断以及模糊智能控制技术，采用大型的储存设备、提升数控能力，提供二维和三维的仿真动态画面，对整个生产的过程实现多过程和多通道的控制。

自动机械和自动生产线也在智能制造中得到了很好的应用，其使用人机界面控制装置、光电控制系统以及可编程序控制装置等。机电一体化技术在智能制造中的极高体现表现为工业机器人的使用，工业机器人综合了人工智能、遥感技术、通讯技术、仿生学技术等，它可以对生产信息记性获取、识别和处理，工业机器人在目前工业生产中发挥着不可替代的作用。

4 结语

机电一体化技术技术的在智能制造中得到了极为广泛的应用，提升了以往低下的生产效率，革新了传统的生产模式，机电一体化技术在智能制造中广泛的应用是经济发展的结果，也是工业生产的需要，这种生产制造模式实现了技术的融合，提升了生产效率，推进了工业生产的革新。

参考文献

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