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智能化制造技术十篇

发布时间:2024-04-29 12:41:07

智能化制造技术篇1

【关键词】机电一体化;智能制造;实践研究

1前言

近年来随着科学技术的发展,机电一体化系统已经逐步成为机械制造与发展的主要趋势,使更多的机械设备制造实现自动化、智能化的主要方式,机电一体化系统在智能制造中的深入应用,极大的满足社会发展需求,它将在工业发展中表现出无法比拟的优越性,满足工程可靠性与效率需求的同时,有效减少因人工操作造成的失误,从而实现精度的生产,对促进企业生产自能化方面有着举足轻重的作用。

2机电一体化概述及发展现状

首先,机电一体化技术主要是为了满足社会工业生产的需求,于20世纪60年代出现,主要是将电子与机械集于一体的先进科学技术,其中它涵盖了计算机、机械、信息技术、传感和自动控制等多项技术于一体的综合性技术。其中,详细的说机电一体化的基本组成部分主要有机械体,实现各部件之间的连接构造;驱动动力部分,提供动力并帮助机械实现能量的转化,使实现动力功能;遥感测试部分,检测机械内外部环境实现其预算计测功能;执行部位,接受控制信息,对要求动作完成;信息处理单元,运算、处理、决策、实现控制功能。这一技术进入21世纪以来,融入了微处理技术和计算机技术的精华,得到了快速发展,之后又融入信息电子技术,模拟人脑对生产流程进行分析判断,使企业的生产逐步实现智能化。其次,机电一体化发展现状介绍,机电一体化技术主要是应用于一些大型的生产企业中,机电一体化依赖于众多学科的先进技术的融合,实现对人脑的模拟,使其对企业机器生产的全过程能够进行有效分析,判断和处理,通过发出各项指令操作,通过机器实现复杂的生产流程,通过机械设备进行智能控制,运用机械操作代替人力的操作,使整个生产过程简单,便于管理,在极大减轻人工工作用负担的同时,也为企业的发展减少了很大的成本。随着世界经济一体化进程的加深,世界工业的发展早已不再仅仅局限于某一领域内,或是某一区域内,而是考虑利用最小成本的同时,实现世界各地的就地取材,面对这种发展现状,机电一体化体系也有了新的发展要求,将远程控制技术也应用于机电一体化体系中来,因此,不难看出机电一体化技术是伴随着生产技术要求和科学技术的发展不断向前发展的,机电一体化技术有着广阔的发展空间,另外,机电一体化技术也逐步打破企业的自有生产方式,通过对机电生产产品的统一标准,生产流程的规范,从而实现模块化的集成机电生产。

3智能制造技术及其发展

智能制造是指通过运用计算机程序模拟人类的思维活动,实现机器对在无人控制操纵下的机械自动化生产。智能制造技术已经成为现阶段机械制造技术主流的趋势,通过智能化的制造可以有效帮助人解决很多复杂繁琐的操作,极大的避免了因人工不小心失误造成的生产损失,提高了生产设备的精确度,因此,智能制造的应用要比往往传统的制造具有无法比拟的优越性。使机械设备的制造在人类不可能达到的空间展开。智能制造在机械生产制造方面已经为人类创造了很大的价值。智能控制技术是发展人类智能中一个重要的领域,其主要目的是为了改善以往传统制造中较为复杂多样的控制任务。

4机电一体化技术在智能制造中的应用

机电一体化体系中,智能控制的应用途径十分的广泛,在我们社会生产生活的方方面都有体现,随着科学技术的进步,现阶段的机电一体化正在逐渐向人工智能化的方向发展,这是社会发展所需求的在必然趋势,是经济发展水平与科技发展相结合的应然产物,在我国机械制造业发展过程中,能够有效快速实现机电一体化是机械制造发展的重点内容,机电一体化能在提高生产产品效率的同时,还能确保产品的质量,目前的科学技术水平在机械制造的领域内最大的实现计算机网络技术和智能制造控制技术有机结合,从而实现由人工管理操作到智能控制监管的有效过度。同时,智能监管控制的部分,还可以实现对机械设备运作的检测预测管理工作,实现对可能发生的机械事故有预测的作用,以确保生产的顺利进行,或是通过智能控制系统有效协调工作的进行。(1)机电一体化中应用智能制造的优势。智能控制技术对机电一体化系统中的程序或部分结构进行智能化调试与控制以保证程序系统工作的可靠安全性;工作人员采用计算机网络技术将编写的程序或是代码输入到机电一体化系统中,实现对机械的智能控制;智能控制技术可以实现根据外部环境变化,对其工作内容,进行调控,实现机电一体化工作的精确度。(2)以机电一体化体系中智能制造在建筑领域的应用做详细解释说明,智能控制在建筑领域的广泛应用主要体现在两方面,分别是在保暖制冷系统和建筑照明系统中。其中的照明智能控制系统,是通过应用通信技术和计算机网络技术两者有效结合实现的,能够有效的实现对照明区域,照明亮度,照明时间的合理控制与调节。从而有效节约能源,较大可能的提高资源利用率。(3)机电一体化技术中的智能制造在数控领域的有效应用。社会生活的各行各业都在应用机电一体化技术,而其中的数控技术对机电一体化技术的要求越来越高,数控技术由于其是进行大规模的生产,数控技术在逐步实现智能化方面具有很大的发展空间,利用计算机网络技术在数控方面实现智能监控,编程,建立自身的数据库。智能控制技术在数控技术中的应用还可以实现,在一些较为大型复杂的工程问题或是机器设备有问题的情况下,人工无法实现的检测,借助数控技术可以进行推理与演算,适时给出修改意见。

5结语

伴随着科技的发展,机电一体化在智能制造中的应用产品已经渗透到了我们生产生活的多方面,这种通过多种高新技术结合的产物极大的为我们生产生活带来便捷,这种机电一体化的智能发展方式进一步推动生产方式的深化改革。仍将有广阔的发展前景,需要我们相关从业人员根据实际的生产生活不断的进行改进,为我们社会经济的发展做更大的贡献。

参考文献:

[1]吴小龙.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015,1(29):68.

[2]秦立峰.机电一体化技术在智能制造中的应用分析[J].工程技术:引文版,2016(4):272.

[3]纪钰珩.机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用[J].企业技术开发月刊,2014(8):42.

[4]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92.

智能化制造技术篇2

   关键词:工业;自动化;智能制造;技术

   中图分类号:tH164文献标识码:a文章编号:1006-8937(2011)22-0102-01

   自动化生产是新时期工业经济的先进理念,机电一体化、机械制造自动化等均是工业自动化的具体表现。积极推广智能制造技术是未来企业发展的必经之路。

   1传统制造模式的缺陷

   不可否认,传统手工制作对当时的工业进步起到了推动作用,但在倡导科技创新的今天,传统制造技术却显现了多方面的缺陷。

   ①生产质量低。我国工业包括重工业、轻工业等两大类别,重工业指的是采掘业、原材料加工等,轻工业则指化工等行业。传统的工业制造生产依赖于手工操作,许多产品的质量无法保证,如:机械制造行业靠手工打造金属物件,产品的尺寸、形状等指标很难达到高水平。

   ②生产时间长。传统工业制造因缺乏先进的工艺流程,制造人员几乎凭借个人经验制造产品。对于一些先进的制造工艺未能及时采用,如:采煤行业中煤矿开采工艺落后,造成矿工每天的煤矿开采量量少,且矿工需持续工作12h以上才能保证足够的产量,作业时间超出预期范围。

   ③生产效益少。企业投入了大量的成本投入工业制造,但由于生产产品质量不达标,成批产品无法走向市场销售,这造成企业出现货物囤积现象。此外,由于质量问题引起的各种补偿问题均给企业经营造成很大的阻碍。早期我国工业呈现出生产投资大,回收效益少的状况。

   ④生产设备缺。根据我国工业发展历程可知,早期工业产品的制造生产70%以上均依赖于手工操作。这不仅是国内工业技术落后的表现,也是工业生产设备不足的象征。由于缺乏机械设备从事相关生产,手工制造才会一直占据工业产品加工的主流,制约了工业自动化进程的加快。

   2智能制造技术的工业运用

   改革开放之后,国家对工业经济的发展给予了高度关注,全国各地开始积极开展工业技术创新活动。经过近30年的技术改革,我国的工业制造生产已经掌握了自动化、一体化、智能化等多项技术。有了先进技术为支撑,我国的工业经济效益开始翻倍增长,智能制造技术在工业中的运用更加普遍。工业生产自动化中引进智能制造技术的优点如下:

   ①人机操作。智能制造技术的最大特点是实现了“人机操作”,企业在制造高精度、高要求、高质量的产品时,必须要使用智能化操控系统保证自动化生产的质量。如:机械制造行业中,对于金属产品的精度要求十分严格,若依旧安排人工制造加工时无法达到精度指标的。企业可利用计算机与数控设备建立连接,用计算机编程后输入程序指令,机械自动化生产可保证产品精度符合要求。

   ②自动设计。智能机器具有强大的推理、预测、判断等功能,制造设备可参照接收到的数字信号或程序代码设计工业产品。产品研发人员把某个产品的重点参数及程序代码输入智能机器中,则可通过自动设计将产品模型显示在计算机上,让企业根据产品的实际情况选择最佳方案投入生产。如:许多企业采用CaD、proeUG等自动化设计软件,获得的产品模型更加精准。

   ③虚拟生产。虚拟技术依旧以计算机为核心控制,并结合信号处理、动画技术、智能推理、数据预测、模拟仿真等功能,对工业产品的生产流程进行模拟。虚拟化模拟生产可及时发现设计产品存在的问题,对生产制造工艺做进一步改学原料比例调整提供依据。

   3结语

   总之,随着工业经济效益持续增长,企业致力于扩大生产规模,制造产品的数量相比之前更多。面对这种状况若依旧采用传统的生产制造模式,则难以满足生产效率指标的要求。

   参考文献:

   [1]孟俊焕,孙汝军,姚俊红,张秀英.智能制造系统的现状与展望[J].机械工程与自动化,2005,(4).

智能化制造技术篇3

关键词:机械制造;智能化技术;体系

1 机械制造技术的发展

在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CaD/Cam与数控系统集成为一体。机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

2 智能化技术发展趋势

2.1 性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CpU芯片、RiSC芯片、多CpU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大。可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群拉系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。

(4)实时智能化。

早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。

2.2 功能发展方向

(1)用户界面图形化。

用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术,也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化。

科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语育表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CaD/Cam,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化。

多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、nano插补、nURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能pLC。

数控系统内装高性能pLC控制模块,可直接用梯形圈或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能,编程工具中包含用于车床铣床的标准pLC用户程序实侧,用户可在标准pLC用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用。

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3 体系结构的发展

(1)集成化。

采用高度集成化CpU,RiSC芯片和大规模可编程集成电路FpGa、epLD、CpLD以及专用集成电路aSiC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度,应用LeD平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,掘高系统的可靠性。

(2)模块化

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化,根据不同的功能需求,将基本模块,如CpU、存储器、位置伺服,pLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。

(3)网络化

机床联网可进行远程控制和无人化操作,通过机床联网,可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

智能化制造技术篇4

关键词:智能制造;机电一体化;应用

中图分类号:tH-39文献标识码:a文章编号:1673-1069(2016)29-160-2

0引言

随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。

1智能制造概述

从目前的社会发展来看是,智能制造主要包含两方面的内容:一是智能制造技术(imt)。主要指的是,技术人员借助计算机模拟系统,从而实现对某一系统的分析、决策等,节省了大量的人力和物力,研究人员只需通过计算机系统就可以实现系统的分析,有效保证了研发的可靠性,同时也保证了生产的实效性。二是智能制造系统(imS)。可以简单地理解为人机一体化智能系统,由智能机器人和人类专家共同组成。它在应用的过程中,以计算机为主要工具,借助人类专家进行分析、构思以及决策等智能活动,代替制造工程中人力脑力活动。智能制造系统是智能制造技术的延伸,是集网络化、自动化技术于一体的制造系统,使整个子系统实现智能化运转。这也是本文应用研究的重点。

智能制造系统一方面是集成应用的主要场所,另一方面也是智能制造模式展现的主要载体。智能制造系统主要是基于社会生态学的根基上,借助计算机并通过人工智能的控制,从而实现设计、加工以及控制管理等各个阶段,该系统在高度变化较为显著的环境中较为适用。在智能制造模式中对知识体系的注重程度较高,知识经济也是新兴经济的主导模式,因此智能制造将引领未来社会制造业的潮流,成为发展的必然趋势与目标。

2机电一体化技术的发展概况

机电一体化技术研究的时间比较长,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是要靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的目的,应用范围也不大,该技术没有得到充分的发展。而随着计算机技术、信息技术等的发展,机电一体化又焕发了新的活力,在生产中得到广泛的应用,其在智能制造中的应用更是促进了整个机械行业的发展,使生产管理工作更加的智能化、自动化,为生产工作的开展提供了更加便捷的服务。

机电一体化囊括了多种技术,并且不断更新技术内容,保持技术的先进性。机电一体化技术借助电子技术,以人工智能的方式,借助计算机系统,从而实现对机械设备的自动化控制,使生产更加的便捷、高效。并且随着网络技术的出现和普及,出现了很多跨地域生产活动,这主要是借助远程操控系统实现的。机电一体化技术的应用,解决了很多生产中的难题,使生产活动更加规范化、自动化、规模化。

3机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用

3.1传感技术的应用

传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。

3.2数控生产中的应用

在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CpU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。

3.3自动生产线与自动机械的应用

目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统(图1所示),主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。

3.4工业智能机器人

工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技术是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。

4结束语

综上所述,智能制造是工业生产行业的主要发展趋势,实现了工业生产的自动化、智能化管理,有效提升了工业生产效率和产品质量,为企业创造更多的经济效益和社会价值。机电一体化是智能制造实现的重要技术条件,其运用水平也直接关系到智能制造功能的实现。因此一定要注重机电一体化技术在智能制造中的应用,促进智能制造更好的发展。

参考文献

[1]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92-92,94.

[2]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):176-177.

智能化制造技术篇5

【关键词】智能制造全球发展动向国际经验应对措施

【中图分类号】F43/47【文献标识码】a

新兴技术的不断进步推动着经济的快速发展,如上世纪八九十年代的计算机,以及本世纪初兴起的互联网等。当前,全球正出现以信息网络、智能制造、新能源和新材料为代表的新一轮技术创新浪潮,对产业发展产生了日益深刻的影响。智能制造作为此轮产业革命的核心组成部分,是影响未来全球制造业竞争格局和我国制造业转型升级方向的根本性要素。只有主动加快促进智能制造技术的突破和大规模应用,才能有效应对新一轮技术革命对全球制造业可能造成的巨大冲击。

智能制造可以大幅提高劳动生产率、减少劳动在工业总投入中的比重。发达工业国家的先行经验表明,通过发展工业机器人、高端数控机床、柔性制造系统等现代装备制造业控制新的产业制高点,通过运用现代制造技术和制造系统装备传统产业来提高传统产业的生产效率,能够对制造业重塑和实体经济腾飞提供充分的可能性。

目前,中国企业智能制造水平参差不齐,仅10%左右的大企业水平较高。面对智能制造对于国计民生的重要影响,中国应主动、积极对接此轮工业革命的发展机遇,通过提高生产效率和培育新的智能制造产业部门,促进工业竞争优势由比较劳动成本优势向生产效率优势转型,为工业增长提供新的动力。本文拟通过剖析全球智能制造的最新发展动向,同时结合国际上主要制造业强国应对智能制造的政策举措,提出我国应对智能制造发展浪潮的相关建议。

智能制造的内涵与外延

英国《经济学家》2012年4月21日发表的专栏文章《第三次工业革命》对智能制造的概念进行了一次较为深刻的解读。文章认为,本次工业革命以制造业数字化为核心,生产过程通过办公室管理完成,产品更加接近客户。这其实是说,产品可由客户参与定制(个性化);生产过程没有一线的操作工人,全部由数字化、自动化、网络化来实现;企业的工人在办公室里上班,通过网络负责监控管理。同年3月,美国国防分析研究所在“先进制造的新兴全球趋势”报告中也指出:未来20年最有潜力从根本上改变制造业的四大领域是半导体制造、先进材料和集成计算材料工程、添加制造技术和生物制造。

智能制造(intelligentmanufacturing,im)是由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,能够将智能活动嵌入到生产制造过程中,并通过人与智能机器的合作共事来扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。智能制造最初仅限于制造自动化的概念,在其快速发展过程中逐步将涉及领域扩展到生产制造过程的柔性化、智能化和高度集成化等领域。目前企业生产制造过程的各个环节几乎都能够广泛应用人工智能技术。智能系统技术可以用于工程设计、工艺过程设计、生产调度、故障诊断等,也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方、生产调度等,实现制造过程智能化。

随着新一代大数据、云计算、物联网、互联网新技术的突破,智能制造的概念进一步向系统化、集成化纵深发展,催生了精准制造方式等革新,目的在于以网络为手段实现对制造的全流程管控,特别是凸显工业物联网对传统制造方式的革命性意义。目前对于智能制造范畴的研究与论证进一步丰富和全面,概括起来主要包括以下几个领域的内容:

智能制造前端的工业设计领域。工业设计从外观设计不断向产品、装备的功能设计、结构设计、技术设计延伸,包括产品与装备的硬件、技术与软件的设计,产品装备设计和制造设计相融合。制造过程的网络化,组成产品的各个组件设计的模块化、数字化,以设计为龙头的网络协同制造模式应运而生。工业设计与自动化制造相结合的模式,十年前就开始出现在绍兴县(现在改名为柯桥区)。纺织(设计)创新服务中心以企业化运作方式主要从事纺织面料设计工作,为众多中小型制造企业提品设计,设计结果通过磁盘直接插入数字化加工制造装备或自动化生产线,形成了“快速设计+快速生产”的制造模式。

工业制造设计的智能产品领域。在智能产品领域,互联网技术、人工智能、数字化技术嵌入传统产品设计,使产品逐步成为互联网化的智能终端。特斯拉被誉为“汽车界的苹果”,它的成功不仅仅是电池技术的突破,更是大型可移动的智能终端,具有全新的人机交互方式,通过互联网终端把汽车做成了一个包含硬件、软件、内容和服务的体验工具。智能产品通过搭建开放式研发平台,广泛采集消费者个体对创新产品设计的个性化需求,令智能产品更加具有市场活力。

智能制造方式方法的应用领域。高自动化程度生产线是智能制造的基本特征,主要通过机器人技术、网络通信技术完成技术实现。现代智能制造设备进一步引入物联网的控制、数字化的实时计量检测、智能化全封闭流程装备的自控等技术集成,在云计算支持的物联网生产、经营的系统管控下,实现“信息化的计量供料、自动化的生产控制、智能化的过程计量检测、网络化的环保与安全控制、数字化的产品质量检测保障、物流化的包装配送”。对于像中国这样的发展中国家而言,网络协同制造的模式大多采用了以局域网为主的物联网协同制造模式,该模式更有广泛的适应性。

工业制造流程的智能装备领域。智能装备是智能制造的基础载体,既涵盖了“智能工厂”、“智能车间”等大概念,也可以细微到“智能设备”、“智能零部件”等概念。其中“智能工厂”是指建立在物联网技术基础上的全流程智能装备一体化生产制造空间;而“智能设备”则是以信息技术深度嵌入为代表的智能装备和产品。

智能制造应用的衍生领域。智能制造的概念可以非常宽泛,所以被视为一场生产力革命,它影响到除了生产制造以外的诸多领域。其中包括以个性化定制、网络协同开发、电子商务为代表的智能制造新业态,以物流信息化、能源管理智慧化为代表的智能化管理,以在线检测、远程诊断和云服务为代表的智能服务等。

智能制造的主要发展趋势与动向

智能制造目前已经成为新型工业应用的标杆性概念,国外先行的发达工业化国家已经累积了大量发展经验。目前来看智能制造表现出以下几个方面值得关注的发展趋势。

信息网络技术加强智能制造的深度。信息网络技术对传统制造业带来颠覆性、革命性的影响,直接推动了智能制造的发展。信息网络技术能够实现实时感知、采集、监控生产过程中产生的大量数据,促进生产过程的无缝衔接和企业间的协同制造,实现生产系统的智能分析和决策优化,使智能制造、网络制造、柔性制造成为生产方式变革的方向。从某种程度上讲,制造业互联网化正成为一种大趋势。比如德国提出的工业4.0计划,其核心是智能生产技术和智能生产模式,旨在通过“物联网”将产品、机器、资源和人有机联系在一起,推动各环节数据共享,实现产品全生命周期和全制造流程的数字化。

网络化生产方式提升智能制造的宽度。网络化生产方式首先体现在全球制造资源的智能化配置上,生产的本地性概念不断被弱化,由集中生产向网络化异地协同生产转变。信息网络技术使不同环节的企业间实现信息共享,能够在全球范围内迅速发现和动态调整合作对象,整合企业间的优势资源,在研发、制造、物流等各产业链环节实现全球分散化生产。其次,大规模定制生产模式的兴起也催生了如众包设计、个性化定制等新模式,这从需求端推动生产性企业采用网络信息技术集成度更高的智能制造方式。

基础性标准化再造推动智能制造的系统化。智能制造的基础性标准化体系对于智能制造而言起到根基的作用。标准化流程再造使得工业智能制造的大规模应用推广得以实现,特别是关键智能部件、装备和系统的规格统一,产品、生产过程、管理、服务等流程统一,将大大促进智能制造总体水平。智能制造标准化体系的建立也表明本轮智能制造是从本质上对于传统制造方式的重新架构与升级。对中国而言,中国制造在核心技术、产品附加值、产品质量、生产效率、能源资源利用和环境保护等方面,与发达国家先进水平尚有较大差距,必须紧紧抓住新一轮产业变革机遇,采取积极有效措施,打造新的竞争优势,加快制造业转型升级。

物联网等新理念系统性改造智能制造的全局面貌。随着工业物联网、工业云等一大批新的生产理念产生,智能制造呈现出系统性推进的整体特征。物联网作为信息网络技术的高度集成和综合运用技术,近年来取得了一批创新成果,在交通、物流等领域的应用示范扎实推进。特别是物联网技术带来的“机器换人”、物联网工厂,推动着“绿色、安全”制造方式对传统“污染、危险”制造方式的颠覆性替代。物联网制造是现代方式的制造,将逐步颠覆人工制造、半机械化制造与纯机械化制造等现有的制造方式。

智能制造成为主要发达工业国家政策计划的关键领域

智能制造已经被普遍认为是此轮工业革命的核心动力,国外主要发达工业国家都已出台相应政策对智能制造发展积极筹划布局。本文主要选取美国、德国、日本、韩国、英国和印度作为研究对象国,扫描结果表明以上各国都已制定和推出相应的经济发展计划。

美国近年来提出和实施了“再工业化”计划,主要针对新世纪以来美国经济“去工业化”所带来的虚拟经济过度、实体经济衰落、国内产业结构空洞化等现实情况。该计划要实现的目标是重振实体经济,增强国内企业竞争力,增加就业机会;发展先进制造业,实现制造业的智能化;保持美国制造业价值链上的高端位置和全球控制者地位。可见,美国的“再工业化”是指通过政府的协调规划实现传统工业的改造与升级和新兴工业的发展与壮大,使产业结构朝着具有高附加值、知识密集型和以新技术创新为特征的产业结构转换。

德国著名的“工业4.0”计划则是一项全新的制造业提升计划,其模式是由分布式、组合式的工业制造单元模块,通过工业网络宽带、多功能感知器件,组建多组合、智能化的工业制造系统。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,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。工业4.0从根本上重构了包括制造、工程、材料使用、供应链和生命周期管理在内的整个工业流程。

日本自确立技术立国战略以来,一直推行积极的技术带动经济发展战略。面对当前信息技术革命带来的机遇和挑战,日本于2006年10月提出了“创新25战略”计划。该战略计划目的是在全球大竞争时代,通过科技和服务创造新价值,提高生产力,促进日本经济的持续增长。“智能制造系统”是该计划中的核心理念之一,主要包括实现以智能计算机部分替代生产过程中人的智能活动,通过虚拟现实技术集成设计与制造过程实现虚拟制造,通过数据网络实现全球化制造,开发自律化、协作化的智能加工系统等。

另外,以英国为代表的老牌工业国家、以韩国为代表的后发工业国家以及以印度为代表的新兴工业国家在其最新的经济发展计划中都对智能制造概念尤为重视,具体政策见表1。

美国“再工业化”计划框架从重振制造业到大力发展先进制造业,积极抢占世界高端制造业的战略跳板,推动智能制造产业发展的思路越来越明确。美国主要在以下几个关键领域不断贯彻落实制造业智能化的战略目标:(1)信息技术与智能制造技术融合:美国向来重视信息技术,此轮实施再工业化战略进程中,信息技术被作为战略性基础设施来投资建设。智能制造是信息技术和智能技术在制造领域的深度应用与融合,大量诞生自美国高校实验室和企业研发中心的智能技术和产品为智能制造提供了坚实技术基础,如云计算、人工智能、控制论、物联网以及各种先进的传感器等,这些智能技术的研发和应用极大的推动了制造业智能化的发展进程。(2)高端制造与智能制造产业化:为了重塑美国制造业的全球竞争优势,奥巴马政府将高端制造业作为再工业化战略产业政策的突破口。作为先进制造业的重要组成,以先进传感器、工业机器人、先进制造测试设备等为代表的智能制造,得到了美国政府、企业各层面的高度重视,创新机制得以不断完善,相关技术产业展现出了良好发展势头。(3)科技创新与智能制造产业支撑:美国“再工业化”战略的主导方向是以科技创新引领的更高起点的工业化。从产业支撑要素来看,智能制造是高技术密集、高资本密集的新兴产业,更加适合在创新水平较高的区域发展。美国政府在再工业化进程中瞄准清洁能源、生物制药、生命科学、先进原材料等高新技术和战略性新兴产业,加大研发投入,鼓励科技创新,培训高技能员工,力推3D打印技术、工业机器人等应用,以取得技术优势,引领制造业向智能化发展,从而抢占制造业新一轮变革的制高点。(4)中小企业与智能制造创新发展动力:美国将中小企业视为其再工业化的重要载体,为中小企业提供健全的政策、法律、财税、融资以及社会服务体系,加大对中小企业的扶持力度。在美国,企业是研发的执行主体,承担了89%的研发任务,联邦实验室和联邦资助研发中心(FFRDC)则承担了9.1%的研发任务。以企业为主体的研发体系使得美国研发成果转化率更加高效;美国制造业领域的小企业数量接近30万家,其中不乏像居于全球超高频RFiD行业领先地位的alien公司、加速器传感器方面表现卓越的Dytran公司等优秀企业,是未来智能制造创新发展的重要动力。

德国工业4.0计划中智能制造概念也占据核心位置,具有鲜明的发展特征,主要在以下四个领域优先采取行动:(1)工业标准化与智能制造基础投入。工业4.0的目标是建立一个物联网、互联网和服务化的智能联接的系统框架,在这个框架内,各种终端设备和应用软件之间的数据信息交换、识别、处理、维护等必须基于一套标准化的体系和高质量的工业宽带网络。因此,开发出一套单一的共同标准是计划的第一位,建立可靠、全面和高质量的通信网络基础设施是“工业4.0”的一个关键要求。(2)工业系统化管理与智能制造流程再造。工业4.0计划以智能化工厂建设来带动复杂制造系统的应用,同时随着开放虚拟工作平台与广泛使用人机交互系统,使得企业的工作内容、工作流程、工作环境等发生深刻改变。智能制造流程再造能够颠覆封闭性的传统工厂车间管理模式,将智能化设备、智能化器件、智能化管理、智能化监测等技术集成全新的制造流程,实现真正的智能生产。(3)工业合法化监管与人员能力提升。技术创新周期短和新技术颠覆性变革可能会导致滞后效应风险,即现有规则未能跟上技术变化的步伐。新技术和商业模式使得沿袭固有规章制度几乎不可能。智能制造模式、再造新的作业流程和立体化业务网络框架,对企业数据保护、责任归属、个人数据处理以及贸易限制都提出了挑战。原有的职业培训体系,也随着智能化导致的工作和技能的改变随之改变。因此,建立一套同智能化制造相匹配的合法监管体系和职业发展体系尤为重要。(4)工业资源分配与智能决策系统。制造业需要消耗大量的原材料和能源,这对自然环境和安全供给带来了若干威胁。工业4.0计划的智能制造也带来了资源利用率的提升。因此企业在进行智能化生产时要权衡“投入的额外资源”与“产生的节约潜力”之间的利弊。

主要发达工业国家应对智能制造的政策体系构建

美国政策体系。美国“再工业化”由政府协调各部门进行总体规划,并通过立法来加以推进。为了推进“再工业化”战略,美国相继出台的法律政策有《重振美国制造业框架》《美国制造业促进法案》《先进制造伙伴计划》《先进制造业国家战略计划》《制造创新国家网络》计划等。

另外,美国还围绕再工业化这一经济战略制定了一系列配套政策,形成全方位政策合力,真正推动制造业复苏,包括产业政策、税收政策、能源政策、教育政策和科技创新政策。例如,在制造业的政策支持上,美国选定高端制造业和新兴产业作为其产业政策的主要突破口。在税收政策上,奥巴马政府主张把公司税由目前的35%降至28%,以吸引美国制造业回流。能源行业是美国再工业化战略倚重的关键行业之一,奥巴马着重关注新能源的发展。鼓励研发和创新,突出美国新技术、新产业和新产品的领先地位,这也是美国推进“制造业复兴”的重要举措之一。美国在再工业化计划进程中整顿国内市场,大力发展先进制造业和新兴产业、扶持中小企业发展,加大教育和科研投资力度支持创新,实施智慧地球战略,为制造业智能化的实现提供了强大的技术支持、良好的产业环境和运行平台。同时,制定一些对外贸易政策,为智能制造拓宽国际市场。美国支持智能制造的再工业化计划体系框图如图1所示。

德国政策体系。为推进工业4.0计划,德国政府主要设定了一些关键性需求措施,主要包括:融合相关的国际标准来统一服务和商业模式,确保德国在世界范围内的竞争力;旧系统升级为实时系统,对生产进行系统化管理;制造业中新商业模式的发展程度应同互联网本身的发展程度相适应;雇员应参与到工作组织、CpD和技术发展的创造性社会―技术系统早期阶段;建立一套众多参与企业都可接受的商业模式,使整个iCt产业能够与机器和设备制造商及机电一体化系统(mechatronicsystem)供应商工作联系更紧密。

为了将工业生产转变到工业4.0,德国需要采取双重战略,包括领先的供应商策略和主导市场策略。领先的供应商策略是从设备供应商企业的视角专注于工业4.0的。德国的装备供应商为制造企业提供世界领先的技术解决方案。德国的装备制造业不断地将信息和通信技术集成到传统的高技术战略来维持其全球市场领导地位,以便成为智能制造技术的主要供应商。主导市场策略指的是为CpS技术和产品建立和培育新的主导市场。

工业4.0开辟了创造价值的新途径和就业的新形式,尤其是对于中小企业和初创公司来说,有显著的机遇发展B2B(企业对企业)服务。工业4.0的实施,将提供灵活多样的职业路径,让人们的工作生涯更长,保持生产能力,弥补熟练劳动力的短缺和缓解社会老龄化的压力。工业4.0的双重战略将使得德国保持供应商的领先地位,并且成为工业4.0解决方案的主导市场,这使得德国劳动力可以维持较高的工资水平和较强的竞争力。

日本政策体系。在“创新25战略”提出之前,日本政府就已经致力于建设信息社会,以信息技术推动制造业的发展,增强产业竞争力,从而提出了“U-Japan战略”,目的在于建设泛在信息社会。其主要关注网络信息基础设施、iCt(informationandCommunicationtechnology)在社会各行业的运用、信息技术安全和国际战略四大领域。在泛在网络(人与人、人与物、物与物的沟通)发展方面:形成有线、无线无缝连接的网络环境;建立全国性的宽带基础设施以推进数字广播;建立物联网,开发网络机器人、促进信息家电的网络化。另一方面,通过促进信息内容的创造、流通、使用和iCt人才的培养实现iCt的高级利用。“U-Japan战略”计划在iCt基础设施、物联网等领域取得了一系列成就,为“创新25战略”的实施奠定了基础。2008年,基于“创新25战略”和第三期《科学技术计划》的基本立场和基本目标,日本政府提出了《技术创新战略》,主要围绕提升产业竞争力等方面进行政策设计。

为强化制造业竞争力,2011年,日本了第四期《科技发展基本计划》(2011~2015)。该计划主要部署多项智能制造领域的技术攻关项目,包括多功能电子设备、信息通信技术、精密加工、嵌入式系统、智能网络、高速数据传输、云计算等基础性技术领域。日本通过这一布局建设覆盖产业链全过程的智能制造系统,重视发展人工智能技术的企业,并给予优惠税制、优惠贷款、减税等多项政策支持。以日本汽车巨头本田公司为典型,该企业通过采取机器人、无人搬运机、无人工厂等智能制造技术,将生产线缩短了40%,建成了世界最短的高端车型生产线。日本企业制造技术的快速发展和政府制定的一系列战略计划为日本对接“工业4.0”时代奠定了良好的基础。

其他国家政策举措。英国启动的“高价值制造”战略意在重振本国制造业,从而达到拉动整体经济发展的目标。英国政府配套了系列资金扶持措施,保证高价值制造成为英国经济发展的主要推动力,促进企业实现从设计到商业化整个过程的智能制造水平,主要政策包括:(1)在高价值制造创新方面的直接投资翻番,每年约5000万英镑;(2)使用22项“制造业能力”标准作为智能制造领域投资依据;(3)开放知识交流平台,包括知识转化网络、知识转化合作伙伴、特殊兴趣小组、高价值制造弹射创新中心等,帮助企业整合智能制造技术,打造世界一流的产品、过程和服务。

韩国提出了“数字经济”国家战略来应对智能制造的国际化浪潮。在该战略的指导下,韩国政府制订了国家制造业电子化计划,建立了制造业电子化中心。2009年1月,韩国政府并启动实施《新增长动力规划及发展战略》,确定三大领域(绿色技术产业领域、高科技融合产业领域和高附加值服务产业领域)17个产业作为重点发展的新增长动力。2011年,韩国国家科技委员会审议通过了《国家融合技术发展基本计划》,决定划拨1.818万亿韩元(约合109亿元人民币)用于推动发展“融合技术”。韩国政府不遗余力地加快推动智能制造技术的培育和发展,高度重视传统支柱产业的高附加值化,在工业新浪潮中占领高地。

印度工业发展一直受到制造能力不足、制造业商品质量低下的困扰。2004年9月,辛格新政府宣布组建“国家制造业竞争力委员会”,专职负责推动制造业的快速及持续发展。2011年,印度商工部《国家制造业政策》,进一步明确要加强印度制造业的智能化水平。2014年9月,印度总理莫迪启动了“印度制造”计划,提出未来要将印度打造成新的“全球制造中心”。“印度制造”的核心领域就是智能制造技术的广泛应用,特别是结合印度本国高度发达的软件产业基础,在智能制造流程管理等领域具有一定的发展优势。

中国发展智能制造过程中所面临的主要问题

政策落实过程中对智能制造工作的粗放管理问题。国家层面对于智能制造工作已经上升到很高的重视程度,但是目前在政策层层下达分解的过程中容易出现政策指令失真和政策效果不明显的问题。例如在一些地级市,智能制造改造被作为行政命令下到企业,企业被迫引进一些自动化程度较高的生产线但却不能合理操作,又或是引进企业联网式管理方式但却难以有效实施,造成了大量的企业资源浪费。这归根到底是对智能制造本质属性的认识不足造成的,因为智能制造必须要从激发企业内在改革需求出发,引导企业系统化地变革生产方式才能避免以上一些问题的产生。

传统制造行业对智能制造改造成本难以消化的问题。我国制造业具有鲜明的地区集聚特色,其中大部分是以工业附加值较低的传统产业为主,低成本竞争策略盛行。智能制造作为一种旨在从根本上改革生产方式的工业革命,前期相关机器设备以及技术学习的成本过高,直接导致企业投资智能化基础设施积极性不高,企业方面阻力很大。另一方面,智能制造的核心理念是网络式、智能化、系统性的生产制造新模式,与传统生产方式相比具有颠覆性改变,所以企业学习消化过程中也面临人、财、物多方面的成本压力。

智能制造技术引进渠道以及企业技术匹配问题。智能制造方式建立在自动化、机器人、人工智能、云计算、物联网等一大批高新技术的综合运用上,找寻合适的技术源来改造企业生产模式成为智能制造能否成功的关键要素。现实中,大型技术供应商更多提供成套的智能制造技术解决方案,改造成本高;而中小型技术供应商则难以提供匹配度高的智能制造技术和管理模块,改造效果差。此外,部分中小型企业由于资源限制导致难以搜索到外部智能制造技术商,凭借企业自身技术存量难以实施有效的智能制造改造。

地区性劳动力富余与智能制造减员增效之间平衡的问题。中国制造业的起步很大程度上依赖于庞大的劳动力基数,但是所谓的“人口红利”近年来随着逐年上升的工资成本正在不断弱化。部分东部发达地区已经凸显“用工荒”,智能制造概念随着“机器换人”、“腾笼换鸟”等政策已被逐步实施。而反观西部一些地区正在面临劳动力回流潮,智能制造所带来的一线工人需求下降更加扩大了劳动力就业率缺口,政府部门陷入左右为难的境地。所以如何协调智能制造所带来的劳动效率大幅提升和地区性劳动力富余之间的矛盾成为当前需要解决的一大难题。

中国应对智能制造发展趋势的政策措施

建立多层次综合支持政策体系推进智能制造建设工作。有效推进智能制造工作首先需要架构完整的政策体系作为保障,包括宏观战略性政策、部门管理性政策以及企业操作层政策等,需要在国家战略性政策中将智能制造提升到影响中国制造业转型升级工作的核心地位。“中国制造2025”战略规划作为我国制造业发展的顶层设计,制定了中国从制造业大国向制造业强国转变的第一个十年行动纲领。其次,“两化融合”等部门性管理政策能够作为智能制造的有效支撑。“两化融合”过程中应该加强推进提高生产设备、生产过程、制造工艺智能化水平,加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中的应用,培育数字化车间、智能工厂,推广智能制造生产模式等。同时,在关乎国计民生的重点行业范围内,加强该领域的智能监测监管体系建设,提高重点安全生产水平、重点行业能源利用智能化水平。最后,在微观政策层面尽快出台鼓励企业采用智能制造生产方式,加快淘汰落后生产方式的系列政策。

结合“机器换人”政策,以制造流程再造推进智能制造工作。智能制造的应用与推广将降低人工成本上升和人口红利减少对中国工业竞争力的影响,提高生产效率和产品质量,降低生产成本和资源消耗。目前正在开展的“机器换人”工作以“装备+机器人”的制造方式替代人工的制造方式,能够有效推进智能制造工作的实施。特别是用自动化的制造方式替代部分人工管控的制造方式,用网络化智慧的制造方式替代全部人工直接管理的制造方式,用精准用料、用能的绿色制造方式替代不安全、有污染的制造方式,将装备引进与工艺改造有机融合,最终实现智能制造流程再造、管理创新等系统工作。

加强智能制造共性技术推广范围和技术服务支持力度。智能制造对于大多数采用传统方式的制造型企业来说都是新兴技术领域,从实践中也可以发现存在着引入成本过高和技术管理脱节的问题。所以政府有关部门要加强智能制造的支撑能力建设,加快提升相关产业支撑能力,突破核心共性技术的研发,支持新一代信息技术研发和产业化,鼓励智能终端产品创新发展,有效降低企业采用智能制造方式的投入成本。智能制造底层技术包括高效能运算、超级宽带、激光粘结等“通用技术”研发,中试层面要推进以人工智能、数字制造、工业机器人为代表的制造技术和工具。在企业实施过程中需要研制大规模生产系统、柔性制造系统和可重构生产系统等复杂性技术系统。此外,智能制造推进工作需要协同企业主体、社会智库、中介机构以及各级政府部门等多方社会资源,加强智能制造技术的宣传推介、技术咨询、系统管理等领域的技术服务活动,这直接影响到企业应用智能制造实施效率问题。

以税收优惠、专项基金等政策手段扶持智能制造工作落地。从经济成本角度为相关企业“减负”是切实推进智能制造生产方式的最直接手段,其中税收优惠和专项扶持基金可以分别起到“推”和“拉”的效果。税收优惠的范围既包含购买智能制造设备的所得税抵扣额度,智能制造固定资产的加速计提折旧等应税额部分的优惠,又包括面向智能制造企业(需建立评价指标体系进行核准资格)的所得税等优惠税率政策支持等。另一方面,也可以出台“智造2025”等专项扶持基金,专门对企业引进高规格智能设备,开展智能制造研发,投入智能生产流程改造等活动进行直接补贴,切实帮助企业推进智能制造转型工作。

智能化制造技术篇6

中国正处在从一个价值链的低端走向中高端,从制造大国走向制造强国,从中国制造向中国创造转变的一个关键性的历史时期。宏观上讲,我们的制造业大而不强。我们的世界制造业产值全世界第一,我们有完整的工业体系。但是不强体现在几个不强,一个是产品创新能力不强,二是我们的服务不强。同时我们的质量、结构、制造能耗、工业基础、协同优化也不强。

我国经济的安全对工业提出了更高的要求,我们几十位院士和专家提出中国制造业要又大又强,必须要实行五个转型升级。从技术跟随战略向自主开发战略转变再向技术超越战略转型升级,由传统制造向数字化网络化智能化制造转型升级,从粗糙型制造向质量效益型制造转型升级等等。我们也有过很多大的机遇,中国制造业早就有融合,简单地说,就是信息化和工业化的两化深度融合。智慧云制造,就是实施“中国制造2025”和“互联网+”的一种制造新模式和手段。

定义智慧云制造

智慧云制造,简单的说是一种基于泛在网络,以用户为中心、人机融合、互联化、服务化、个性化、柔性化的智慧制造新模式和新手段。它是基于泛在网络,借助新兴制造技术、新兴信息技术、智能科学技术及制造应用领域技术等四类技术深度融合的数字化、网络化、智能化技术手段。智慧云制造构成以用户为中心的智慧制造资源与能力的服务云。通过智慧终端及智慧云制造服务平台便能随时随地按需获取智慧制造资源,对制造全系统、全生命周期活动产业链中的人、机、物、资金、环境进行融合。

智慧云制造的定义就是以用户为中心,人机融合,互联化、个性化、服务化、柔性化的智慧制造新模式。目标就是提高市场竞争能力,为什么叫智慧?因为它的模式、手段、支撑技术方面都体现了智慧特征,强调了创新驱动,强调了以用户为中心的人机深度融合,以及工业化、信息化的深度融合,能够智慧运用全系统全生命周期的人、机、物、环境和信息。根据这个理念,我们首先提出一个概念模型,按照上面的模式和手段所构成的系统,叫智慧云制造系统,或者智慧制造云。这个系统包括服务的提供者,服务的使用者,整个云服务的运营者,一个企业可以是服务的提供者,也可以是服务的使用者。

更具体来说,这个系统结构由多层组成。最底层是智慧制造的资源和能力,上面是智慧制造云服务平台层,这里面包括感知接入和通信,包括虚拟化服务和云池。再上面是核心支撑层,比如应用,虚拟知识资源的管理,以及虚拟制造云的构建、运行和评估,还有最新大数据的一些应用,以及嵌入式仿真技术等等。在这个基础上,就是全生命周期的这些活动。再上面就是人机界面,就是三类用户的界面,四类应用,可以一个用户完成,也可以多个用户完成,最上面就是人和组织。

“互联网+”世界的一种制造新模式

智慧云制造系统就是一个基于泛在网,人机、物、环境深度融合的,随时随地按需提供服务的一个互联系统,这样一个系统可以到各个层次。比如最高层次到行业,因为行业里面有各种各样的企业可以提供服务,有一个运营中心把他们集成起来。也可以到企业界,这个是平台型的企业,也可以到车间,同时我们这个团队这几年提出了一个智慧云制造技术体系,这个技术体系包括智慧制造系统总体技术,里面有智慧云的制造系统商业模式,系统集成方法论,系统架构技术,标准化技术、企业建模和仿真技术及系统开发与应用实施技术、安全技术等。智慧产品专业技术包括公用专业技术、产品基础专业、技术基础专业技术等。

智慧云制造系统支撑平台技术包括物联技术、智慧资源、能力虚拟化、服务化技术等等,智慧云产品设计技术,虚拟样机云设计,绿色云设计,基于大数据的云设计,对它的设计模式、流程、手段要进行改造。

同时,软件是非常重要的组成部分,因此我们提出了智慧云制造软件系统技术体系。智慧云制造系统跟以前很多信息制造系统有什么不同呢?第一是数字化,要把制造资源和能力的属性及静动态行为等信息转变为数字、数据、模型。第二就是物联化。第三是虚拟化,通过虚拟化技术,一个物理资源可以为多个用户服务。还有服务化、协同化、定制化,用户在云里面,完全可以定制,而且是柔性的。最后一个是智能化。

智慧云制造就是云计算的落地和拓展,表现在三个方面,首先,云计算是对计算资源进行共享。同时我们智慧云制造共享的是智慧制造资源、模型、数据、软件、信息和知识。智慧制造硬设备,比如机床、机器人、加工中心、计算设备、仿真试验设备,以及制造过程中有关的论证、设计、生产、仿真、试验等专业能力。它的模式不仅仅是计算服务,而是以满足制造业企业用户和产品这两类以用户为中心的,可以按需提交作业与操作计算资源的计算服务模式。支撑技术不仅仅是云计算技术,云计算技术能够提供信息、资源与能力的存取、共享、协同及智能计算技术。

智慧云制造是“互联网+”世界的一种制造新模式、新手段、新业态,以及以用户为中心的互联化、个性化、服务化、柔性化的执照产品和服务模式。它产生了一个新的业态,这个业态就是我们对“互联网+”世界的一个认识,泛在互联、数据为源、开放共享、跨界融合、自主智慧、万众创新的一个制造业态。这个智慧制造具有很明显的优势,构成以用户为中心的人机融合智造系统,提供众智、众包、众扶、众筹的产业生态,实现按需、动态、敏捷、柔性的开放,共享智慧创新能力与智慧制造资源,能够加快五个转型升级。

智能化制造技术篇7

【关键词】机电一体化;智能控制;应用;研究

随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展,我国的机电一体化技术越来越成熟,在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中,很多机电一体化应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征,给机电一体化的发展带来了很大的难题。智能控制系统的出现及应用,为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。因此,智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视,对其进行研究是当前人们热衷的一大课题。

一、关于机电一体化的概述

(一)机电一体化的含义。所谓机电一体化,又称机械电子学,是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多支技术进行有机地结合,并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。

(二)机电一体化的基本内容与组成要素及原则。机电一体化的基本内容包括以下几个方面:一是机械技术,二是计算机与信息技术,三是系统技术,四是自动控制技术,五是传感检测技术,六是伺服传动技术。机电一体化的组成要素包括:一是结构组成要素;二是运动组成要素;三是感知组成要素;四是职能组成要素。机电一体化的四大原则包括:一是结构耦合;二是运动传递;三是信息控制;四是能量转换。

二、关于智能控制

(一)智能控制的含义。所谓智能控制,就是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术,是用计算机模拟人类智能的一个重要领域,主要面向比传统控制更为复杂、多样的控制任务和控制目的,为当今社会的发展带来了更为广泛的适应空间,解决了传统控制无法实现的复杂系统的控制。传统的控制只是智能控制中的一个组成部分,是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科,它的理论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。

(二)智能控制的特征。智能控制具有以下特征:一是智能控制的核心在高层控制,即组织级;二是智能控制器具有非线性特性;三是智能控制具有变结构特点;四是智能控制器具有总体自寻优特性;五是智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求;六是智能控制是一门边缘交叉学科;七是智能控制是一个新兴的研究领域。

(三)智能控制的类型。一是集成或者混合(复合)控制;二是分级递阶控制系统;三是专家控制系统(expertSystem);四是人工神经网络控制系统;五是学习控制系统;六是进化计算与遗传算法;七是组合智能控制方法等。

(四)智能控制发展的趋势。智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应,其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术,它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。近年来,智能控制技术在国内外已有了较大的发展,己进入工程化,实用化的阶段。但作为一门新兴的理论技术,它还处在一个发展时期。然而,随着人工智能技术,计算机技术的迅速发展,智能控制必将迎来它的发展新时期。

三、智能控制在机电一体化系统中的应用

从20世纪90年代后期,机电一体化技术向智能控制发展,开辟了机电一体化技术发展的新篇章。机电一体化的未来发展必将是以智能化作为主要方向,智能控制的优劣直接决定机电一体化系统的整体水平。

(一)智能控制在机械制造过程中的应用。机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分,当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合,向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动,从而模拟人类制造机械的活动。同时,智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟,通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理,从而修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括:机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。

(二)智能控制在数控领域中的应用。随着科学技术的发展,我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求,不仅需要完成很多的智能功能,还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能,从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标,运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说,利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理,再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理,从而获得维修数控机械的一些指导性建议。

(三)智能控制在机器人领域中的应用。机器人所具有非线性、强耦合、时变性的特征主要体现在动力系统中,在控制参数的系统中机器人具有多任务及多边变性的特征,这些特征适合智能控制技术的应用。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面:一是机器人手臂姿态及动作的智能控制;二是机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制;三是机器人在行走路径与行走轨迹跟踪方面的智能控制;四是通过专家控制系统对机器人的运动环境进行定位、监测、建模及规划控制等方面的探究。

(四)智能控制在建筑工程中的应用。智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面:一是智能控制在建筑物照明系统中的应用,它主要通过通信与计算机控制的联网,对每一个时段的照明系统进行控制,主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制;二是对建筑物内的空调进行智能控制,通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置,可以智能地调节空调的风阀,在确保建筑内空气质量的同时,减少能量的浪费。

四、结语

智能控制技术是在传统控制技术的基础上,利用先进的计算机技术与网络通讯技术发展起来的一项技术,是二十一世纪机电一体化技术发展的最新方向。智能控制技术的优劣在很大程度上影响着机电一体化系统的正常运行。通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等四项技术的应用,我国机电一体化技术非常顺利地实现了智能化的控制,从而促进了我国机电一体化系统的健康长远发展。

参考文献

[1]周华昌.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].才智,2011(31).

[2]董勇,谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用,2011(10).

智能化制造技术篇8

关键词:机械制造;智能化;应用现状;发展趋势

随着微电子技术的高速发展,全球范围内的传统机械制造业发生了翻天覆地的重大变革。可以说在这场变革中,机械制造业也迎来全新的机遇,特别是智能化技术的应用和普及也为机械制造业注入了新鲜的血液,使得整体行业的生命力更加旺盛。从社会发展的要求来说,机械制造业向智能化转变是历史的必然。我们常说“科技就是力量”,而机械制造的智能化则恰恰是将先进科学技术与生产力结合的重要标志。当前,我国的生产力水平在一定程度上受到机械制造智能化的深刻影响,我国的机械制造业要想更好地向前发展,提升制造水平就必须要走智能化生产的道路。因此,为了更好地促进我国机械制造的智能化发展,我们必须要认清当前我国智能化应用的现状,从宏观上关注全球机械制造智能化的发展方向,从而不断完善我国机械制造的智能化建设。

一、机械制造智能化概述

智能制造技术(intelligentmanufacturingtechnology,imt)指的是利用计算机模拟制造专家的分析、推理、判断、构思以及决策等职能活动,同时把这部分职能活动同智能机器进行有机地结合,将其作用于整体制造业企业的各个子系统,促进整个制造企业经营运作的集成化与高度柔性化,从而解放劳动力,取代或延伸制造环境中的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行广泛地收集、储存、共享、完善、继承以及发展的一种有效提高生产效率的先进制造技术。智能制造系统指的是在智能制造技术基础上,运用计算机综合应用人工智能技术、智能制造机器、材料技术、技术、现代管理技术以及系统工程方法与理论,在国际标准化和互换性的前提下,使整个企业制造系统中的子系统能够分别智能化,最终促使制造系统形成有网络集成并高度智能化的一种制造系统。

二、当前我国机械制造业智能化的应用现状

不断增加的市场需求促使机械制造的智能化要向先进的方向发展,特别是制造业的集成化也为智能化的控制提出了更为复杂的要求。尽管我国的机械制造业始终努力与时展相适应,并勇于尝试全新的制造技术,但从当前情况来看我国的机械智能化的水平仍然处在起步阶段,具体表现在以下几个方面:

(一)机械设计水平不够机械设计方面与先进国家存在的差距首先表现在相关技术性能的标准化更新与制定上。目前我国的机械设计过程中所参考的技术性能准则并没有紧紧跟随工业技术要求的不断升级并及时、有效地作出必要的更新,在标准化制定方面也存在着标准模糊的现实问题。这直接导致了设计无法保证按标准贯彻与执行。此外在设计方法方面,利用CaD机械制图软件参与设计的比例仍然偏低,不能更好地降低误差率,这严重制约了机械制造业的生产效率,可以说运用精密的绘图软件参与设计还需要更大范围的推广和宣传。

(二)智能化技术处理低层面智能化技术包含了电子学、计算机学、液压技术以及自动控制等多种世界尖端技术,目前世界上工业发达的国家在智能化技术方面,通常利用柔性制造系统、数控机床以及计算机集成制造系统,而我国的机械制造业目前还处于刚性智能化、单机智能化的层面。

(三)工艺水平有待提高技术与艺术的完美结合成就了制造工艺的大放异彩,而制造工艺的整体水平也同时决定着机械设备的性能高低。许多发达工业国家拥有多种丰富的加工手段。尤其是对于不同设备的不同要求更有相对应的单独加工手段。但是我国当前的数控加工技术还相距很远,多数还停留在精细加工的初级阶段,对于智能化的加工手段仍然还在不断地学习和追赶。

三、我国机械制造业趋势与前景

党的“十六大”明确提出了全面建设小康社会和振兴装备制造业的要求;胡主席同志在“十七大”报告中,也着重提到“提高自主创新能力,建设创新型国家”,这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键;南水北调、西气东输、西电东送等一大批国家重点工程,以及全国蓬蓬勃勃开展的城镇化建设,都会带动机电产品的发展,这为机械制造业的增长创造了市场需求;世界范围内的产业转移为我国机械制造业发展提供了机遇。在经济日益全球化的今天,我国机械制造业加工能力大、成本低、人力资源丰富的比较优势,使机械产品扩大出口有了现实的机遇和很大的潜力。同时也为我国低成本机械产品成为世界的加工中心提供了可能。由此可见,我国机械制造业将保持良好的增长势头,进一步发挥对国民经济的支柱作用。胡主席同志在十七大报告中明确提出,“我们必须始终保持清醒头脑,立足社会主义初级阶段这个最大的实际,科学分析我国全面参与经济全球化的新机遇新挑战,全面认识工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的新形势新任务,深刻把握我国发展面临的新课题新矛盾,更加自觉地走科学发展道路,奋力开拓中国特色社会主义更为广阔的发展前景

四、我国机械制造智能化的发展之路

我国的工业化发展起步较晚,还有很漫长的路要走。作为一个处于发展中的工业化国家,尽管我国机械制造的智能化技术同比其他西方发达国家来说,还存在着不小的差距,但是在全球经济一体化的大环境下,我国仍然保有一定的比较优势与后发优势,同时我国还有巨大的上升空间与科研、学习的能力。我们可以通过科学合理地专业人才培养以及引进和开发相应技术等多种方式,来实现单点突破,并将局部效应作用到行业发展的全局当中。然而在此过程中我们要明确一点,那就是在追逐发达国家智能化水平的过程中,必须要立足我国的基本国情,要从实际出发结合我国目前的工业发展现实状况,要知晓我们的底线在哪里,我们的基础有多少,在关注世界尖端技术以及未来智能化技术发展的发方向的同时,还务必要关注那些投资少、见效快,并且十分实用的智能化技术。

首先,可以选择智能化的产品作为机械企业未来发展的新产品。机械制造企业在当前的首要任务就是要加强产品结构的科学调整。我国传统的机械工业部门是生产资料的生产部门。在面向广大市场,尤其是面向全球化一体化的经济环境下,要抓紧促进这种观念的改变,简而言之就是机械工业不仅能够提供生产资料,还要能够生产广大群众日常所需的各种产品。我国机械制造的各企业在产品结构调整中,在选择产品时不管是生产资料还是消费品,都要首选带有智能信息技术的机电一体化产品。

其次,要抓住时机,加强科技攻关。以振兴装备制造业为发展机会,充分发挥产、学、研有机结合的重要优势,整合多种优势资源全面投入科研攻关,从而促进我国在高端数控机床研制方面收获更优秀的成绩。在开发模式上,可以选择向发达国家引进技术,将引进的技术充分地钻研透彻,继而在此基础上做到创新,尽量缩短技术的研发周期。

最后,要立足国情,加强智能化技术开发。要始终从我国的基本国情和机械制造业的实际基础出发,重点开发那些低成本、前景广并且实用性强的智能化技术。尽管我国的已经步入了工业化中期阶段,但中小型企业仍然是当前我国的制造业领域的主流,对高端的智能化技术的需求并不迫切,因此发展低成本、实用性强的智能化技术才更加适合我国的国情和市场。

五、结语

综上所述,机械制造的智能化发展对于我国的工业生产来说是至关重要的,可以说,机械制造业智能化技术的高低从根本上代表着一个国家的综合竞争实力与发展水平。机械制造业是我国工业中的重中之重,将机械制造业的智能化发展好不仅关系到我国生产力的提升,关系到整体工业的发展,从长远角度来说,更关系到我国社会主义经济强国建设的最终成败。因此,在新时期的新形势下,我们必须要立足当下,全面审视当前我国机械制造智能化发展的现状,熟悉智能化的发展趋势,积极借鉴国际上先进的技术经验,从而更好地促进我国机械制造的智能化发展,不断拉近我国与先进国家的现实差距,从而提升我国参与国际竞争的综合实力,并最终促进我国经济的健康可持续发展。

参考文献:

[1]王英.机械智能化技术应用与发展前景[J].科技传播,2010(24).

智能化制造技术篇9

智能控制的性能特征智能控制的技术有如下的几项特点:第一,智能控制技术的核心是通过高层的控制,也就是组织级;第二,智能控制的机器具有非线性等特征;第三,智能控制还具有结构转变的特点;第四,智能控制器具有整体自寻优的特点;第五,智能控制系统应该要能满足多种多样的高性能的要求;第六,智能控制还是一门与相关边缘学科复杂融合的学科类型;第七,智能控制是一门新兴的研究领域技术。

在二十世纪九十年代后期,机电一体化技术开始向智能控制方向发展,同时也开启了机电一体化技术发展的新篇章。在未来的发展过程中,机电技术一体化的发展方向主要就是智能控制技术。正因为如此,机电一体化系统的发展水平就主要由智能控制技术优劣来决定。

在机械制造过程中智能控制的应用机械制造技术是机电一体化系统中重要的组成成分。在当前,发展最先进的机械制造技术就是把智能控制的技术和计算机辅助技术进行有效的结合,共同向智能机械的制造技术方向发展。发展的最终发展就是运用先进的计算机技术取代机械的脑力劳动,从而模拟人类制造机械的行为活动。另外,智能控制技术还利用神经网络系统计算的技术对机械制造的活动动态化的模拟,再通过传感器的融合技术将收集的信息进行处理,然后控制和修改系统中的参数数据。机械制造中智能控制的应用领域有:机械制造系统智能的监测和监控、机械故障的智能诊断、智能学习和智能传感器等。

数控领域中应用的智能控制伴随着现代化科学技术的发展,我国机电一体化技术的发展对数控技术的要求越来越高。不仅需要模拟、延伸、拓展等新型的智能功能,而且还要求数控技术实现智能的编程和监控、建立智能数据库等技术。

机器人领域中应用的智能控制在动力体系中,机器人往往具有非线性、时变性和强耦合等特征。这些特征正好适合在智能控制技术方面运用。目前机器人在智能控制中的主要应用主要表现在:第一,控制机器人手臂动作和活动的智能控制;第二,智能控制机器人在多种传感器中的信息融合以及机器人视觉处理方面的活动;第三,控制机器人的行走轨迹和路径;第四,对由专家控制的机器人运动进行跟踪、监测和定位控制活动的研究。

智能化制造技术篇10

【关键词】智能控制机械制造应用探讨

一、引言

在人类发展的漫长过程中,技术是重要的一个环节,和人们的生活息息相关。智能控制技术作为20世纪科学技术发展的主要标志,是现代机械制造工业中最为热门的一项。智能技术和现代信息社会光电子技术成为了现代工业的支柱。本文将会针对智能技术和智能产业的发展前景和局限做出探讨,研究其在机械制造中的应用和发展。毕竟是受到世界先进国家的高度重视的智能控制技术,在机械制造工业中的应用前景还是很大的。

二、相关概念的基本定义

在详细介绍智能控制在机械制造中的应用探讨之前,先简单介绍一下其中基本术语的简单定义。

(一)智能控制

智能控制(intelligentcontrols)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。

(二)机械制造

机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。

三、智能控制在机械制造中的应用优势

智能控制在机械制造中起到了一定的应用优势。如,帮助提升开拓市场的桥梁,智能加工工艺提高了整体的机械制造水平。当然,智能控制在机械制造中也对生产工艺产业的水准提高起到了决定性的重要作用。这些对智能控制的前景发展是具有非常重要的作用的。推土机主机架智能的理论在这里也是不容忽视的。

在机械制造中,机械设计实际上是一个模型的综合和分析的过程,在这个过程中由工人亲自操刀设计,进行一切的制造工艺,那是一个相当劳重的任务。因为这些任务不仅包括大量的计算、分析、绘图等数值计算型工作;还包括拟定初始方案,选择最优方案,制定合理结构等方案设计工作。如果在现代机械制造工业中大范围融入只能控制技术,这样就可以减少大批的劳力。因此,设计智能化已成为机械设计中一个很热门的研究课题之一,智能控制在机械制造中的应用效果也很好。减少机械自动化过程、减少制作时长,成为了智能控制在机械制造中最为主要的优势。

四、智能控制在机械制造中的不足之处

中国机械制造业经过几十年的努力已经具有相当的规模,智能控制技术的研究也已经逐渐成熟。智能控制在机械制造中的应用也有些年日,积累了大量的技术和经验。但是随着世界经济一体化的形成,智能控制在唉机械制造中的应用局限性也越来越明显。由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源,导致机械制造工业速度跟不上,智能控制技术在国外属于较为先进成熟的技术,在国内却尚属于新兴技术。因此,智能控制技术在机械制造中依然存在一些不足之处。笔者在经过探讨和研究智能控制在机械制造中的优势之后,也按着现在所面临的前所未有的工业行业激烈竞争局面整理出了智能控制的些许不足之处。

(一)企业应变能力差

今天的市场瞬息万变,需求多样化。机械制造行业如果想要在市场中占到头名,就要有先进的生产技术做支撑。然而,企业虽然响应国家号召,积极使用智能控制技术,可惜企业的应变能力差,按订单装配mto,按订单制造mto,按订单设计mtD,大规模定制mC,忽略了智能控制技术的根本,导致无法好好利用智能控制技术。这是智能控制技术在机械制造应用中最大的不足。机械加工行业的品种规格繁多,生产、采购异常复杂,如果能够好好利用智能控制技术,改善企业的应变能力,想必能够大幅度提升机械制造行业的生产力。

(二)成本计算不准确,成本控制差

人工成本核算一般只能计算产品成本,无法计算零部件成本。在机械制造行业中成本的费用分摊更是非常粗糙,没有办法进行精密而细致的预算、估算。在使用了智能控制技术之后,大量成本数据采集都是通过电脑计算机归集的,然而个别企业在使用操作不当,导致计算机的估算、预算数据准确性也很差,这样子非但不能利用智能控制技术提高机械制造工艺的进展,也不能控制成本计算精准度,协助控制成本。这种利用智能控制还不能提高成本计算准确度的难题也成为了限制智能控制在机械制造中应用的一大因素。一般机械制造行业都不进行标准成本的计算,也很少进行成本分析,因此成本控制差。

(三)信息分散、不及时、不准确、不共享

在机械制造业中,产、供、销、人、财、物是一个有机的整体,他们之间存在大量信息交换。利用传统的机械制造加工模式,全部都是通过人工管理信息的,这样的管理速度很慢。如果利用智能控制技术在行业中的应用,辅助管理信息则能够提高速度,然而目前在机械制造中的应用却显示,智能控制依然具有管理分散、缺乏完善的基础数据等不足之处。由此可见,要想将智能控制很好的应用在机械制造行业的各个部分,一定要先解决信息分散、不及时、不准确、不共享、大大影响管理决策的科学性等难题。

五、智能控制在机械制造中应用的提升探讨

如果管理工具落后,大部分企业就无法提升自己的产业管理工作或者加工进度,在机械制造类行业中,这些阻力更加明显。在前文中已经提过了关于智能控制在机械制造中的不足,接下来将针对机械制造中的应用管理方面,整理一些有建议性的改善方案,希望对于仍处于分散管理或微机单项管理阶段的智能控制应用有较好的提升和完善。

(一)共享和资源的优化配置

在机械制造中,很多加工链条都是采用一条龙这样一个完美的供应链管理系统。从科学的供应链管理里节约了大量的成本,共享和资源的优化配置,这是现代企业中都需要优先学习的管理方法。所以,在提升智能控制系统在机械制造中的应用效果时,最先考虑的就是如何利用智能控制提升共享资源的效果,并且优化资源配置,给客户提供最好的服务和商品。只有加入了这样的改动,才能够使得机械制造业发展更加飞速。是机械制造业就要找扩展eRp,做成一个非常完整的集成系统,减少集成的费用。“集成”两个字说起来非常简单,只要完善和优化智能控制技术在机械制造中的应用就好。

(二)增加智能控制程度

智能控制把计算机从数值处理扩展到非数值处理,这样的操作和改动使得计算机能够更好的为人类工业产业服务,智能控制技术就是在这种情况下发展起来的,包括知识与经验的集成、推理和决策,这些都是发展智能控制在机械制造中的巨大优势。只有力图使机械设计过程自动化发展,增加智能控制程度,才能够减少人类的劳累,并且提升社会生产产值。智能控制下的机械制造技术与传统的设计机械制造技术方法相比,智能控制在机械设计中有着不可比拟的优势,它不仅可以长期稳定工作、节省成本,还可以为专家知识特别是启发式知识提供存储手段和传授途径、易于继承。(三)利用智能控制技术实现管理创新

机械制造企业是管理非常复杂的企业,目前管理中存在诸多的问题,智能控制在机械制造中的应用非常利于激烈的市场竞争环境。然而个别企业的利用率很低,不能够最大限度的发挥智能控制的应用效果。只有利用智能控制技术创新,实现管理和控制技术的双重创新,这样才能真正的提高智能控制技术在机械制造加工中的管理水平和发展速度。智能控制技术在机械制造中的优势是不容置疑的,然而因为不同的难题阻挠了智能控制技术的进步和发展,要想提升智能控制在机械制造中的应用效果,就必须按着控制理论的发展实现管理上的创新。

(四)增加相关科技技术的相互渗透

20世纪80年代以来,信息技术、计算技术的快速发展给国内的各项工业企业带来了一定的推动发展作用。现在兴起的智能控制技术要想在机械制造业中进一步发展,就必须要增加和其他相关学科的发展和相互渗透,这样才能够更好地推动机械制造的加工工艺,为科学与工程的研究带来不断深入的启发性质。要知道智能控制系统本身就属于控制系统向新兴科技的过度发展,如果能够增加智能控制系统与其他相关科技技术的渗透发展,增能够更好的带动智能控制在机械制造中的应用趋势。

六、结论:

在现如今的社会上,智能控制的产品已经多不胜数,有专项研究表明,这是一个非常具有前途的发展行业。本文在研究了智能技术在机械制造中的应用优势和局限性之后,经过借鉴和反思整理出了相关的建议。希望这些建议能够对智能控制在机械制造中的应用和发债带来一定的帮助。无论放在哪个时期来说,机械制造都是工业产业中最重要的环节,应当对其提起高度重视。

参考文献:

[1]宋建丽;邓琦林;陈畅源;葛志军;胡德金;;宽带智能熔覆高硬度火焰喷涂层组织和裂纹行为[J];机械工程学报;2006年12期

[2]余廷;邓琦林;董刚;杨建国;张伟;;钽对智能熔覆镍基涂层的裂纹敏感性及力学性能的影响[J];机械工程学报;2011年22期