導(dǎo)語：如何才能寫好一篇智能制造系統(tǒng)的特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：機電一體化　智能制造　制造企業(yè)

機電一體化又稱機械電子學(xué)(Mechatronics，由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成)。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，它的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化和智能化。如今的現(xiàn)代化企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了嶄新的智能制造時代。

一、智能制造的概念

智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)(IMT)和智能制造系統(tǒng)(IMS)。因本文不涉及智能制造技術(shù)本身，只側(cè)重于論述制造模式，所以重點討論智能制造系統(tǒng)。智能制造技術(shù)是指利用計算機模擬制造專家的分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策等智能活動，并將這些智能活動與智能機器有機地融合起來，將其貫穿應(yīng)用于整個制造企業(yè)的各個子系統(tǒng)，以實現(xiàn)整個制造企業(yè)經(jīng)營運作的高度柔性化和集成化，從而取代或延伸制造環(huán)境中專家的部分腦力勞動，并對制造業(yè)專家的智能信息進(jìn)行收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展的一種極大地提高生產(chǎn)效率的先進(jìn)制造技術(shù)。智能制造系統(tǒng)是指基于IMT，利用計算機綜合應(yīng)用人工智能技術(shù)、智能制造機器、技術(shù)、材料技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、并行工程、生命科學(xué)和系統(tǒng)工程理論與方法，在國際標(biāo)準(zhǔn)化和互換性的基礎(chǔ)上，使整個企業(yè)制造系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)分別智能化，并使制造系統(tǒng)形成由網(wǎng)絡(luò)集成的、高度自動化的一種制造系統(tǒng)。

IMS是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。IMS理念建立在自組織、分布自治和社會生態(tài)學(xué)機制上，目的是通過設(shè)備柔性和計算機人工智能控制，自動地完成設(shè)計、加工、控制管理過程，旨在解決適應(yīng)高度變化的環(huán)境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知識在制造活動中的價值地位，而知識經(jīng)濟又是繼工業(yè)經(jīng)濟后的主體經(jīng)濟形式，所以智能制造就成為影響未來經(jīng)濟發(fā)展過程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。

二、智能制造系統(tǒng)的特點

IMS具有以下幾個特征:

一是自組織能力，二是自律能力，三是自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力，四是整個制造系統(tǒng)的智能集成，五是人機一體化智能系統(tǒng)，六是虛擬現(xiàn)實。

綜上所述，可以看出IMS作為一種模式，它是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不斷向縱深發(fā)展的先進(jìn)制造系統(tǒng)。

三、智能制造的支撐技術(shù)

人工智能技術(shù)；

并行工程；

虛擬制造技術(shù)；

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

四、智能制造主要研究內(nèi)容及目標(biāo)

1.智能制造主要研究內(nèi)容

（1）智能制造理論和系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)；

（2）智能制造單元技術(shù)的集成；

（3）智能機器的設(shè)計。

2.智能制造主要研究目標(biāo)

（1）整個制造過程的全面智能化，在實際制造系統(tǒng)中，以機器智能取代人的部分腦力勞動作為主要目標(biāo)，強調(diào)整個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程大范圍的自組織能力。

（2）信息和制造智能的集成與共享，強調(diào)智能型的集成自動化。

五、智能制造的發(fā)展簡況

1.國外發(fā)展簡況

自20世紀(jì)80年代美國提出IMS概念以來，IMS一直受到眾多國家的重視和關(guān)注。日本、美國、加拿大、澳大利亞、瑞士和歐洲自由貿(mào)易協(xié)定國在1991年1月聯(lián)合開展了由日本首先于1990年4月提出的為期10年的IMS國際合作計劃。

2.國內(nèi)發(fā)展簡況

我國20世紀(jì)80年代末也將“智能模擬”列入國家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，已在專家系統(tǒng)、模式識別、機器人方面取得了一批成果。1993年，中國國家自然科學(xué)基金委員會重點項目“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)的研究”獲準(zhǔn)設(shè)立，1994年開始實施，由華中理工大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)和清華大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)。研究內(nèi)容為IMS基礎(chǔ)理論、智能化單元技術(shù)、智能機器等。至今，已取得了不少可喜的研究成果。

綜上所述，可以看出IMS是一種集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身的制造模式，具有不斷向縱深發(fā)展的高技術(shù)和高水平的先進(jìn)制造系統(tǒng)，同時也是需要投入巨大科研力量去突破一個個技術(shù)難點的先進(jìn)制造系統(tǒng)。目前研究的重點為虛擬企業(yè)、分布式智能系統(tǒng)、并行工程和基于的IMS。同時也應(yīng)看到，這是一個人機一體化智能系統(tǒng)，只要努力追求人的智能和機器智能的有效結(jié)合，這樣的系統(tǒng)就有可能實現(xiàn)。當(dāng)然，這種實現(xiàn)是一個從初級到高級的發(fā)展過程。

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【關(guān)鍵詞】智能制造 企業(yè) 成本管理

一、智能制造模式內(nèi)涵

智能制造模式是指將智能制造技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)用在制造生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，用高度柔性和高度集成的方式通過計算機模擬專家的智能活動，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，以便取代或延伸制造過程中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進(jìn)行完善、繼承和發(fā)展。智能制造可以使決策自動化和制造技術(shù)“智能化”，進(jìn)而實現(xiàn)制造生產(chǎn)的信息化和自動化。

二、智能制造模式的成本構(gòu)成特點

（一）直接人工費用大幅減少

智能制造模式的主要特點就是對高技術(shù)含量和高自動化水平設(shè)備和工藝的采用，這就使得制造成本的構(gòu)成、成本管理模式發(fā)生了改變。一方面，高自動化設(shè)備不需要普通機器操作工，取而代之的是能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行調(diào)試和日常維護(hù)的技術(shù)工人，技術(shù)工人所做的工作是不直接作用于產(chǎn)品，所以不應(yīng)當(dāng)將其完全劃入直接人工成本；而且，單個技術(shù)工人同時監(jiān)控好幾部制造設(shè)備，再加上單臺自動設(shè)備的產(chǎn)量非常的高，這就使得單位產(chǎn)出的直接人工費用幾乎為零。

（二）間接成本多樣化

智能制造模式下，與設(shè)備購進(jìn)及應(yīng)用相關(guān)的成本費用大幅度提高，同時間接成本對價值增值的作用也大幅度增加。主要體現(xiàn)在：設(shè)備固定投資成本。智能制造設(shè)備是非常昂貴的，制造商必須為此付出大額投資資金，而且還需要購進(jìn)高額備件以在設(shè)備維修時使用，這就使得單位產(chǎn)品的制造成本分配額增加了。設(shè)備維護(hù)成本。智能制造設(shè)備科技含量高，日常維修和保養(yǎng)的費用昂貴，需要由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修，維修備件價格也很高。設(shè)備再怎么先進(jìn)和智能，都是少不了技術(shù)人員的監(jiān)控和維護(hù)的，而技術(shù)人員的薪金費用是很高的，這無疑會增加間接人工成本。智能設(shè)備的運行需要軟件系統(tǒng)的支持和控制，為此需要付高額費用購買或開發(fā)軟件，這些費用也要計入產(chǎn)品成本。

三、智能制造模式下成本關(guān)鍵控制點

智能制造模式下，成本管控要從停線成本、啟動成本、在制品庫存成本、設(shè)備切換成本和質(zhì)量失控成本等方面入手，以提高產(chǎn)能效率。

（一）停線成本控制

智能制造模式下，生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高是要靠智能生產(chǎn)線來實現(xiàn)的，設(shè)備一旦投入使用，它每分每秒都在創(chuàng)造價值，單位時間內(nèi)產(chǎn)量越高，單位產(chǎn)品的成本越低，一旦生產(chǎn)線發(fā)生故障或是物料短缺而導(dǎo)致生產(chǎn)線停線，就會造成成本的大幅增加。因此，在生產(chǎn)中要加大對智能生產(chǎn)線的檢修力度，做好日常的保養(yǎng)和維護(hù)，將生產(chǎn)線的故障發(fā)生率降至最低，從而提高產(chǎn)能，降低產(chǎn)品的單位成本。

（二）換裝和調(diào)試成本控制

一條生產(chǎn)線更換生產(chǎn)產(chǎn)品，需要更換工裝夾具，并進(jìn)行首版測試和工藝參數(shù)調(diào)試等等，這會影響設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)及廢品的增加。所以，為了減少工裝夾具更換、安裝和調(diào)試帶來的時間損失，可以通過明確區(qū)分在線換裝時間（機器設(shè)備停止后才能完成的操作）和離線換裝時間（機器設(shè)備云狀可以完成的操作），盡可能減少在線換裝時間，以減少整個換裝時間的損失，降低成本。

（三）質(zhì)量失控成本控制

智能生產(chǎn)線自動化程度高，加工的產(chǎn)品種類多、工藝復(fù)雜，要求設(shè)備系統(tǒng)具有很高的準(zhǔn)確性，但智能生產(chǎn)設(shè)備有很多的控制參數(shù)，難免會出現(xiàn)錯誤，其所造成的后果要比普通生產(chǎn)線嚴(yán)重的多。因此，管理控制好成本，就要控制好工藝和設(shè)備的穩(wěn)定性，從而避免因設(shè)備和工藝參數(shù)配置問題引起產(chǎn)品質(zhì)量失控，最終導(dǎo)致各種成本的增加。

四、智能制造模式下價值流成本管理探索

在智能制造模式下傳統(tǒng)成本管理方法不能有效地反映企業(yè)成本管理中存在的問題，為有效管理、控制成本，財務(wù)人員需探索成本管理的新模式。價值流成本管理是一種基于智能制造平臺與企業(yè)信息化平臺，以價值流為成本管理對象，運用MES（制造執(zhí)行）系統(tǒng)的實時采集數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品價值進(jìn)行成本核算、成本分析、成本管理的管理方法。具體操作如下：

（1）以智能制造數(shù)據(jù)平臺為載體，探索MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，利用自動化設(shè)備的數(shù)據(jù)接口對產(chǎn)品制造過程的作業(yè)方式、設(shè)備、人員、能耗、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集，完善相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)平臺。

（2）以精益生產(chǎn)的價值流為導(dǎo)向，通過產(chǎn)對品成本構(gòu)成現(xiàn)狀統(tǒng)計分析，尋找成本的動因；通過價值流成本點的梳理，確定成本形成的關(guān)鍵點及各關(guān)鍵點的成本動因，編制價值流成本結(jié)構(gòu)表，結(jié)合MES（制造執(zhí)行）系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)，尋找各關(guān)鍵點的取數(shù)邏輯，探索價值流成本管理方法。

運用價值流成本管理方法，使成本信息能及時反饋到成本價值流的分支點，通過編制成本信息計分卡，清楚地反映出價值流的計劃、實際、差異與未來計劃情況；通過成本信息的及時傳導(dǎo)，精細(xì)化的核算與數(shù)據(jù)分析，科學(xué)評價生產(chǎn)執(zhí)行過程中的作業(yè)績效。

五、結(jié)束語

智能制造模式下，智能制造相關(guān)的設(shè)備購進(jìn)和設(shè)備維護(hù)、技術(shù)更新成本、技術(shù)人員成本等成為了制造成本的構(gòu)成部分，因此，在智能制造模式下，需要針對智能設(shè)備時間成本高的特點，從停線成本、換裝調(diào)試成本和質(zhì)量失控成本方面入手，做好成本控制管理。運用成本價值流管理方法，使成本根據(jù)動因更精細(xì)的分?jǐn)偟礁鳟a(chǎn)品成本中，提升產(chǎn)品成本的敏感度，使前端業(yè)務(wù)的細(xì)小變化能及時的傳導(dǎo)至相關(guān)產(chǎn)品成本中，為公司運營管控、經(jīng)營決策服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù)；發(fā)展趨勢；關(guān)鍵技術(shù)

【中圖分類號】TH16 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007―4309（2010）10―0086―2

先進(jìn)制造技術(shù)AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統(tǒng)制造技術(shù)在不斷吸收機械、材料、電子、信息、能源和現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果上產(chǎn)生的，它被綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計、制造、檢測、管理和售后服務(wù)的全過程。它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來的，保留了過去制造技術(shù)中的有效要素，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群，先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了四個階段：

第一階段（20世紀(jì)60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數(shù)控機床、加工中心和工業(yè)機器人為代表的。

第二階段（20世紀(jì)70―80年代）：柔性制造系統(tǒng)（FMS），它是以柔性制造單元加上自動或半自動物流輸送組合而成的，但特點仍然是分布式生產(chǎn)過程。

第三階段（20世紀(jì)80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計算機集成控制為特點的。

第四階段（20世紀(jì)90年代至今）：智能集成制造系統(tǒng)階段，是以設(shè)計智能化、單元加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的。

一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點

目前，每一個國家都處于全球化市場中，先進(jìn)制造技術(shù)的競爭是面向全球的。一個國家的先進(jìn)制造技術(shù)對該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力發(fā)揮著非常重要和不可替代的作用。先進(jìn)制造技術(shù)的目標(biāo)是要提高產(chǎn)品對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力以及競爭能力，同時實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點：

（1）成形和加工技術(shù)日趨精密化。

（2）企業(yè)裝備將以制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性與可重構(gòu)性作為顯著特點。

（3）虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。

（4）機電產(chǎn)品和先進(jìn)制造技術(shù)將把智能化、數(shù)字化作為發(fā)展方向。

（5）以提高對市場快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的制造技術(shù)將超速發(fā)展。

（6）先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展越來越離不開信息技術(shù)，信息技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。

（7）21世紀(jì)的企業(yè)面臨著要在管理方面進(jìn)行創(chuàng)新的新課題。

（8）現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。（現(xiàn)代技術(shù)的內(nèi)涵即為：綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、優(yōu)良性能設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)、競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計技術(shù)。）

二、當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

市場需求的個性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）信息化

近幾年，信息技術(shù)和制造技術(shù)的不斷融合，使得數(shù)字化成為制造業(yè)日益發(fā)展的趨勢。數(shù)字化制造技術(shù)具有較多的優(yōu)點，如使市場多樣化和個性化的需求得到滿足；能夠?qū)κ袌鲎鞒隹焖俚捻憫?yīng)，使生產(chǎn)成本得以降低；能夠提高產(chǎn)品精度和可靠性；等等。數(shù)字化產(chǎn)品既方便、直觀，又便于通過計算機控制產(chǎn)品，對信息進(jìn)行處理和傳遞。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來越離不開Internet技術(shù)，Internet技術(shù)是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)，是其重要的支撐平臺。基于Web技術(shù)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等成為產(chǎn)品的主流。據(jù)專家預(yù)測，在未來生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位的將是基于網(wǎng)絡(luò)制造的分布式網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，先進(jìn)制造技術(shù)將把以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)為核心，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息化制造技術(shù)作為重要的發(fā)展方向。

（二）智能化

智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計、制造、發(fā)貨、支持等）各個環(huán)節(jié)的智能化，如生產(chǎn)設(shè)備的智能化，人與制造系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮等。智能化能夠使制造系統(tǒng)的自動化和柔性化水平得到進(jìn)一步的提高，使生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)與判斷能力更加完善。

（三）精密化

超高速切削、超精密加工技術(shù)以及發(fā)展新一代制造裝備成為了加工制造技術(shù)的發(fā)展方向。

1.超精密加工技術(shù)

目前已進(jìn)入納米級加工時代，加工精度和表面粗糙度分別達(dá)到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。

2.超高速切削

目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工上。

3.新一代制造裝備的發(fā)展

市場競爭和新的產(chǎn)品、技術(shù)和材料的發(fā)展對新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)起著推動作用，如“并聯(lián)桁架式結(jié)構(gòu)數(shù)控機床”的發(fā)展就是一個典型的例子。它采用六個軸長短的變化，以實現(xiàn)刀具相對于工件的加工位姿的變化，是對傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)方案的突破。

（四）綠色化

由于資源與環(huán)境的約束日益嚴(yán)格，21世紀(jì)的制造業(yè)要以綠色制造為重要特征。與此相適應(yīng)的，綠色制造技術(shù)的發(fā)展也將是快速的。主要表現(xiàn)為：

1.綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)，既能夠保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)環(huán)保和對人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。

2.綠色制造技術(shù)，使整個制造的過程對環(huán)境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放量最少，資源利用效率最高。

3.產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造，它主要包括以設(shè)計產(chǎn)品和處理材料為主的生產(chǎn)系統(tǒng)工廠和以處理循環(huán)產(chǎn)品生命周期結(jié)束時的材料為主的恢復(fù)系統(tǒng)工廠。如汽車等產(chǎn)品的拆卸、回收技術(shù)和生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。

（五）虛擬化

在制造業(yè)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應(yīng)用，它主要包括兩部分，即虛擬企業(yè)和虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是在產(chǎn)品真正制出之前，先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型進(jìn)行試驗，并且預(yù)測和評價其性能和可制造性。

三、未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）

VM技術(shù)的發(fā)展是以仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實VR（virtual reality）技術(shù)為基礎(chǔ)的。VM技術(shù)是在虛擬條件下模擬產(chǎn)品的設(shè)計、制造、測試、營銷的全過程，并預(yù)測和評價有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和性能指標(biāo)，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期得以縮短，使制造過程得以優(yōu)化。VM技術(shù)是工程設(shè)計的一次革命性的進(jìn)步，它的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，如快速設(shè)計與快速原型、面向裝配或制造的設(shè)計、產(chǎn)品維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)入市場的并行處理和人員培訓(xùn)等領(lǐng)域。

（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）

智能制造技術(shù)是一門綜合技術(shù)。之所以這么說，是因為它是通過自動化技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等學(xué)科互相交織和滲透形成的一門技術(shù)。智能設(shè)計、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術(shù)的范疇。對于制造系統(tǒng)集成自動化和柔性自動化來說智能制造是其新發(fā)展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點。

（三）納米制造

20世紀(jì)出現(xiàn)了一種高新技術(shù)，即納米技術(shù)。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術(shù)與制造技術(shù)相融合而產(chǎn)生的，精密加工、超精加工、微細(xì)加工和超微細(xì)加工都屬于納米制造。常用的制造技術(shù)有聚焦離子束工藝等。

（四）綠色制造GM（green manufacturing）

綠色制造是一種現(xiàn)代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環(huán)境影響，其目的是使產(chǎn)品在整個生命周期中（包括從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理）做到對資源利用率最高，對環(huán)境的不利影響最小，并優(yōu)化協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。目前綠色制造受到了全球制造業(yè)的關(guān)注，因為未來制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進(jìn)制造技術(shù)的主要內(nèi)容，也是各國支持和優(yōu)先發(fā)展的研究項目。

四、結(jié)論

我國將先進(jìn)制造技術(shù)列入“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中。21世紀(jì)的今天，經(jīng)濟全球化進(jìn)程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業(yè)領(lǐng)域的競爭，實際上是以先進(jìn)制造技術(shù)為競爭核心的。在這樣的大環(huán)境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰(zhàn)，而且要抓住機遇，要不斷地對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，要在技術(shù)、機制、管理以及人才等方面進(jìn)行創(chuàng)新，只有這樣我國才能實現(xiàn)躋身世界制造強國的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王隆太等.先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[2]張平亮等.先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2009.

[3]馮.先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2009.

篇4

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；智能制造；模具制造業(yè)；3D打印技術(shù)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.018

1 工業(yè)4.0與智能制造

工業(yè)4.0的核心理念是信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的深度融合，從而產(chǎn)生具有“人-機”、“機-機”相互通信能力的信息物理融合系統(tǒng)（CPS）。CPS將是一個包含計算、網(wǎng)絡(luò)和物理世界的復(fù)雜系統(tǒng)，通過計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作，來實現(xiàn)信息世界與物理世界的緊密融合。結(jié)合制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)4.0提出了智能制造的概念，它是基于現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)以及人工智能技術(shù)，通過感知、人機交互、決策、執(zhí)行和反饋的方式，來實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計過程、制造過程和企業(yè)管理及服務(wù)過程的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合與集成。智能制造是一種可持續(xù)的制造模式，它有助于優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程，大幅度減少生產(chǎn)資料和能源的消耗以及各種廢棄物的產(chǎn)生，能夠同時實現(xiàn)循環(huán)再生和減少污染。實現(xiàn)智能制造的智能工廠將由物理系統(tǒng)和虛擬信息系統(tǒng)組成，被稱為信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)（CPPS），它是未來制造業(yè)的重要組成單位。

2 工業(yè)4.0對模具制造業(yè)的影響

2.1 3D打印技術(shù)的使用

3D打印制造技術(shù)作為工業(yè)4.0生產(chǎn)模式的突破口，具有分布式制造的重要特征。3D打印制造技術(shù)是根據(jù)計算機的三維設(shè)計和計算，通過軟件程序和數(shù)控系統(tǒng)將特定功能材料逐層堆積固化的快速成型制造技術(shù)。

傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)存在其自身局限，比如生產(chǎn)成本高，一般適用于與之對應(yīng)的注塑件或沖壓件的大規(guī)模生產(chǎn)。而且模具的開發(fā)技術(shù)難度大，特別是對于外觀復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品或零件而言，其外觀越復(fù)雜，模具的研發(fā)費用越高，開模周期越長，加工成本越高。

3D打印技術(shù)可用來加工外觀復(fù)雜的產(chǎn)品，同時縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。對于那些生產(chǎn)成本較高的新模具，可以先通過3D打印的方式得到少量產(chǎn)品，待其投放市場后觀察動態(tài)，再制造更多的模具來進(jìn)行大批量生產(chǎn)，這樣可以避免模具開發(fā)前期的投入過高對企業(yè)造成的潛在風(fēng)險；3D打印技術(shù)可以精確地制造出零件中的任意結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，這些組成整套模具的零件被3D打印技術(shù)制造出來后，可以有效地知道模具的裝配工藝，避免模具在機構(gòu)和工藝上的設(shè)計失誤；在高端精密模具中，隨形冷卻水道的設(shè)計和應(yīng)用是很廣泛的，然而這里無法使用傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)來完成，但3D打印技術(shù)能夠被用來制造此類復(fù)雜的模具，其效果可使模具在需要的部分快速降溫，縮短注塑件的成型周期，從而提高生產(chǎn)效率。

2.2 模具的智能制造

根據(jù)工業(yè)4.0的特點，模具制造業(yè)可以通過運用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等手段改造生產(chǎn)流程、管理系統(tǒng)和商業(yè)模式，從而緩解該行業(yè)的生產(chǎn)成本高、開發(fā)周期短的壓力。營造智能制造的生產(chǎn)環(huán)境，可以改變模具制造業(yè)的生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。例如日本最大的模具標(biāo)準(zhǔn)零件供應(yīng)商――米思米（MISUMI）公司，通過使用附著在零件上的RFID電子標(biāo)簽來自動識別相應(yīng)的作業(yè)和制造流程，并通過這些信息，自動重組、配置最適合的生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線及工廠，從而不斷完善多品種、小批量的生產(chǎn)模式，使得更加靈活機動的多品種、多需求生產(chǎn)和訂單管理成為可能。該公司的獨特業(yè)務(wù)模式，構(gòu)筑了其全球迅速交貨體制，實現(xiàn)了商業(yè)創(chuàng)新和流程、生產(chǎn)方式的再造；例如某模具制造公司通過對大規(guī)模生產(chǎn)的注塑件或沖壓件的產(chǎn)品的三維形態(tài)掃描和具體尺寸的大數(shù)據(jù)分析，將產(chǎn)品的尺寸缺陷反饋給模具制造設(shè)備，從而發(fā)現(xiàn)了用于規(guī)模生產(chǎn)的模具的局部缺陷。然后，該公司便可通過模具的三維CAD數(shù)字模型的改進(jìn)，指導(dǎo)3D打印設(shè)備，對已使用的模具進(jìn)行缺陷修復(fù)（局部三維再加工和局部修正）或者設(shè)計、制造新的模具來替代。整個測量、分析系統(tǒng)的數(shù)字化以及產(chǎn)品測量設(shè)備與模具制造設(shè)備的互聯(lián)，使得模具開發(fā)和改進(jìn)變得更加智能化；例如通過分析注塑件或沖壓件的產(chǎn)品訂單、庫存情況和半成品信息，智能化的模具制造工廠能夠合理地分析出目前生產(chǎn)線的產(chǎn)能狀況，并對是否需要制造更多的模具來支持生產(chǎn)線的問題作出判斷。

2.3 模具的云制造

隨著制造業(yè)逐漸進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，智能制造需要高性能的計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來實現(xiàn)互聯(lián)，這樣通過上游的計算機安裝SCADA數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送給云端進(jìn)行處理、存儲和分配，并在需要的時候從云端接受指令。如圖1所示的是一群機器人的云端控制模型。同樣的，通過上游計算機將模具制造的任務(wù)信息發(fā)送到云端，并將模具各個部分零件的三維制造信息合理地分配給相互連接的多臺3D打印設(shè)備，從而分布式地完成整個模具的3D打印制造任務(wù)。這樣就更加有效地實現(xiàn)了模具的快速開發(fā)，提高了模具的生產(chǎn)效率。

3 結(jié)束語

工業(yè)4.0所倡導(dǎo)的信息系統(tǒng)與物流系統(tǒng)正在深度融合中，而智能制造和智能工廠的概念也必將導(dǎo)致整個工業(yè)機構(gòu)、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和社會結(jié)構(gòu)從垂直向扁平的分布式方向轉(zhuǎn)變。模具制造業(yè)作為制造業(yè)的重要組成部分，在加入智能制造的概念后，必然能夠?qū)崿F(xiàn)信息和物質(zhì)的智能互聯(lián)，更大程度地降低產(chǎn)品成本，提高勞動生產(chǎn)率，這需要我們每一個人的智慧和努力。

參考文獻(xiàn)：

[1].工業(yè)4.0和智能制造[J].機械設(shè)計與制造工程，2014（08）：1-5.

篇5

關(guān)鍵詞：毛坯制造；擠壓鑄造設(shè)備；智能制造

中圖分類號：V262 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）11-0015-02

智能制造從本質(zhì)上來說是一種以人機一體化為特點的系統(tǒng)，主要由人類專家和智能機器這兩個方面所構(gòu)成。從實際應(yīng)用的角度上來說，智能制造表現(xiàn)出了突出的智能性、柔性以及集成性特征。將存在于人類專家思維中的智能活動以計算機模擬的方式所呈現(xiàn)，實現(xiàn)對問題或現(xiàn)象的綜合分析、判斷、推理、思考以及最終的決策。在制造領(lǐng)域中，智能制造可以說能夠?qū)崿F(xiàn)對部分腦力勞動的有效替代。而要想確保智能制造達(dá)到上述應(yīng)用目的，最核心的一點在于確保智能機器運行的高效性與穩(wěn)定性。如果將智能制造視作一個整體的話，那么智能機器無疑就可以說是整個整體的物理基礎(chǔ)所在。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的智能加工機床、工具和材料傳送裝置以及相關(guān)試驗檢測裝置均屬于智能機器的研究范疇。

擠壓鑄造是一種新型產(chǎn)品毛坯制造方法，它的制造原理是：在對鑄型型腔內(nèi)部進(jìn)行液態(tài)金屬澆筑作業(yè)的過程當(dāng)中，對其施加一定量的機械壓力，以保障澆筑過程中的液態(tài)金屬能夠成型、凝固并穩(wěn)定，最終獲取相應(yīng)的鑄件。傳統(tǒng)意義上的擠壓鑄造工藝需要以摩擦壓力機為基礎(chǔ)所完成。這種方式因為受到壓力和不能保壓的局限，制造出來的產(chǎn)品容易形成氣泡、縮松和縮孔。而通過對擠壓鑄造方式的合理應(yīng)用，使得所成型鑄件在成形穩(wěn)定性能以及補縮性能方面均顯著提升，機械能力也由此得到強化。此種鑄造方法現(xiàn)階段已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍工、汽車、航空等領(lǐng)域中。不僅如此，采用擠壓鑄造的方法還能大大降低能源消耗，這一點與現(xiàn)階段整個社會可持續(xù)性發(fā)展的要求是充分契合的。

而擠壓鑄造設(shè)備作為在擠壓鑄造生產(chǎn)作業(yè)實施過程中的基礎(chǔ)性設(shè)備，整個擠壓鑄造工藝質(zhì)量在很大程度上受到了擠壓鑄造設(shè)備運行性能的影響，因此備受關(guān)注。特別是在鑄造領(lǐng)域不斷深化智能制造的過程當(dāng)中，現(xiàn)代意義上的擠壓鑄造設(shè)備也應(yīng)當(dāng)具備突出的智能制造性能。本文試針對這一問題做詳細(xì)分析與說明。

1 智能制造的特征

智能制造與傳統(tǒng)模式最大的區(qū)別就是它具有智能化，而它的智能化主要包括以下幾個方面：

一是自組織能力，即要求擠壓鑄造設(shè)備能夠以生產(chǎn)指令為依據(jù)，自動地完成相應(yīng)的擠壓鑄造生產(chǎn)任務(wù)。

二是自適應(yīng)能力，即同一臺擠壓鑄造設(shè)備能夠支持并高效完成不同生產(chǎn)產(chǎn)品以及不同生產(chǎn)需求條件下的生產(chǎn)

任務(wù)。

三是自律能力，即確保擠壓鑄造設(shè)備所對應(yīng)智能制造系統(tǒng)當(dāng)中的各個單元均能夠嚴(yán)格遵循統(tǒng)一的指令進(jìn)行任務(wù)活動。

四是自學(xué)習(xí)能力，即要求擠壓鑄造設(shè)備能夠在實踐活動不斷豐富的過程當(dāng)中，實現(xiàn)對智能制造系統(tǒng)知識庫的完善，達(dá)到提高智能基礎(chǔ)活動能力水平的目的。

五是自維護(hù)能力，即要求擠壓鑄造設(shè)備所對應(yīng)的智能制造系統(tǒng)能夠在部分構(gòu)成單元出現(xiàn)故障的情況下，對其自我修復(fù)。

六是自診斷能力，即智能制造系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠?qū)崿F(xiàn)對出現(xiàn)運行故障單元的自動診斷與識別，通過前面所提到的自維護(hù)能力，對發(fā)生故障段遠(yuǎn)程進(jìn)行自動切換技術(shù)的修復(fù)，以保障擠壓鑄造設(shè)備中智能系統(tǒng)使用的持續(xù)性與有效性。

七是協(xié)作能力，即要求擠壓鑄造設(shè)備中智能系統(tǒng)下屬構(gòu)成單元能夠協(xié)調(diào)配合。

2 現(xiàn)在擠壓鑄造設(shè)備的智能制造內(nèi)涵

擠壓鑄造設(shè)備是擠壓鑄造工藝生產(chǎn)的必要設(shè)備。它根據(jù)擠壓鑄造工藝要求，以現(xiàn)代設(shè)計理論為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機技術(shù)、液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)及傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計，主要工作是控制擠壓鑄造生產(chǎn)提供流程和參數(shù)。受智能制造的影響，現(xiàn)代擠壓鑄造設(shè)備強調(diào)集成，同時要求具有支持智能制造的功能，是智能制造模式的產(chǎn)物。實踐表明，運用擠壓鑄造設(shè)備，有效地提高了擠壓鑄造生產(chǎn)工藝水平和生產(chǎn)效率。如今，日本、瑞士、荷蘭、意大利都有專門生產(chǎn)擠壓鑄造設(shè)備的公司，并且取得了很大的成就，擠壓鑄造設(shè)備具有很高的實時控制功能和自動化水平，而日本的擠壓鑄造水平又遙遙領(lǐng)先。

現(xiàn)代擠壓鑄造設(shè)備普遍具有自組織能力、自適應(yīng)能力、自維護(hù)能力、智能狀態(tài)監(jiān)測和協(xié)助能力，這是現(xiàn)代擠壓鑄造設(shè)備的智能特征，這些能力保證了擠壓鑄造設(shè)備運行的時候具有智能。同時，它和其他智能機器組成一個智能系統(tǒng)共同運作時就使該系統(tǒng)具有完整的智能機制，實現(xiàn)了智能制造的目標(biāo)。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展和國防裝備的不斷更新，擠壓鑄造工藝對設(shè)備提出了更多更高的要求，也使擠壓鑄造設(shè)備的設(shè)計和制造得到了很大的改進(jìn)和進(jìn)步。但是對擠壓鑄造設(shè)備的研究并沒有止步，我們優(yōu)秀的研究者和設(shè)計者依然在不停對擠壓鑄造設(shè)備研究和發(fā)展。今后的擠壓鑄造設(shè)備發(fā)展將會發(fā)展得更加先進(jìn)、更加智能。比如為了改善和提高鑄件的性能，可以利用擠壓鑄造在金屬熔液凝固過程中，通過沖頭的擠壓作用而設(shè)計大噸位擠壓鑄造設(shè)備。但是這種設(shè)備受限于擠壓鑄造機的噸位，普通的擠壓鑄造鑄件的重量通常小于30kg，這就使擠壓鑄造工作的應(yīng)用范圍受到了極大的限制。因此，大噸位擠壓鑄造機的研究和設(shè)計是目前的一個難題，無論國內(nèi)還是國外都還在為此進(jìn)行不懈的努力和研究，由此可見，擠壓設(shè)備在未來還有一個很大的發(fā)展空間。

除了對擠壓鑄造設(shè)備的噸位改進(jìn)以外，另一個熱點就是對澆注系統(tǒng)的改進(jìn)。雖然澆注系統(tǒng)在擠壓鑄造生產(chǎn)過程中退居二線，只是起輔的作用，但是它卻是影響擠壓鑄造鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在擠壓鑄造的澆注系統(tǒng)主要有兩種：直接澆料和間接輸液，前者有著生產(chǎn)效率低、金屬熔液容易氧化的缺陷；而后者雖然提高了效率，可以降低金屬熔液氧化，但是成本和可靠性很低。因此，對擠壓鑄造的澆注方式的改進(jìn)，也是擺在研究者和設(shè)計者面前的一個亟待解決的難題。

最后是對模具溫度的控制：在鑄造過程中，模具的溫度直接關(guān)系著鑄件的質(zhì)量，擠壓鑄造也一樣。而隨著鑄件質(zhì)量要求越來越高，傳統(tǒng)的模具溫度控制方式已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)需要。如何能更加精確地控制模具的溫度，提高鑄件的質(zhì)量，將是擠壓鑄造設(shè)備在今后的發(fā)展過程中必須解決的問題。

3 結(jié)語

智能是21世紀(jì)熱議的話題，也是未來科技發(fā)展的趨勢。對于我國而言，在近年來的發(fā)展過程當(dāng)中，擠壓設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)也取得了很大的成績，但是與國際先進(jìn)水平相比還是有很大差距，因此，我國使用的先進(jìn)的擠壓鑄造設(shè)備還要依賴于進(jìn)口。從這一角度上來說，我國需要加大對擠壓鑄造設(shè)備的研究力度，在未來，我們要把目標(biāo)放在開發(fā)自動化程度高、結(jié)構(gòu)工藝合理、出大噸位的擠壓鑄造設(shè)備上，趕上國際化水平。

參考文獻(xiàn)

[1]左世全.我國應(yīng)將發(fā)展智能制造業(yè)提升到戰(zhàn)略高度[J].中國科技投資，2012，（31）：47-50.

[2]通過“智能制造”有效應(yīng)對21世紀(jì)制造業(yè)面臨的四大挑戰(zhàn)[J].自動化博覽，2012，（12）：2.

[3]智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃出臺[J].現(xiàn)代技術(shù)陶瓷，2012，（4）：12.

[4]宋雷，邵明，游東東.擠壓鑄造設(shè)備的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].鑄造，2010，（10）：1039-1043.

篇6

【關(guān)鍵詞】智能制造 制造業(yè) 再工業(yè)化 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 工業(yè)4.0

【中圖分類號】TP27 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

當(dāng)前，新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在興起，全球工業(yè)技術(shù)體系、發(fā)展模式和競爭格局迎來重大變革。發(fā)達(dá)國家紛紛出臺以先進(jìn)制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”國家戰(zhàn)略：美國大力推動以“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“新一代機器人”為特征的智能制造戰(zhàn)略布局；德國“工業(yè)4.0”計劃的提出旨在通過智能制造提振制造業(yè)競爭力；歐盟在“2020增長戰(zhàn)略”中提出重點發(fā)展以智能制造技術(shù)為核心的先進(jìn)制造；日本、韓國等制造強國也提出相應(yīng)的發(fā)展智能制造的戰(zhàn)略措施，可見，智能制造已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家制造業(yè)發(fā)展的重要方向，成為各國發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的制高點。我國在2015年推出的“中國制造2025”戰(zhàn)略中也強調(diào)了智能制造的重要性。在當(dāng)前以中高速、優(yōu)結(jié)構(gòu)、新動力、多挑戰(zhàn)為主要特征的新常態(tài)下，發(fā)展智能制造不僅是我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口，也是重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢的新引擎，被理論與實踐各界普遍認(rèn)為代表了制造業(yè)的未來方向。

智能制造的本質(zhì)、發(fā)展趨勢和影響

國際金融危機爆發(fā)以來，各國紛紛加大科技創(chuàng)新投入，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。在新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，智能制造必將對全球制造業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

智能制造的本質(zhì)。智能制造（Intelligent Manufacturing， IM）是以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，配合新能源、新材料、新工藝，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。虛擬網(wǎng)絡(luò)和實體生產(chǎn)的相互滲透是智能制造的本質(zhì)，一方面，信息網(wǎng)絡(luò)將徹底改變制造業(yè)的生產(chǎn)組織方式，大大提高制造效率；另一方面，生產(chǎn)制造將作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和重要結(jié)點，擴大網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟的范圍和效應(yīng)。以網(wǎng)絡(luò)互連為支撐，以智能工廠為載體，構(gòu)成了制造業(yè)的最新形態(tài)，即智能制造。這種模式可以有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。從軟硬結(jié)合的角度看，智能制造即是一個“虛擬網(wǎng)絡(luò)+實體物理”的制造系統(tǒng)。美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國“工業(yè)4.0”以及我國的“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略都體現(xiàn)出虛擬網(wǎng)絡(luò)與實體物理深度融合――即智能制造的特征。

智能制造的發(fā)展趨勢。20世紀(jì)80年代末，信息技術(shù)尚未對人類生產(chǎn)生活造成巨大影響之時，智能制造的概念就已經(jīng)在歐美日等發(fā)達(dá)國家被提出。進(jìn)入新世紀(jì)之后，實現(xiàn)智能制造的技術(shù)和成本條件成熟，并且，隨著資源環(huán)境壓力加大、勞動成本上升等制造業(yè)制約因素的增強，智能制造市場近年來在全球出現(xiàn)了爆發(fā)增長并呈現(xiàn)新的特征。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)制造業(yè)智能化的動力引擎?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)等一系列技術(shù)構(gòu)成廣義的互聯(lián)網(wǎng)，只有借助互聯(lián)網(wǎng)這一動力引擎，才能實現(xiàn)傳感器設(shè)備的信息感知，通過寬帶網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確控制和遠(yuǎn)程協(xié)作，這些都是智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用才能打破組織邊界，實現(xiàn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的融合。美國的先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略以及對下一代機器人的開發(fā)便是基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，谷歌公司進(jìn)軍智能制造業(yè)正是依托其背后強大的互聯(lián)網(wǎng)基因。

智能制造系統(tǒng)將具備自適應(yīng)能力和人機交互功能。智能制造通過工況在線感知、智能決策和控制、裝備自律執(zhí)行的閉環(huán)過程，完成對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。隨著人工智能、仿真等技術(shù)的發(fā)展，智能制造系統(tǒng)將生成自身的操作、故障解決方案，人和系統(tǒng)之間也將建立協(xié)同共事、相互“理解”的合作關(guān)系，最終實現(xiàn)廣泛的人機交互以及系統(tǒng)交互，從而使人從簡單重復(fù)的勞動中解脫出來，從事更加富有創(chuàng)造性、附加值更高的生產(chǎn)活動。

跨國公司持續(xù)加大智能制造投入。一方面，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始投資實體經(jīng)濟，充分發(fā)揮自身信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢。例如，谷歌公司2013年收購了8家與機器人有關(guān)的公司，2014年又陸續(xù)收購人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest，智能制造成為谷歌新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。另一方面，傳統(tǒng)制造企業(yè)適應(yīng)環(huán)境變化也大力投資智能制造實現(xiàn)改造升級。例如，富士康啟動實施了“百萬機器人”計劃，其2015年規(guī)劃提出在未來3年內(nèi)由自動化設(shè)備、機器人取代7成左右的人力勞動。

以工業(yè)機器人為代表的智能制造裝備被廣泛應(yīng)用。根據(jù)世界機械聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2013年機器人銷售量同比增長12%，達(dá)到17.8萬臺，在2008年到2013年之間，機器人年均銷售增長為9.5%。同時，隨著人工智能技術(shù)、新材料技術(shù)以及信息存儲、傳輸和處理技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)機器人逐漸呈現(xiàn)出智能化發(fā)展態(tài)勢。裝配傳感器和具備人工智能的機器人能夠自動識別環(huán)境的變化，從而減少對人的依賴。未來的無人工廠能夠根據(jù)訂單要求自動規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝，在無人參與的情況下完成生產(chǎn)。高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲使得機器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò)，組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng)，多臺機器人協(xié)同實現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能。

中國成為全球最大的智能制造裝備市場。2008～2013年，我國工業(yè)機器人銷量年均復(fù)合增長率達(dá)到37.2%，持續(xù)高于全球增速。2013年我國機器人銷售規(guī)模高達(dá)36560萬臺，同比增長41%，占全球銷量的20.5%，超越日本成為全球最大機器人需求市場，2014年的需求增速更是達(dá)到54%。但我國工業(yè)機器人的密度仍然非常低，為30臺/萬人，德國的機器人密度是我國的10倍，日本是我國的11倍，因此可預(yù)測，我國將成為全球主要機器人制造廠紛紛瞄準(zhǔn)的智能裝備需求市場。

智能制造的影響。智能制造將推動制造業(yè)生產(chǎn)方式變革?；诨ヂ?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能制造裝備的智能制造具有更快和更準(zhǔn)確的感知、反饋和分析決策能力，更加能夠滿足個性化的市場需求，進(jìn)行柔性化的產(chǎn)品生產(chǎn)。與當(dāng)前全球制造業(yè)普遍采用的大規(guī)模訂單生產(chǎn)方式不同，智能制造使個性化產(chǎn)品的大規(guī)模定制成為可能，且這種方式即將成為現(xiàn)實。例如，大眾汽車已經(jīng)制定了一項全新的生產(chǎn)戰(zhàn)略――模塊化橫向矩陣，通過標(biāo)準(zhǔn)化部件參數(shù)，最終達(dá)到通過一條生產(chǎn)線生產(chǎn)出市場所需的任何款型汽車的目的。

智能制造促進(jìn)全球供應(yīng)鏈管理創(chuàng)新。智能制造將人機互動、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個生產(chǎn)過程，使得企業(yè)能夠在全球范圍配置和優(yōu)化資源。新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將催生虛擬產(chǎn)業(yè)集群，促使全球供應(yīng)鏈管理向網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化轉(zhuǎn)變。3D打?。ǘ逊e制造）的廣泛應(yīng)用可以使消費者通過互聯(lián)網(wǎng)將其所需要的產(chǎn)品就地“打印”出來，由此可以預(yù)計，傳統(tǒng)的大型生產(chǎn)廠商將面臨數(shù)以萬計的小型社區(qū)生產(chǎn)者的挑戰(zhàn)。

智能制造引領(lǐng)制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。智能制造貫穿產(chǎn)品制造的全過程，消費者不僅能夠獲得個性化的定制產(chǎn)品，還可以從產(chǎn)品設(shè)計階段就參與其中，監(jiān)督和指揮加工制造、銷售物流環(huán)節(jié)，實現(xiàn)隨時參與和決策自由配置各個功能組件。相應(yīng)地，制造企業(yè)也可以在線生產(chǎn)所需要的各種制造服務(wù)，實現(xiàn)生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置。在這種情況下，智能制造生產(chǎn)商不僅提品或“產(chǎn)品+附加服務(wù)”，而且提供一攬子的“產(chǎn)品服務(wù)包”，角色由產(chǎn)品提供者轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)提供者。

智能制造加速制造企業(yè)成本再造。智能制造使得生產(chǎn)工藝和供應(yīng)鏈管理更具有效率，能源消耗程度明顯降低，通過系統(tǒng)的自我糾正還能夠降低產(chǎn)品的不合格率，產(chǎn)品從設(shè)計到投入市場的周期也將縮短，快捷化、服務(wù)化的產(chǎn)品為企業(yè)創(chuàng)造更多的市場價值，這些都使制造企業(yè)的成本投入結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。

主要發(fā)達(dá)國家智能制造發(fā)展概況

國際金融危機之后，為了刺激本國經(jīng)濟增長，重新塑造在實體經(jīng)濟領(lǐng)域的競爭力，許多發(fā)達(dá)國家都實施了一系列國家戰(zhàn)略，例如美國的“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計劃”、德國的“工業(yè)4.0”計劃、日本的“再興戰(zhàn)略”、韓國的“新增長動力戰(zhàn)略”、法國的“新工業(yè)法國”等。盡管這些戰(zhàn)略或計劃各有側(cè)重點，但都包括：對新興產(chǎn)業(yè)的補貼和扶持；對前沿技術(shù)（未來技術(shù)）研發(fā)的扶持；對中小企業(yè)的扶持；對競爭環(huán)境的優(yōu)化；對新產(chǎn)品市場的培育；對人才培育的改革，等等。此外，通過發(fā)展智能制造適應(yīng)新的要素和市場環(huán)境也是這些戰(zhàn)略或計劃的重要內(nèi)容。

美國：以智能制造彌補勞動力成本劣勢。本輪金融危機以來，美國為重振本國制造業(yè)，密集出臺了多項政策文件，對未來的制造業(yè)發(fā)展進(jìn)行了重新規(guī)劃，體現(xiàn)了美國搶占新一輪技術(shù)革命領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，通過發(fā)展智能制造重塑國家競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略意圖。

智能制造能夠在一定程度上彌補美國勞動力成本高的比較劣勢，從而促進(jìn)高端制造業(yè)的回歸。2009年以來，美國先后了《重振美國制造業(yè)框架》、《制造業(yè)促進(jìn)法案》和《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計劃》，明確要降低制造業(yè)成本，促進(jìn)就業(yè)，實現(xiàn)美國能源獨立，并把美國打造為企業(yè)總部基地。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須以智能制造改造傳統(tǒng)制造業(yè)，并大力發(fā)展智能電網(wǎng)、清潔能源、先進(jìn)汽車、航空和太空技術(shù)、生物和納米技術(shù)、新一代機器人、先進(jìn)材料等新興領(lǐng)域。美國發(fā)展制造業(yè)的最大約束是高勞動力成本，通過發(fā)展智能制造，能夠大幅減少制造業(yè)的用工需求，使制造業(yè)勞動力成本支出維持在一個合理的比例內(nèi)，從而使得美國的科技優(yōu)勢能夠在本國轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

下一代機器人是實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。美國在《重振美國制造業(yè)框架》中明確提出要發(fā)展先進(jìn)機器人技術(shù)，在《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計劃》中也提出要推出一項耗資7000萬美元的下一代機器人研究計劃。2011年6月奧巴馬總統(tǒng)宣布啟動國家機器人技術(shù)計劃，并于2013年制定了《從互聯(lián)網(wǎng)到機器人――美國機器人路線圖》，從戰(zhàn)略意義、研究路線圖、重點發(fā)展領(lǐng)域等方面分析了美國制造機器人、醫(yī)療保健機器人、服務(wù)機器人、空間機器人、國防機器人的發(fā)展路線圖，推動機器人技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，加強美國在機器人技術(shù)方面的領(lǐng)先地位?？梢姡乱淮鷻C器人是美國在智能制造產(chǎn)業(yè)布局的重點領(lǐng)域，工業(yè)機器人的普及和升級對緩解美國高勞動力成本的發(fā)展約束也起到積極作用。

德國：工業(yè)4.0構(gòu)建智能生產(chǎn)系統(tǒng)。國際金融危機之后，德國經(jīng)濟在2010年率先歐洲其他發(fā)達(dá)國家回升，其制造業(yè)出口貢獻(xiàn)了國家經(jīng)濟增長的2/3，是德國經(jīng)濟恢復(fù)的重要力量。德國始終重視制造業(yè)發(fā)展，并且專注于工業(yè)科技產(chǎn)品的創(chuàng)新和對復(fù)雜工業(yè)過程的管理。2010年，德國《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，著眼于未來科技和全球競爭，并將工業(yè)4.0戰(zhàn)略作為十大未來項目之一。2013年，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部聯(lián)手正式了《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》，并得到了德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的響應(yīng)和推動，從而上升為國家級戰(zhàn)略。

智能工廠成為發(fā)展方向。在工業(yè)4.0階段，新型的智能工廠基于信息物理系統(tǒng)并借助社交網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)自然的人機互動，這將重塑傳統(tǒng)制造工廠模式下人與生產(chǎn)設(shè)備之間操控與被動反應(yīng)的機械關(guān)系。為達(dá)此目的，需要在制造裝備、原材料、零部件及生產(chǎn)設(shè)施上廣泛植入智能終端，借助物聯(lián)網(wǎng)不僅可實現(xiàn)終端之間的實時互動，自動信息交換，自動觸發(fā)行動，而且可實施獨立控制，對生產(chǎn)進(jìn)行個性化管理。人還可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)系統(tǒng)加以調(diào)控，可使從業(yè)人員的工作與家庭生活之間的關(guān)系更為協(xié)調(diào)。

構(gòu)建嵌入式制造“智能生產(chǎn)”系統(tǒng)。在構(gòu)建工業(yè)生產(chǎn)的各種要素中，除了傳統(tǒng)的土地、勞動、資本、企業(yè)家等要素之外，數(shù)據(jù)將成為一種重要的甚至是影響全局的生產(chǎn)要素。依托于信息物理系統(tǒng)，智能工廠生產(chǎn)出可實時生成數(shù)據(jù)的“智能產(chǎn)品”，形成大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)經(jīng)過實時分析與歸總后，形成“智能數(shù)據(jù)”，經(jīng)過可視化和互動式加工，向智能工廠反饋產(chǎn)品和工藝流程的實時優(yōu)化方案，從而形成“智能工廠―智能產(chǎn)品―智能數(shù)據(jù)”閉環(huán)，驅(qū)動生產(chǎn)系統(tǒng)走向智能化。而這一切的實現(xiàn)，依賴于云技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用。智能工廠和智能產(chǎn)品構(gòu)成嵌入式制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點是：企業(yè)間的業(yè)務(wù)流程構(gòu)成橫向價值鏈，企業(yè)內(nèi)部的運營流程構(gòu)成縱向價值網(wǎng)絡(luò)，終端到終端技術(shù)實現(xiàn)橫向和縱向的整合。在智能工廠的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，將智能交通、智能物流、智能建筑、智能產(chǎn)品和智能電網(wǎng)等相互連接，以新型工業(yè)化實現(xiàn)經(jīng)濟社會系統(tǒng)的全面智能化。

英國：重構(gòu)制造業(yè)價值鏈。2008年的國際金融危機中，曾一度推行去工業(yè)化戰(zhàn)略的英國實體經(jīng)濟遭受沉重打擊，迫使英國政府重新摸索重振制造業(yè)的方法。為增強英國制造業(yè)對全球的吸引力，英國政府積極推進(jìn)制造基地建設(shè)，面向境外企業(yè)進(jìn)行招商。2011年12月，英國政府提出“先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈倡議”，支持范圍不僅包括汽車、飛機等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還包括在全球領(lǐng)先的可再生能源和低碳技術(shù)等領(lǐng)域，政府計劃投資1.25億英鎊，打造先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，從而帶動制造業(yè)競爭力的恢復(fù)。

隨著新科學(xué)技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)形態(tài)的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)制造模式和全球產(chǎn)業(yè)格局都發(fā)生深刻的變化，英國政府于2012年1月啟動了對未來制造業(yè)進(jìn)行預(yù)測的戰(zhàn)略研究項目。該項目是定位于2050年英國制造業(yè)發(fā)展的一項長期戰(zhàn)略研究，通過分析制造業(yè)面臨的問題和挑戰(zhàn)，提出英國制造業(yè)發(fā)展與復(fù)蘇的政策。2013年10月，英國政府科技辦公室報告《未來制造業(yè)：一個新時代給英國帶來的機遇與挑戰(zhàn)》。報告認(rèn)為制造業(yè)并不是傳統(tǒng)意義上“制造之后進(jìn)行銷售”，而是“服務(wù)+再制造（以生產(chǎn)為中心的價值鏈）”，并在通信、傳感器、發(fā)光材料、生物技術(shù)、綠色技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機器人、增材制造、移動網(wǎng)絡(luò)等多個技術(shù)領(lǐng)域開展布局，從而形成智能制造的格局。

2014年，英國商業(yè)、創(chuàng)新和技能部了《工業(yè)戰(zhàn)略：政府與工業(yè)之間的伙伴關(guān)系》，旨在增強英國制造業(yè)的競爭性，促使其可持續(xù)發(fā)展，并減少未來的不確定性。報告分析了當(dāng)前產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，明確了重點扶持領(lǐng)域以及前沿技術(shù)，提出通過創(chuàng)新平臺，加強創(chuàng)新研發(fā)與工業(yè)的銜接，并且提出完善技能培訓(xùn)體系，支持高成長性的小企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，激勵商業(yè)合作創(chuàng)新，建立公平、透明的政府采購體系等多項政策措施，重點支持大數(shù)據(jù)、高能效計算，衛(wèi)星以及航天商業(yè)化，機器人與自動化，先進(jìn)制造業(yè)等多個重大前沿產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

日本：鞏固“機器人”大國地位。早在1990年6月，日本通產(chǎn)省就提出了智能制造研究的十年計劃，并聯(lián)合歐洲共同體委員會、美國商務(wù)部協(xié)商共同成立IMS（智能制造系統(tǒng)）國際委員會。在隨后的10年，日本共投資1500億日元進(jìn)行智能制造系統(tǒng)的研究和實驗。1992年，日、美、歐三方共同提出研發(fā)能使人和智能設(shè)備不受生產(chǎn)操作和國界限制的合作系統(tǒng)，并于1994年啟動了先進(jìn)制造國際合作研究項目，其中包括全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制等。日本機器人在制造業(yè)工廠迅速普及，汽車制造商都廣泛采取智能制造技術(shù)，注重自動化、信息化與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合發(fā)展，通過計算機軟硬件技術(shù)將自動化制造系統(tǒng)有機集成起來。

日本是全球工業(yè)機器人裝機數(shù)量最多的國家，其機器人產(chǎn)業(yè)也極具競爭力。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變革的需求和維持其“機器人大國”的地位，2015年1月，日本政府了《機器人新戰(zhàn)略》，并提出三大核心目標(biāo)：一是成為“世界機器人創(chuàng)新基地”，通過增加產(chǎn)、學(xué)、官合作，增加用戶與廠商的對接機會，誘發(fā)創(chuàng)新，同時推進(jìn)人才培養(yǎng)、下一代技術(shù)研發(fā)、開展國際標(biāo)準(zhǔn)化等工作，徹底鞏固機器人產(chǎn)業(yè)的培育能力；二是成為“世界第一的機器人應(yīng)用國家”，在制造、服務(wù)、醫(yī)療護(hù)理、基礎(chǔ)設(shè)施、自然災(zāi)害應(yīng)對、工程建設(shè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域廣泛使用機器人，在戰(zhàn)略性推進(jìn)機器人開發(fā)與應(yīng)用的同時，打造應(yīng)用機器人所需的環(huán)境，使機器人隨處可見；三是“邁向世界領(lǐng)先的機器人新時代”，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用，所有物體都將通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，日常生活中將產(chǎn)生無數(shù)的大數(shù)據(jù)，因此，未來機器人也將通過互聯(lián)網(wǎng)交換和存儲數(shù)據(jù)，平臺安全以及標(biāo)準(zhǔn)化也會不可或缺。

實施嚴(yán)格技術(shù)保密是日本智能制造設(shè)計研發(fā)的重要特征。為確保核心技術(shù)不被泄露和盜版，所有的大中型制造企業(yè)一般都設(shè)立了相應(yīng)的智能制造“設(shè)計中心”，其主要職能是將研發(fā)中心產(chǎn)生的新工藝技術(shù)固化在所生產(chǎn)的智能制造裝備之中。如日本機器人制造商發(fā)那科（FANUC）利用“黑匣子”的形式將控制軟件濃縮然后再交付客戶，以保證核心機密不被泄露和盜版；日本阿斯莫微電機有限公司的智能制造設(shè)計中心統(tǒng)攬了70%左右研發(fā)中心的設(shè)計圖紙進(jìn)行自行制造；日本天龍工場（YAZAKI）燃?xì)鈨x表制造公司的所有設(shè)備都是工廠遵循“以需定制”的原則，根據(jù)客戶的實際需求進(jìn)行自主研發(fā)和制造。通過加大對智能裝備硬件核心技術(shù)和智能軟件核心技術(shù)的加密和保護(hù)，保障了智能制造產(chǎn)品的長期競爭力。

我國推動智能制造的進(jìn)展、主要瓶頸及對策建議

我國推動智能制造的進(jìn)展。為適應(yīng)工業(yè)化進(jìn)入后期階段的發(fā)展特征，應(yīng)對新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，近年來，我國中央政府、地方政府和企業(yè)都制定、實施了一系列促進(jìn)智能制造和智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略、政策和具體措施，以推動智能制造的發(fā)展和普及。

中央政府連續(xù)出臺政策力推智能制造，國家層面智能制造戰(zhàn)略框架逐漸清晰完善。2010年10月，國務(wù)院《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，明確提出要加大培育和發(fā)展高端裝備制造產(chǎn)業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并將智能制造裝備列為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的重點方向之一。2012年5月，工業(yè)和信息化部《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，指出在智能制造裝備領(lǐng)域?qū)⒅攸c發(fā)展智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備、重大智能制造成套裝備等四大類產(chǎn)品。2012年4月，科技部《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，布局了基礎(chǔ)理論與技術(shù)研究、智能化裝備、制造過程智能化成套技術(shù)與裝備、智能制造基礎(chǔ)技術(shù)與部件、系統(tǒng)集成與重大示范應(yīng)用等五項重點任務(wù)。從2011年到2014年連續(xù)四年，國家發(fā)展和改革委員會同財政部、工業(yè)和信息化部共同實施《智能制造裝備發(fā)展專項》，重點突破以自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、伺服和執(zhí)行部件為代表的智能裝置，加大對智能制造的金融財稅政策支持力度。2015年3月，工業(yè)和信息化部啟動智能制造試點示范專項行動，并且部署了智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)。2015年，“中國制造2025”成為國家戰(zhàn)略，提出以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合為主線，以推動智能制造為主攻方向，重塑我國制造業(yè)的競爭優(yōu)勢。隨著這一系列國家層面的戰(zhàn)略、規(guī)劃、政策的頒布和實施，我國智能制造發(fā)展的重點和方向逐漸清晰，支持智能制造發(fā)展的政策框架也基本完成。

發(fā)達(dá)地區(qū)率先推動智能制造發(fā)展。經(jīng)過改革開放以來三十余年的高速發(fā)展，東部發(fā)達(dá)地區(qū)制造業(yè)要素供給發(fā)生巨大變化，勞動力、土地、資源、能源約束都相繼出現(xiàn)，已經(jīng)進(jìn)入必須依靠技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)變革實現(xiàn)發(fā)展的新階段，對發(fā)展具有要素集約效應(yīng)的智能制造有迫切的要求。在這種情況下，發(fā)達(dá)地區(qū)地方政府在全國率先制定相關(guān)發(fā)展計劃，促進(jìn)智能制造發(fā)展。例如，浙江省2012年開始部署“全面推進(jìn)機器換人”，提出五年實施5000億元機器換人項目。廣東東莞自2014年起每年支出2億元財政資金扶持企業(yè)“機器換人”，目前大量的機器人已運用到生產(chǎn)線中。在國家和地方政策的扶持下，機器人制造商不斷涌現(xiàn)，江蘇、上海、廣東、河南洛陽等省市紛紛成立了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。2013年3月，中國機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京成立，標(biāo)志著我國機器人等智能制造產(chǎn)業(yè)躍升到一個新的發(fā)展階段。

國內(nèi)領(lǐng)軍制造企業(yè)加快布局智能制造。2012年，海爾開始謀劃建設(shè)數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)工廠，探索智能制造的模式創(chuàng)新。目前，海爾已建成兩大支撐平臺――眾創(chuàng)匯用戶交互定制平臺和海達(dá)源模塊商資源平臺，四大互聯(lián)工廠――沈陽冰箱、鄭州空調(diào)、佛山洗衣機和青島熱水器，開啟定制化大規(guī)模生產(chǎn)模式，很好地契合了工業(yè)4.0的智能制造之路。用戶通過多種終端登陸交互平臺，實時跟蹤由定制內(nèi)容、定制下單、訂單下線到訂單配送等10個關(guān)節(jié)性節(jié)點構(gòu)成的生產(chǎn)全過程。從此，用戶不再是產(chǎn)品的被動接受者，而是產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)造者。在生產(chǎn)制造的另一端，零部件供應(yīng)商紛紛升級為模塊商，直接對接用戶需求，與用戶共同參與產(chǎn)品設(shè)計，提升產(chǎn)品增值空間。海爾互聯(lián)工廠顛覆了傳統(tǒng)家電業(yè)的制造模式，在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)行業(yè)引領(lǐng)。在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，奇瑞專門成立了機器人公司，并于2012年宣布將自己研發(fā)的200臺機器人投入應(yīng)用，將在3年內(nèi)打造初具規(guī)模的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化基地。在通訊設(shè)備領(lǐng)域，中興、華為都開啟了智能制造，中興位于西安的智能手機生產(chǎn)基地建設(shè)了25條全自動生產(chǎn)線，在多數(shù)環(huán)節(jié)實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。

我國智能制造發(fā)展面臨的主要瓶頸。我國工業(yè)化起步晚，技術(shù)積累相對落后，先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能力也與發(fā)達(dá)國家存在顯著差距，致使國產(chǎn)智能制造產(chǎn)品和系統(tǒng)的發(fā)展同時面臨技術(shù)和市場的瓶頸。

關(guān)鍵零部件受制于人，導(dǎo)致國產(chǎn)智能制造裝備價格倒掛，缺乏競爭力。以智能制造最核心的裝備――工業(yè)機器人為例，目前我國精密減速機、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動器等機器人核心零部件大部分依賴進(jìn)口，而這些零部件占到整體生產(chǎn)成本70%以上。其中，精密減速器75%的份額被日本壟斷，國內(nèi)高價購買占到生產(chǎn)成本的45%，而在日本僅為25%，我國采購核心零部件的成本就已經(jīng)高于國外同款機器人的整體售價，在高端機器人市場上根本無法與國外品牌競爭。絕大多數(shù)國內(nèi)機械零部件企業(yè)都只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品，不能夠滿足高端智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，而這些產(chǎn)業(yè)的升級遠(yuǎn)比組裝裝配環(huán)節(jié)的制造業(yè)要困難得多，需要的時間也更漫長。短期內(nèi)，我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然需要采購國外零部件，但必須降低進(jìn)口部件采購成本，實現(xiàn)采購渠道的穩(wěn)定和多元化。

軟件系統(tǒng)發(fā)展滯后造成智能化水平難以提高。相對于硬件方面的技術(shù)差距，軟件技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家的差距更顯著。長期以來，我國重硬件制造、輕軟件開發(fā)的思維十分普遍，智能制造裝備生產(chǎn)企業(yè)的軟件技術(shù)積累嚴(yán)重不足。近年來，雖然制造企業(yè)和軟件企業(yè)的系統(tǒng)集成能力有所增強，但鮮有企業(yè)和科研機構(gòu)進(jìn)行智能制造基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)的開發(fā)，國產(chǎn)數(shù)控機床、機器人等高端產(chǎn)品還大量使用國外軟件系統(tǒng)，國內(nèi)軟件企業(yè)的研發(fā)也主要針對消費產(chǎn)品市場。在跨國公司布局智能制造裝備模塊化生產(chǎn)和操作系統(tǒng)研發(fā)時，我國的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)將面臨基礎(chǔ)操作系統(tǒng)缺失的風(fēng)險。

跨國公司壟斷勢力擠壓國內(nèi)企業(yè)發(fā)展空間。當(dāng)前，全球智能制造產(chǎn)業(yè)的壟斷勢力已基本形成，對后發(fā)國家智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了掣肘作用。雖然我國成為全球最大的智能制造裝備的需求市場，但70%以上的市場份額被ABB、FANUC、YASKAWA等幾家國際巨頭所占據(jù)，高端市場的90%依賴進(jìn)口，國內(nèi)還沒有一家具有全球影響力的智能制造企業(yè)。近年來，隨著我國工業(yè)機器人等智能裝備市場的增長提速，跨國公司加快了在國內(nèi)的戰(zhàn)略布局，以合資或獨資形式在我國經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)建設(shè)工廠，雖然對帶動我國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步起到一定的作用，但同時也進(jìn)一步擠壓國內(nèi)自主品牌企業(yè)的市場空間。

促進(jìn)我國智能制造發(fā)展的對策建議。新科技革命為我國發(fā)展智能制造及相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來重大機遇，我國應(yīng)把握“機會窗口期”，積極總結(jié)和借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗，以智能制造為突破口，推動我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，實現(xiàn)制造業(yè)競爭優(yōu)勢由傳統(tǒng)要素優(yōu)勢向技術(shù)優(yōu)勢的轉(zhuǎn)型。

將基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定納入到頂層設(shè)計中。未來智能制造的發(fā)展將圍繞軟件系統(tǒng)展開，例如，德國智能工廠建設(shè)就基于信息物理系統(tǒng)，GE、西門子等都由傳統(tǒng)制造向服務(wù)化轉(zhuǎn)型，為用戶提供一整套的系統(tǒng)解決方案。作為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的谷歌將研發(fā)目標(biāo)瞄準(zhǔn)機器人的操作系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。我國之所以要從國外進(jìn)口高端裝備和成套生產(chǎn)線，一個重要原因就是缺乏自主工藝數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)，這是我國發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)的短板。因此，必須重視基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，形成自主的智能制造產(chǎn)業(yè)制高點，避免在硬件制造中再次受制于國外操作系統(tǒng)。

加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，打造國產(chǎn)機器人自主品牌。我國的機器人產(chǎn)業(yè)起步較晚，由于發(fā)展階段、條件和目標(biāo)不同，機器人產(chǎn)業(yè)很難也不能再走傳統(tǒng)“市場換技術(shù)”的老路。將來應(yīng)大力推動核心關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)項目，加強對技術(shù)研發(fā)成果的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作。同時，培育具有國際影響力的機器人骨干企業(yè)，發(fā)展一批創(chuàng)新力強的中小型企業(yè)，提升國產(chǎn)自主品牌的國際競爭力。

大力培養(yǎng)技能工人，注重利用全球人才資源。從美國的《重振美國制造業(yè)框架》到《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計劃》，再到《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》，都把提高勞動者素質(zhì)作為重要的政策內(nèi)容，通過對工人進(jìn)行培訓(xùn)提高其勞動技能，以適應(yīng)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的需要。我國也要大力發(fā)展?jié)M足智能制造要求的職業(yè)技能教育和培訓(xùn)，以不斷適應(yīng)制造業(yè)變革所需要的技能要求，同時還要吸引全球制造業(yè)人才，尤其是高層次人才，利用全球人才資源發(fā)展中國智能制造。

完善落實相關(guān)配套政策，大力鼓勵技術(shù)創(chuàng)新。美日歐等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)制造業(yè)都獲得了政府的大力扶持，財政資金也大量向研發(fā)創(chuàng)新傾斜。例如，日本在2006～2010年間為了攻克關(guān)鍵的服務(wù)機器人技術(shù)每年投入1000萬美元，美國聯(lián)邦政府當(dāng)前對每個制造業(yè)創(chuàng)新研究資助7000萬美元至1.2億美元。為扶持智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國也應(yīng)從多個方面完善落實相關(guān)配套政策：加大財政和稅收方面的扶持力度，建立智能機器人研發(fā)風(fēng)險準(zhǔn)備金，激發(fā)制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新活力；加大對國產(chǎn)智能制造裝備的政府采購，給予這個幼稚產(chǎn)業(yè)一定的保護(hù)期；在部分地區(qū)、部分行業(yè)開展智能制造試點示范，探索新模式、新方法，并逐步推廣普及。

參考文獻(xiàn)

[美]里夫金：《第三次工業(yè)革命：新經(jīng)濟模式如何改變世界》，中信出版社，2012年。

[日]岡崎哲二：《質(zhì)疑產(chǎn)業(yè)政策――培育新產(chǎn)業(yè)，成世界潮流》，《日本經(jīng)濟新聞》，2013年4月1日。

賈根良：《第三次工業(yè)革命與新型工業(yè)化道路的新思維――來自演化經(jīng)濟學(xué)和經(jīng)濟史的視角》，《中國人民大學(xué)學(xué)報》，2013年第2期。

左世全：《第三次工業(yè)革命背景下我國制造業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型》，《機械管理開發(fā)》，2013年第6期。

篇7

關(guān)鍵詞：機電一體化；智能控制；應(yīng)用；研究

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

(一)、關(guān)于機電一體化的概述

1、機電一體化的含義

所謂機電一體化，又稱機械電子學(xué)，是指將電工電子技術(shù)、信息技術(shù)、接口技術(shù)、機械技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號變換技術(shù)等多只技術(shù)進(jìn)行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際生產(chǎn)生活中去的一項綜合性的技術(shù)。

機電一體化的基本內(nèi)容與組成要素及原則機電一體化的基本內(nèi)容包括以下幾項內(nèi)容：一是計算機與信息技術(shù)；二是機械技術(shù)；三是自動控制技術(shù)；四是系統(tǒng)技術(shù)；五是傳感檢測技術(shù)。機電一體化的組成要素包括：一是結(jié)構(gòu)組成要素；二是動力組成要素；三是運動組成要素；四是感知組成要素；五是職能組成要素。機電一體化的四大原則包括：一是運動傳遞；二是能量轉(zhuǎn)換；三是結(jié)構(gòu)耦合；四是信息控制。

（二）、關(guān)于智能控制

1、智能控制的含義

“智能控制”指的是在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)?？刂评碚摪l(fā)展至今已有100多年的歷史，經(jīng)歷了“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”的發(fā)展階段，現(xiàn)在已進(jìn)入“大系統(tǒng)理論”和“智能控制理論”階段?！皺C電一體化”是微電子技術(shù)向機械工業(yè)滲透過程中逐漸形成的一個新概念，是精密機械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)等各相關(guān)技術(shù)有機結(jié)合的一種新形勢。它是機械技術(shù)、微電子技術(shù)及信息技術(shù)相互交叉、融合的產(chǎn)物。

2、智能控制系統(tǒng)的特點

智能控制常具有以下一種或幾種基本特點：

（1）分層遞階的組織結(jié)構(gòu)：智能控制系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了“智能遞增，精度遞減”的原理。其協(xié)調(diào)層次越高，所體現(xiàn)的智能也越高。

（2）多模態(tài)控制：智能控制系統(tǒng)常采用具有開、閉環(huán)控制結(jié)合，定性決策與定量控制結(jié)合，數(shù)學(xué)模型和非數(shù)學(xué)廣義模型結(jié)合的多態(tài)控制。

（3）自學(xué)習(xí)能力：一個系統(tǒng)如果能對一個過程或其環(huán)境的未知特征所固有的信息進(jìn)行學(xué)習(xí)，并將得到的經(jīng)驗用于進(jìn)一步的估計、分類、決策或控制，從而使系統(tǒng)的性能得到改善，那么就稱該系統(tǒng)為學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)是智能控制系統(tǒng)的一種，智能控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)功能可能有低有高，低層次的學(xué)習(xí)功能主要包括對控制對象參數(shù)的學(xué)習(xí)，高層次的學(xué)習(xí)功能則包括知識的更新和遺忘。

（4）自適應(yīng)能力：智能控制系統(tǒng)中的智能行為實質(zhì)上是一種從輸入到輸出之間的映射關(guān)系，它可看成是不依賴模型的自適應(yīng)估計。因此它具有很好的適應(yīng)性能。當(dāng)系統(tǒng)的輸入不是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的例子時，由于系統(tǒng)具有插補功能，從而可給出合適的輸出，甚至當(dāng)系統(tǒng)中

3、智能控制系統(tǒng)類別形式

智能控制系統(tǒng)具有一定的智能行為，它是用來解決工程上難以用數(shù)學(xué)方法精確描述的、復(fù)雜的、隨機的、模糊的、柔性的控制問題。這些問題的特點是非線性的，用普通的控制方法難以實現(xiàn)。當(dāng)前采取的智能控制系統(tǒng)如下所述：

（1）分級控制系統(tǒng)

分級控制系統(tǒng)又稱為分級階梯控制系統(tǒng)，是由美國普渡大學(xué)提出的控制理論。它的理論是在自適應(yīng)控制和自組織控制的基礎(chǔ)上提出的理論。它主要由三個控制級組成，由高到低分為組織級、協(xié)調(diào)級、執(zhí)行級。具體情況如下：

a．組織級：通過人機接口和用戶進(jìn)行交互，執(zhí)行最高決策的控制功能，監(jiān)視并指導(dǎo)協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級的行為。

b．協(xié)調(diào)級：該級分為控制管理分層和控制監(jiān)督分層。

c．執(zhí)行級：執(zhí)行確定的動作，完成組織級分配的任務(wù)。

（2）學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)

學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)是通過對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行判別、認(rèn)知、調(diào)整后，利用對信號循環(huán)輸入和數(shù)據(jù)處理來保證良好的運行效果。它是一個能在其運行過程中逐步獲得受控過程及環(huán)境的非預(yù)知信息，積累控制經(jīng)驗，并在一定的評價標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行估值、分類、決策和不斷改善的自動控制系統(tǒng)。

（3）專家控制系統(tǒng)

專家控制系統(tǒng)是將人的經(jīng)驗、知識、技能融合進(jìn)計算機的一種形式。在這個系統(tǒng)中，計算機數(shù)據(jù)庫含有摸個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，并且具有可以利用這些知識與經(jīng)驗解決該領(lǐng)域的高水平難題的特點，

（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指由大量與生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞相類似的人工神經(jīng)元互聯(lián)而組成的網(wǎng)絡(luò)，或由大量象生物神經(jīng)元的處理單元并聯(lián)互聯(lián)而成。智能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式主要運用了神經(jīng)細(xì)胞、人工神經(jīng)元模式。智能控制與模仿真人是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要功能

（三）、智能控制發(fā)展的趨勢

智能控制系統(tǒng)具有極強的學(xué)習(xí)功能、組織功能及適應(yīng)，其在機電一體化方面的廣泛應(yīng)用是當(dāng)前智能控制的一大發(fā)展趨勢。模糊系統(tǒng)、遺傳算法、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)中的最常見的四種技術(shù)，它們之間存在著相互依存、相輔相成的關(guān)系。

（四）、智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、智能控制在機械制造過程中的應(yīng)用

機械制造是機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進(jìn)的機械制造技術(shù)就是將智能控制技術(shù)與計算機輔助技術(shù)有機結(jié)合，向智能機械制造技術(shù)的方向發(fā)展。其最終目標(biāo)是利用先進(jìn)的計算機技術(shù)取代一部分腦力勞動，從而模擬人類制造機械的活動。同時，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊系統(tǒng)計算的方法對機械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行動態(tài)地模擬，通過傳感器融合技術(shù)將采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)。在此過程中利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的并行處理與學(xué)習(xí)功能將一些殘缺不全的信息進(jìn)行有效處理，利用模糊系統(tǒng)所特有的模糊關(guān)系與模糊集合等特征，可以將一些模糊的信息集合到閉環(huán)控制中的外環(huán)決策機構(gòu)來選取相應(yīng)的控制動作。智能控制在機械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機械故障智能診斷、機械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測、智能傳感器及智能學(xué)習(xí)等。

2、智能控制在數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的機電一體化技術(shù)的發(fā)展對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫等目標(biāo)，運用智能控制技術(shù)可以實現(xiàn)這些目標(biāo)。比如說，利用專家系統(tǒng)可以數(shù)控領(lǐng)域中難以確定算法與結(jié)構(gòu)不明確的一些問題進(jìn)行綜合處理，再運用推理規(guī)則將數(shù)控現(xiàn)場的一些數(shù)控故障信息進(jìn)行推理，從而獲得維修數(shù)控機械的一些指導(dǎo)性建議；利用模糊系統(tǒng)技術(shù)可以將數(shù)控機械的加工過程進(jìn)行優(yōu)化，對一些模糊的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而更加清晰地發(fā)現(xiàn)數(shù)控機械出現(xiàn)的故障，并找出相應(yīng)的解決措施。

3、智能控制在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

機器人所具有非線性、強耦合、時變性的特征主要體現(xiàn)在動力系統(tǒng)中，在控制參數(shù)的系統(tǒng)中機器人具有多任務(wù)及多邊變性的特征，這些特征適合智能控制技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)前智能控制技術(shù)在機器人領(lǐng)域中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是機器人手臂姿態(tài)及動作的智能控制；二是機器人在多傳感器信息融合與視覺處理方面的智能控制；三是機器人在行走路徑與行走軌跡跟蹤方面的智能控制；四是通過模糊系統(tǒng)及專家控制系統(tǒng)對機器人的運動環(huán)境進(jìn)行定位、監(jiān)測、建模及規(guī)劃控制等方面的探究。

4、智能控制在建筑工程中的應(yīng)用

智能控制在建筑工程中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是智能控制在建筑物照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，它主要通過通信與計算機控制的聯(lián)網(wǎng)，對每一個時段的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，主要表現(xiàn)在對照明時間、照明系統(tǒng)的節(jié)能、照明邏輯方面的智能控制；二是對建筑物內(nèi)的空調(diào)進(jìn)行智能控制，通過比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)的方式對空調(diào)在夏季與冬季使用時的模式進(jìn)行設(shè)置，可以智能地調(diào)節(jié)空調(diào)的風(fēng)閥，在確保建筑內(nèi)空氣質(zhì)量的同時，減少能量的浪費。

篇8

【關(guān)鍵詞】 柔性制造技術(shù)，F(xiàn)MS，計算機輔助技術(shù)

隨著社會的進(jìn)步和生活水平的提高，社會對產(chǎn)品多樣化，低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，傳統(tǒng)的制造技術(shù)已不能滿足市場對多品種小批量，更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。90年代后，由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、機械與控制設(shè)備的發(fā)展，制造業(yè)自動化進(jìn)入一個嶄新的時代，技術(shù)日臻成熟。柔性制造技術(shù)已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

1、基本概念

1.1、柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量；第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力，可用在有干擾（如機器出現(xiàn)故障）情況下，系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘模瑐鹘y(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應(yīng)市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。

柔性主要包括：

1）機器柔性 當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時，機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。

2）工藝柔性 一是工藝流程不變時自身適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化的能力；二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化而改變相應(yīng)工藝的難易程度。

3）產(chǎn)品柔性 一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后，系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力；二是產(chǎn)品更新后，對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

4）維護(hù)柔性 采用多種方式查詢、處理故障，保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的能力。

5）生產(chǎn)能力柔性 當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟地運行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，這一點尤為重要。

1.2、柔性制造的分類

柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，我們認(rèn)為凡是側(cè)重于柔性，適應(yīng)于多品種、中小批量（包括單件產(chǎn)品）的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前按規(guī)模大小劃分為：

1）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

關(guān)于柔性制造系統(tǒng)的定義很多，權(quán)威性的定義有：美國國家標(biāo)準(zhǔn)局把FMS定義為：“由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備，傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)有時可同時加工幾種不同的零件。國際生產(chǎn)工程研究協(xié)會指出”柔性制造系統(tǒng)是一個自動化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計時所考慮的產(chǎn)品族的限制。“而我國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)則定義為”柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng)，它包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。“簡單地說，F(xiàn)MS是由若干數(shù)控設(shè)備、物料運貯裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)。目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數(shù)控機床（加工中心與車削中心等），由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運系統(tǒng)連接起來，可在不停機的情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS，日本從1991年開始實施的”智能制造系統(tǒng)“（IMS）國際性開發(fā)項目，屬于第二代FMS；而真正完善的第二代FMS預(yù)計本世紀(jì)十年代后才會實現(xiàn)。

2）柔性制造單元（FMC）

FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6～8年，F(xiàn)MC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，它是由1～2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設(shè)備構(gòu)成，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。

3）柔性制造線（FML）

它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC機床；亦可采用專用機床或NC專用機床，對物料搬運系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生過程中的分散型控制系統(tǒng)（DCS）為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日臻成熟，迄今已進(jìn)入實用化階段。

2、柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)

2.1、計算機輔助設(shè)計

CAD技術(shù)引入專家系統(tǒng)，使之具有智能化。它有助于加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。

2.2、模糊控制技術(shù)

模糊數(shù)學(xué)的實際是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊控制器具有自動功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動對控制量作調(diào)整，使系統(tǒng)性能大為改善，其中尤其以基于人工神經(jīng)的自學(xué)引起人們極大的關(guān)注。

2.3、人工智能技術(shù)及專家系統(tǒng)

迄今，柔性制造技術(shù)中所采用的人工智能大多指基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)利用專業(yè)知識和推理規(guī)則進(jìn)行推理，求解各類問題（如解釋、預(yù)測、診斷、查找故障、設(shè)計、計劃、監(jiān)視、修復(fù)、命令及控制等）。由于專家系統(tǒng)能簡便地將各種事實及與通過經(jīng)驗獲得的知識相結(jié)合，因此為柔性制造的諸方面工作增強了柔性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能（包括專家系統(tǒng)）技術(shù)必將在柔性制造業(yè)（尤其智能型）中起著日趨重要的關(guān)鍵性的作用。智能制造技術(shù)（IMT）旨在將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié)，借助模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。在制造過程，系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運行狀態(tài)。在受到外界或內(nèi)部激勵時能自動調(diào)節(jié)其參數(shù)，以達(dá)到最佳工作狀態(tài)，具備自組織能力。

2.4、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進(jìn)行并處理的一種方法，故也是一種人工智能工具。在自動控制領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將并列于專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)，成為自動化系統(tǒng)中的一個組成部分。

3、FMT的發(fā)展趨勢

3.1、發(fā)展FMT的支撐條件

1）技術(shù)培訓(xùn)。應(yīng)用FMT的用戶需要建立一支自己的自動化領(lǐng)域?qū)＜液蛯I(yè)技術(shù)人員隊伍，因而，對有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)極為重要。

篇9

智能制造亮點紛呈

紡織裝備向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，智能制造是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)在裝備上的集中體現(xiàn)，2014年在這一領(lǐng)域亮點紛呈。

棉紡行業(yè)中紡紗是重要的工序。陜西華燕公司研制出新型渦流紡紗機，配備智能化控制系統(tǒng)，具有實時采集、統(tǒng)計分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控、質(zhì)量在線監(jiān)測等功能，可以在線控制紗線張力，自動接頭，自動落紗，自動清潔。該產(chǎn)品打破了國外公司對渦流紡紗機技術(shù)的壟斷，提高了國產(chǎn)化設(shè)備的自動化水平。

針織行業(yè)中電腦經(jīng)編裝備近年來發(fā)展很快，但是速度一直低于機械裝備。江南大學(xué)開發(fā)了具有高動態(tài)響應(yīng)的經(jīng)編集成控制系統(tǒng)，突破了控制系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了梳節(jié)高速橫移、電子送經(jīng)、大容量動態(tài)花型數(shù)據(jù)的高速傳輸，并具有質(zhì)量在線監(jiān)測功能。

服裝信息化取得新進(jìn)展

服裝行業(yè)企業(yè)數(shù)最多，直接面向消費市場。近年來適應(yīng)市場的變化，扭轉(zhuǎn)了“服裝制造技術(shù)含量低”的誤解，信息化取得一系列新進(jìn)展。

紅領(lǐng)集團(tuán)的MTM運營支撐平臺應(yīng)用于男西裝個性化定制，已經(jīng)運行多年，取得喜人的效果。平臺運用工業(yè)化手段制造個性化產(chǎn)品，將傳統(tǒng)服裝企業(yè)的效益提高2倍以上，經(jīng)過升級改造，2014年8月正式上線運營，并開拓了大量國際業(yè)務(wù)，而在其后臺則有功能強大的信息化制造系統(tǒng)支撐。

上海嘉納公司開發(fā)了服裝三維測體試穿系統(tǒng)，包括三維測量及人體數(shù)據(jù)處理、三維服裝設(shè)計系統(tǒng)、三維虛擬試衣平臺和虛擬服裝走秀系統(tǒng)，可以使用移動智能終端，并已作為產(chǎn)品應(yīng)用到多家服裝企業(yè)和相關(guān)院校。

電子商務(wù)激發(fā)新活力

2014年紡織品服裝電子商務(wù)異常活躍，成為最具活力的商業(yè)渠道，對消費市場的拉動作用不可低估。上半年服裝家紡網(wǎng)絡(luò)零售總額為2770億元，占全國各類商品網(wǎng)絡(luò)零售總額的25%，同比增長39.2%，增速較上年同期加快6.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)渠道10.4%的增速。

隨著網(wǎng)上購物的興起，服裝個性化定制業(yè)務(wù)也逐步走向?qū)嶋H應(yīng)用。無錫吉姆兄弟公司建立了襯衫定制的移動網(wǎng)絡(luò)平臺，客戶通過智能手機選擇襯衫款式、面料、顏色等，并上傳本人正面和側(cè)面的兩張照片，便可在兩天內(nèi)收到適合自己尺寸的襯衫。

管理信息化提升新水平

管理信息化系統(tǒng)經(jīng)過多年的應(yīng)用，逐步向綜合集成方向發(fā)展，并延伸到設(shè)計、工藝和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，更加具有行業(yè)特點。

湖南忘不了公司開發(fā)了包括服裝設(shè)計、工藝數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)管理的信息化管理系統(tǒng)，建立了自動化的生產(chǎn)流水線，還包括了數(shù)字化工藝培訓(xùn)系統(tǒng)，較為全面地覆蓋了企業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)和經(jīng)營業(yè)務(wù)，從整體上提高了企業(yè)現(xiàn)代化管理水平。

山東岱銀集團(tuán)針對其主要產(chǎn)品竹節(jié)紗研制了專用CAD/CAM系統(tǒng)、竹節(jié)紗參數(shù)檢測儀器和工藝參數(shù)管理軟件，建立了工藝參數(shù)在線監(jiān)測平臺，實現(xiàn)了竹節(jié)紗的設(shè)計、生產(chǎn)與質(zhì)量檢測的自動化，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了明顯的經(jīng)濟效益。

2015：持續(xù)健康發(fā)展面臨新挑戰(zhàn)

2015年是“十二五”規(guī)劃的最后一年，“十三五”規(guī)劃即將，紡織工業(yè)相關(guān)規(guī)劃的前期研究工作已經(jīng)在緊鑼密鼓地開展，紡織信息化技術(shù)的應(yīng)用與推廣是重點任務(wù)之一，包括數(shù)字化設(shè)計、智能制造、電子商務(wù)和物流信息化、互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合等主要領(lǐng)域。為此，未來必須大力推動大數(shù)據(jù)、智能制造、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等新一代信息技術(shù)在紡織信息化進(jìn)程中發(fā)揮引領(lǐng)作用。

大數(shù)據(jù) 紡織企業(yè)多年來對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實現(xiàn)計算機管理的同時，積累了大量各種類型的多種來源的數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生了即時分析海量信息并產(chǎn)生價值的迫切需求。未來幾年，紡織骨干企業(yè)要在工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，比如電子商務(wù)的精準(zhǔn)營銷、服裝的大規(guī)模定制，提升生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品營銷及服務(wù)等環(huán)節(jié)的決策水平和經(jīng)營效率。

智能制造 這是今后紡織裝備的重要發(fā)展方向，未來幾年將開發(fā)以人機智能交互為特征、面向各道紡織工序的智能制造技術(shù)，一方面努力提高單機自動化、智能化水平，形成網(wǎng)絡(luò)化的堅實基礎(chǔ);另一方面推進(jìn)紡紗、織造、印染、服裝生產(chǎn)制造設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和在線監(jiān)測，形成智能化生產(chǎn)線，并在此基礎(chǔ)上不斷積累和完善相應(yīng)的知識庫和專家系統(tǒng)。

云計算 在云計算技術(shù)日益成熟，應(yīng)用日益廣泛的情況下，開發(fā)商將大量利用云服務(wù)平臺為廣大客戶提供資源優(yōu)化共享、使用安全可靠的服務(wù)，提高信息化服務(wù)的水平，從而使云計算模式不僅可以成為軟件服務(wù)業(yè)新的增長點，而且還在制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮重要作用。

物聯(lián)網(wǎng) 作為智能制造和大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐步滲透到紡織服裝業(yè)的各個領(lǐng)域，尤其是在紡織生產(chǎn)在線監(jiān)測系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，可以實時提供各種類型的數(shù)據(jù)，包括對生產(chǎn)線各個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確跟蹤、倉儲和物流系統(tǒng)的及時監(jiān)測、產(chǎn)品質(zhì)量和安全性的追溯等。RFID也將應(yīng)用于多種智能設(shè)備，如粗細(xì)聯(lián)輸送系統(tǒng)、服裝吊掛系統(tǒng)以及企業(yè)信息化管理系統(tǒng)等。

篇10

北京機械工業(yè)自動化研究所是以推廣和發(fā)展制造業(yè)綜合自動化技術(shù)及智能制造技術(shù)為目標(biāo)的多專業(yè)綜合性高新技術(shù)研究所，致力于工業(yè)智能化單元、系統(tǒng)集成及其相關(guān)配套技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。主要研究領(lǐng)域有：制造業(yè)信息化ERP、企業(yè)計算機綜合應(yīng)用軟件，包括計算機輔助企業(yè)管理系統(tǒng)（MIS）、計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）；自動控制與應(yīng)用工程，包括系統(tǒng)與集成、網(wǎng)絡(luò)與通訊、制造過程控制與管理、柔性制造系統(tǒng)、車間級物流系統(tǒng)、自動化立體倉庫、物流技術(shù)和自動檢測；工業(yè)機器人與人工智能應(yīng)用工程；機電一體化非標(biāo)設(shè)備的研制和應(yīng)用工程。

記者：北自所成功實施了很多制造業(yè)物流項目。以你們的經(jīng)驗，制造企業(yè)在什么情況下會考慮做物流系統(tǒng)的優(yōu)化或改善？

匡永江：對于制造企業(yè)來說，制造是主業(yè)，物流是輔的工作，它的作用是助生產(chǎn)一臂之力。因此，很多制造企業(yè)都是在生產(chǎn)技術(shù)改造的過程中，“發(fā)現(xiàn)”了物流升級優(yōu)化的需求。以我們曾經(jīng)實施過的一個項目――某大型板材加工企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)為例：該公司由于引進(jìn)了先進(jìn)的自動化生產(chǎn)設(shè)備，機床能夠24小時不間斷無人生產(chǎn)，但是原有的生產(chǎn)物流系統(tǒng)不是全自動系統(tǒng)，無法匹配高效的自動化生產(chǎn)，制約了生產(chǎn)效率的提高。我們的解決方案是配合生產(chǎn)需要，在生產(chǎn)車間設(shè)立自動倉庫系統(tǒng)，與自動化的生產(chǎn)機床對接實現(xiàn)按需自動上下料和信息管理。這樣就滿足了該公司24小時不間斷無人生產(chǎn)的需求，使生產(chǎn)效率大幅提高。

除了被動地改善物流外，制造企業(yè)，尤其是一些行業(yè)龍頭企業(yè)，在新建工廠時往往傾向最先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括物流系統(tǒng)，以保持和擴大自己的競爭優(yōu)勢。例如我們的一個客戶，是一家知名的家具生產(chǎn)企業(yè)，致力于打造全球知名的品牌。他們在國內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外調(diào)研了好幾年，最后下決心建設(shè)一個全新的、先進(jìn)的智能工廠。新工廠具有鮮明的“智能制造，按需生產(chǎn)”的特點：生產(chǎn)從客戶需求開始人手，根據(jù)客戶的房型設(shè)計產(chǎn)品，然后客戶可以按照房型選擇該公司的成熟產(chǎn)品模塊，并形成最終方案，工廠定制生產(chǎn)家具。而且整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)了不許動、不落地、不返修高效生產(chǎn)。我們給該公司做的生產(chǎn)物流系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)，具體包括WMS、WCS、智能堆垛機、AGV、RGV、全自動輸送線、貨架等等。

總結(jié)來講，制造業(yè)物流就是把各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，物流系統(tǒng)與生產(chǎn)線、生產(chǎn)節(jié)拍緊密配合，各種先進(jìn)的物流裝備都是這個綜合性大系統(tǒng)的重要組成部分，在先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下實現(xiàn)高效生產(chǎn)。只有物流合理順暢，才能提升整個工廠的運作效率和管理水平。如果物流不順暢，就會影響生產(chǎn)。

記者：制造企業(yè)物流系統(tǒng)改善項目的難點是什么？需要注意的關(guān)鍵點有哪些？

匡永江：相比較其他行業(yè)的物流建設(shè)，制造業(yè)物流建設(shè)更加復(fù)雜，因為制造業(yè)包含很多不同的子行業(yè)，而且各具特點。這也造成了不同的制造業(yè)物流系統(tǒng)都有一些自己的獨特性。

從制造方式來分，制造業(yè)可分為流程制造業(yè)和離散制造業(yè)。流程制造業(yè)的典型行業(yè)如化工業(yè)，這種制造的特點是生產(chǎn)與物流融為一體，連續(xù)生產(chǎn)必然要求物料配送是連續(xù)進(jìn)行。而且這個行業(yè)一般都是高度自動化生產(chǎn)，在生產(chǎn)車間建設(shè)規(guī)劃時，需對生產(chǎn)和物料配送規(guī)劃得十分充分、到位。因此，這類制造業(yè)的物流反而是成熟、清晰的，并沒有太大的實施難度。

對于離散制造業(yè)，還可細(xì)分為產(chǎn)品生產(chǎn)量大的制造業(yè)和產(chǎn)品生產(chǎn)量小的制造業(yè)。生產(chǎn)量大的典型代表如汽車制造行業(yè)、家電制造行業(yè)。這些行業(yè)由于長期的發(fā)展，已經(jīng)形成成熟的生產(chǎn)模式、物流組織模式，是自動化程度較高的流水線生產(chǎn)。因此，這些行業(yè)的物流體系也有了很多成熟的、可借鑒的模式。而對于一些單品產(chǎn)量很少的制造行業(yè)，如重型機械加工，這種行業(yè)的流程、工藝都十分復(fù)雜，而且很多大型或超大型裝備的制造還涉及國家的經(jīng)濟安全和軍事安全等因素，技術(shù)領(lǐng)先的國家往往封鎖技術(shù)的外泄，因此我們也很難有借鑒、模仿的機會。這都造成這類型制造業(yè)物流規(guī)劃和實施的難度很大，很多時候需要專門立項研究。

制造業(yè)物流從制造生產(chǎn)的流程上來分，還可分為生產(chǎn)（線邊）物流和通用物流兩大部分。制造企業(yè)的通用物流建設(shè)，也就是建設(shè)用于存儲原材料、輔料、成品的倉庫，和其他行業(yè)的倉庫建設(shè)大同小異，因此也是比較容易規(guī)劃和實施的。

比較難的部分是生產(chǎn)（線邊）物流的規(guī)劃和實施。不管是全新工廠的生產(chǎn)物流系統(tǒng)建設(shè)，還是改造項目的物流優(yōu)化和改善，都和生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合，首先要做好工藝分析，按照生產(chǎn)流程先規(guī)劃設(shè)計物流動線，再考慮生產(chǎn)設(shè)備布局，采用正確的步驟是非常重要的。但是多數(shù)國內(nèi)制造企業(yè)對物流并不了解，因此往往先建工廠，購進(jìn)設(shè)備，再考慮物流。這就造成物流系統(tǒng)建設(shè)面臨很多限制條件，難以做到最優(yōu)。這是很令人遺憾的。

記者：您認(rèn)為造成我國制造企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)建設(shè)存在問題的主要原因有哪些？如何破解？北自所的優(yōu)勢在哪里？

匡永江：由于我國原有體制的原因，制造企業(yè)在建設(shè)項目的時候，都是要找各自行業(yè)的設(shè)計院去做上廠的設(shè)計規(guī)劃。對于這些設(shè)計院來說，設(shè)計規(guī)劃的重點不是物流，他們首先會去考慮廠房（土建）和生產(chǎn)工藝等，由于缺少規(guī)劃意識，物流規(guī)劃也是他們的弱項。我國長期以來制造業(yè)物流水平比較低，和這方面有一定關(guān)系?，F(xiàn)在各個設(shè)計院對物流規(guī)劃設(shè)計的重視程度也在不斷提高，而且隨著項目的增多也取得了很多經(jīng)驗。但是已經(jīng)建成的工廠由于企業(yè)經(jīng)營或者市場情況發(fā)生了變化，很多都需要進(jìn)行物流升級優(yōu)化。

因此我最近就在考慮，北自所能否與設(shè)計院強強聯(lián)合，把物流規(guī)劃設(shè)計納入設(shè)計院的業(yè)務(wù)范疇，共同提高制造企業(yè)物流系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)的能力。其實在國際上，物流規(guī)劃設(shè)計通常由專業(yè)的物流咨詢公司完成。但是我認(rèn)為，設(shè)計院相比咨詢公司的優(yōu)勢是有設(shè)計能力，能把概念細(xì)化和落地。如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補，就更能滿足客戶的需求，我們就更有競爭力。

其實在制造業(yè)物流領(lǐng)域，北自所還是有一定優(yōu)勢的。首先，我們有深厚的底蘊。北自所創(chuàng)建于1954年，是原機械工業(yè)部直屬的綜合性科研機構(gòu)，是國內(nèi)最早從事自動化物流系統(tǒng)集成和自動化立體庫建設(shè)的單位，國家科技部指定的全國推廣應(yīng)用物流倉儲技術(shù)依托單位。其次，由于制造業(yè)物流與生產(chǎn)工藝、流程管理等密切相關(guān)，因此綜合能力很重要，而北自所在這方面有優(yōu)勢。我們致力于制造領(lǐng)域自動化、信息化、智能化技術(shù)的創(chuàng)新、研究、開發(fā)和應(yīng)用，為客戶提供包括開發(fā)、設(shè)計、制造、安裝及服務(wù)的整體解決方案。北自所擁有ERP、MES、物流、裝配線等一系列項目實施的能力。這就是我們的綜合優(yōu)勢。

記者：請您結(jié)合典型案例分析一下北自所是如何幫助制造企業(yè)優(yōu)化物流系統(tǒng)的。

匡永江：我們通過對一些行業(yè)生產(chǎn)工藝的透徹研究和分析，研發(fā)出適合該領(lǐng)域生產(chǎn)特點的物流自動化系統(tǒng)，構(gòu)建了全新的物流運作模式，大幅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

我們有很多成功的制造業(yè)物流案例。如我們?yōu)榧徔椥袠I(yè)開發(fā)的“全自動落絲系統(tǒng)”，由自動落絲機、輔助運轉(zhuǎn)設(shè)備、機器人、設(shè)備運行調(diào)度和信息管理子系統(tǒng)組成，采用了激光定位技術(shù)、激光安全防護(hù)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、無線以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機信息技術(shù)和設(shè)備調(diào)度優(yōu)化算法。該系統(tǒng)的主要功能為：自動落絲機與卷繞機自動對接后完成自動落絲，并將絲餅暫存于車體中心棒上，絲餅隨自動落絲機運行送往平衡間，并轉(zhuǎn)運到輔助運轉(zhuǎn)設(shè)備上，再由機器人直接抓取并放置在絲車空掛架上。該系統(tǒng)以機械化設(shè)備完全替代人工實現(xiàn)落絲、裝車和轉(zhuǎn)運自動化作業(yè)，能夠滿足同時多品種生產(chǎn)按單一品種裝車的需求，并自動完成絲餅產(chǎn)品信息的跟蹤及標(biāo)簽打印。這套系統(tǒng)符合制造業(yè)“機器換人”的發(fā)展方向，為紡織企業(yè)減少勞動力人數(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，帶動了企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高了企業(yè)的國際競爭力。該系統(tǒng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，獲得多項國家專利，成功入選2015年度中國十大紡織科學(xué)新聞。

記者：制造企業(yè)實施物流系統(tǒng)改善項目能收獲哪些益處？

匡永江：從以上案例可以看出，一個成功的物流優(yōu)化實施項目，給制造企業(yè)帶來的變化是巨大的，不僅體現(xiàn)在直接的經(jīng)濟效益上，還能改善企業(yè)的現(xiàn)場環(huán)境，提升企業(yè)形象，甚至解決很多管理上的難題。例如我們實施過的另一個案例，某電氣開關(guān)生產(chǎn)企業(yè)，之前的物料配送和管理模式粗放，物料管理部門使用叉車為生產(chǎn)部門配送生產(chǎn)備件，配送時間和配送數(shù)量都不能做到精準(zhǔn)。這使得兩個部門經(jīng)常為零部件賬物不符而發(fā)生矛盾。該企業(yè)實施了物流優(yōu)化項目，用AGV配合生產(chǎn)節(jié)拍實現(xiàn)物料的精準(zhǔn)配送，不僅以上問題迎刃而解，還帶來很多附加效益。首先，物流運作模式改變了，AGV配送物料取代了叉車作業(yè)，減少了人力，也更加安全可靠。其次，原先叉車送料單批次數(shù)量巨大，大量用不完的零件堆到生產(chǎn)線邊，管理混亂，現(xiàn)在是需要多少送多少，生產(chǎn)線邊更干凈，物料管理不混亂。還有，按照生產(chǎn)計劃把必要的零部件送過去，不用的儲存在庫里，物料賬目清楚，而且賬目與貨物存放位置對應(yīng)上了，可以清楚掌握物料消耗情況，減少重復(fù)采購造成的物料積壓和倉位占用，也減少了資金占用。