智能制造工程技术篇（1）

【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（Intelligent Manufacturing， 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（mechatronic system）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（Information and Communication Technology）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。

智能制造工程技术篇（2）

1概述

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

2智能制造的概念及其发展

在当前市场竞争日趋激烈的形势下，机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备，探寻新的生产方式，而智能制造作为一种更加先进的生产方式，自然就引起了越来越多人的重视。现实中，智能制造一般包含两层含义，一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术，另一层就是指代智能制造系统（如图1所示）。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式，构建智能化的制造系统。可以这么说，在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势，对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。与传统的制造技术不同，智能制造技术融合电子、机械以及计算机信息等技术，即智能制造的实现高度依赖于机电一体化技术。智能制造技术的一个最显著的特点就是可以对制造状态实现智能感知，并对感知到的信息进行自动分析和处理，最后还可以生成决策指令来对整个制造加工和管理环节进行自动控制。显而易见，智能制造技术的功能就是对机械产品的加工制造环节进行自动控制，通过对人工决策过程加以模仿来自动生产控制指令。这样做的一个显著好处就是降低了人为因素可能造成的干扰。如采用智能制造技术来生产机械零件产品就消除了因人工操作失误而造成的废品损失，在解放了大量生产劳动力的同时，也极大幅度地提升了生产效率和产品质量。此外，对于一些劳动强度特别大或者生产过程存在潜在安全隐患的领域，采用智能制造技术来替代人工生产也是实现安全和高效生产的一种最佳选择。总之，智能制造技术不仅可以大幅度提升生产效率，而且可以在很大程度上杜绝人为失误的影响，是当前机械制造技术发展的一种主流趋势。智能制造系统就是通过运用智能制造技术来构建的一种先进生产系统。与传统生产方式不同，智能制造系统中融入了大量的制造加工状态信息，并通过对这些信息进行智能处理来及时发现当前制造环节中可能存在的问题，这就为生产加工过程的自动化调节和控制提供了依据。此外，智能制造系统还拥有组织、学习以及优化等众多功能，如可以对生产加工过程中用到的各类资源进行灵活配置，对加工制造过程进行合理优化，对加工过程进行模拟仿真以及可视化展示等，而这些也都迎合了制造业的发展潮流。

3机电一体化技术在智能制造中的应用

当前，机电一体化技术正在逐渐和智能制造技术进行融合，同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的空间。可以这样说，机电一体化技术已经逐渐成为了实现智能制造过程时的一种不可或缺的核心技术。例如当前智能制造系统中所广泛采用的传感器技术就是二者结合使用的典范。在智能制造系统中，需要加装多种型号的智能传感器来对加工制造状态信息进行监测和收集，而这就需要用到机电一体化技术来对信号进行采集。此外，传感器监测到的信息还需要通过信息网络传输给控制系统进行分析，而这也需要用到电子信息技术来构建信息传输网络。总之，在构建智能制造系统的过程中，必不可少地就需要用到机电一体化技术来达到各种信号检测和传输的目的。事实上，智能制造是在制造自动化高度发展的基础上所诞生的一种新型制造理论，而数控技术就是实现制造自动化的一种关键技术。众所周知，数控技术的实现就离不开机电一体化技术，它对数控系统的要求非常高，不仅涉及到模拟、信息处理等多种技术，还包括对所有数字加工环节的自动优化和管理。目前绝大多数制造企业都应用了数控机床，其数控系统主要采用的是“CPU+总主线”的结构形式，通过在线诊断和模糊智能控制的方式来对整个生产过程进行多通道的管控。除此之外，一些国内外先进企业构建的无人化生产线和无人工厂也是机电一体化技术和智能制造技术结合应用的典范。在这些生产制造系统中，工业机器人被大量使用，它们和数控机床之间可以通过物联网来实现互连互通，并通过构建基于人工智能的智能控制系统来对所有制造过程进行控制。

4结束语

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

参考文献

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

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

智能制造工程技术篇（3）

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0345-01

0.引言

在这个技术时代下，机电一体化技术也得到了较为显著的发展和进步，所以在各个领域中也得到了较为广泛的应用，在现如今也已经成为了工业发展的重要动力。在工业生产制造过程中，应用机电一体化技术能够真正的将机械和电子结合在一起，以此来对设备进行智能化管理和控制，这样就能真正实现智能制造。由此可见，在智能制造过程中应用机电一体化技术有着非常重要的作用，能够真正促使工业生产变得更加的人性化、智能化，最大程度提高制造生产效率和质量。

1.机电一体化技术在智能制造中应用的意义

机电一体化技术是随着时展而发展的，这一技术在最开始还没有真正实现机械和电子技术的融合，在实际应用过程中机械和电子还是分割的独立个体，所以在实际应用主要是在机械工业中应用电子技术，通过这一应用方式来提升机械生产效率，最终促进产品质量提升。但是，在社会技术不断发展过程中，信息技术、计算机技术在不断的发展，在这种时代背景下，机电一体化技术也就得到了发展，尤其是在智能制造中的应用尤其的显著，能够最大程度促进整个机械行业的发展[1]。机电一体化技术本身就包含了各种技术，再加上社会的不断发展，这一项技术也就在不断的发展更新，所以机电一体化技术也就具备一定的先进性，在智能制造中应用这一技术，其能够利用电子技术、计算机系统、人工智能等方式来真正实现对机械设备的自动化控制，这样就能最大程度提高生产的效率和速度；另外，在实际应用过程中，网络技术的存在则能有效地实现远程操作这一工作。综上，机电一体化技术在智能制造中的应用有着非常显著的意义，能够让整个生产活动更加的智能化、规范化、自动化。

2.机电一体化技术在智能制造中的具体应用

机电一体化技术包含了很多内容，为了更好地对其进行分析，笔者也对其在智能制造中的具体应用进行了以下的分析：

2.1 传感技术在智能制造中的应用

在机电一体化技术中，传感技术属于其中较为重要的一个技术，这一技术最为显著的特点就是具备较高的敏捷性、精准性，所以在实际应用过程中，能够有效地避免外界因素对其它设备所造成的影响，也正是因为如此在智能制造过程中传感技术受到了较为广泛的应用。在智能制造过程中，应用传感技术其在实际生产过程中效果会明显的优于普通的传感器，但是，在实际应用过程中需要构建出相应的传感器网络系统，这样就能真正的实现信息之间的传输和对接，同时还能利用计算机将那些信息进行有效地分析和整合，最终就能对整个制造生产过程进行控制。就目前只能制造过程中所应用的传感器，笔者发现大多数传感器都属于光纤电缆，而其接口则是标准化的接口，这主要是因为应用这种传感器能够在很大程度上降低设计的标准以及难度，同时还能在一定程度上降低成本[2]。

2.2 机电一体化技术在数控生产中的应用

机电一体化技术在智能制造中的应用，最早就是应用在数控加工当中，而这也是机电一体化技术在智能制造中的具体应用以及表现，同时还在一定程度上提高了我国机械制造水平以及能力。在数控生产过程中应用机电一体化技术，其本身就能有效地提高机械加工精度以及效率，促进机械制造业的发展，最终促进我国工业水水平提升。就目前来看，数控机床中所使用的智能控制系统，大多是CPU和总主线模式，在应用这一模式的过程中，其主要是利用智能控制技术以及在线诊断技术进行三维仿真，以此来对整个加工过程进行模拟，从而为数控机床实际操作提供相应的数据支持。

2.3 自动生产线与自动机械的应用

就目前来看，一些规模^大的生产企业在实际生产过程中，都应用了自动化生产线以及自动生产机械设备，这也是机电一体化技术在智能制造中的应用体现。在实际应用过程中，这一技术主要是利用电子技术中所存在的人机界面控制装置、光电控制系统对整个生产流程进行控制，这样就能确保控制的全面性系统性，最大程度提升生产效率和质量。在智能制造中自动生产线与自动机械的应用在现如今是十分普遍的，就像是在对手机、电脑进行制造的过程中，就一定使用了自动化生产线，而很多智能制造企业在实际生产过程中大多是采用了柔性制造系统（系统构造如图1所示），通过这一方式来真正实现网络化、集约化生产[3]。

2.4 工业智能机器人的应用

就目前而言，工业智能机器人属于机电一体化技术中较为先进的一项技术，这一技术结合了各种先进技术以及学科，其中就包括了仿生学、计算机系统、人工智能技术等方面，将其应用到智能制造过程中能够最大程度提高工作的效率和质量，同时降低人员的失误，减少人工成本。也正是因为如此，现如今很多领域都在加强对机器人的研究，希望通过研究来真正实现智能制造，这样在实际生产过程中，就可以应用工业智能机器人来对信息资料进行有效地甄别、最快速度完成一些较为复杂的工作流程、提高生产精准度。

3.结语

综上所述，在社会不断发展过程中，机电一体化技术在智能制造中的应用也越发的广泛，应用这一技术能够促使整个制造生产过程更加的智能化、自动化，真正实现多样化、高批量生产，同时还能在一定程度上减少人工成本、降低人为失误，最大程度保证生产经济效益，提高产品质量，最终促进我国工业水平提升。

参考文献

智能制造工程技术篇（4）

在我国的城镇建设与发展过程当中，受到科技技术革新所带来的重要影响，不同行业企业针对微电子技术的要求也不断提升，并且从中所获取到许多优质的经验，这也进一步表明了我国在机电一体化的技术表现上开始朝向成熟且稳定的方向不断发展。机电一体化系统作为整个行业企业生产与工作过程当中重要的构成内容，在时代的不断变迁和发展过程当中，为了能够更好的应对并满足工作过程当中的不同需求，通过有效融入智能化控制理念以及相关技术，可以依托此基础来进一步提升企业的生产技术性水平。由此，将智能化数控技术与机电一体化系统相融合是非常必要的选择。

1智能数控技术的基本概况

1.1智能数控技术。智能数控技术主要是以技术性人员作为主要的核心内容，通过针对计算机来模拟相应的系统对整个工作运行步骤予以控制，从而实现系统化、自动化的操作，这是目前智能数控制造技术在应用过程当中最明显的表现特点，这一模拟形式的系统则能够在最大程度上减少人力、物力在资源上的消耗，而对于技术性人员来说，主要是通过计算机来实现对数据内容的分析，不需要采用人工的形式来进行分析和计算，这也在很大程度上减轻了人工操作上的失误等[1]。1.2智能数控制造系统。智能数控制造系统作为运行过程当中再用智能化手段予以操作的特殊手段，归属于人机一体化当中的重要构成部分，通过智能化的数控操作机器人和人类程序设定人员共同形成特殊的载体内容。在智能化数控制造系统的现实运用过程当中，通过采用大脑分析能力来替代机器的制造步骤，主要通过采用智能化数控技术、计算机网络技术、自动化技术这三种不同的方式。智能化数控制造系统的集成运用手段相对较多，但是通过多样化的继承运用同样也是智能化制造的主要核心载体[1]。智能化数控制造过程当中，主要是通过计算机控制手段为主要的依托，进而针对产品的整个设计过程、加工过程、生产过程以及控制过程等多个不同环节予以管理和实施，智能化的制造系统环境在发展过程当中所表现出来的适应性相对较强，整个体系的构建表现也非常系统、完善，是未来发展过程当中必然的发展趋势所在。

2智能数控技术的发展特点及运用优势

2.1智能数控系统和传统的数控系统之间存在的主要区别。智能化数控技术主要是通过运用计算机网络技术对人类所设定好的程序和步骤进行模拟，在无人干预的环境之下，采用智能化机器人进行驱动，完成相对比较复杂的一些控制工作任务、内容，智能化控制的主要工作核心则在于采用特殊的控制，完成多元化的实施目标。智能化数控技术主要是依托传统的控制理论，在不断发展和延伸的基础之上，融入现代化的网络技术手段，更高效的对控制技术进行设置和运行。在智能化数控控制系统当中，主要采用分布式、开放式这两种不同的结构，通过系统且综合性的对整个信息予以处理，达到在整个系统上进行完善和设定，促使整个系统能够依据之前初步设定好的步骤、精确度、数值等方面进行优化。智能控制技术在发展过程当中综合了众多以及调控方式等方面的专业理论知识，通过自动化控制理论、人工智能化理论等为主要的运行和控制技术基础予以实施。而传统的数控控制系统则只能够在发展过程当中解决较为单一形式的线性的控制问题，智能化数控技术则可以将这样一种多层次的、不确定的模型、分线性的等复杂的认为作为整个控制对象，并且将环境、符号的识别以及计算机数据库后期的设计方面作为整个操作和运行的重点，更有效的运用控制技术对相关程序进行实施和模仿，开展相应的制造工作[2]。2.2智能化数控技术在机电一体化系统当中的运用优势。首先，对产品制作进行优化。在大多数的智能化数控系统当中，大多针对模块化的设计进行了系统化的运用，在功能表现上也会呈现出多元化的特点，存在相对良好的裁剪性的表现功能，并且能够对整个产品的制作和实施予以优化。在现当代的社会发展过程当中，许多产品在设计上大多都运用了群控系统来开展工作，为了进一步确保系统在后期的操作流程上能够契合相关的规范、要求，并且进一步改善产品的整体性能，可以在相对应的群控系统当中，通过特定的操作流程设定来达到相应的目的。其次，进一步提升整体工作效率。智能数控技术在机电一体化系统当中的科学运用，能够对其操作流程进行精简，进一步缩短整个工作的时间，提升工作效率。例如：在人工机床的控制当中，整个工作的过程中存在很大的危险系数，作业人员在整个工作实施过程当中必须要进一步落实安全防护举措，相关的工作人员进一步落实防护车辆的时候，也需要精神上高度集中，即便如此，还是会存在很多安全问题，并且在这一安全事件的处理过程中，需要花费非常多的时间，严重影响了整体工作效率。智能数控机床的出现，则能够在很大程度上对这一问题予以处理，并且通过智能化控制系统进行自动化的操作，在这过程当中不需要耗费过多的人力、时间，则能够通过计算机控制手段以及智能化手段实现多轴、多控制的产品加工需求，并针对整个施工作业的流程进行优化。

3智能数控技术在机械一体化系统当中的具体运用

3.1智能数控技术在数控生产当中的运用。智能化技术当中的数控技术可以说是极为重要的组成部分，这一技术在操作的整体效果表现上对智能制造自动化以及智能化发展产生非常重要的影响。在智能化制造过程当中通过结合机电一体化技术的方式，可以划分为两种不同的内容：首先，通过结合数字模拟数据进一步对相关信息进行处理。数据技术在通过采用模拟数据对信息处理的时候，能够进一步模拟分析并处理智能化制造过程当中所形成的一些数据化信息，实现相关零件生产的效率以及生产的精准程度都得到有效的提升。其次，与计算机技术相融合。在智能化制造管理以及控制当中，数控技术得到了更加广泛的使用，在这当中，数控生产过程当中所表现出来的加工技术又划分为加工处理信息、感应控制数据以及模拟分析数据等方面的内容，将这一项技术予以使用，则能够在生产加工过程当中对所出现的异常数据予以分析，并且找出其中的原因，科学地对一些错误信息进行处理，保障智能化制造工作能够得到有效的运转。与计算机技术的有效融合，结合相关统计软件、扫描仪、绘图软件等等，通过三维仿真形式的动态化画面展现出极为特殊的生产流程，并且将智能化制造过程当中的精准性大幅度提升，有利于智能化制造的生产质量以及生产安全。3.2智能数控技术在机械制造过程当中的有效运用。智能数控技术在机电一体化系统当中的运用非常广泛，其中，在机械制造过程当中同样得到了有效的运用，其不仅仅能够提升其智能化以及专业化，而且也正是通过智能数控技术才能够不断提升机械制造的整体水平以及整体质量，对其未来的发展具有非常重要的影响。在机电一体化系统当中，智能化控制技术的科学运用则主要是通过运用计算机网络技术进一步实现对人类思想进行模拟，然后在通过科学的使用计算机来代替人脑，对各项不同的工作展开实施，进一步减轻工作人员在机器操作过程当中所带来的繁杂的工作量以及工作压力，使相关工作人员能够有更好的精力放在其他的工作过程当中。就目前来看，在我国的机械制造领域当中，科学的运用自动化的控制技术，不仅仅能够完成对向当代生产和运行的不同阶段、情况进行实时监控及控制，而且还能够对生产过程当中所表现出来的大批量的生产数据通过传感器完成相应的收集工作，然后在通过信号的传输装置将信息数据进一步传输到后期的中央处理器当中，并且通过不同的手段完成对控制模式过程当中数据以及相关参数予以调整，最终形成机械制造以及自动化控制的实施监督的最终目的，由此可以看出，智能化数控技术在机械的制造过程当中是能够大幅度的提升整体工作效率的，同时也能够进一步促进我国的机械制造水平能够紧跟时代的发展步伐，有所转变。

4结论

综上所述，随着计算机信息技术的迅猛发展，在工业化生产过程当中，机电一体化系统的运用已经非常广泛，而智能化数控技术则能够在满足于绩点一体化系统这样一种高要求标准的前提之下，不断提升整个运行系统的稳定性，并且通过智能化数控技术的科学运用，减少传统通过人工操作所带来的失误，在智能化数控操作的驱动程序之下来完成起初所设定好的相关指令。智能化数控技术则是传统的控制技术在不断发展与变革的背景之下发展起来的必然趋势，也是通过计算机技术和网络通讯技术有效结合进一步促进绩点一体化系统稳定运行的核心所在，在未来的发展过程当中，智能化数控技术的运用领域必定会越来越普遍，进而优化人类的生活方式和生活质量。

参考文献

[1]卞如芳.智能制造中机电一体化技术的应用研究[J].科技经济导刊,2015(15).

智能制造工程技术篇（5）

对于我国的工业发展来说，机电一体化技术发挥着十分重要的作用。该项技术有着较强的综合性，其结合了电子、计算机、机械与信息技术中的一系列优势，对生产设备进行了有机组合，再通过信息化设备对生产设备实施控制，使工业生产效率得到了很大程度的提升。而将机电一体化应用在智能制造当中也是未来智能制造发展的主要方向，在进行智能制造时强化对机电一体化的应用水平能够进一步提高企业生产力、产品质量以及产品科技含量，有着十分关键的意义。

1机电一体化技术概述

机电一体化技术对于我国的生产、加工技术的研发与创新来说，发挥着不可替代的作用。在应用机电一体化技术时，能够缓解由于人工操作所带来的一系列问题，同时在进行技术参数、技术功能等变更的过程中，可以依照科学的路线以及方式来进行完善，进而推动我国机械制造的发展。（1）在应用机电一体化技术进行机械制造时，不仅能够满足机械制造的基础框架，还能够结合不同企业的需求以及模式，对技术方案进行完善。比如，对于日常用品的加工与生产来说，应用机电一体化技术可以让设备自动运行，特别是对于一些需要加急生产的产品，通过机电一体化技术能够在进行参数调整是使设备保持在可承受范围之内，缓解了由于极端生产对设备形成的压力，不仅有效减少了设备损耗，还能够充分发挥机电一体化技术的功能，进而实现稳定、顺利的生产。（2）机电一体化的操作难度较低。现阶段，大部分技术模式都是朝着“傻瓜式技术”的方向发展，这样能够保证技术人员在执行时，能够更好地按照相关规范与标准进行操作。这对于今后的产品优化与技术创新都可以带来更大的帮助，机电一体化本身的发展趋势也会更加明确。当前，机电一体化技术可以与大部分产业进行结合。

2智能制造概述

随着我国科技水平的不断提升，智能制造技术的发展取得了很大进步，以现阶段的社会发展角度来看，智能制造一般包括智能制造技术和及智能制造系统。智能制造技术一般是指技术人员通过计算机模拟系统来对某一系统进行分析与决策，能够节省大量的时间以及人力，研究人员利用计算机系统就能够进行充分的分析，同时确保了研发的可靠性与生产的时效性。智能制造系统也就是一种人机一体化智能系统，其主要是由人类专家以及智能机器人自称。在应用智能制造系统时，主要利用计算机来进行，通过人类专家对智能活动的分析与构思来代替制造工程中的人力与脑力活动。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。

3机电一体化技术在智能制造中的应用

3.1传感技术的应用

在智能制造当中应用机电一体化技术是非常重要的，同时机电一体化技术可以为智能制造提供更广阔的发展前景，在各个方面都能够有针对性的进行改善。而在机电一体化当中，传感技术占据着十分关键的位置，同时传感技术有着非常明显的优势，那就是有着极强的精确性以及灵敏性。在应用传感技术时，可以有效避免外界其他信号的干扰，同时能够进一步的提升智能生产水平。而普通传感器与之相比，所发挥的效果并不理想，同时在应用的过程中还一定要建立相互匹配的传感器网络系统，这有这样才能够进行信息的对接与传输。但是通过传感技术，就能够直接和智能制造进行融合，以此来降低设计的难度以及标准，并且还能够为企业节约更多的成本。

3.2在数控领域中的应用

对于数控领域的机电一体化技术操作来说，其步骤是相对复杂的，对于操作中的一些细节要求也更加严格。如果在数控领域中应用机电一体化技术的过程中工作人员不重视流程与细节，就会使其中的智能制造过程出现事故，使得设备产生一系列故障，严重的还会为企业带来极大的经济损失。因此，对于数控领域来说，在应用机电一体化技术时，企业一定要将操作人员的培训工作做到位，进而加强操作人员的素质水平与专业能力，同时对机电一体化技术予以相应的重视。可以结合相应的惩罚机制，如果由于自身的操作失误或者马虎而造成了问题与设备故障，需要有操作人员承担，根据问题的大小来进行相应的处罚，进而提高工作人员的工作注意力，降低设备故障的发生率。

3.3自动生产控制的应用

在进行自动生产控制的过程中，企业在进行产品生产时，通常会出现由于人为因素影响而导致的产品精度以及质量不达标的情况。而通过对机电一体化技术的应用，能够对生产活动进行现代化的控制干涉，以此来推动产品产生实现自动化以及智能化，提高工作效率。而在进行产品生产的过程中一旦发生了问题，就会借助自动生产控制来实施干预，来保证产生工作技术步入正轨。现阶段，应用自动生产控制较为普遍的行业主要有香烟、饮料生产等，由于这类产品生产有着重复性强、生产力大的特点，同时对于产品品质的要求较高，因此通过自动生产控制能够在确保产品质量的基础上进行大量生产。另一方面，对于智能制造中机电一体化技术应用的研究文章发现，自动生产过程的跟踪控制系统属于一种新进的自动生产控制系统，其在应用的过程中能够对产品生产过程进行合理的控制，对相关的信息进行整理与分析，保障产品生产过程中能够按照这些参数进行规范、标准的自动化作业，保证产品生长的效率以及质量，进而推动相关企业经济效益的提升。

4结束语

综上所述，在工业生产行业的发展过程当中，智能制造发挥着十分重要的作用。智能制造可以进行工业生产的自动化、智能化管理，以此来提高生产效益及产品质量，进而提高了企业的经济效益和社会效益。而对于智能制造来说，应用机电一体化技术也是非常有必要的，机电一体化技术水平会对智能制造的功能有着很大影响。因此，有关企业一定要对相关工作予以重视，进而为智能制造今后的发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]于慧佳.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].南方农机,2020,51(05):219.

智能制造工程技术篇（6）

中图分类号：F426 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2016）33-0035-03

引言

《中国制造2025》，将“推进信息化与工业化深度融合”作为主要战略任务之一，提出研究制定智能制造发展战略、加快发展智能制造装备和产品、推进制造过程智能化、深化互联网在制造领域的应用等具体任务。而《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》和《关于开展2016年智能制造试点示范项目推荐的通知》等文件，提出在产业发展过程中重点推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造，打造智能协同制造技术服务平台，形成智能制造业协同发展的产业生态体系；以推进智能制造产业发展为主攻方向，提升工业共性技术能力，促进产业化创新和转型升级，促进制造业的数字化、网络化和智能化，建立起一个全新的智能工业体系，打造智能制造产业生态链，构成新常态下经济增长新动力。

智能制造是基于新一代信息技术，在现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上，以信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行为主要特征，包括从智能制造单元扩展到车间、生产线、企业、供应链等环节在内的制造生态系统。智能制造的实现主要通过信息―物理系统（CPS），实现网络信息系统和实体空间的深度融合，形成智能决策与控制，从而推进整个制造业的智能化发展。为此，对智能制造产业的发展模式、现路径等内容的研究，显得非常有现实意义。

一、智能制造产业发展新模式

（一）“政府+企业”发展模式

“政府+企业”发展模式指智能制造业在发展过程中由政府作为其主要支配力量，政府为企业的发展提供资金、人才等资源，企业在政府的大力支持下优先享用政府资源，受政府相关政策的保护，从而不断发展壮大，最终成长为智能制造业的“舵手型”企业。这类企业往往涉及一些与国家利益直接相关的产业领域，或是与国家的重要发展战略息息相关，因而这些企业受到政府部门的调节和支配，能够在政府的大力扶持下迅速成长起来。

（二）“智能制造业产业化创新平台”协同发展模式

智能制造业产业化创新平台由政府和产业链上的“舵手型”企业共同发起，平台由“舵手型”企业以创新的商业模式驱动运营。激发平台的产、学、研和企业的协同创新智慧，通过该平台共享和增值，促进创新要素发挥乘数效应的作用。该创新平台的有效运营由政府的产业政策驱动，全面涵盖智能制造产业发展的利益相关方，促进智能制造业的良性发展。保证所有相关基础技术与组件的自主创新能力，提供开放、实时的运行环境，数字生态系统的优化整合、数据分析以及协同的功能，促进智能制造业产业化创新平台的共享运行。面向智能制造的全过程、全产业链、产品全生命周期，建立起智能产业部门的协作，发展网络化协同制造新生产模式，支持产业与互联网的融合，制定智能制造的共性技术标准、关键技术标准和行业应用标准与规范，并在相应领域推广；实现智能制造产业系统中的物理对象与相应的虚拟对象之间无缝协同融合；推动实施国家重点研发计划，实施智能制造重大产业工程，强化制造业自动化、数字化、智能化基础技术和产业支撑能力，加快构筑自动控制与感知、工业云与智能服务平台、工业互联网等制造新比较优势，增强智能制造业数字化连接能力、数据增值能力、网络集成能力、智能认知能力、智能优化配置的能力，促进全产业链的智能协同。

（三）“工业4.0”引领发展模式

发达国家大力推进再工业化与制造业回归，推进网络信息技术、人工智能与制造业的深度融合。重点关注互联网、智能技术对制造业发生的作用，其中CPS是网络世界与实体世界的融合，具有在空间和时间维度感知和处理外部环境复杂性的能力，对产业互联网与工业互联网产生巨大影响。在美国，这种影响将重点发生在智能生产设备、流程、自动化、控制、网络和新产品设计等产业。CPS能够实现管理大数据、提升机器互联、建设智能化、提升对设备管理弹性和自适应能力等目标。对制造业的硬件设备、工厂、移动设备、物流、服务和人和过程进行连接、整合、分析和动态调整，具有跨界协同的特征。要重点推进能适应“工业4.0”的智能制造业发展模式，提升智能化制造业的CPS能力。首先，实体空间的数字化能力，将设备、移动终端、工厂、流程、服务等供应链中所有环节等“实体空间”要素，进行数字化呈现与连接的能力，实现万物智慧互联；其次，大数据基础上，网络空间对数据进行集成分析，发展人―机智能交换，提升认知层的智能决策能力；最后，网络―实体空间交互能力，形成智能价值网络、商业生态，实现智能协同增值。

二、智能制造产业发展的创新路径

（一）提升重点领域智能机器人智慧能力

面向《中国制造2025》十大重点领域，聚焦智能生产、智能工厂、智能企业的智能机器人的智慧能力提升，攻克智慧机器人关键技术，围绕重大科技领域，培育智慧生活、现代服务、特殊作业等方面的需求，重点发展人机协作智慧机器人、双臂机器人等标志性智慧机器人产品，引导智慧机器人向中高端发展，推进专业服务机器人实现系列化、商品化，促进服务机器人向更广领域发展。

（二）大力发展智慧机器人关键零部件

从优化设计、材料优选、制造工艺、装配技术、专用制造智能装备、智能产业化能力等多方面入手，实施技术创新，突破技术壁垒，解决智能工业机器人用的关键零部件性能、可靠性差，使用寿命短等问题。聚焦感知、控制、决策、执行等智能制造核心关键环节，突破关键核心与关键零部件，开发智能工业机器人、增材智能制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等核心技术装备，以装备为支撑，全面提升高高性能机器人专用伺服电机和驱动器、智能控制器、智能传感器、智能末端执行器等五大关键零部件的质量稳定性和产业化生产能力，推动智能制造产业发展。

（三）推进智能制造产业共性关键技术产业化创新

积极跟踪智能机器人的发展趋势，推进新一代智能机器人共性技术产业化创新，建立健全智能制造机器人的创新平台。充分利用和整合现有科技资源和研发力量，组建面向全产业链的智能机器人创新中心，打造政产学研用（企业）紧密结合的协同创新载体。重点聚焦人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术和共性关键技术，突破高性能智能机器人的设计、精确参数辨识补偿、协同作业与调度、编程等工业机器人的关键技术；重点突破智能制造模块化、标准化体系结构设计、信息技术融合、生肌电感知与融合等服务机器人关键技术；重点开展，突破机器人通用控制软件平台、人机共存等新一代智能机器人核心技术。同时，推进智能制造共性关键技术标准体系建设以及检测体系认证与应用。

（四）打造“舵手型”企业和“智能工厂”

引导企业开展产业链横向和纵向整合，支持互网企业与智能制造企业的共享联合，通过联合重组、合资合作及跨界融合，加快培育智能化管理水平高、创新能力强、市场竞争力和产业整合能力强的“舵手型”企业，打造市场渗透力强的智能制造机器人知名品牌，充分发挥“舵手型”企业带动作用，以“舵手型”企业为引领形成良好的智能制造产业生态系统，形成全产业链协同发展的局面。通过“舵手型”企业，打造“智慧工厂”，以制造资源、生产操作流程和产品为核心，以产品生命周期数据为基础，应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等，使产品在生产工位、生产单元、生产线以及整个工厂实现智能化生产和运营。在信息化、网络化、数字化以及智能化都成熟的前提下，从基础IT与自动化，到业务流程变革，再到系统集成，参照CPS以及工业4.0的技术标准，建立智能车间、智能化工厂、智能化企业以及整个智能制造产业生态系统。

三、智能制造产业发展的供给侧对策

（一）加强智能制造产业发展的政策引导

实施智能制造产业发展的分布规划，在制造的优势行业、重点企业，开展智能制造发展的应用示范，政策鼓励企业建设智能车间、智能工厂和智能企业，推进智能制造和智能生产；分层推进智能化技术应用，推进智能技术产业应用。在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下，推进智能化制造产业支撑能力建设，加强工业互联网等网络基础设施建设，推动制造企业的互联网化和智能化，突破和发展智能化关键共性技术和高端核心智能工业软件、智能制造装备及其关键部件和装置研发和生产，通过供给侧结构性改革，建立和完善有利于智能制造产业创新升级、推进智能制造的制度环境，促进智能制造产业的升级发展。

（二）促进创新体系有效智能协同

智能制造产业化水平的关键是制造业的创新能力。我国在工业无线技术、标准及其产业化，关键数据技术和安全核心技术等智能制造产业和工业互联网领域，发展水平还很低。制造业总体技术水平还处于由电气化向数字化迈进的阶段，而智能制造的支撑是数字化和智能化。按照德国工业4.0的划分，发达工业国家智能制造推进的是由工业3.0向工业4.0的发展，而我国智能制造需要的是工业2.0、工业3.0和工业4.0的同步推进。不断探索“互联网+”与各行业融合创新的新模式，以网络为纽带，实现人、机、物的互联互通，加快高速、互联、安全、泛在的基础网络设施建设，智能制造的实现设备、生产线、制造系统、产品、供应商、人之间的智能互联；强化创新驱动，持续推进智能制造企业融合创新，引导机器人产业链及生产要素的集中集聚，形成合力，推动智能制造产业健康发展，实现创新能力和智能制造技术革命的赶超，促进智能制造业与互联网深度融合协同发展。

（三）示范应用带动制造业智能化升级

激发智能制造产业发展的积极性，提升智能制造业的集成创新、产业应用、产业化创新、试点示范成效，支持产学研用合作和组建产业创新联盟，联合推动离散型数字化制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等智能制造产业应用。支持智能制造系统集成和应用服务，推动形成包括多元化主体和多元化路线的产业创新和技术扩散体系，多方参与、多线并进的开放性创新机制，建立面向智能制造重点行业的工业云，采集产品数据、运营数据、价值链上大数据以及外部数据，实现经营、管理和决策的智能优化，加快构建以智能制造“母工厂”为核心的系统层面智能制造技术的应用载体。制定智能制造产业发展规划，促进各项资源向优势企业集中，鼓励机器人产业向高端化发展，聚集重点领域，紧扣关键工序智能化、生产过程智能优化控制、供应链及能源管理优化，建设智能工厂、数字化车间，分类实施流程制造试点示范与离散制造试点示范，以应用为抓手，带动制造业智能化升级。

（四）建立智能制造产业发展风险补偿机制

智能制造工程技术篇（7）

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（intelligent controls）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

智能制造工程技术篇（8）

新世纪以来，科学技术和信息化发展不断加快，智能化越来越被人们提上了日程。很多领域都开始了智能化的进程，机械工程领域也不例外。当前，讨论机械的智能化发展方向具有重大的意义，它已经成为了当代国内外学者的主要问题，还影响着中国人民生产和日常生活的各个方面，所以对其进行探讨具有重要的理论意义和现实意义。

1当前国内机械工程智能化的现状介绍

自上世纪七十年代末改革开放以来，我国同发达国家的交流与合作日益加深，在这个过程中，域外诸多先进的管理模式与工艺流程相继传入我国，使国内各个相关领域实现了显著进步，尤其是我国在由农业国向工业国的发展过程中，各类工业制造技术的传入使我国工业生产大步前行。现今，随着国内机械制造业的发展，相关理论日渐成熟，特别是在信息技术的带动与催生之下，智能化技术在我国机械制造业领域中得到了普遍的关注与推广。智能化技术以其独特的技术优势，实现了对以往机械制造领域过于依赖人工操作作业模式的有效替代，进而推动了国内机械制造行业实现了高效发展。智能化在机械工程的发展中十分重要。目前，我国的众多企业已经开始研发智能化应用于机械工程的可能性，尽管企业的运作方式上还存在一些不足，但是企业在管理模式、生产制造等方面有所变革，更多的公司越来越重视对创新能力的培养。但是现阶段我国的机械工程智能化发展仍存在诸多的困难:科技水平虽然有了长足的进步，但与世界顶级水平还存在差距;智能化虽然有了一定的成果，但创新能力不够;信息管理系统虽然建立，但还有待于进一步完善;企业的发展较为迅速，但是智能化的程度不高等。虽然存在困难，但这些困难都只是暂时，机械工程智能化发展方向是大势所趋，随着我国经济、科技等方面的深度发展，将为机械工程智能化提供更强大的支撑。

2机械工程智能化的意义

我国的机械工程领域发展相对于国外一些发达国家而言，在起点上是比较低的，但是在发展速度上却是可比肩的。尤其是在机械工程智能化发展之后，不仅能够节能减排，还具有一些智能高效功能，因此其意义是无法忽视的。

2．1节能减排功能

在世界各国相继进入工业时代的背景之下，能源危机问题与环境污染问题益发凸显出来，成为影响人类文明进程的不可忽视的因素。受此影响，现今世界各国对于能源问题以及工业生产中的环境保护问题给予了高度关注，如何依托技术创新与工艺革新实现节能减排的目的，是社会公众关心的问题。同发达国家相比，我国的工业化进程相对较晚，同时机械制造领域中出现的能耗问题以及污染问题较为突出，因此，借助智能化技术在机械制造业中的应用，将实现对机械制造生产流程的效度化资源整合，进而在实现高效生产的同时，有利地整饬以往存在的工业污染问题，同时依托智能化技术的精准控制，亦能够使机械制造类企业在生产过程中实现对能耗的有效降低。

2．2智能高效功能

通过在机械制造行业引入智能化技术，将有效地提升工业生产效率，改进产品质量，使机械制造类企业无需如同先前那般担负较重的人力成本，同时，智能化技术能够带来机械制造领域的工业革新与生产流程优化，从而使机械制造类企业的生产绩效得到显著提升，这样一来，将推动机械制造类产业由以往的劳动密集型产业实现向高新产业的过渡与转型，从而打造企业的核心竞争力，提升企业的外部竞争力。当然，机械工程智能化发展远远并非仅仅具有以上两点意义，其所带来的经济效益和社会效益更是不容小觑的。

3机械工程智能化发展趋势分析

现今一个阶段，在智能化技术被逐步引入与应用到机械制造领域之后，国内机械制造行业走向了全球化发展趋势。全球化时代的到来，使世界上的不同国家和地区实现了产品与服务的高速交换与流通。我国作为发展中国家，在全球化时代的竞争中处于相对弱势地位，原因在于，我国自上世纪建国后走过一段曲折的发展经历，直至上世纪改革开放后方才大力发展经济，因此，对于国内机械制造类企业而言，面对全球化时代对我国造成的不利影响，应当注重提升自身核心竞争力，以便在同域外企业进行市场竞争中处于有利位置。而为达成这一目标，机械制造类企业应当依托现代信息技术，积极进行自主技术研发与技术创新，从而推动智能化技术在机械制造行业的发展，同时借助智能化技术的应用，为我国机械制造企业赶超域外企业创造契机。此外，从环保角度来看，智能化技术的应用将改变以往机械制造类企业“低产出、高能耗”的生产现状，而是依托智能化技术的应用，实现生产流程的优化、生产工艺的创新，进而将自身打造成绿色节能企业，承担起自身的社会责任。

4结语

在我国由农业大国向工业大国的转型过渡过程中，机械制造工程的发展是决定性因素之一，借助智能化技术在机械制造行业的普及应用，将推动国内机械制造类企业实现高效生产、绿色生产。期待着我国的机械制造工程智能化发展越来越顺利，越来越高效，这不仅对于机械制造行业而言是有利的，对于整个国民经济的发展和人们生活水平的提升都是有益的。

参考文献:

［1］李瑞婷，韩辉辉．基于现代机械制造智能化发展的研究［J］．科技风，2014(04)．

［2］，杨金勇．浅谈机械制造的智能化技术与机电一体化的结合发展及趋势［J］．黑龙江科技信息，2010(12)．

智能制造工程技术篇（9）

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0363-01

前言

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

1 智能控制系统种类

智能控制系统的好坏决定着机电一体化系统的优劣。广泛应用于机电一体化的智能控制系统有：神经网络系统、模糊控制系统、家控制系统以及分级递阶智能控制系统等等。分别给予介绍：（1）专家控制系统。该系统汇集人的知识、经验以及技能于一体，将其录入到计算机中，按照编制好的指令程序对运行控制系统进行操作；（2）分级递阶智能控制系统。该系统又被称为分级控制系统，基于自组织和自适应控制，通过组织级、执行级等发挥控制作用；（3）神经网络系统。在机电一体化中，神经网络系统的应用十分广泛，其控制原理是：通过人工神经元、神经细胞等，进行非线性映射、对人的智能进行模仿以及分布处理等.其优势是：适应性强，能够实现自组织控制等；（4）模糊控制系统。在专家模糊控制中实现了多层次知识的表达和利用，对于提高控制的智能化来说十分有利；基于神经网络的模糊控制能够实现相应的模糊逻辑控制功能。

2 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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，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。

2.4 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g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。

结束语

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

参考文献

[1] 王成勤，李威.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].江苏徐州中国矿业大学机电学院，2013（02）.

[2] 官腾.智能控制机电一体化系统中的应用探讨[J].随州职业技术学院，2011（04）.

智能制造工程技术篇（10）

智能制造的概念起源于20世纪90年代，最初出现在美国，其后发达国家纷纷将发展智能制造列入国家重点发展计划。美国在2012年提出“工业互联网”概念以推动再工业化战略，德国在2013年提出并实施“工业4.0”战略。我国于2015年推出《中国制造2025》，提出以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，构建以智能制造为重点的新型制造体系。这些国家战略均以推进智能制造为主攻方向。智能制造已经明确成为现代先进制造业新的发展方向。

在对智能制造国外先进经验分析方面，王媛媛、张华荣（2016）对于全球智能制造业发展现状及特点进行了分析，胡晶（2015）对于美国工业互联网、德国“工业4.0”以及我国“两化”深度融合等策略进行了比较。杨帅（2015）对于工业4.0与工业互联网进行了对比分析，发现二者在动因、内核、方向、结果等方面基本一致，但两国在工业和互联网领域的比较优势差异显著而导致两种模式在内涵、实现路径、实施重点与效果等方面明显不同。黄健、万勇（2016）指出德国推动工业4.0的战略意图在于试图主导以智能制造为基础的第四次工业革命，韩国推行制造业创新战略3.0在于以智能工厂为抓手推动制造业改革。

在我国智能制造发展现状方面，《智能制造工程实施指南（2016―2020）》指出，我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存，不同地区、不同行业、不同企业发展不平衡的阶段。辛国斌（2016）认为我国制造装备产业处于由自动化向智能化发展的初级阶段。李富（2016）认为我国智能制造业存在产业结构抑制了智能制造的需求、技术水平差异明显、配套能力不足、人才短缺等问题。赵程程、杨萌（2015）表明我国智能制造从技术层面进入到了应用层面。王友发、周献中（2016）指出国内目前对智能制造发展路径和模式的探讨更多集中在现象描述层面，缺乏微观机制和内部动力等视角的深入分析。

在我国智能制造发展经验方面，冷单、王影（2015）总结了浙江省发展智能制造的主要做法在于推进产品智能化开发、实施“机器换人”专项行动、推进成套装备示范应用等。张建宏（2015）指出扬州装备制造产业智能制造在于实施创新驱动发展战略、完善政策措施等。陶永、李秋实、赵罡（2016）认为航空智能制造的重点在于研发关键智能工艺装备、基于工业互联网的航空协同云制造等。王影、冷单（2015）从资金与投融资渠道、产业创新体系、产业结构调整等几个方面提出了我国智能制造装备产业的发展思路。白小明（2016）提出推进“互联网+”制造业研发平台、产品制造、制造业服务、供应链与物流的发展。李政新（2015）认为要建设智能化工厂和技术示范平台、打造创新驱动新机制。黄群慧（2016）认为智能制造发展的关键在于突出战略引导、强化创新驱动以及完善制度环境。

在此基础上，探讨了影响智能制造发展的行为主体及促进智能制造发展的模式，研究了智能制造发展从初级智能装备到高级智能制造系统集成的循序渐进发展路径，最后提出以智能制造装备为基础推动智能制造的发展、以信息技术为手段对现有设备进行智能化改造、以技术改造升级为抓手推动传统制造业迈向智能化为突破口，共同推动智能制造的发展。

二、智能制造发展模式

（一）影响智能制造发展的行为主体

发展智能制造是一复杂的系统工程。从影响智能制造发展的因素来看，这些影响因素可以分为智能制造企业自身可控的内部因素与政府决定的而智能制造企业必须适应的外部因素两类。从内部因素看，市场需求、科技进步、生产要素配置、市场网络组织等企业可控因素对智能制造的发展具有重大影响。从外部因素看，产业政策、发展环境、生产业、信息业发展状况等企业不可控因素对智能制造的发展影响也不容忽视。这些影响因素涉及的行为主体主要包括政府、智能制造企业、智能装备制造企业、信息技术企业、生产服务企业等。智能制造企业的发展离不开政府提供的政策导向、人力资源、资金支持等社会环境。这些行为主体联系密切，相互制约，共同促进智能制造的发展。

1.政府。政府提供的经济发展环境、产业发展政策、金融与财税扶持政策等直接决定了智能制造企业的发展与营运空间。同时，政府还要营造公平竞争市场环境，为企业创造良好生产经营环境，以市场化手段引导企业进行结构调整和转型升级。《中国制造2025》明确提出要坚持“市场主导、政府引导”的基本原则。“市场主导”就要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用；“政府引导”就要更好地发挥政府引导作用，优化政务服务，完善和落实财税、产业、金融、土地、人才、贸易等相关支持政策，为企业发展创造良好环境。此外，政府还要推动资源配置效益最大化和效率最优化，强化企业在推进智能制造发展中的主体地位，激发企业活力和创造力。

2.智能制造企业。企业是市场经济的主体，智能制造企业在政府制定的各种政策所限定的发展与营运空间内，受经济利益的驱使，努力突破智能制造关键技术和核心部件，以新技术突破带动形成新产业、新业态，增强自主发展能力。

（三）突破口

1.以智能制造装备为基础推动智能制造的发展。装备制造业是为国民经济各行业提供技术装备的基础性、战略性产业，是制造业的核心和支柱，是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。目前，我国制造装备产业处于由自动化向智能化发展的初级阶段（辛国斌，2016）。《中国制造2025》包含的重大工程之一就是智能制造装备的研发。河南省印发的《先进制造业大省建设行动计划》把智能装备作为带动装备制造业转型升级的突破口，以装备产品和装备制造智能化为重点，突出发展智能成套、智能电气和智能制造装备。装备智能化首先要实现产品信息化，即越来越多的制造信息被录制、被物化到产品中；产品中的信息含量逐渐增高，一直到其在产品中占据主导地位。

2.以信息技术为手段对现有设备进行智能化改造。信息业的发展为智能制造的发展提供技术支撑，推动智能制造跨越式发展，信息业的发展也总是领先于智能制造的发展。信息资源的投入和信息技术的广泛应用，可以引导传统制造业向智能制造的方向发展。以信息技术推动智能制造的发展是一项长期而缓慢的过程，但又是智能制造发展过程中必须跨越的一个环节。黄群慧（2016）指出智能制造的实现关键在于新一代信息技术系统的支持，为推进智能制造，一方面，要推动互联网企业逐步向制造业的渗透，另一方面，要推动制造企业的互联网化。《中国制造2025》强调新一代信息技术的4个发展方向包括：集成电路及专用设备、信息通信设备、操作系统与工业软件以及智能制造核心信息设备。发展智能制造，一定要优先发展智能制造相关的信息业，以此为手段来促进传统制造企业向自动化、智能化的转型。

3.技术改造升级为抓手推动制造业迈向智能化。技术改造是推动制造业采用先进的智能装备、促使生产系统智能化的一个有力措施，是提高企业技术水平、实现产品转型升级的一个有力手段，也是政府极力支持制造业实现智能制造转型的一个努力方向。《（中国制造2025）重点领域技术路线图（2015版）》明确要持续推进企业技术改造。河南省印发的《先进制造业大省建设行动计划》也要推动制造企业转型升级。《智能制造工程实施指南（2016―2020）》指出要持续推动传统制造业智能转型。邵安菊（2016）指出要将智能制造作为制造业发展的基本方向，促进制造业的转型升级以提高生产效率。我国制造业装备相对落后，机械化与自动化设备并存。在进行技改升级过程中，第一步是对传统的设备进行由机械化向自动化的升级，然后在此基础上，对现有设备进行智能化改造以便实现物理设备互通互联，最终实现智能制造。

四、具体做法

智能制造的发展涉及实现智能制造技术和系统、社会组织两个方面的问题。智能制造技术和系统是实现智能制造的基础，有效的社会组织可以积极促进和保障智能制造的实现。这两个方面是相辅相成、相互促进的关系，缺一不可。智能制造技术和系统的发展和实现是智能制造业努力的方向，而通过社会发展规划、财政税收等政策手段强力引导、驱动与促进智能制造的发展，人为推进或加快智能制造实现的进程，则是政府努力的方向。因此，发展智能制造的具体做法，需要从政府层面、行业层面、企业层面几个角度进行考虑。

（一）政府层面

政府积极制定推动智能制造发展的社会发展规划、各项扶植政策，为企业智能制造的发展与转型升级提供良好的发展环境。通过政策引导与推动，加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。

1.完善保护知识产权等法律、法规与政策，提供良好的法制环境以为引资、投资创造良好的经济环境。

2.出台积极的财政与税收政策，促进智能制造的培育与发展。

3.支持生产业的发展，鼓励工业互联网、云计算等产业积极发展，完善智能制造服务支撑体系。

4.明确产业发展方向，优化c智能制造相关的投资结构。聚焦《中国制造2025》重点领域，启动实施一批重大技改升级工程，明确支持战略性重大项目和高端装备实施技术改造的政策方向。加强互联网基础设施建设，强力推进互联网在制造领域的应用。

5.创新人才培养模式、强化人才激励机制、落实各项人才政策，为智能制造培养与储备复合型人才。

6.以试点示范行动为抓手，推进成套装备示范应用，引领智能制造发展方向。

7.进行集聚发展。

（二）行业层面

在政府发展规划、财税政策等引导下，进行技术、装备、商业模式等的扬弃。

1.对于装备制造业，持续进行技术改造与升级，提供智能的装备。加快部署企业技术升级改造，推动产业迈向中高端。聚焦《中国制造2025》重点领域，发挥企业主体作用，按照有保有压的原则，以市场为导向，以提高质量效益为目标，启动实施一批重大技改升级工程，支持轻工、纺织、钢铁、建材等传统行业有市场的企业提高设计、工艺、装备、能效等水平，有效降低成本，扶持创新型企业和新兴产业成长。

2.对于生产业，以系统集成商的要求与发展为主线，带动信息技术软硬件技的发展。

3.对于生产制造业，对生产的产品进行智能化改造与升级，积极采用新型的商业与运营模式。

（三）企业层面

以利益驱动为诱因，以工业互联网、人工智能等信息技术为手段，积极引入机器人等智能制造装备，对传统制造工厂进行技术改造与升级。

1.对生产设备进行智能制造的改造与升级，适应智能制造的需要。

2.对生产的产品进行智能化改造与升级，提供智能化的产品。

3.积极采用新型的商业与运营模式。

4.积极推进机器换人。通过机器换人，把人从某些生产环节如环境恶劣、简单装配、精密检测等条件下解放出来，以便降低成本、提高效率。

5.对于新建企业，在资金、技术、设备等方面允许的情况下，尽量要求采用智能化装备进行生产。

五、结语