導(dǎo)語：如何才能寫好一篇智能制造系統(tǒng)的特征，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。

篇1

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；智能化技術(shù)；發(fā)展趨勢；機(jī)械產(chǎn)業(yè)；機(jī)械化 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TH16 文章編號：1009-2374（2016）31-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.030

20世紀(jì)50年代，我國在機(jī)械化產(chǎn)業(yè)方面開始了發(fā)展，隨著時代的進(jìn)步，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)愈來愈重要，對我國的整體經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展有著帶動作用。在機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用過程中，就能促進(jìn)整體的機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技術(shù)的應(yīng)用下，從機(jī)械制造的效率以及時間和質(zhì)量等諸多方面都有著進(jìn)步。通過從理論層面對機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展和智能化技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行探究，對實(shí)際應(yīng)用起到積極促進(jìn)作用。

1 我國機(jī)械制造智能技術(shù)的特征體現(xiàn)和發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 我國的機(jī)械制造智能技術(shù)的特征體現(xiàn)分析

我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比較迅速，在機(jī)械制造智能化的系統(tǒng)發(fā)展逐步完善。從這一智能系統(tǒng)的特征來看，有著其虛擬性，在制造的設(shè)備方面對不同來源的企業(yè)和車間等，其在物理位置上是能夠分步的。從邏輯層面來說，能組成共同邏輯制造單元。另外，在機(jī)械制造智能系統(tǒng)的自治性特征上比較突出，這一特征的體現(xiàn)主要在生產(chǎn)管理層面表現(xiàn)得比較突出，這一系統(tǒng)的自比較強(qiáng)，能夠使突發(fā)事件在處理能力上得到有效加強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整等。還有是在動態(tài)性的特征上表現(xiàn)得也比較突出，能結(jié)合不同物理資源和外部環(huán)境進(jìn)行邏輯制造單元的科學(xué)化配置。

機(jī)械制造智能技術(shù)是不斷發(fā)展和完善的系統(tǒng)。在智能化系統(tǒng)的發(fā)展中，是從傳統(tǒng)制造技術(shù)上進(jìn)行逐漸發(fā)展的，也是機(jī)械制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，對傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)以及新技術(shù)的成果等都有著吸收和應(yīng)用，能結(jié)合自身的發(fā)展加以調(diào)整，形成新的技術(shù)群，在這樣的技術(shù)發(fā)展促進(jìn)下使得機(jī)械制造智能化的作用能夠充分呈現(xiàn)出來。不僅如此，機(jī)械制造智能技術(shù)也是系統(tǒng)化的工程和全球化的技術(shù)，在這些特征方面都有著鮮明的呈現(xiàn)。

1.2 我國的機(jī)械制造智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

從當(dāng)前的機(jī)械制造系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，數(shù)字化技術(shù)是比較重要的技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用有著高效性、高精度的特征，在數(shù)字技術(shù)的支持下，能促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在現(xiàn)階段的發(fā)展條件下，對制造產(chǎn)業(yè)智能化以及集成化發(fā)展產(chǎn)生影響的就是數(shù)控技術(shù)，這一技術(shù)使得機(jī)械制造的智能化目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)。自我國改革開放以來，在機(jī)械化的技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上已經(jīng)有了很大程度的進(jìn)步，機(jī)械制造的水平以及產(chǎn)品質(zhì)量方面也不斷的提高，在機(jī)械制造產(chǎn)品方面也有著我國自主研發(fā)新的產(chǎn)品。雖然在一些方面我國的機(jī)械制造得到了很大程度的進(jìn)步，但還有諸多方面存在著缺陷問題，有待完善加強(qiáng)。

在信息化時代背景下，在新技術(shù)以及理念的融入下，機(jī)械制造技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展。在計算機(jī)的智能化應(yīng)用下，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展。基于我國在機(jī)械制造的管理方面比較落后以及在管理的體制上和生產(chǎn)模式上的發(fā)展相對比較緩慢，這在很大程度上都會影響我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。我國的機(jī)械制造總體上還處在低水平的發(fā)展階段，在創(chuàng)新能力以及自主開發(fā)能力層面還相對比較薄弱，在制造技術(shù)上以及技改力度上還不是很充足。

實(shí)際的發(fā)展中，傳統(tǒng)的機(jī)械制造管理模式中，我國仍處在初期的階段，通過經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行管理，也是以人為的管理方式為主。在制造設(shè)計的工藝方面，我國在CAD/CAM的技術(shù)層面向中小制造企業(yè)進(jìn)行普及發(fā)展，但從整體上來看還有很大的進(jìn)步空間。為此就要能結(jié)合我國的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，采取針對性的發(fā)展措施來對機(jī)械制造智能化的發(fā)展進(jìn)行促進(jìn)。

2 機(jī)械制造技術(shù)的地位體現(xiàn)和影響因素分析

2.1 機(jī)械制造技術(shù)的地位體現(xiàn)分析

機(jī)械制造技術(shù)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。機(jī)械制造行業(yè)是比較大的發(fā)展行業(yè)，尤其是在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，發(fā)揮著重要的作用。機(jī)械制造行業(yè)在農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)展時期扮演著重要角色，到了當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，對機(jī)械制造的需求不僅沒有降低，反而有了增加。一些國家將機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為對國家綜合實(shí)力衡量的重要標(biāo)準(zhǔn)，可見機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)對國家發(fā)展的重要性。我國在農(nóng)業(yè)以及機(jī)械制造和工業(yè)發(fā)展的需求上都是大國，尤其是在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，對農(nóng)業(yè)的發(fā)展也有著很大的帶動作用，同時也能對工業(yè)化的正常發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。從這些方面就能夠看出，機(jī)械制造技術(shù)在經(jīng)濟(jì)社會中的作用和地位。

2.2 機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的影響因素分析

對機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生影響的因素比較多，要對各個因素加以詳細(xì)分析，然后找到針對性的解決方法，這樣才能有利于實(shí)際問題的解決。受到傳統(tǒng)發(fā)展觀念的影響，就會給機(jī)械制造的進(jìn)一步發(fā)展帶來相應(yīng)的影響。我國的機(jī)械技術(shù)在發(fā)展中，對機(jī)械的理解不全面，只是局限在傳統(tǒng)工藝層面。還有就是對結(jié)構(gòu)比較重視，但是對控制卻沒有充分重視，沒有將機(jī)電一體化作為機(jī)械工業(yè)對象的本質(zhì)特征。在認(rèn)識層面，把傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)進(jìn)行分化看待，這一錯誤的觀點(diǎn)認(rèn)識也不利于機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。

篇2

當(dāng)前，全球正出現(xiàn)以信息網(wǎng)絡(luò)、智能制造、新能源和新材料為代表的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了日益深刻的影響。智能制造作為此輪產(chǎn)業(yè)革命的核心組成部分，將推動制造業(yè)生產(chǎn)方式變革、促進(jìn)全球供應(yīng)鏈管理創(chuàng)新、引領(lǐng)制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型、加速制造企業(yè)成本再造。只有主動加快促進(jìn)智能制造技術(shù)的突破和大規(guī)模應(yīng)用，才能有效應(yīng)對新一輪技術(shù)革命對全球制造業(yè)可能造成的巨大沖擊。因此，發(fā)達(dá)國家紛紛出臺了以先進(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“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“新一代機(jī)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(diǎn)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(qiáng)國也提出相應(yīng)的發(fā)展智能制造的戰(zhàn)略措施。

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展取得了舉世矚目的成就，經(jīng)濟(jì)總量躍居世界第二，眾多主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)名列世界前列。同時，必須清醒地看到，我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模雖然很大但依然大而不強(qiáng)，增速很快但依然快而不優(yōu)。主要依靠資源等要素投入推動經(jīng)濟(jì)增長和規(guī)模擴(kuò)張的粗放型發(fā)展方式是不可持續(xù)的，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式刻不容緩。作為一個發(fā)展中國家，當(dāng)前中國由于創(chuàng)新能力不強(qiáng)，在國際分工中尚處于技術(shù)含量和附加值較低的“制造―加工―組裝”環(huán)節(jié)，在附加值較高的研發(fā)、設(shè)計、工程承包、營銷、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)缺乏競爭力。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。我國制造業(yè)以前以勞動密集型產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位，生產(chǎn)基本靠人，低成本的優(yōu)勢使得中國成為“世界工廠”，“中國制造”遍布世界各地。但缺乏核心技術(shù)，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；軟件系統(tǒng)發(fā)展滯后造成智能化水平難以提高；跨國公司壟斷勢力擠壓國內(nèi)企業(yè)發(fā)展空間。近些年，在勞動力成本提高以及全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢等多方面的制約下，我國傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨著來自世界各國家的競爭威脅，加上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的崛起，轉(zhuǎn)型升級成了企業(yè)必須面臨的問題。

在以中高速、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。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(shí)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，加快了從制造業(yè)大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)的步伐。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式形成歷史匯，這也是中國制造業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展方向，我國應(yīng)把握“機(jī)會窗口期”，積極總結(jié)和借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以智能制造為突破口，推動我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，實(shí)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。中國要后來居上，實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，發(fā)展方式必然是一個“并聯(lián)式”的發(fā)展過程，要求工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展，工業(yè)2.0、3.0、4.0同步發(fā)展。同時，對中國而言，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)向高端轉(zhuǎn)型升級至關(guān)重要，但這不能以放棄廣大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢為代價，而是在培育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的同時，還要以智能制造和綠色制造對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級，提升傳統(tǒng)制造業(yè)的競爭力。

篇3

關(guān)鍵詞：智能制造；管理會計；創(chuàng)新

一、研究背景

制造業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)占主體地位，即是立國之根本、興國之利器、強(qiáng)國之基石。在創(chuàng)新驅(qū)動下，許多新的生產(chǎn)方式、新產(chǎn)品、新形態(tài)和新的商業(yè)模式應(yīng)勢而生?！爸袊圃?025”規(guī)劃正在推進(jìn)，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷深入，制造業(yè)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展都面臨著新的機(jī)遇。智能制造內(nèi)涵包括：一方面人工智能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)，減緩相關(guān)人員的工作強(qiáng)度，以達(dá)到提高產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)的效率的目標(biāo)；另一方面其體現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的創(chuàng)新需求，奠定了“新經(jīng)濟(jì)”橋梁的基礎(chǔ)。管理會計為了與“智能制造”相適應(yīng)，應(yīng)實(shí)施“智能管理”，依靠“人工智能”大力提升其處理系統(tǒng)多樣性和復(fù)雜性的能力；充分理解管理對象異質(zhì)性，有效、合理配置智能化管理工具，最大限度發(fā)揮管理會計管理控制和信息支持的功能。

二、智能制造下的管理會計

（一）以“互聯(lián)網(wǎng)+”為代表的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，形成復(fù)雜多變的企業(yè)組織關(guān)系。要求管理會計控制系統(tǒng)不斷通過優(yōu)化升級產(chǎn)銷流程，加強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的可控性，同時重視企業(yè)價值增長的戰(zhàn)略空間、管理過程、控制績效，加大在不同戰(zhàn)略選擇下的成本管控力度，力求實(shí)現(xiàn)企業(yè)成本最小化和企業(yè)效益最佳化的最終目的。

（二）根據(jù)管理會計信息支持系統(tǒng)，有效、合理配置生產(chǎn)計劃并掌控生產(chǎn)進(jìn)度，深化產(chǎn)品生產(chǎn)的可視性。智能制造時代背景下，以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為媒介，工業(yè)機(jī)器、設(shè)備、存儲系統(tǒng)及運(yùn)營資源緊密連接在一起，充分發(fā)揮了良好的信息集成功能，并依賴于開放的管理會計信息支持系統(tǒng)將技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)管理會計“管理控制”與“信息支持”活動的橫縱雙向溝通與交流，實(shí)現(xiàn)企業(yè)財務(wù)與業(yè)務(wù)有機(jī)結(jié)合、敏捷快速運(yùn)作。

（三）影響管理會計的價值增值目標(biāo)。1.從企業(yè)的外部環(huán)境看，持續(xù)不斷的推進(jìn)智能制造，對降低智能設(shè)備等的成本費(fèi)用有促進(jìn)意義，零成本社會的內(nèi)在屬性在智能化設(shè)備的配套環(huán)境中也得到了體現(xiàn)。2.從企業(yè)的內(nèi)部環(huán)境看，通過改革智能化管理會計的供給端結(jié)構(gòu)，充分利用外部廉價的制造能力，將企業(yè)的固定成本轉(zhuǎn)為可變成本，極大程度地提高企業(yè)的資源配置效率。

三、管理會計工具創(chuàng)新

智能制造是一個商業(yè)生態(tài)圈系統(tǒng)，由智能設(shè)備、智能工廠和智慧員工構(gòu)成，結(jié)合企業(yè)具體的情境特征，創(chuàng)新管理會計工具可從智能制造與新經(jīng)濟(jì)的結(jié)合、智能制造與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的融合程度上進(jìn)行。

（一）約束理論（TOC），每一個組織的發(fā)展都會受到來自不同約束條件的限定及制約。智能制造業(yè)績高低主要是從完工效益、存貨和營業(yè)費(fèi)用三個方面進(jìn)行考察。根據(jù)約束理論，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”為代表的現(xiàn)代移動技術(shù)與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的融合，有利于充分發(fā)揮企業(yè)的有形成本要素與無形成本要素。當(dāng)前，依靠管理會計的創(chuàng)新驅(qū)動，智能制造的內(nèi)在需求便是充分發(fā)揮無形成本的內(nèi)在潛力。

（二）適時生產(chǎn)制（JIT），智能制造能使適時生產(chǎn)制進(jìn)一步拓寬。適時生產(chǎn)制是作為一種無庫存的生產(chǎn)系統(tǒng)，追求消除一切只增加成本而不向產(chǎn)品增加價值的過程。依靠價值鏈與供應(yīng)鏈中的智能化成本管理，使企業(yè)線上與線下的經(jīng)營活動緊密連接，使管理會計工具由時間驅(qū)動向時間與空間雙驅(qū)動的融合創(chuàng)新方向發(fā)展。

（三）持續(xù)改善（Kaizen），智能制造對企業(yè)產(chǎn)生持續(xù)的改善作用，通過對產(chǎn)品與服務(wù)的質(zhì)量、員工的努力、民主參與意識的高低等進(jìn)行主動的溝通和調(diào)整，利于提高管理會計控制系統(tǒng)的效率與效果。實(shí)現(xiàn)智能制造與管理會計的結(jié)合，企業(yè)的成本或利潤不僅僅是“數(shù)量”的要求，更是對“質(zhì)量”的規(guī)范。

（四）精益成本管理（LCM），智能制造自身就是一種精益成本管理的過程。通過建立一種交互用戶的平臺，基于大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)型制造到服務(wù)型制造的升級，不僅為用戶提供全流程個性化體驗(yàn)，而且能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的價值的增值。

（五）業(yè)務(wù)流程再造（BPR），智能制造與科技創(chuàng)新相結(jié)合可能會引起激進(jìn)式的流程變遷。伴隨現(xiàn)代科技的的迅猛發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)是十分重要的自動化工具。廣泛運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人，不但提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量，且對人身安全的保證、勞動環(huán)境優(yōu)化、勞動強(qiáng)度降低、勞動生產(chǎn)率的提高、原材料消耗的減少和生產(chǎn)成本的降低具有非常意義。智能制造的業(yè)務(wù)流程再造是實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”與新經(jīng)濟(jì)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造的一種新興工具。

（六）平衡計分卡（BSC），智能制造與平衡計分卡的結(jié)合有兩個重要的優(yōu)點(diǎn)。一個是能增強(qiáng)管理會計的戰(zhàn)略導(dǎo)向性，另一個是能夠促使企業(yè)的前景理論與平衡計分卡執(zhí)行力的緊密融合。智能化平衡應(yīng)當(dāng)包括兩個層面：一是基本平衡，指長期目標(biāo)與短期目標(biāo)的平衡、實(shí)現(xiàn)結(jié)果與制約因素的平衡；二是具體平衡，具體指財務(wù)指標(biāo)與非財務(wù)指標(biāo)的平衡、實(shí)體價值鏈與虛擬價值鏈的平衡、鏈?zhǔn)秸湘溑c網(wǎng)式整合鏈的平衡、內(nèi)外群體的平衡、經(jīng)營中的領(lǐng)先指標(biāo)與滯后指標(biāo)的平衡、學(xué)習(xí)與創(chuàng)新中的東方古典哲學(xué)與西方精細(xì)化管理的平衡。

（七）作業(yè)成本法（ABC），智能制造將從根本上對作業(yè)活動實(shí)現(xiàn)變革。智能作業(yè)管理能提供更加完整的成本核算信息，憑借合作聯(lián)盟網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)式競爭平臺，增強(qiáng)企業(yè)內(nèi)外作業(yè)活動之間的合作、交流與服務(wù)，合作建立起產(chǎn)業(yè)作業(yè)鏈與技術(shù)聯(lián)盟，形成網(wǎng)絡(luò)集聚，擴(kuò)大與拓展智能化作業(yè)管理的內(nèi)涵與外延。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜紅德.智能制造[J].中國信息化，2016.

[2]彭新啟.智能制造面面觀[J].船舶經(jīng)濟(jì)貿(mào)易，2016.

篇4

一、機(jī)電一體化及智能控制系統(tǒng)概述

當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中，其基本內(nèi)容主要是機(jī)械技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)及自動化控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)。基本組成要素包括結(jié)構(gòu)組成要素、運(yùn)動組成要素、感知組成要素以及職能組成要素。機(jī)電一體化的基本原則有四個，分別是結(jié)構(gòu)耦合原則、運(yùn)動傳遞原則、信息控制原則以及能量轉(zhuǎn)換原則。智能化控制就是在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動控制技術(shù)，是用計算機(jī)模擬人類智能的一個重要領(lǐng)域。智能化控制是傳統(tǒng)控制的優(yōu)化升級，智能化控制系統(tǒng)是一個開放的、分布式的、對信息具有綜合處理能力的機(jī)構(gòu)，在當(dāng)今社會得到廣泛的應(yīng)用。智能控制系統(tǒng)是將自動控制理論、人工智能理論、信息理論及運(yùn)籌學(xué)理論綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，智能控制的主要對象一般具有復(fù)雜程度高、非線性的特點(diǎn)，而且具有不確定性。與傳統(tǒng)控制形式相比，智能化控制具有明顯的優(yōu)越性。

二、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

從20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)向智能控制發(fā)展，開辟了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的新篇章。機(jī)電一體化的未來發(fā)展必將是以智能化作為主要方向，智能控制的優(yōu)劣直接決定機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體水平。

1.智能控制在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用。

機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是將智能控制技術(shù)與計算機(jī)輔助技術(shù)有機(jī)結(jié)合，向智能機(jī)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(jī)技術(shù)取代一部分腦力勞動，從而模擬人類制造機(jī)械的活動。同時，智能控制技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算的方法對機(jī)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)據(jù)。智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：機(jī)械故障智能診斷、機(jī)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(jī)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(kuò)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(shí)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(yùn)用智能控制技術(shù)可以實(shí)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(yùn)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(jī)械的一些指導(dǎo)性建議。

3.智能控制在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用。

機(jī)器人所具有非線性、強(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)器人手臂姿態(tài)及動作的智能控制;二是機(jī)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(jī)器人在行走路徑與行走軌跡跟蹤方面的智能控制;四是通過專家控制系統(tǒng)對機(jī)器人的運(yùn)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(jī)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(fèi)。

5.智能控制在機(jī)電一體化中的效果。

機(jī)電一體化是推動工業(yè)現(xiàn)代化的重要技術(shù)?！爸悄芑弊鳛楫?dāng)代科技的趨勢所在，因此智能控制在機(jī)電一體化中的作用不可估量，智能控制應(yīng)用于機(jī)電一體化中有以下幾點(diǎn)作用：（1）優(yōu)化效能：多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)用的是模塊化設(shè)計的思路和方式，有著較為廣闊的功能涉及面，裁剪性也非常好。如果是群控系統(tǒng)，對于相同的群控系統(tǒng)完全可以借助各種操作流程，進(jìn)而保證系統(tǒng)的調(diào)整能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求;（2）提高精度：精度對于數(shù)控機(jī)床而言是衡量機(jī)電一體化制造技術(shù)的重要指標(biāo)，直接影響著產(chǎn)品加工成品率的高低。與舊的設(shè)備相比，智能數(shù)控系統(tǒng)融合了高速CPU芯片、多CPU控制系統(tǒng)、RISC芯片與交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，促使機(jī)床的精度得以大大的提高;（3）程序控制：操作程序是系統(tǒng)運(yùn)行的主要指令，根據(jù)加工產(chǎn)品的尺寸、精度來編制操作程序才能使產(chǎn)品加工后達(dá)到智能效果;（4）改進(jìn)加工：智能控制方式的運(yùn)用可以縮短加工時間、優(yōu)化操作流程。實(shí)現(xiàn)了復(fù)合加工的效果，數(shù)控機(jī)床通過智能控制滿足了多軸、多控制加工的需要，可以有效地減少人工操作次數(shù)，加工程序得到了優(yōu)化和改進(jìn)

三、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)展的必然趨勢分析

篇5

關(guān)鍵詞：智能制造技術(shù)；智能制造系統(tǒng)；機(jī)電一體化技術(shù)

1概述

改革開發(fā)以來，我國的各項(xiàng)事業(yè)也都得到了快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)水平尤其是機(jī)械制造水平更是進(jìn)步顯著，正逐漸呈現(xiàn)出從制造自動化向著制造智能化的方向邁進(jìn)的趨勢。與傳統(tǒng)制造模式不同，智能制造模式中融入了電子、計算機(jī)信息等先進(jìn)科技，是一種具有自適應(yīng)加工和綜合自動化控制等特征的先進(jìn)生產(chǎn)方式，它的一個顯著特點(diǎn)就是將機(jī)械技術(shù)和信息電子技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合使用，從而構(gòu)建出了能夠大幅度提升生產(chǎn)能力和效率的先進(jìn)制造系統(tǒng)，而這就說明了智能制造的實(shí)現(xiàn)過程中就必然離不開機(jī)電一體化技術(shù)。筆者結(jié)合自己的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。

2智能制造的概念及其發(fā)展

在當(dāng)前市場競爭日趨激烈的形勢下，機(jī)械制造企業(yè)都在努力革新自己的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，探尋新的生產(chǎn)方式，而智能制造作為一種更加先進(jìn)的生產(chǎn)方式，自然就引起了越來越多人的重視?，F(xiàn)實(shí)中，智能制造一般包含兩層含義，一層是實(shí)現(xiàn)智能制造過程中所需要用到的各種先進(jìn)技術(shù)，另一層就是指代智能制造系統(tǒng)（如圖1所示）。智能制造技術(shù)的提出和應(yīng)用目的就是為了實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)方式，構(gòu)建智能化的制造系統(tǒng)?？梢赃@么說，在機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能化制造也是機(jī)械制造發(fā)展的必然趨勢，對提高生產(chǎn)管理能力、生產(chǎn)效率以及企業(yè)效益等均具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)不同，智能制造技術(shù)融合電子、機(jī)械以及計算機(jī)信息等技術(shù)，即智能制造的實(shí)現(xiàn)高度依賴于機(jī)電一體化技術(shù)。智能制造技術(shù)的一個最顯著的特點(diǎn)就是可以對制造狀態(tài)實(shí)現(xiàn)智能感知，并對感知到的信息進(jìn)行自動分析和處理，最后還可以生成決策指令來對整個制造加工和管理環(huán)節(jié)進(jìn)行自動控制。顯而易見，智能制造技術(shù)的功能就是對機(jī)械產(chǎn)品的加工制造環(huán)節(jié)進(jìn)行自動控制，通過對人工決策過程加以模仿來自動生產(chǎn)控制指令。這樣做的一個顯著好處就是降低了人為因素可能造成的干擾。如采用智能制造技術(shù)來生產(chǎn)機(jī)械零件產(chǎn)品就消除了因人工操作失誤而造成的廢品損失，在解放了大量生產(chǎn)勞動力的同時，也極大幅度地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，對于一些勞動強(qiáng)度特別大或者生產(chǎn)過程存在潛在安全隱患的領(lǐng)域，采用智能制造技術(shù)來替代人工生產(chǎn)也是實(shí)現(xiàn)安全和高效生產(chǎn)的一種最佳選擇?？傊悄苤圃旒夹g(shù)不僅可以大幅度提升生產(chǎn)效率，而且可以在很大程度上杜絕人為失誤的影響，是當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的一種主流趨勢。智能制造系統(tǒng)就是通過運(yùn)用智能制造技術(shù)來構(gòu)建的一種先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，智能制造系統(tǒng)中融入了大量的制造加工狀態(tài)信息，并通過對這些信息進(jìn)行智能處理來及時發(fā)現(xiàn)當(dāng)前制造環(huán)節(jié)中可能存在的問題，這就為生產(chǎn)加工過程的自動化調(diào)節(jié)和控制提供了依據(jù)。此外，智能制造系統(tǒng)還擁有組織、學(xué)習(xí)以及優(yōu)化等眾多功能，如可以對生產(chǎn)加工過程中用到的各類資源進(jìn)行靈活配置，對加工制造過程進(jìn)行合理優(yōu)化，對加工過程進(jìn)行模擬仿真以及可視化展示等，而這些也都迎合了制造業(yè)的發(fā)展潮流。

3機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

當(dāng)前，機(jī)電一體化技術(shù)正在逐漸和智能制造技術(shù)進(jìn)行融合，同時兩種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合也為兩者的發(fā)展提供了更為廣闊的空間?？梢赃@樣說，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐漸成為了實(shí)現(xiàn)智能制造過程時的一種不可或缺的核心技術(shù)。例如當(dāng)前智能制造系統(tǒng)中所廣泛采用的傳感器技術(shù)就是二者結(jié)合使用的典范。在智能制造系統(tǒng)中，需要加裝多種型號的智能傳感器來對加工制造狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)測和收集，而這就需要用到機(jī)電一體化技術(shù)來對信號進(jìn)行采集。此外，傳感器監(jiān)測到的信息還需要通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，而這也需要用到電子信息技術(shù)來構(gòu)建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)?？傊?，在構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的過程中，必不可少地就需要用到機(jī)電一體化技術(shù)來達(dá)到各種信號檢測和傳輸?shù)哪康?。事?shí)上，智能制造是在制造自動化高度發(fā)展的基礎(chǔ)上所誕生的一種新型制造理論，而數(shù)控技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)制造自動化的一種關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知，數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就離不開機(jī)電一體化技術(shù)，它對數(shù)控系統(tǒng)的要求非常高，不僅涉及到模擬、信息處理等多種技術(shù)，還包括對所有數(shù)字加工環(huán)節(jié)的自動優(yōu)化和管理。目前絕大多數(shù)制造企業(yè)都應(yīng)用了數(shù)控機(jī)床，其數(shù)控系統(tǒng)主要采用的是“CPU+總主線”的結(jié)構(gòu)形式，通過在線診斷和模糊智能控制的方式來對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行多通道的管控。除此之外，一些國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)構(gòu)建的無人化生產(chǎn)線和無人工廠也是機(jī)電一體化技術(shù)和智能制造技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的典范。在這些生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人被大量使用，它們和數(shù)控機(jī)床之間可以通過物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)互連互通，并通過構(gòu)建基于人工智能的智能控制系統(tǒng)來對所有制造過程進(jìn)行控制。

4結(jié)束語

總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關(guān)鍵技術(shù)，將其與智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義，必須引起我們高度的重視。此外，智能制造技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合還會推動二者各自擁有各大的發(fā)展空間，這對機(jī)械行業(yè)的未來發(fā)展也將產(chǎn)生巨大的積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]冉勝國.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量，2016（20）：68

[2]周懷疆.試述機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].引文版（工程技術(shù)），2015（36）：240

[3]王昌祥.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].工業(yè)，2014（8）：56

篇6

進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，制造業(yè)逐漸從傳統(tǒng)的生產(chǎn)要素捆綁中解放出來，知識經(jīng)濟(jì)改變了傳統(tǒng)的物質(zhì)生產(chǎn)向智能技術(shù)研發(fā)重心轉(zhuǎn)變。全球經(jīng)濟(jì)競爭發(fā)展為高端智能產(chǎn)業(yè)的主力軍比拼，起步較早的發(fā)達(dá)國家，憑借著雄厚的資金技術(shù)首先進(jìn)入智能產(chǎn)業(yè)時代，促使更多的發(fā)展中國家加入發(fā)展智能產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍。智能制造業(yè)高收益顯著高于低端加工生產(chǎn)制造。如今發(fā)達(dá)國家智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度已不再是單一憑借技術(shù)優(yōu)勢，而是技術(shù)、知識、管理制度和人才相較量的綜合創(chuàng)新能力。長期作為發(fā)達(dá)國家附屬的“造物車間”，降低了發(fā)展國家制造業(yè)產(chǎn)業(yè)的自身抗風(fēng)險能力，極易被國際貿(mào)易環(huán)境改變所波及，更難以保證經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性增長。當(dāng)前的智能制造業(yè)也屬于新興產(chǎn)業(yè)范疇，代表性特點(diǎn)是規(guī)模較小與尚未完善成熟的產(chǎn)品和市場，其產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)怯僧a(chǎn)品研發(fā)，生產(chǎn)和管理等多環(huán)節(jié)緊扣的連續(xù)性過程，代表性的產(chǎn)學(xué)研集于一身的管理模式，而智能制造的產(chǎn)品種類包括實(shí)體、軟件系統(tǒng)和智能管理服務(wù)平臺?？傮w智能制造的具有擴(kuò)張性的發(fā)展趨勢，存在更多的發(fā)展空間容納新興產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)充。具體而言，初具規(guī)模的智能產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)覆蓋面應(yīng)包括產(chǎn)品、生產(chǎn)系統(tǒng)和企業(yè)整體的智能化為特征。產(chǎn)品的智能化體現(xiàn)為將數(shù)據(jù)控技術(shù)與信息化處理技術(shù)注入產(chǎn)品中，產(chǎn)品市場價值則由其智能技術(shù)水平高低所決定。目前智能化在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用基本以生產(chǎn)線系統(tǒng)的IT控制、生產(chǎn)程序人工預(yù)設(shè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集和實(shí)時生產(chǎn)監(jiān)控可達(dá)到高效的定制生產(chǎn)功能。適用于客戶需求為導(dǎo)向的個性化產(chǎn)品需求的快速批量生產(chǎn)?！盎ヂ?lián)+”產(chǎn)業(yè)模式也讓制造商原有生產(chǎn)模式從B2C向C2B轉(zhuǎn)變；讓企業(yè)高層統(tǒng)籌者將管理目標(biāo)設(shè)定在協(xié)調(diào)內(nèi)部部門間的控制、管理、生產(chǎn)環(huán)節(jié)高效交接同時，更加注重延伸產(chǎn)業(yè)鏈、設(shè)計滿足客戶個性化需求產(chǎn)品、流通銷售環(huán)節(jié)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相對接。從強(qiáng)調(diào)對生產(chǎn)資料與生產(chǎn)要素主動控制權(quán)向資源動態(tài)需求變動生產(chǎn)理念轉(zhuǎn)換，進(jìn)而促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)間資源的最優(yōu)化配置。

二、加快我國產(chǎn)業(yè)“智能化”轉(zhuǎn)變的重要性

如何維護(hù)中國制造在國際市場中的地位，是攸關(guān)我國傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)生存的課題。20世紀(jì)70年代以來，農(nóng)業(yè)是我國重要的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，為工業(yè)的起步貢獻(xiàn)了必要的資本積累，隨著改革開放腳步的悄然而至，中國制造業(yè)緊抓機(jī)遇成功得搭上了高速疾馳的全球制造業(yè)列車，承接跨國公司的加工生產(chǎn)外包項(xiàng)目，從此“中國制造”便成為了全球價值鏈中的一部分。由于前期發(fā)展過度依靠勞動力成本優(yōu)勢，通過為大量國外品牌貼牌生產(chǎn)而迅速占領(lǐng)了國際市場份額。顯然，產(chǎn)量與價格優(yōu)勢并不能為中國制造立足全球市場長久之策，缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)和品牌的雙引擎就不具備在國際市場上單打獨(dú)斗實(shí)力。從“世界工廠”的日不落帝國的崛起再到美國、日本、德國等制造業(yè)帝國的相互輪替的制造業(yè)發(fā)展史表明，雖工業(yè)革命促發(fā)生產(chǎn)力空前上升，但工業(yè)化所造成環(huán)境污染的問題又?jǐn)[在了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的道路上，壁壘重重不得不讓這些“先行者”重新思考探索解決之策，唯有將產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心轉(zhuǎn)向發(fā)展智能產(chǎn)業(yè)成為眾家之選。同時也指明了依賴傳統(tǒng)加工制造為主線的制造業(yè)必須擺脫密集勞動力模式禁錮，突破傳統(tǒng)模式思路，才能迎接未來智能化產(chǎn)業(yè)比拼較量。20世紀(jì)90年代以來，低端加工制造的產(chǎn)業(yè)主體格局有所改變，許多跨國公司把其研究機(jī)構(gòu)設(shè)立在我國，如運(yùn)輸設(shè)備、信息技術(shù)、生物制藥等產(chǎn)業(yè)為主要領(lǐng)域，但核心技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)并非掌控在我國制造產(chǎn)中，需逐步提高科學(xué)技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)率作用。

我們必須清醒地認(rèn)識到中國傳統(tǒng)制造業(yè)既存“智力”不足的軟肋，又患有自主知識的根基不牢的弊病，務(wù)必審慎防范知識經(jīng)濟(jì)控制權(quán)下的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移陷阱。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移從表面上看，似乎是發(fā)達(dá)國家為了降低機(jī)會成本而交換發(fā)展中國家廉價的勞動力、土地等政策優(yōu)待的條件，讓發(fā)展中國家成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的最大收益者，但這實(shí)際上是發(fā)達(dá)國家進(jìn)行產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局調(diào)整的策略。隨著時間推移，機(jī)會成本日益加大，演變成發(fā)展中國家過渡依賴西方自主知識技術(shù)，自主創(chuàng)新能力被抑制，且自主知識研發(fā)基礎(chǔ)薄弱，甚至付出環(huán)境資源破壞和財富流失的慘痛代價，安全風(fēng)險存在易使我國制造業(yè)陷于外國知識產(chǎn)權(quán)控制。故此做好我國人才資源的挖掘、培養(yǎng)、投入等工作都將成為未來智能制造道路上勢必補(bǔ)齊的短板，追趕與發(fā)達(dá)國家之間在軟實(shí)力上的差別。

三、美國、日本、德國智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況對比分析

我國智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在許多制約因素，雖現(xiàn)階段是繼美國、日本和德國之后的世界第四大工業(yè)用品生產(chǎn)國，但相對比之下，生產(chǎn)規(guī)模較小不及美國與日本的四分之一；工業(yè)增加值率低，其中產(chǎn)品的加工生產(chǎn)的附加值占比低，僅為美國的25.12%和日本的29.32%；而勞動生產(chǎn)率更是落后于美國、日本和德國，分別為前三者的5.01%、4.22%和5.89%。若以垂直分工視角分析，我國制造業(yè)位于國際分工的底層。美國、日本和德國等工業(yè)大國擁有機(jī)械設(shè)備精細(xì)制造能力，密集豐富的資源要素投入，外加金融市場資金支持。這種分工位置對號入座的只能是勞動密集型生產(chǎn)的發(fā)展中國家；技術(shù)密集型的智能制造卻占據(jù)分工金字塔結(jié)構(gòu)的頂端，并具備長期性和高附加值的特征。上個世紀(jì)70年起進(jìn)入美、日、德三國制造業(yè)騰飛的黃金期，三國不盡相同的發(fā)展模式是由自身相對優(yōu)勢出發(fā)，美國沿著以研發(fā)和生產(chǎn)為主線，加大對進(jìn)出口的政策扶持，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展生命周期模型的特征；日本發(fā)展模式更似燕行形態(tài)理論模型，大力提升國內(nèi)生產(chǎn)能力，意在增加出口貿(mào)易激發(fā)本國制造業(yè)生產(chǎn)潛能；德國則依托于產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)間共生互補(bǔ)的良性循環(huán)模式，供應(yīng)更多具有多樣性高科技產(chǎn)品。當(dāng)制造業(yè)發(fā)展后半期時，美國、日本和德國大量向外轉(zhuǎn)移低端生產(chǎn)加工線，國內(nèi)呈現(xiàn)制造業(yè)“空殼化”現(xiàn)象，國內(nèi)主營資本操控的虛擬經(jīng)濟(jì)。然而金融危機(jī)后虛擬經(jīng)濟(jì)泡沫破裂，使高失業(yè)率，低迷貿(mào)易額量等經(jīng)濟(jì)衰退征兆頻出，要求發(fā)達(dá)國家回歸實(shí)體經(jīng)濟(jì)重振計劃提上議程，并取得一定客觀效果。美、日、德的重振規(guī)劃中都突出了智能制造產(chǎn)業(yè)的獨(dú)特地位，美國一直是智能制造技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，熟悉的人工智能、控制論、物聯(lián)網(wǎng)等都起源于太平洋東岸。美國頒布許多促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的政策，把制造業(yè)中心放在智能制造平臺搭建上，借助“再工業(yè)化”進(jìn)程推動對外貿(mào)易，拉動就業(yè)率增加。日本智能產(chǎn)品擁有高精準(zhǔn)、人性化特點(diǎn)，如機(jī)器人技術(shù)就領(lǐng)先于全球。但國內(nèi)經(jīng)濟(jì)在金融危機(jī)受肆虐受挫后一蹶不振，在調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向時，日本政府有針對性地對市場培育、人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)等進(jìn)行了政策扶持。特別是應(yīng)對去“產(chǎn)業(yè)空心化”時，則凸顯以智能制造業(yè)為主調(diào)方向，試圖以贏取知識經(jīng)濟(jì)競賽得以重返全球市場原有位置。雖然德國仍需面對未逝去的歐洲債務(wù)危機(jī)余波影響和適應(yīng)國家政權(quán)的頻繁更替的不利環(huán)境，經(jīng)濟(jì)依然保持高增長態(tài)勢原因在于，制造業(yè)被奉為德國經(jīng)濟(jì)的增長源，只有科學(xué)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)一步得到釋放，才可保證制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的支柱作用。美、日、德在傳統(tǒng)制造業(yè)向智能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換上成功經(jīng)驗(yàn)，為我國成功實(shí)現(xiàn)智能制造產(chǎn)業(yè)道路點(diǎn)亮了引航燈。

四、經(jīng)驗(yàn)啟示

篇7

關(guān)鍵詞：智能設(shè)計技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)；應(yīng)用探討

1智能設(shè)計技術(shù)概述

智能設(shè)計技術(shù)是近年來逐漸興起的技術(shù)類型，它在傳統(tǒng)研發(fā)設(shè)計的基礎(chǔ)上，融入了大數(shù)據(jù)、智能制造、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能建模、知識工程等技術(shù)形態(tài)，并根據(jù)行業(yè)設(shè)計研發(fā)的需求，形成適配于行業(yè)產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的一種全新技術(shù)形態(tài)[1]。換句話說，智能設(shè)計技術(shù)雖然基于智能制造、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)范疇，但在不同行業(yè)的應(yīng)用中卻體現(xiàn)出了差異性。本文主要探討農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造中智能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造行業(yè)的具體情況，重點(diǎn)探討了CAD智能建模技術(shù)、知識工程智能技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)智能驗(yàn)證技術(shù)三種智能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造中智能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

2.1CAD智能建模技術(shù)及應(yīng)用

傳統(tǒng)的CAD設(shè)計技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域，能夠輔助農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)和三維仿真等設(shè)計工作，但在產(chǎn)品設(shè)計知識的高效利用領(lǐng)域體現(xiàn)了諸多問題，例如：傳統(tǒng)CAD技術(shù)能夠解決農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)的結(jié)構(gòu)性問題，但在建模設(shè)計知識與建模生成的融合上，存在靈活性、適應(yīng)性和移植性不強(qiáng)的弊端。基于知識的CAD智能建模技術(shù)能夠較好地攻克這一難題，該技術(shù)以智能化設(shè)計為基礎(chǔ)，涵蓋CAD建模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、材料特性、裝配語義、建模融合等新的技術(shù)形態(tài)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造中的應(yīng)用體現(xiàn)出了新的價值。國內(nèi)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)最新研發(fā)了一種基于CAD智能建模技術(shù)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制造模型特征提取方法，該方法將三維小波變換和CAD智能建模技術(shù)融合在一起，構(gòu)建了農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計ESB通用智能模型庫，技術(shù)人員在設(shè)計農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品時，可以從智能模型庫中直接調(diào)取通用的設(shè)備模型，并運(yùn)用三維小波變換進(jìn)行智能分析，得到匹配性能最佳的產(chǎn)品模型，大大提升了大型復(fù)雜農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)制造的效率和建模仿真的準(zhǔn)確性[2]。

2.2知識工程智能技術(shù)及應(yīng)用

知識工程智能技術(shù)源于專家系統(tǒng)的研究分支，貫穿于整個智能設(shè)計和制造領(lǐng)域，它以知識設(shè)計內(nèi)容為基礎(chǔ)，通過科學(xué)的表示、獲取和推理過程，獲得制造產(chǎn)品的最佳研發(fā)方案。以知識推理智能技術(shù)為例，它根據(jù)待制造產(chǎn)品的設(shè)計需求，從已知的知識判斷得出新的設(shè)計思維方案，通過基于規(guī)則、實(shí)例和模型的推理過程，完成制造產(chǎn)品的智能設(shè)計過程。近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品功能和性能的多元化發(fā)展，設(shè)計一款農(nóng)機(jī)產(chǎn)品所需的知識系統(tǒng)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)單一的設(shè)計推理模式難以滿足產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)需求，采用集成的多推理知識工程智能技術(shù)能夠更好地解決現(xiàn)代農(nóng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)面臨的這一問題。例如：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究了一種基于知識工程的快速設(shè)計推理方法，該方法以相似度匹配算法為核心，能夠?qū)β膸绞斋@機(jī)傳動系的機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行快速推理，有效地縮短了產(chǎn)品設(shè)計周期，提升了產(chǎn)品的設(shè)計智能性[3]。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)智能驗(yàn)證技術(shù)及應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)復(fù)雜且設(shè)計困難的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)起到很好的輔助作用，研發(fā)人員運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、外觀和進(jìn)行的仿真建模，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中構(gòu)建真實(shí)感很強(qiáng)的運(yùn)作場景，完成對研發(fā)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的仿真運(yùn)行。近年來，在傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，一種新的虛擬現(xiàn)實(shí)智能驗(yàn)證技術(shù)被逐漸應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造中，該技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的所有功能，還能夠?qū)Ψ抡娴男ЧM(jìn)行智能驗(yàn)證，驗(yàn)證的效果與產(chǎn)品開發(fā)出的實(shí)際使用效果無限接近。例如：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院采用虛擬現(xiàn)實(shí)智能驗(yàn)證技術(shù)，開發(fā)了基于視景仿真的聯(lián)合收獲機(jī)虛擬研發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在虛擬現(xiàn)實(shí)情境下建立聯(lián)合收獲機(jī)輪胎模型，并對聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)過程進(jìn)行虛擬受力分析，進(jìn)一步通過對收獲機(jī)運(yùn)行時周邊環(huán)境如農(nóng)田、樹木、草地等地表環(huán)境的虛擬建模和仿真，在VegaPrime中設(shè)計運(yùn)動路徑，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)的3D視景仿真和作業(yè)效果測定，結(jié)果表明：虛擬環(huán)境下的仿真測定結(jié)果與后期開發(fā)的聯(lián)合收獲機(jī)運(yùn)行效果誤差率小于1%[4]。

篇8

重慶市自2010 年以來，先后啟動了“云端計劃”、“大數(shù)據(jù)行動計劃”及“國家物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)”等工作，為智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。2014 年，重慶市開展“制造業(yè)裝備智能化提升行動”，通過政策引導(dǎo)，用5 年時間持續(xù)支持機(jī)器人等高端智能裝備在電子、汽車和裝備等“6+1”支柱產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，鼓勵企業(yè)建設(shè)數(shù)字化車間和智能工廠，探索建立以橫向集成、縱向集成與端對端集成為特征的智能化制造體系。2014 年，重慶市機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值近100 億元，全市機(jī)器人企業(yè)已達(dá)60 多家，初步形成了集研發(fā)、整機(jī)制造、系統(tǒng)集成、零部件配套和應(yīng)用服務(wù)于一體的機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)鏈雛形。近日，重慶市又出臺了《重慶市機(jī)器人及高端智能裝備產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展規(guī)劃（2015 ～ 2020）》，明確提出，到2020 年，重慶機(jī)器人及高端智能裝備產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)銷售收入1,000 億元以上，形成“研發(fā)+ 測試+ 制造+ 服務(wù)體系”的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)集群。這標(biāo)志著，重慶這座老工業(yè)城市正在向智能制造轉(zhuǎn)變。

智能制造政策環(huán)境持續(xù)升溫

自國務(wù)院正式頒布《中國制造2025》行動規(guī)劃后，各工業(yè)強(qiáng)省和直轄市，立足本地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和階段性發(fā)展規(guī)劃，各顯高招，紛紛出臺有關(guān)制造2025、“智能制造”的規(guī)劃。

篇9

關(guān)鍵詞：數(shù)控智能；機(jī)械制造；領(lǐng)域；應(yīng)用；研究

1.數(shù)控智能在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

智能控制機(jī)械制造主要包括以下四個部分：機(jī)械設(shè)計；機(jī)械制造；機(jī)械電子；機(jī)械系統(tǒng)故障診斷。

1.1 機(jī)械設(shè)計

機(jī)械設(shè)計在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中是指技術(shù)人員對想要設(shè)計物體的一個模型進(jìn)行綜合和分析的過程，這個過程包括大量高精度的計算、分析、繪圖等精確數(shù)值計算工作，同時還需要結(jié)合多方面的知識，在通過設(shè)計人員自身豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多元綜合，最終做出最佳的設(shè)計。但是在實(shí)際的設(shè)計中，很難用精確數(shù)值計算的方法來建立準(zhǔn)確數(shù)據(jù)模型，而現(xiàn)在流行的CAD制圖技術(shù)對這一部分工作也是無能為力的。這就要求 CAD/CAM的操作系統(tǒng)具有智能性，利用計算機(jī)系統(tǒng)把一些數(shù)值數(shù)據(jù)處理擴(kuò)展到非數(shù)值數(shù)據(jù)處理，包括把數(shù)據(jù)數(shù)值知識與實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行集成、推理和決策，使機(jī)械設(shè)計過程自動化智能化，彌補(bǔ)設(shè)計專家在現(xiàn)實(shí)中對機(jī)械設(shè)計過程中由于人為因素造成的不足。

1.2 機(jī)械制造

在機(jī)械生產(chǎn)制造中，人們首先要做的是確定機(jī)械生產(chǎn)計劃，制定機(jī)械生產(chǎn)計劃就是指從多種因素（設(shè)計、制造、生產(chǎn)等）的組合中選出最能滿足所有約束條件（生產(chǎn)成本、設(shè)計圖形、生產(chǎn)工序等）的最佳方案。這些過程是很難用數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確地表示出來的。數(shù)字化智能化技術(shù)一方面使數(shù)字化制造裝備等得到快速發(fā)展，大幅度提升生產(chǎn)系統(tǒng)的功能、性能和自動化程度。另一方面這些技術(shù)集成可形成柔性制造單元、數(shù)字化車間乃至數(shù)字化工廠，使生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性自動化不斷提高，并想著具有感知、決策、執(zhí)行能功能特征的智能化系統(tǒng)發(fā)展。目前以智能機(jī)器人為典型代表的智能制造裝備已經(jīng)開始在某些領(lǐng)域得到應(yīng)用。

1.3 機(jī)械電子

機(jī)械電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，元件和運(yùn)動部件較少，高性能，但是其系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)解析的方法固然嚴(yán)密、精確，但是只能適用于相對比較簡單的電子系統(tǒng)，對于那些比較復(fù)雜的系統(tǒng)是不能給出數(shù)學(xué)解析式的，這樣就只能通過煩瑣的操作系統(tǒng)來完成。由于智能化的處理是以知識信息為基礎(chǔ)進(jìn)行的推理和計算，這種推理具有復(fù)雜性、不確定性和模糊性，而且這種智能化的處理一般不存在已知的算法（傳統(tǒng)數(shù)學(xué)公式化的方法），所以，對不能用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)解析方法解決的問題，人工智能提供了新的解決思路和方法。一般通過人工智能建立的系統(tǒng)有兩種方法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊推理系統(tǒng)。目前只有智能系統(tǒng)可以適用于相對比較復(fù)雜的電子系統(tǒng)。

1.4 機(jī)械系統(tǒng)故障診斷

所謂的機(jī)械系統(tǒng)故障的診斷，就是指根據(jù)電子系統(tǒng)出現(xiàn)的一些不正常的現(xiàn)象，按照一定的法則，推論出產(chǎn)生問題的原因，找出設(shè)備出現(xiàn)故障的所在的部位。故障診斷包括三個方面的內(nèi)容：故障監(jiān)測，故障分析和處理決策。但是由現(xiàn)象推出故障原因是一個復(fù)雜的推理過程，需要根據(jù)維護(hù)保修人員多年積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，才能得出正確的結(jié)論，假如把人工智能的方法應(yīng)用于機(jī)械故障診斷，發(fā)展智能化的機(jī)械故障診斷技術(shù)，是機(jī)械故障診斷的一個新途徑。機(jī)械故障中的人工智能診斷方法主要包括專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊集理論等。

2.數(shù)控智能機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用方法

2.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是計算機(jī)的一種智能程序，這種程序運(yùn)用知識和推理步驟來解決出現(xiàn)只有專家才能解決的一些比較復(fù)雜的問題。智能控制專家系統(tǒng)的框架主要由五個部分組成：知識庫，綜合數(shù)據(jù)庫，推理機(jī)，用戶接口和系統(tǒng)輸出。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指只智能控制系統(tǒng)摸擬的生物的激勵系統(tǒng)，將一系列輸入通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生輸出。這里的輸出、輸入都是標(biāo)準(zhǔn)化的量，輸出是輸入的非線性函數(shù)，其值可由連接各神經(jīng)元的權(quán)重改變，以獲得期望的輸出值。

2.3 模糊集理論

人在認(rèn)知世界的時候，出現(xiàn)一些不確定的事物的時候，就會對所獲得的信息進(jìn)行一定的模糊化處理，以此來減少問題的復(fù)雜程度。模糊集理論是指將經(jīng)典的集合理論模糊化，并引入語言變量和近似推理的模糊邏輯，是一種具有完整的推理體系的智能技術(shù)。一般的模糊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較類似，由模糊知識庫、模糊推理機(jī)和人機(jī)界面等幾個部分組成，可以這么說模糊系統(tǒng)是模糊理論與專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的結(jié)合體。

3.智能控制在機(jī)械制造系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

智能控制的實(shí)施主要有四個部分，雖然這四個部分在機(jī)械領(lǐng)域都有不同程度的應(yīng)用，但各自使用的時候都存在一定的局限。所以目前，要找到一種普遍的有效的方法把這四個部分有效的結(jié)合到一起應(yīng)用于機(jī)械制造系統(tǒng)的各個領(lǐng)域，因此，從這可以看出數(shù)控智能組合將成為機(jī)械制造系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢。

4.結(jié)語

綜合起來，數(shù)字化智能化技術(shù)可以對產(chǎn)業(yè)的模式進(jìn)行創(chuàng)新升級。以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的強(qiáng)力支持下，制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)模式將發(fā)生根本性的變化。因此，無論從哪個角度考慮，“制造業(yè)數(shù)字化智能化”都是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳海勇，朱詩兵，李沖.軍事物聯(lián)網(wǎng)的需求分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（5）：53-57

[2]王曉靜，張晉.物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J].遼寧大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，37（1）：37-39.

[3]劉若冰.物聯(lián)網(wǎng)的研究進(jìn)展與未來展望[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（5）：58-62.

篇10

關(guān)鍵詞： 制造技術(shù)；計算機(jī)柔性；敏捷；智能

專家認(rèn)為，世界上各個國家的經(jīng)濟(jì)競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進(jìn)生產(chǎn)制造技術(shù)的研究。

1 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計（CAPP）

1.1 CAPP概述

CAPP是將產(chǎn)品零件的設(shè)計信息和加工條件輸入計算機(jī)，建立工藝數(shù)據(jù)庫，計算機(jī)依據(jù)這些些信息自動進(jìn)行編碼、繪圖、建立工藝文件。CAPP不僅解決了工藝過程設(shè)計中的多樣性問題，減少了工藝人員的重復(fù)勞動，而且有利于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和工藝過程的優(yōu)化，保證工藝設(shè)計的質(zhì)量。

1.2 CAPP的發(fā)展趨勢

1）知識化、智能化：基于知識的CAPP系統(tǒng)作為工藝設(shè)計的輔助工具，具有將工藝專家的知識和經(jīng)驗(yàn)積累起來并加以利用的任務(wù)。該系統(tǒng)必將在表達(dá)、獲取和處理各種知識的靈活性和有效性上進(jìn)一步發(fā)展。

2）工具化、工程化：CAPP既要適應(yīng)各企業(yè)的具體情況，又要控制針對具體企業(yè)的實(shí)施工作量、提高通用性，因此，需要加強(qiáng)CAPP系統(tǒng)的工具化和工程化。

3）網(wǎng)絡(luò)化、集成化：CAPP是CAD與CAM之間的橋梁，是CAQ、PDM及ERP的重要產(chǎn)品信息來源，必須在并行工程思想的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)CAPP與CAD、CAM等系統(tǒng)的全面集成。網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代系統(tǒng)集成應(yīng)用的必然要求。

4）交互式、漸近式：CAPP系統(tǒng)用來幫助而不是取代工藝設(shè)計人員，操作者要有足夠的判斷能力和工藝知識，做出關(guān)鍵決策。知識庫及使用法則需要逐步建立、完善、驗(yàn)證，基于知識的、商品化的CAPP工具系統(tǒng)需要有目標(biāo)、有計劃的漸近式發(fā)展。

2 計算機(jī)輔助制造技術(shù)（CAM）

2.1 CAM概述

CAM有狹義和廣義的兩個概念。CAM的狹義概念是從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，包括CAPP、數(shù)控編程、工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂、資源需求計劃的制訂等。CAM的廣義概念包括其狹義定義包含的所有內(nèi)容，還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工、裝配、檢驗(yàn)、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。

CAM的工作步驟：準(zhǔn)備被加工零件的幾何模型生成加工軌跡（刀位軌跡）校驗(yàn)加工軌跡后置處理，生成NC代碼反讀數(shù)控代碼，檢查加工代碼的重要性數(shù)控代碼傳至數(shù)控機(jī)床。

2.3 CAM的關(guān)鍵技術(shù)

1）數(shù)控編程技術(shù)：數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。合理的數(shù)控編程可以保證產(chǎn)品達(dá)到很高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量。在實(shí)現(xiàn)設(shè)計加工自動化和縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。

2）NC刀具軌跡生成技術(shù)：數(shù)控編程的核心工作是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點(diǎn)，經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。

3）數(shù)控仿真技術(shù)：是利用計算機(jī)來模擬實(shí)際加工過程，是驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測切削過程的有力工具。切削過程仿真分為幾何仿真和力學(xué)仿真兩個方面。

3 柔性制造系統(tǒng)（FMS）

3.1 FMS概述

FMS是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)，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)。

FMS工程中的柔性有多種涵義，除了加工柔性外，還包含設(shè)備柔性、工藝柔性、產(chǎn)品柔性、流程柔性、批量柔性、擴(kuò)展柔性和生產(chǎn)柔性。

應(yīng)用FMS可以獲得明顯的制造優(yōu)勢，F(xiàn)MS是實(shí)現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢。

3.2 FMS的發(fā)展趨勢

1）FMS的小型化：FMS需要大量的設(shè)備投資，F(xiàn)MC可認(rèn)為是FMS中最小的一種，或可認(rèn)為是擴(kuò)大了功能的加工中心或切削中心。它也能提高機(jī)床利用率，增大生產(chǎn)柔性，提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)率。

2）開發(fā)經(jīng)濟(jì)型FMS：由于FMS需要先進(jìn)的技術(shù)、投資大，影響了它的推廣。開發(fā)經(jīng)濟(jì)型FMS，其規(guī)模為2-7臺加工中心，或以NC機(jī)床等通用機(jī)床為基礎(chǔ)構(gòu)成。組成的單機(jī)可作FMC使用，系統(tǒng)建立可分步擴(kuò)展。

3）向模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展：模塊化已成為當(dāng)前FMS設(shè)計、制造和系統(tǒng)擴(kuò)展的一個主要原則，即FMS的各系統(tǒng)（機(jī)床、運(yùn)貯系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及軟件）均采用模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。

4）向功能復(fù)雜化方向發(fā)展：目前，大多數(shù)FMS仍然是以機(jī)加工為主，今后的發(fā)展將是擴(kuò)大工藝范圍，如裝配、熱處理等。

5）采用模擬仿真技術(shù)：采用計算機(jī)仿真技術(shù)建立FMS系統(tǒng)的模型，可預(yù)先了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行評估。目前，F(xiàn)MS系統(tǒng)的建模與仿真技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

4 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

4.1 CIMS概述

計算機(jī)集成制造（CIM）：是企業(yè)生產(chǎn)從市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務(wù)的全部生產(chǎn)活動，是一個不可分割的整體。整個生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上是一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過程。最終形成的產(chǎn)品，可以看作數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。實(shí)際上就是強(qiáng)調(diào)整體觀點(diǎn)（即系統(tǒng)觀點(diǎn)）和信息觀點(diǎn)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是信息（數(shù)據(jù)）的集成。

CIM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)CIM理念的各種技術(shù)的總稱，而CIMS則是以CIM為理念的一種新型生產(chǎn)系統(tǒng)。CIMS在提高企業(yè)競爭方面起著重要的作用。它保障和提高了新產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量；縮短了新產(chǎn)品上市的周期；降低了產(chǎn)品的成本。

CIMS通過實(shí)現(xiàn)信息集成、功能集成和過程集成，提供了改善生產(chǎn)組織方式、提高管理水平的有效手段，加速了企業(yè)管理技術(shù)的革新。

4.2 CIMS的發(fā)展趨勢

1）集成化：從當(dāng)前企業(yè)內(nèi)部的的功能集成和信息集成，發(fā)展到過程集成（以并行工程為代表）并正在步入實(shí)現(xiàn)企業(yè)間集成的階段（以敏捷制造為代表）。

2）數(shù)字化/虛擬化：從產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計開始發(fā)展到產(chǎn)品全生命周期中各類活動、設(shè)備及實(shí)體的數(shù)字化。在數(shù)字化基礎(chǔ)上，虛擬化技術(shù)正在迅速發(fā)展，包括虛擬產(chǎn)品開發(fā)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和虛擬制造。

3）網(wǎng)絡(luò)化：從基于局域網(wǎng)發(fā)展到基于Intranet/Internet/

Extranet的分布網(wǎng)絡(luò)制造，以支持全球制造策略的實(shí)現(xiàn)。

4）柔性化：正積極研究發(fā)展企業(yè)間動態(tài)聯(lián)盟技術(shù)、敏捷設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)、柔性可重組機(jī)器技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)敏捷制造。

5）智能化：是制造系統(tǒng)在柔性化和集成化基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸與發(fā)展，引入智能控制技術(shù)和人工智能，實(shí)現(xiàn)具有智能、自律、敏捷、仿生、分布、分形等特點(diǎn)的新一代制造系統(tǒng)。

6）綠色化：包括綠色制造、生態(tài)工廠、清潔化生產(chǎn)、環(huán)境意識的設(shè)計與制造等。它是全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn)。

5 敏捷制造（AM）技術(shù)

5.1 AM技術(shù)概述

AM是指制造企業(yè)采用現(xiàn)代通信手段，通過快速配置各種資源（包括技術(shù)、管理和人），以有效和協(xié)調(diào)的方式響應(yīng)用戶需求，實(shí)現(xiàn)制造的敏捷性，提高企業(yè)在不斷變化、不可預(yù)測的經(jīng)營環(huán)境中快速應(yīng)變的能力。

AM的實(shí)質(zhì)是在先進(jìn)的柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過企業(yè)內(nèi)部和外部多功能項(xiàng)目組，組建虛擬公司，它是一種多變的動態(tài)組織結(jié)構(gòu)，可把全球范圍內(nèi)的各種資源（包括人的資源）集成在一起，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、管理和人的集成，從而在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)最大限度的滿足用戶需求，提高企業(yè)的競爭能力。目的是快速響應(yīng)市場的變化，在盡可能短的時間內(nèi)向市場提供適銷對路的環(huán)保型產(chǎn)品。

5.2 AM的關(guān)鍵技術(shù)

1）并行工程技術(shù)：強(qiáng)調(diào)工作流程的并行進(jìn)行，即產(chǎn)品的設(shè)計過程、生產(chǎn)準(zhǔn)備過程甚至加工過程可以同步進(jìn)行，可及早發(fā)現(xiàn)并修改設(shè)計方案存在的問題，還可縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2）虛擬制造技術(shù)：是將制造企業(yè)的一切活動，如設(shè)計過程、加工過程、裝配過程、生產(chǎn)管理、企業(yè)管理等建立與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)完全相同的計算機(jī)模型即虛擬系統(tǒng)，利用它模擬運(yùn)行整個企業(yè)的一切活動并進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整，在求得最佳運(yùn)行參數(shù)后再進(jìn)行實(shí)際制造活動，確保整個運(yùn)行都在最佳狀態(tài)。

3）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：由于敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟是跨結(jié)構(gòu)、跨地區(qū)的全球企業(yè)組織方式，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)成為其最基本的技術(shù)基礎(chǔ)。

4）系統(tǒng)集成技術(shù)：開放式體系結(jié)構(gòu)、信息及交換的標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體集成的關(guān)鍵。敏捷制造的系統(tǒng)集成所要面對的是連續(xù)變化的動態(tài)系統(tǒng)，在系統(tǒng)集成運(yùn)行的條件下，保證系統(tǒng)各部分功能的獨(dú)立性。

5）動態(tài)聯(lián)盟技術(shù)：動態(tài)聯(lián)盟是由多個本質(zhì)上獨(dú)立的企業(yè)，為了完成一個共同的目標(biāo)而結(jié)成的暫時性同盟。動態(tài)同盟中的盟主最先發(fā)現(xiàn)市場機(jī)遇或客戶要求，擁有主要的核心資源，通過合理選擇合作伙伴，組成分布式的制造網(wǎng)絡(luò)。各合作伙伴成員充分發(fā)揮各自的特長和優(yōu)勢，聯(lián)合完成產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、制造和銷售全過程。

6）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)：PDM是一種從數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上發(fā)展起來的信息集成技術(shù)，能管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程。從廣義上講，它可以覆蓋整個企業(yè)從產(chǎn)品的市場需求、研究與開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、工程制造、銷售、服務(wù)與維護(hù)等各個領(lǐng)域、全生命周期中的產(chǎn)品信息。

5.3 AM的發(fā)展趨勢

1）面向知識和信息網(wǎng)絡(luò)，建立一套支持敏捷制造數(shù)字化、集成化、智能化、并行化的多模態(tài)人機(jī)交互信息處理與應(yīng)用理論及方法，根據(jù)用戶的個性化需求和市場的競爭趨勢，以有效地組織敏捷制造的動態(tài)聯(lián)盟，充分利用各種資源進(jìn)行多模態(tài)人機(jī)協(xié)同的敏捷制造，盡快響應(yīng)市場需求。

2）基于知識和信息網(wǎng)絡(luò)，對定制產(chǎn)品的外觀形態(tài)、方案布局和多模態(tài)環(huán)境下人機(jī)交互等環(huán)節(jié)的支持加強(qiáng)，以提高敏捷制造系統(tǒng)的可塑性及定制產(chǎn)品的美觀性、宜人性等方面運(yùn)作過程的可視化。

3）利用多模態(tài)人機(jī)交互技術(shù)改變企業(yè)以試制、試驗(yàn)和改進(jìn)為主的傳統(tǒng)制造開發(fā)過程，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨笙乱苑治?、設(shè)計和評估為主，并基于知識和信息網(wǎng)絡(luò)迅速組成動態(tài)聯(lián)盟的可視化敏捷制造，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，提高市場競爭力。

6 智能制造系統(tǒng)（IMS）

6.1 IMS概述

IMS是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)。智能制造的概念源于人工智能的研究，它突出了在各個制造環(huán)節(jié)中，以一種高度集成與柔性的方式，借助計算機(jī)模擬人類專家的智能活動，進(jìn)行構(gòu)思、分析、判斷、推理和決策，延伸或取代制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，同時繼承、收集、存儲、共享、完善和發(fā)展人類專家的制造智能。

6.2 IMS的特征

1）自律能力：即理解與搜集自身和環(huán)境信息，并進(jìn)行判斷、分析和規(guī)劃自身行為的能力。

2）人機(jī)一體化：IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能。人機(jī)一體化突出了人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機(jī)器的配合下，更好地發(fā)揮人的潛能，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事，相互協(xié)作、相互“理解”的關(guān)系。

3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：是實(shí)現(xiàn)虛擬制造的支持技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)高水平人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)。其特點(diǎn)是要按照人們的意愿任意變化，這種人機(jī)結(jié)合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。

4）自組織與超柔性：IMS能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，其柔性不僅表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，而且表現(xiàn)在運(yùn)行方式上，所以稱這種柔性為超柔性，就像人類專家組成的群體，具有生物特征。

5）學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力：IMS能夠在實(shí)踐中不斷充實(shí)知識庫，具有自學(xué)習(xí)功能。同時，在運(yùn)行過程中自行進(jìn)行故障診斷、并具有自行維護(hù)、自行排除故障的能力。使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。

6.3 IMS的關(guān)鍵技術(shù)

1）智能設(shè)計：把專家系統(tǒng)引入設(shè)計領(lǐng)域，將人們從繁重的勞動中解脫出來。目前在CAD/CAPP/CAM領(lǐng)域中應(yīng)用專家系統(tǒng)已取得了一定的進(jìn)展。

2）智能機(jī)器人：應(yīng)具有視覺、聽覺、觸覺、語音、分析判斷等功能，與機(jī)械手不同。

3）智能診斷：除了計算機(jī)的自診斷功能外，還可以進(jìn)行故障分析、原因查找和故障的自動排除，保證系統(tǒng)在無人狀態(tài)下正常工作。

4）自適應(yīng)功能：目前人們是靠經(jīng)驗(yàn)來控制制造系統(tǒng)，加工時不可能達(dá)到最佳狀態(tài)，產(chǎn)品質(zhì)量很難提高。要實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)功能，在線的自動檢測和自動調(diào)整是關(guān)鍵技術(shù)。

5）智能管理系統(tǒng)：應(yīng)具備對生產(chǎn)過程的自動調(diào)度，信息的收集、整理與反饋以及企業(yè)的各種情況的資料庫等。

7 結(jié)束語

隨著市場需求個性化與多樣化，未來先進(jìn)生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展的總趨勢是向柔性化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、清潔化、全球化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]莊萬玉、丁杰雄、凌丹、秦東興編著，制造技術(shù)，北京：國防工業(yè)出版社，2012.10.