数字化设计与先进制造技术范文

导语：如何才能写好一篇数字化设计与先进制造技术，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。

篇1

自国际金融危机爆发之后，工业发达国家重新意识到了制造业的重要性。美国、德国纷纷确定了重振制造业的目标。作为制造大国，中国也正在起草相关规划。其中，优先推进制造业网络化、数字化、智能化发展是重要内容之一。

“现在多数企业在数字化上面有误解，认为用了ERP系统，在管理、采购、报价、营销上达到数字化就够了，这是对数字化制造的片面理解。”中国工程院院士柳百成告诉《中国经济和信息化》（以下简称CEI）记者。

柳百成认为，数字化制造的核心在于设计过程的数字化和制造过程的数字化。中国未来发展数字工厂，重点也应该放在数字设计和制造这两个实体的过程上。

CEI：我国正在大力推进先进制造业的发展，先进制造业的内涵究竟是什么？

柳百成：这个可以参考美国是如何重振制造业的。2011年，美国奥巴马总统提出并启动了先进制造伙伴计划（Advanced Manufacturing Partnership，AMP），并将投入5亿～10亿美元来推动这项计划。美国对先进制造的定义包括两个方面。一方面是原有的产品和工艺采用了新方法、新技术；另一方面是用新材料、新技术或新方法，生产新产品。

为确保美国制造业在全球的领导地位，2013年，美国总统执行办公室和国家科技理事会联合了“国家制造创新网络-初步设计”。

美国国家制造创新网络是由15个制造创新研究院组成的。第一批已建立了4个创新研究院，其中，第一个是增材制造创新研究院，第二个是数字化制造与设计国家创新研究院，第三个是轻量化材料制造创新研究院。最近，又在启动第二批4个制造创新研究院的组建。

从这里可以看出，数字化制造是先进制造的一个重要部分，但并不是先进制造的全部。要将中国的制造由中低端产品发展到中高端产品，除了数字化技术外，还要与高新技术集成、融合。

美国建立的制造创新研究院集中了全国之力，例如，增材制造创新研究院由85个企业、13个研究型大学、9个社区学院和18个非营利机构组成。

CEI：你理解中的未来制造强国应该是什么样的？需要具备什么样的特征？

柳百成：什么样的国家才能够称为制造强国？对中国而言，我认为需要具备5个特征。一是要有雄厚的产业规模。二是要有很强的创新能力。三是要有一批知名的品牌和企业。例如，汽车企业有像美国的通用或日本的丰田那样的品牌。四是要有良好的质量和经济效益。五是要具有可持续发展能力。

CEI：应该如何实现上述提到的未来制造强国的五个特征？

柳百成：这需要强调两个方面。第一，要发展基于网络的数字化、智能化制造。核心内容是设计过程的数字化和制造过程的数字化。其中，设计的数字化不要理解为绘图的数字化，不是用了3D造型软件就达到了设计数字化。真正的数字化设计，在设计全过程都要采用有限元等计算机辅助工程分析（CAE）。

第二，要加强制造业的基础。什么是制造业的基础？首先是基础材料。我们在制造大飞机时用到的很多材料，还要靠进口。其次是轴承和液压件等基础零部件。例如，目前工程机械中用的很多液压件等元器件仍依赖进口。最后是基础工艺。很多产品和装备我们做出来了，但工艺稳定性和可靠性都达不到用户要求。例如，有些高档数控机床，在出厂的时候，能够达到国外同类产品的精度和性能，但是用不了多久，跟国外的差距就表现出来了。

CEI：机器人的应用如今在工厂里越来越普遍了，现在制造业已经掀起一股机器人热，应该如何看待机器人在未来先进制造业中的作用？如何看待制造业中机器人对人的影响？

柳百成：机器人的发展当然很重要，但是，也不要一拥而上。对于机器人的发展，要有正确的定位。在制造工厂里，机器人是高端装备中的一个重要组成部分，但不是高端装备的全部。智能化装备或智能制造单元是由先进装备如高端数控机床和机器人集成组成的。我国已是机器人消费大国，但80%左右的机器人仍依赖进口，远不是机器人强国。

在数字化工厂里，人的作用不可能完全被机器人取代。数字化工厂不等于无人工厂，而是需要更高水平的高级工程科技人才和高级技术工人。

CEI：制造业目前出现了服务化的趋势，应该如何看待这个趋势？

柳百成：服务化是一个很重要的发展趋势。罗尔斯・罗伊斯公司是英国著名的航空发动机公司，其发展历程经过三个阶段。第一阶段是卖发动机给用户。第二阶段是提供发动机租赁业务。第三阶段是服务化，卖发动机的工作服务时间。例如约定5万小时的飞行时间，只要在该时间之内，出现任何问题都由企业全权负责服务。这就是一个从卖产品到卖服务的过程。

CEI：和西门子这种百年企业相比，中国制造业企业差距在哪儿？中国制造业发展的软肋何在？

柳百成：长期以来，我国很多制造企业光搞生产，而忽略了创新。以往国内很多汽车企业，靠引进国外技术及图纸生产汽车。他们没有也不需要研发队伍，时间长了，也就缺乏自主创新的研发能力。

现在中国想要成为制造强国，企业一定要有一支能力强的研发队伍，而且要加强研发投入。目前，国内企业的研发投入还远远不够，制造企业的研发投入占销售比例平均只在1.5%左右。而国外企业的研发投入占销售比例在3%～5%左右。

CEI：中国应该如何发展先进制造，来弥补与发达国家的制造业差距？

篇2

我们机械工程学院为了使我们更多了解机电产品、设备及工作性质，提高对机械制造相关技术的认识，加深机械制造在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，特意安排了我们到上海职业培训中心进行了为期五天的参观实习。 这次的认知实习也是为了我们能将所学的理论知识与实践结合起来，培养勇于探索的创新精神、提高动手能力，加强社会活动能力，严肃认真的学习态度，为以后专业实习和走上工作岗位打下坚实的基础，也为了能够让我们对自己的未来有个明确的规划。

二、实习日程安排

1、实习日期：7月4日

实习内容：学习安全守则

2、实习日期：7月5日

实习内容：数控铣床

3、实习日期：7月6日

实习内容：数控电火花成形机床

4、实习日期：7月7日

实习内容：注塑机及模具拆装

5、实习日期：7月8日

实习内容：现代测量技术

三、实习单位概况

我们本次实习的单位是位于天山路的上海市职业培训中心，即天山路公共实训基地。为提高本市劳动者的职业技能素质，进一步加强高技能人才队伍建设，上海市职业培训指导中心通过分析借鉴发达国家的职业技能发展趋势，根据上海产业发展方向，以“以明天的需求培训今天的学员”为指导思想，坚持“前瞻性、先进性、操作性”相统一的原则，通过政府集中投资，建立了一个面向社会培训机构免费开放、无偿使用、功能齐全、技术先进的公共实训基地。

目前，建成并投入运作的天山路公共实训基地建有综合技术中心、信息技术中心、创意技术中心、数字制造技术中心4个职业门类，可提供79个职业类别、覆盖160多个岗位工种的实训，走出了一条高能级培训设施投资集约化、效益最大化的新路。几年来，天山路公共实训基地每年完成实训40万人次以上，成效明显。与此同时，上海市职业培训指导中心正在积极探索建立多层次、全覆盖的公共实训体系，切实加强本市技能人才实际动手能力的培养，促进本市劳动者实现素质就业。

篇3

在需求侧，电子商务、生活服务等互联网模式已经为消费者提供了更大便利。现在，政府希望进一步提升生产端或者供给侧的质量和效率。如果说，需求侧的创新可以“集众人之力”，那么供给侧改革则需要硬功夫。

《中国制造2025》体现了制造业的未来十年规划，借鉴德国提出的“工业4.0”的思路，把工业互联网、云计算、机器人等先进制造技术融合在一起，重构产品从设计到使用的全过程，通过制造业和信息产业的深度融合，推动向智能制造的转型。

德国工业4.0战略的目标，是使用物联网技术，把产品、机器、资源、人有机联系在一起，推动各环节数据共享，实现产品生命周期和全制造流程的数字化。同样，“中国制造”也希望将各个工厂改造为高生产效率的智能工厂，通过物联网将它们连接起来，使全国成为一个巨大的智能工厂。

制造业现状的多层次性，使智能制造发展面临种种挑战。虽然理想很丰满，中德两国都想把工业4.0和“中国制造”对接起来，双方不断寻找合作的途径。德国总理访华直接访问沈阳这个传统制造产业基地，中国企业则以每周一个的速度并购德国先进制造企业。但现实也很残酷，工业4.0也许是方向，有利于缓解产能过剩难题，但目前只适合于少量达到高端制造水平的中国企业，如何与原有落后生产方式相结合才是重点。中国制造的现状是工业2.0和3.0并存，虽然“黑灯工厂”已经逐渐涌现，但是“血汗工厂”尚未完全转移。

中国市场需求规模大、需求层次差异化明显，新产业、新模式、新技术、新业态的扩散呈现梯度特征：在需求领域，从大都市到县城存在需求扩散梯度，传统企业的生产优化可以针对不同细分市场规划创新；在生产和供给领域，由于产业发展不均衡，企业对先进制造的需求也存在需求梯度。不管现在采用智能工厂、自动化设备，还是手工操作方式，工业4.0是企业发展远期目标，智能制造不必一步到位。

在这个过程中，工业4.0与“互联网+”并不矛盾，因为都是应用信息化技术提升生产效率。没有互联网也就无从谈工业物联网和工业4.0，中国强调互联网并非误入歧途。美国工业互联网、德国工业4.0、日本机器人战略，虽然名称不一样，但所追求的智能化、网络化、服务化的未来工业发展方向，基本是相同的，而《中国制造 2025》也异曲同工。以互联网为代表的信息技术发展为产业结构转型升级开拓了空间。传统工业依靠单体设备功能提升、生产制造单元局部改革发展到今天，向上提升能力的空间逐步变小，但借助以互联网为代表的信息技术仍然可以进一步优化生产制造全过程，取得降低成本、提升效率的成效。

往更远处看，我们要坚定以智能制造、智慧服务化为目标，推动传统产业结构转型升级。面对市场需求多元化、个性化以及国家间竞争激化的形势，要提高企业的竞争力，就必须借助以智能设备为主的智能工厂、物联网、大数据分析等手段，促进企业提高产品开发、制造以及供应过程的效率，为顾客提供个性化服务，创造出新的附加价值。

篇4

关键词：机械专业；数字化设计；数字化制造

计算机技术已全面渗透到机械领域，学生熟练掌握和应用数字化设计制造技术已成为其必备的基本技能，企业在招聘中也将这项能力作为重要考核指标之一。为适应这种快速发展的新形势，满足社会的迫切需求，研究和探索如何培养掌握和应用数字化设计制造技术的优秀毕业生具有重要意义。通过广泛调研和细致分析，结合我校机械专业实际情况，提出了以典型数字化设计、分析、制造技术工程软件应用为主线，以实践教学基地和工程训练中心为载体，以培养学生创新能力、实践能力为目标，构建了贯穿于机械专业培养过程始终的数字化设计制造技术培养体系。

一、教学体系和教学内容的改革

在保持专业原有优势和特色的基础上，着重对数字化设计、数字化制造的教学内容、实习和实训等进行改革与创新，形成了一套完整的提高学生数字化设计制造技术能力的教学体系。

（一）工程制图类教学与实践

工程制图类是学生认识机械、了解机械的重要专业基础课，开设了机械制图、计算机绘图、三维设计等制图类课程，在教学中注重各门课程之间的融会贯通。计算机绘图将制图基本知识、视图表达方法、零部件绘制、装配关系等用计算机实现，提高了效率和设计质量，加深了对机械制图的理解和掌握。在三维设计中，通过建立三维实体模型、动态仿真，使学生容易理解，更容易激发其空间想象力和创新热情。

（二）工程力学类教学与实践

开设了机械系统动力学分析（如ADAMS）和有限元分析（如ANSYS）等分析课，增强工程力学类课程的直观性。如将刚体的静力学、动力学分析，变成动态的曲线或动画等输出形式，将构件的应力、应变分析等，变成动态的颜色改变、形状改变以及数据改变，形象直观，印象深刻。

（三）机械基础类教学与实践

机械基础类包括完整的机器设计过程―运动设计和工作能力设计。利用ADAMS等可以根据机构的运动尺寸建模，对机构进行运动学、动力学分析，为工作能力设计提供技术支持。利用ANSYS等进行应力、应变以及应力集中问题的仿真分析，加深学生对传动方案、结构尺寸和选用原则的理解。

（四）机制基础类教学与实践

机制基础类教学的一个主要任务是培养学生的工艺设计和夹具设计的能力。针对工程实际中的一个具有典型特征的机械产品零件，根据生产纲领要求以及现实生产条件，进行工艺设计和夹具设计。利用数字化设计表达夹具零件和装配体，并验证其设计结果。

（五）数控技术类教学与实践

针对工程实际中的典型加工对象，利用三维数字化设计首先进行建模、编程，生成加工轨迹，仿真加工及检验，后置处理，最终生成数控G代码。通过串行通讯或网络，实现上位机与数控机床之间通讯，将编制好的数控G代码下载到数控设备中，从而进行实际加工。从对象建模、刀具选择、工艺规划、代码生成、实际加工、加工效率检验等多方面培养学生的设计制造综合能力。

（六）现代设计方法类教学与实践

反求工程是现代设计方法之一。其利用三维激光扫描仪无接触地扫描被测对象表面轮廓，获得几何数据，构建曲面数字化模型，经过后置处理，生成RP需要的模型截面轮廓数据或NC代码，最终复制出原型或加工出实物。反求工程实现了从产品原型、产品设计到产品制造的数字化，达到了对学生进行综合应用训练的目的。

二、工程训练体系和内容的改革

工程训练的基本指导思想是四年不断线，分阶段、分内容、分层次系统地进行训练和培养。

（一）机械基础认知实习

对于刚入校的学生，进行包括传统设计、数字化设计、常规制造技术以及数控制造技术等在内的机械设计和制造方法的参观演示，使学生对主要的设计方法、制造技术和实现方式有一定的感性认识，激发学生对专业知识的学习热情和对专业的热爱。

（二）机械基础技能训练

进行全面的机械设计技术、制造技术等基础知识的学习与训练。绝大部分时间是用于车削、铣削、磨削、钳工、焊接、铸造、锻压、冲压、剪切等传统制造技术训练。同时，也进行简单典型零件二维、三维设计、读图能力训练以及基本的数控加工技术训练。

（三）数控技术训练

学生使用数字化设计制造手段进行典型零件的设计和数控编程，并在数控机床上完成零件的加工，突出了数字化设计与制造二者的有机融合。

（四）特种加工训练

训练学生掌握和使用多种与特种加工有关的设计、加工软件，掌握特种加工方法。加入这些训练内容，可使训练内容更加全面、生动、丰富。

三、项目驱动式第二课堂创新与实践能力培养

项目实践过程与听课不同，是一个主动的学习经历。项目课题主要来源于三个方面：一是学生自主命题，就是学生将在生活实际中遇到的困难、问题，进行提炼、分析、总结，提出有创造性价值的课题，这有助于培养学生的创造性思维和发现问题、分析问题及解决问题的能力。二是有主题的实践活动，例如根据各种学科竞赛的主题要求，组织学生开展创新设计实践，选拔优秀的创新设计作品参加竞赛，这有助于提高学生的创新能力。三是教师提供项目课题，教师可以根据自己的科研课题为学生提供创新实践项目。在项目的实施过程中，从设计构思、具体设计、工艺规划、加工制造、装配调试以及产品商业化等全过程都需要学生付诸实践。数字化设计与制造手段为项目课题的顺利实施起到重要作用。

四、结语

以数字化设计制造能力培养为切入点进行教学改革，促进了人才培养模式的不断完善。通过实践，该方法行之有效。不但使学生在空间思维能力、图形表达能力、常规工程设计制造能力得到培养和提高，而且其创新设计能力、先进制造能力以及工程实践能力也得到培养和训练，适应了知识创新和技术创新的需求。

参考文献：

[1] 雷辉. 机械类专业实验创新模式的构建与实践―链式工程训练实验教学法研究[J]. 中国大学教育, 2010, (6).

[2] 张树仁. 构建数字化设计制造技术教学平台的探索与实践[J]. 长春理工大学学报（高教版）, 2010, (4).

基金项目：黑龙江省高等学校新世纪教学改革工程项目“机械专业先进技术应用与创新型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：黑教高处函[2009]7号）；黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目“机械专业创新型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：200953）。

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工程教学和实践环节是工业工程人才培养极其重要的必修环节。通过实验室建设为加强教学实验和项目训练提供基本条件，通过大量的实践训练，使工业工程专业的学生能够加深对基础理论和工程基础知识的理解提高综合运用多种工业工程手段（工程的或管理的）解决实际问题的能力，以适应培养高层次应用型、复合型人才的要求。

1.工业工程专业实验室的规划

为了建设高水平的工业工程专业教学实验室，我们进行了精心的规划和反复论证。我们对国内外多所名校的工业工程系实验室进行了调查和网上查询，此外还重点请教了多位国际知名的工业工程专家。目前，各学校工业工程系由于各自的研究侧重点不同，实验室建设侧重情况都有所不同。考虑到我系学生的培养需求以及今后的学科发展方向，以及我们现有的情况，发挥工科背景的后发优势，取其它学校之长，制定了比较符合时展要求和我校特点的建设方案。

我们决定重点建设3个专业实验室：先进制造及数字化企业实验室，人因工程实验室，物流工程实验室。此外，我们不可能将工业工程面临的各种系统都在实验室建立物理模型，因此利用信息技术和现代展示技术弥补这一不足是一个重要解决方法。因此，我们建设一个全面支持系统仿真与展示的综合体验演示中心。利用信息技术将仿真结果更加逼真地展示出来，便于学生理解复杂企业大系统的运行情况，同时可支持各类系统的远程体验和演示，演示中心与三个分实验室用内部高速网络连接起来。

这些专业实验室总面积约600m2，特点在于：一是着重于企业生产服务活动的整体；二是立足于教学，每个实验室都考虑教学实验和案例的建设；三是可为全校学生进行工业工程方面知识的教学和实践培训；四是可为工业工程系学科的发展提供基本平台，服务于长远科研基本需求。

2.工业工程专业实验室的建设情况

2.1 先进制造及数字化企业实验室

“先进制造及数字化企业实验室”在国家211和清华大学985有关经费资助下已经具备相当规模。设有先进制造实验分室和数字化企业实验分室，面积约30cm2。目的在于全面培养学生对工厂、企业车间层的有关工程知识和实践技能。为工业工程系学生开设制造、生产系统方面的专业课以及为全校学生开设制造系统方面选修课，并支持有关课题研究。

实验室目前拥有一套教学用微型CIMS系统（包括车中心、铣中心、立体仓库、自动导引小车、三坐标测量机、机器人、物料传输线）7台教学型数控机床以及40台微机。拥有CAD/CAM软件和数字化企业建模与仿真软件，如Pro/E、I-DEAS、AutoCAD、FACTO-RY、Flexsim等。全部计算机、设备联网，并与校园网相连，实现资源共享，形成协同学习的环境。

利用实验室条件，学生可以进行CAD/CAM技术、CNC技术、NC编程、物流系统控制、FMS技术、CIMS技术、仿真技术、虚拟产品开发技术等内容的学习，可以进行实际操作的训练，实现理论与实践的统一，教与学一体化。

2.2 人因工程实验室

人因工程是工业工程主要的专业方向之一。建设人因工程实验室的目的在于综合运用人因工程方面的设备和技术，教学上支持人因工程、虚拟现实应用。协同设计与制造等方面的工业工程和制造工程课程实验，提供学生创新能力培养的基本环境和设备技术实施手段，同时支持在虚拟设计制造、产品快速开发、劳动作业安全、人机系统设计与仿真等方面的研究。

人因工程实验室面积约156m2，分为4部分：人因工程基础教学实验室、人体测量与生物力学实验室、可用性评测与人机交互实验室和虚拟现实与人机界面技术实验室。

1）人因工程基础实验室建设

此实验室主要应用是人体和环境基本测量与分析，工作地设计等。

主要满足人因工程基础实验教学要求。主要实验内容包括人体基本测量（形体尺寸、生理参数、认知特性等）、环境基本测量（温度、湿度、光照、噪声、辐射、空气等）以及工作地基本测量（几何、物理测量等）等。目的是让学生掌握基本的人因学测量手段和测量概念，强化人因工程的概念，并且能在今后的实际工作中自觉地考虑“人-机-环境”的互动关系，提高工程设计的人性化水平。结合这些实验，本实验室建设内容主要包括人体生理计测仪器、环境计测仪器等仪器的购置以及设计基础实验。

2）人体测量与生物力学实验室建设

此实验室主要应用是三维人体测量、建模、应用与分析等。

主要针对现代三维无接触人体测量技术及应用，满足人因工程高等专题实验教学项目要求。建设内容主要包括三维无接触人体测量设备的购置、配套硬件建设和数据处理及应用软件的研究与开发等。目的是让学生掌握先进的人体测量手段，了解三维人体数据的应用，结合专题设计实验或项目充分领会人因工程在工程设计中的重要性。

3）可用性评测与人机交互实验室建设

此实验室主要应用是用户研究、心理测试、计算机人机交互评测等。

主要针对以下3个方面的内容，产品的可用性（易用性）、用户需求分析及用户研究以及计算机人机交互测评等实验内容。重点针对现代信息产品的可用性测评；如何运用工程手段把握用户的特征和需求（显性需求和隐性需求）以保证产品开发的成功率；针对软件的界面设计以及移动商务、移动设备进行实验研究。通过这3个方面的实验，希望能培养学生运用技术手段把握客户需求，特别是针对当前流行的电子商务、软件和移动设备进行人性化设计的综合能力。建设内容包括：用户测试室和研究观察室的监控设备集成、人机交互设备、移动电子产品评测样本以及相应的记录和分析软硬件。

4）虚拟现实与人机界面技术实验室建设

此实验室主要应用是多通道复杂人机交互系统仿真与分析、虚拟体验教学实验、操作行为测评与分析、人体运动跟踪与仿真等。

主要针对以虚拟现实技术为基础的复杂“人-机-环境”交互系统进行模拟、仿真、测评和研究，立足于构建各种人机界面进行近似真实场景的测评，并运用多通道人机界面技术开展部分虚拟体验教学研究，通过“视觉、听觉、触觉”的集成体验来加深理论知识的学习并“感知”复杂的系统或理论。本实验将作为高等人因工程专题实验和一系列研究类专题实验的重要部分，培养学生运用新技术解决复杂问题的思路和基本能力，特别是自己动手进行研究类实验的设计、运行、总结、提高的能力。同时本实验室还作为工业工程系其他专业方向教学和研究用实验平台，开展体验类教学实验和成果展示。主要建设内容包括三通道虚拟现实立体投影系统、触觉人机交互装置研制、虚拟现实软件平台购置、驾驶行为仿真测试系统研究以及专题实验设计。

2.3 物流工程实验室

物流（广义包括企业内部物资流动和企业外部供应链管理）在现代企业生产和服务活动中占据日益重要的地位，并已经引起政府和工业界的高度重视。物流实验室建设的目的在于培养学生对复杂的物流系统进行设施规划、设计、过程优化以及流程管理的实际能力。满足相关的教学和科研的需求。利用计算机网络技术，虚拟现实技术、仿真技术、信息管理与决策技术等多种技术手段，使实验室充分体现和展示现代物流技术。物流实验室面积约9cm2，硬件设备主要是二个方面：混流装配生产线（企业内部物流）物流实验室商业物流。

1）混流装配生产线（企业内部物流）

该生产线是装配生产线，有8个工位，传送带可以连续移动或节拍移动。在生产实验过程中教师可以生产指令、监控生产状态、控制装配线的运转，让学生直观地看到企业实际加工的装配生产线，让学生了解和熟悉企业内物流。同时可以进行产品的功能结构分析与装配流程规划、装配线配置与布局、装配线平衡、装配作业动作分析时间研究、在线库存管理与生产现场物流、MRP与JIT生产模式对比、JIT方式下停线实验、装配质量控制、基于MES实时计划调度等实验。

2）物流实验室商业物流部分

物流实验室商业物流部分主要由40个货位的自动仓库、货柜、电子标签系统、电动传输带、条形码系统组成。学生根据老师提出的物流系统的需求，自行设计、分析、建立一个配送中心（仓储、分拣、搬运、进出库等）规划物流系统。提高其运用理论解决实际问题能力，同时，对于现代物流配送有基本认识，了解和熟悉库存管理。对于可以进行实验室实验、设计、实施的配送中心部分，在实验室进行，对于不便进行实验室分析、实施的送货线路部分，采用规划及仿真软件进行。

3.工业工程专业实验室的建设成果

目前，先进制造及数字化企业实验室中的先进制造实验分室在原有的基础上继续完善，开发实验网络教学课件，増加新的实验内容，扩大效益。学生可在实验室里进行数控编程及加工，CAD/CAPP/CAM、FMS、机器人、CIMS、生产调度及仿真优化等反映先进制造技术的单元或系统的学习和实践训练。除为我校学生提供教学实践服务外，每年都有其他院校（北京农业大学、北京林业大学、北方交通大学等）来我系实验室做实验和实习。数字化企业实验分室已经实现从零件设计、工艺分析、工厂设计、企业管理到企业运作仿真的系统集成。学生可以在实验室学习数字化时代与企业生产经营有关的几乎所有软件系统，进行企业知识的全方位训练。

已经建成的人因工程实验室，是国内高校中建设比较完备的一个人因工程教学实验室，而且建设内容突出反映了国际上人因工程专业方向的发展趋势，融入了较多的新技术和新思路，如信息产品的可用性及用户研究、虚拟现实技术在复杂人机界面方面的应用、虚拟现实体验与展示等。实验室建设规划内容被许多国内兄弟院校的工业工程系索取和参考，为国内工业工程系人因工程方向的教学改革提供了先例。

物流工程实验室各个部分设备已基本建成。物流实验室的软件建设正在进行，软件建设主要以科研成果为基础进行开发，形成与实验设备配套的软件，如仓储管理系统、运输管理系统、供应链管理系统等。这些软件补充物流实验室的教学功能，通过该系统的应用不仅能够使学生了解先进的物流管理信息技术，而且通过模拟操作，能够培养学生的实际操作能力。同时把实验内容同企业的实际需要相结合，能够大大提高学生参与实验的积极性。

通过实验室建设，培养和锻炼了一批研究生和有关实验技术人员。实验技术人员结合实践教学基地建设，包括软硬件建设和教学实验建设，熟悉了工业工程新的学科方向，主动参与了所有实验教学内容的准备。研究生通过参与开发教学实验，特别是研制实验系统，不仅为学校节省了巨额的资金，而且也培养了独立从事科学研究的能力。同时，实验室的建设也推动了国际交流与合作，目前承担了六项大型国际合作项目，总经费约300多万元。

4.工业工程专业实验室的运行和管理

目前，年轻教师和实验技术人员共同参与管理专业实验室，以教学与研究互动的原则运行和发展实验室。在教学实验的设计阶段是教师、研究生和实验技术人员共同策划开发，一旦成熟就完全交给实验技术人员负责运行。

利用现有的专业实验室，以教学计划为依据，对学生进行实践动手能力、协同合作能力、分析和解决问题的能力、创新能力等全面素质的培养。针对不同的实验对象，我们精心设计实验内容，包括基础实验和提高实验，单元实验和系统实验，以及研究类专题实验和新技术含量的专题实验。采用多种实验教学方式，比如看录相、现场操作演示、学生动手实践、计算机仿真等。与此同时，也将新研究成果引入教学，不断更新和丰富教学实验内容，使实验教学始终能够紧跟学科的发展，具有一定的先进性和代表性。针对19门课程，我们已新开设实验40多个，年接纳学生人数1000多人次。

配合专业课程和教学实验，实验室还开发制作了丰富的多媒体课件和网络课件，供学生自学。同时实验室接纳本科生的生产认识实习，毕业设计（综合论文训练）SRT项目和研究专业技术的研究生论文工作。此外，还对工厂企业工程技术人员、大学、大中专教师进行工业工程专业相关技术的继续教育培训。

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关键词：机电 一体化 发展趋势应用

中图分类号： TH-39文献标识码： A 文章编号：

1 机电一体化的概念

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分（职能组成要素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

2 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

2.1绿色化

工业发达给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果，所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

2.2网络化

网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.3数字化。

微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

2.4智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能系统是一个知识处理系统,它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题,其最终的目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。目前,专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法,是机电一体化产品(系统)实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高,将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动,并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

2.5微型化

微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

3机电一体化技术的应用

3.1在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。

3.2机电一体化技术在现代机械制造业中的应用。

传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

3.3在饮料行业中的应用。

机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。 这不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。

总之，机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求，并且随着科学技术的发展 ，机电一体化技 的广阔发 展前景也将越来越光明 。

参考文献

[1] 李建勇.机电一体化技术.北京:科学出版社,2004.

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目前“先进制造技术”是工科院校机械工程、工业工程等专业的一门重要的限选课（选修课）。由于该门课程覆盖面广、内容繁杂，教师教学多以课堂讲授为主,缺乏结合实际的案例式教学、综合性教学、实践教学等原因，使得学生在学习过程中困难重重，教学效果不够理想。先进制造技术课程教学目前存在的问题如下：

（1）学时少，涵盖信息量大。教师面临着如何结合本校办学模式和本专业学生深造和就业的需要来重新组织、整合教学内容的难题。

（2）先进制造技术是一门动态的、不断吸收高新技术发展的技术，大多数教师受到现有教材的限制，无法在授课过程中及时融入先进制造技术的最新发展现状。

（3）实验设备匮乏，无法通过与教学内容相关的实践环节来加深学生对理论授课内容的理解。

（4）课件制作难度大。先进制造技术内容繁杂，涉及多种先进制造工艺、原理、加工过程及应用。授课过程中仅采用文字结合图片讲解是远远不够的。

（5）很多高校教师基本还是采取灌输式的教学方法，达不到培养学生创新思维和创新能力的目的。

（6）现有的教材内容繁杂，相对陈旧。上海海洋大学是一所有百年办学历史、技术实力雄厚、特色鲜明，特别在海洋科学与工程、海洋渔业、海洋信息等学科具有较强的教学与科研水平。近年来，工程学院在海洋工程材料、海洋工程装备、海洋可再生能源的研究和应用方面取得了突破性进展。如何寓研于教，不断探索和总结教育教学的内在规律，提高教学质量是我们所面临的关键问题。

二、“先进制造技术”案例式教学策略

（一）整合教学内容

精选目前海洋工程装备制造中最前沿的技术，分大类，然后从每大类中再挑选出此类技术中最前沿、最先进的技术，以此为主题，广泛收集相关案例资料的最新研究成果，及时补充教学内容，确保教学内容的前瞻性，最好从中国期刊网上或elsevier上下载科技文献以备参考，同时可以参加一些大型的相关技术产品展览会来拓宽视野并积攒素材。

（二）选择案例资料

从众多案例资料中挑选出最相关且浅显易懂的案例，激发学生对海洋工程装备等相关内容的兴趣，逐渐过渡到所要讲授的某项先进制造技术，同时需要从先进制造技术的重要性、用途等方面对学生加强引导，让学生在课堂上积极参与思考，并结合教师课堂教学谈谈自己的感受及本节课的收获，比如先让学生自己针对该项先进制造技术的优势、技术特点、应用条件、加工成本、加工质量及效率等各个方面进行讨论。学生由被动接受知识变为主动去学习，这一输入到输出的过程既锻炼了学生的语言表达能力，又充分调动教与学双方的主动性，使得学生在讨论交流中获得更多的启发，并学会去思考问题；同时鼓励学生在课下查阅相关文献，提前做好功课，带着问题来听课，培养学生自主学习的能力。

（三）完善多媒体课堂教学课件

制作案例的教学课件，要包含海洋类技术的定义原理、海洋工程样件的制备、设备的选择、加工过程、检测等，并尽量多地利用相关的图片、动画、视频来吸引学生的眼球，使学生更加清楚全面地了解整个零件的加工过程；在课前备课时，要大量查阅相关内容，挑选有用的信息，特别是具有应用性和市场潜力大的先进制造技术及时添加到教学内容中，从而让学生从高层次、新角度来认真对待这门课；在进行课件设计时，将涉及的相关信息巧妙地融入到课件中来，并注意与课本知识有机结合，通过播放与先进制造技术应用领域相关的视频，让学生更加深刻地了解先进制造技术在海洋工程方面的运用。

（四）融合海洋特色的案例及改进课外互动模式

21世纪是海洋的世纪，面对海洋资源开发这一不断成长的新兴市场，世界各国都在积极发展相关装备，加快海洋资源开发和利用已成为世界各国发展的重要战略取向。首先需要对海洋工程有关教材进行修订，并围绕研究主题发表较高质量的研究论文，给同类高校相同或相近专业建设提供参考经验。其中实践环节可通过购买相关精密器材比如超短激光器，并开设实践课程，培养学生的动手能力和分析试验结果的能力，所获的试验结果又可作为新的案例应用于教学中，这就是将理论环节与实践环节有机结合，从而形成了课程的教学体系；同时为了弥补课上教学学时不足这一缺陷，可借助数字化网络平台实现师生课外互动这一教学方式，使教学过程得以继续延伸，以数字化的形式在整个教学网内，实现资源共享、教学互动，适应多层次教学的需求，进而提升教学质量。

（五）改革考试方式

增设案例考试环节。给定主题，学生自己寻找案例，主动查阅文献并制作课件进行讲解，以增强学生对科技文献的阅读和理解能力，为毕业设计撰写综述打下坚实的基础；同时，每位学生都需对本课程的教学效果进行评价，比如以5分制的方式，以小纸条的形式给任课教师打分，同时可提出对课堂教学具有建设性的意见，教师可根据学生对课程的评价来反映出学生对本课程的参与程度，将其作为考核学生的一种方式。同时考试的形式可采取课堂讨论、小组成员演讲、布置大作业、文献查新等形式，根据具体情况按照一定比例来决定学生本课程的最终成绩，可避免仅凭一张试卷的分数来评定和决定学生对本课程的掌握情况。

（六）加强与国内外高校的学术交流活动，以跟踪海洋工程领域制造业的最新发展

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关键词：数字化设计；设计技术；农机设计

1数字化设计技术的含义及特点

1.1含义。农业机械设计需要结合使用方向来进行，优化功能组成，这样在使用阶段可以降级故障发生几率，农业生产任务也能够高效完成。数字化设计理念在农机产业中虽然应用实践较短，但却取得了很好的成果，所设计的机械结构更能够满足使用需求，基于计算机设备完成的设计任务，可以节省数据分析运算所用时间。借助计算机中的功能软件，能够轻松的完成图纸绘制工作，并通过系统模拟来观察运行期间的设备稳定性，最终得到的产品生产方案更安全可行。

1.2特点。数字化技术是科技发生的成果，农机生产行业正在向自动化控制方向发展，要求设计环节科学高效，必然会应用到数字化技术。分析技术应用特点可以了解到，在设计时间上有明显的节约，可以同时完成多项任务，包括数据的录入与运算，帮助提高产品设计效率。数字化技术还能够结合使用需求对设计方案做出优化，并通过计算机软件来完成设备的运行模拟，这样所确定的最终方案更安全可靠，有效的降低来生产成本。传统设计方法中，需要同时得出多种设计方案，增大了工作任务的难度，这一点在数字化技术中得到来解决。

2当今数字化设计技术研究的热点

2.1计算机辅助概念设计（CACD）。新型技术的应用离不开计算机设备，农机设计过程中会涉及到大量的图纸绘制，计算机绘图软件可以完成这一任务，在工作任务开展期间，技术人员将所得到的参数输入到计算机中，选择相应的功能，便能够将机械图形展现在其中。目前管理图纸绘制的软件也正在完善，功能也有明显的增多，为农业机械设计提供来便捷性。

2.2知识工程（KBE）。知识工程在数字化设计技术中的应用愈来愈广泛。现代设计之所以不同于传统的设计，是由于市场、竞争和技术进步形势的变化，它比过去任何时候都更加依赖于对新知识的获取，而不是依赖经验。过去的一二十年间，在人工智能和知识工程等领域发展起来的基于框架、规划、模型、本体等多种知识建模技术，主要是为实现计算机对知识的智能推理，提高计算机智能服务的。对于新知识的获取，通常有以下几个来源：已有知识；市场信息；数字仿真或虚拟现实；物理模型试验；样机试验；已有产品运行表现。

2.3虚拟原型（VP）。虚拟原型技术，近年来作为数字化设计的一个重要的分支，得到了人们的普遍关注。虚拟原型技术是在CAX（如CAD、CAM、CAE等）/DFX（如DFA、DFM、DFS等）等技术基础上发展而来，它将信息技术、先进制造技术和先进仿真技术等应用于复杂系统全生命周期，并进行综合管理，从系统的层面来分析复杂系统，支持“由上至下”的复杂系统开发模式。虚拟原型是根据产品设计信息或产品概念产生的在功能、行为和感观特性等方面和物理原型尽可能相似的可仿真的计算机模型。虚拟原型技术经过近十年的发展，已经可以部分替代物理原型，在产品设计中得到了广泛的应用。

3农业机械数字化设计技术的发展趋势

农业机械属于制造业的范畴，门类广、种类多，市场需求潜力巨大，据统计，目前我国农业机械产品拥有14大类、95小类，3000多种产品。尽管我国能生产的农业装备品种很多，但产品技术水平、产品结构与发达国家还存在相当差距。在构型设计方面除了利用计算机辅助设计加速产品开发的同时，基于知识工程，利用计算机仿真对产品性能进行预测以优化产品结构也得到了人们的关注。在农业机械产品概念设计方面的研究也有学者开始涉及。今后数字化设计技术在农业机械中的发展趋势，应注重以下几点。

3.1突出产品创新设计。设计过程中应当突出产品的使用功能以及创新性，消费者在购买机械设备时拥有更多的参考。应用数字化技术后，设计阶段创新理念可以更好的展现，结合农机设备使用阶段容易发生的故障问题来进行，将故障发生几率降至最低，这样才能够降低农业生产的成本投入，确保设备具有消费市场。农机设计生产企业有很多，只有突出设计阶段的创新性，才能偶在激烈的市场竞争中占据有利位置。可以明确，产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。

3.2重视虚拟现实技术。虚拟现实技术的出现，给产品设计带来了一场新的革命，它集3D图形、声音等多媒体为一身，让设计者/用户身临其境的感受产品的设计过程，体验其性能，从而提高设计的成功率。该技术在农业机械设计及制造中非常重要。对于结构复杂、设计困难、设计周期长的大型农业机械的设计，采用虚拟现实技术，既便于模拟产品的某些性能，又便于设计人员对产品的修改，更便于用户针对产品的原型了解产品的结构和性能等，提出反馈意见，加快了产品投入市场的速度。目前国外已提出了两种基于VR的工程设计方法，一种是增强可视化，它利用现有的CAD系统产生模型，然后将模型输入到VR环境中，用户充分利用各种增强效果设备如头盔显示器等产生临境感。另一种是VR-CAD系统，设计者直接在虚拟环境中参与设计。国内相关的研究才刚起步，尤其是VR在工程上的应用方面还缺乏一套较为完善的理论和方法。

3.3强调产品协同设计。农业机械制造企业面临着新的商业环境，如产品定制需求的增多；跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等，因此，产品设计制造的协同是现代企业适应全球经济的重要手段，也是我国发展农业机械行业乃至整个机械行业所需要瞄准的方向。据估计，发达国家制造企业在新产品的开发过程中往往有40%~70%的工作是与其他企业和合作伙伴共同完成的。如何从浩瀚的产品资源中选择合适的为己所用，这就提出了在已有知识库中的搜索算法实现问题。PTC公司的Web服务器上保存了众多世界领先的零件供应商的百余万个零件，且每月增加几万个新的零件。尽管象PTC公司这样将所有资源都纳入自己的服务器的做法在搜索算法实现上较为容易，但在我国目前采用是不现实的，并且从长远看也不是方向。一个可行的办法就是由供应商在自己的服务器上提供零件的资源信息，这样采用什么特征及其参数引导在众多的供应商之间搜索，以及如何实现客户端各种异构的应用系统与服务器各种异构数据库之间信息的传递就成为研究的方向。农业机械在农业经济和农业的发展中始终处于十分重要的地位，将数字化设计技术引入农业机械行业是改变传统农业机械生产方式，用新技术改造传统农业，支持新兴农业技术，提高农业竞争力的重要手段。

参考文献

[1]王维亮.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].才智，2013（7）：126.

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迈向制造强国，推进“互联网+制造业”，要抓行业、抓企业、抓智能制造的关键环节。《中国制造2025》是实施制造强国战略的第一个十年规划，实现这个目标，信息化、工业化深度融合是主线，智能制造是主攻方向，“互联网+制造业”是行动的路径，而实体经济是行动的主体。

我认为，“互联网+制造业”的内容有两个，一个是用新一代信息技术和平台去改造提升、优化制造业；另一个内容，是用互联网的理念思维去策划、设计我们未来的发展，行业和企业是“互联网+”的行动主体，实体经济企业不要等着人家来改造我们自己，而应该主动去拥抱互联网，增强内生动力，焕发内在活力，实现自我变革。当然，“互联网+”应该是网络经济和实体经济的结合，应该是互联网企业和实体经济企业的结合，《中国制造2025》明确了十个重点行业，其中多数是战略经济产业、先进制造业，要加快制定每个行业的“2025专项计划”，其它的如钢铁、石化、有色金属、建材、纺织、轻工、食品等传统产业，也亟待用先进技术来改造提升，这些行业与十个重点行业关系密切，它们形成了紧密的供应链或销售网。

具体说来，培育智能制造应该抓住几个关键点：一个是数字化研发设计，现在我们国家采用数字化工具的研发设计大概占52%，不多不少，一半多一点，《中国制造2025》提出到2025年要提高至84%，要进入推动仿真模拟、三维描述、高清运算、大数据等信息工具来提升我们研发设计的效率和水准。

第二个关键点是把电子信息技术切入到产品里去，提高产品的质量、功能和附加值，特别是关键零部件、元器件、关键材料的质量和自给率，真正把代工组装变为自主制造，我们现在关键零部件与元器件，关键材料的自给率是多少呢？很遗憾，只有20%，到2025年我们要提高到70%。

第三个环节是制造设备的数控化，推广高档数控机床、智能工业机器人、3D打印、生产制造等，关键工序的数控化率目前只有27%，到2025年提高至64%。我们的制造业，本质安全、柔性制造，可以打幅度提高生产率。

第四个关键是制造业服务链的数字化和网络化、社会化，运用工业互联网发展现代智能物流，境内外电子商务，大幅度降低制造成本，开展全生命周期的服务，使我们的消费者没有后顾之忧，这样可以进一步拉动消费，发展远程监控，在线维护，这样有助于长周期安全平稳地运行，制造业供应链和销售网的社会化、网络化，会适应生产模式的新变化，来推动生产型服务业快速发展。

改造提升传统产业，加快培育新兴产业要同时发力，不可偏废。

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目前，造船业国际先进水平正在从工业3.0向4.0过渡，而我国大部分船企仍处于2.0阶段，造船效率仅是日韩水平的30%。从2010年起，中国造船完工量、新接订单量和手持订单量三大造船指标已连续6年稳居世界前列。但随着要素成本的上升，中国造船业将面临严峻挑战，迫切需要转型升级。

中船重工董事长胡问鸣表示，在与国际一流强手竞争中建设海洋强国，需要紧紧抓住智能制造的新机遇，在新一轮科技革命和产业变革中以创新驱动，加强新一代信息技术与先进制造技术融合，将智造技术的开发应用作为持续快速发展的倍增器。

自制机器人“上岗”焊接造船

由中国船舶重工集团研制的我国首套具有完全自主知识产权的船舶制造多功能室焊接机器人，已在大连船舶重工集团有限公司顺利通过“试用期”，正式“上岗”焊接造船。该机器人的研制成功打破了国外垄断，使我国成为世界上第四个拥有该种先进技术装备的国家。

据介绍，通过配备多种焊接机器人替代人工作业，船厂的车间也越发“智慧”。一线员工只要在信息化电子终端操作机上使用条形码数据采集技术，就可以实时跟踪制造情况、采集数据和信息等。

如今，走进中船重工大连船舶重工集团有限公司的数字化生产车间可以看到，一线员工只要在信息化电子终端操作机上，使用条形码数据采集技术就可以准确获得消耗品使用信息、动态实时跟踪分段制造情况、实时采集现场质量检验数据和生产安全与设备信息等。该项目建成了国内首个船舶分段建造数字化车间，通过配备多种焊接机器人替代分段焊接人工作业，使分段制造接近日韩先进船舶企业水平，分段建造效率提高30%，车间能耗降低10.8%，设备有效利用率提高30%。

智能制造的核心是全链条协同

近年来，中船重工抢抓智能制造新机遇，大力实施智能制造技术在船舶和海洋装备制造业的应用研究，引领船舶行业变革，推动我国向海洋强国迈进。

中国船舶重工集团公司副总经理杜刚表示， 船舶行业具有典型的多品种小批量的离散制造特点，要求生产作业系统具有更高的柔性和智能。杜刚说：“就船舶行业而言，我们认为智能制造的核心是全链条协同，即从设计开始，到工艺生成，到物资供应系统，到制造车间，到测试和最终交付。”

围绕全链条协同，中船重工采取“总体规划、分布实施”的策略，通过厂所合作、研用结合的模式，实现了我国船舶智能制造装备国产化和柔性制造新模式；建成了国内先进的高技术船舶分段制造数字化车间，使我国船舶中间产品智能制造成套装备及系统解决方案水平步入了国际先进行列；验收通过了3个国家科技重大专项，打破了国外智能制造技术垄断，有力支撑了造船效率和效益。

除了集团内的转型升级，中船重工还为传统船舶企业提供智能制造整体解决方案，引领我国船舶行业变革。据介绍，中船重工以智能信息系统、智能工业机器人、机器人智能工作站等高端定制化的智能制造产品，面向船舶行业内的船舶制造、船舶动力、船舶配套以及部分非船制造型企业，开展智能生产线、智能车间、智能工厂、智能院所等项目建设，解决传统船舶制造企业对数字化、智能化升级的急迫需求。

下一步，中船重工将实施四项工程，建设一个中心，构建两个体系。四项工程是指船舶重工研发制造一体化协同平台建设工程、智能制造标准体系建设工程、船舶重工试点示范推进工程、船舶行业智能制造创新中心建设工程；一个中心是指大数据中心；两个体系是指制造+服务体系和船舶重工智能制造人才体系。预计到“十三五”末，中船重工将实现生产效率提高20%，成本降低15%，研发周期缩短15%。

建立智能制造标准体系

随着智能制造装备发展深度和广度的日益提升，中船重工初步形成以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备体系。但要实现制造环节互联互通，消除“语言障碍”，推进跨行业、跨领域的智能制造标准化建设势在必行。

该集团公司根据业务涵盖船舶与海洋装备设计、建造、试验、保障全过程的特点，将面向船舶复杂系统的集成优化设计、一体化并行协同研制、造船模式转变和产业转型升级的大趋势、全生命周期超大规模的系统工程管理，依托第七一四研究所抓总建设智能制造标准体系。同时整合全集团力量，构建起由总体标准、关键技术标准、协同标准、专业标准组成的标准框架体系，并建立起标准体系的动态完善机制，逐步为智能制造形成强有力的标准支撑。

目前，中船重工制定了集团公司装备制造2025计划，按照计划，到2018年，中船重工将建设7家智能制造试点示范企业，突破共性关键技术；提升数字化设计工具、企业资源管理系统普及率和关键工艺流程数控化率；在智能制造工艺、智能制造装备、智能生产线和数字化车间建设上取得显著成效。到2020年，基本建成研发、设计、制造、测试、仿真、管理一体化协同平台，形成开放共享的网络数据系统；基于业务流的产品数据管理平台、三维设计软件等基础软件或系统达到高度统一，初步形成数字化基础体系；形成可自定义的标准智能工厂。

相关链接

中船重工智能制造产业园正式开工

近日，中船重工智能制造产业园在重庆市永川区正式开工。同时，中船重工与永川区签订了深化合作战略合作协议，共同推动高端动力、智能装备、生产性现代服务业等重点产业发展，进一步促进军工科技和地方经济深度融合。