智能制造工程篇（1）

焊接工艺是在三千年以前发明的，但是将焊接工艺做为一种技术应用并开始发展的时期是在一九五零年左右，直至现在，焊接技术的发展时间已经超过了六十年，并且随着科学技术的不断发展，焊接技术也一直得到不断地发展和创新，尤其是现阶段的焊接工艺，更是物理、化学、冶金、电子、机械等不同学科、工艺交叉融合后的产物，而且目前的焊接工艺已有数十种接连问世，其材料、设备的领域更是称为制造业不可缺少的基本制造技术之一。

1.焊接技术的国内外发展

在焊接材料领域，进入21世纪以来，国内的知名焊材企业对钢材的发展迅速跟进，在提升传统产品的品质和开发与高品质钢种配套焊材品种方面做出了不少努力，但新型焊材的开发远远落后于钢种的发展，一些新型钢种的配套焊材尚需进口。高品质焊接材料附加值较高，目前约占我国焊接材料总量的20%左右，预计5年后能达到30%～40%。即使按20%计，其总量也可达60万t左右。近年来国外各著名焊材企业纷纷进入中国抢夺高端焊材市场，我国民族焊材工业在这方面存在明显差距。

例如国外已采用厂房密闭除尘换气的方式生产熔炼焊剂，国内仍是敞开式生产，对环境的污染大；烧结焊剂国外均采用先进的自动化设备生产，我国大部分焊剂的成形欠佳和颗粒强度不好。除此之外，在无铅焊接可靠性评价及寿命评估的机理研究上起步晚，只有少数科研院所在从事无铅可靠性领域的研究及检测工作。助焊剂和锡膏的研发与国际先进水平差距大。

2.智能化焊接技术的构成

基于计算机、控制等信息处理新技术，将人工智能与焊接工艺有机结合，实现焊接工艺制造的技术――称之为“智能化焊接技术”（Intelligentized Welding Technology，IWT）。智能焊接技术的提法含义为：利用机器模拟和实现人的某些智能行为实施焊接工艺制造的技术。

智能化焊接的主要技术构成如图1-1所示。包括采用智能化途径进行焊接工艺规划、焊接设备、传感与检测、信息处理、知识建模、焊接过程控制、机器人运动控制、复杂系统集成设计的实施。可见智能化焊接技术是多学科交叉综合在焊接技术领域的集成与升华。

图 1-1 智能化焊接技术的构成

3.焊接动态过程的视觉传感技术

视觉是人类感觉外部信息的主要功能之一。焊工感官对焊接过程接受的主要是视觉信息。因此，模拟焊工行为的基础技术之一是采用计算机将人类视觉的理解及其信息的处理有效地用于焊接过程传感。近年来，随着计算机视觉技术的发展，利用视觉正面直接观察焊接熔池，以反映焊接过程熔化金属的动态变化行为，通过图象处理获取熔池的几何形状信息实现焊接熔深、熔透以及成形的实时控制，已成为重要的研究方向。

脉冲GTAW的技术研究有以下几方面：熔池正反面同时同幅视觉传感系统，并获得了堆焊熔池正反面图象，对熔池图象二维特征尺寸的实时提取进行了较为系统的研究，为控制正反面熔宽提供了传感信息；对接填丝无间隙熔池图象的三维特征提取进行了的研究，获得了填充焊丝焊接过程中熔池表面凸出和下塌，部分熔透和全熔透状态下的图象。采用灰度分布的反射图方程计算恢复熔池的三维尺寸信息取得了初步的成功，为基于单目图象传感控制焊缝的余高提供了预测传感信息；多方位同时同幅熔池图象，基于对熔池前端图象处理实时提取间隙变化，为解决工程应用中变间隙焊接焊缝成形控制提供了传感信息。成功地提取铝合金熔池的动态特征并实现了对铝合金熔池尺寸的实时控制，实现机器人焊接过程中的熔池特征视觉传感与实时控制的结合技术。

4.焊接动态过程的实时智能控制方法

实现焊接动态过程的实时智能控制是智能化焊接制造过程的关键技术与难点所在。

由于焊接过程是一个多参数相互耦合的时变的非线性系统，影响焊缝成形质量的不确定因素众多，这使得基于精确数学模型的经典和现性控制理论方法的有效应用受到限制和挑战。而模拟焊工决策操作功能的智能控制则有可能在大范围的不确定性条件下实现较为满意焊接质量。因此，在焊接过程控制中引入智能控制，如模糊控制、人工神经网络学习控制和专家系统及其相互结合的智能控制方法的研究已经兴起。

如堆焊、无间隙对接焊、有间隙变化对接焊智能控制器设计的方法；无填丝和有填丝焊条件下正反面焊缝宽度、余高的实时智能控制的系列研究；对焊接速度与熔宽变化过程时滞不确定系统的预测补偿自学习模糊神经控制方法；单个神经元自学习控制器实现了对脉冲GTAW堆焊熔池背面熔宽的智能控制；系统控制和自学习模糊神经网络（焊接速度、电流）双变量控制器实现了对脉冲GTAW对接熔池背面熔宽的智能控制；自适应模糊神经网络控制器实现了对脉冲GTAW填丝熔池背面熔宽与正面余高的预测智能控制；前馈控制送丝速度和自学习模糊神经网络控制器实现了对变间隙脉冲GTAW填丝熔池背面熔宽与焊缝成形质量的智能控制等。

5.智能化焊接技术的未来发展

焊接工艺智能化的未来发展就是能够将焊接技术进行优化发展、智能识别工程制造操作环境、对焊接的质量自动进行检测、对焊接过程智能的进行控制以及对焊接中的纰漏进行自我的诊断和检查等。

目前的焊接制造由于不能感知焊接的操作环境、不能适应工艺条件的变化及波动的干扰，故而，还是以人员操作焊接为主，因此，焊接工艺近期的发展目标就是研发一种具有感知、具有判断能力、具有反馈和决策能力的智能焊接机器人。而智能焊接制造的最终目标是研发一款以智能、协调控制系统为基础，以柔性制造系统、敏捷制造系统为辅的智能化焊接生产线。

结束语：

综合全文的叙述，可以得出以下结论，智能焊接技术主要是由十大技术构成的，其中动态视觉传感以及智能控制过程是智能化焊接的主要研究对象，智能焊接的动态传感技术主要用于焊接的动态成像以及监测技术，而焊接的智能控制则是智能化焊接制造工程中的研究难点，由此可见，智能化焊接工程不仅是信息与科学技术的结合，更是焊接技术发展的又一大突破。

焊接工艺从刚开始的手工作业逐渐发展为机械作业，再发展为半自动化焊接，现今又向智能化焊接技术迈进，并且随着计算机的普及、人工智能技术的渗透，智能化的焊接制造工程将在不远的未来得以实现。

参考文献：

[1]陈善本，林涛，陈文杰，邱涛. 智能化焊接制造工程的概念与技术[J]. 焊接学报（2004）06：124-128+134.

智能制造工程篇（2）

中图分类号：TU723文献标识码： A

前言

随着科技的进步和发展，智能建筑随之产生，而且越来越多的建筑开始安装智能弱电系统。智能建筑弱电工程为人们带来了巨大的便利的同时，其工程造价却一直较高。文章将以营口港现代物流中心综合服务楼为例，就智能建筑弱电工程从设备材料角度控制造价进行探讨，以供参考。

一、 营口港现代物流中心概况

营口港现代物流服务中心位于营口市鲅鱼圈区疏港路中段，于2011 年底确定项目总体规划方案，工程建设项目包括综合服务楼、物流中心、汽修库、换装库、洗车库等，项目规划占地 19 万 m2。其中，综合服务楼总建筑面积 23646.7m2（地下 1层，地上 5 层，其中地上建筑面积 21856.7m2，地下室 1790m2），建筑总长 216.5m，建筑高度 23.9m。有物流综合信息数据存储及传输共享中心，拥有 LED 大屏幕显示系统、LED 信息系统、多维投影显示系统等先进的信息系统，将充分应用AIS 船舶信息、GIS 地理信息、GPS 车辆卫星定位信息，可实现与船舶、火车、港口、客户信息的动态交互对接，提供物流业务办理、通关报验、网络支付平台等功能。该建筑体所需要进行的弱电工程十分复杂，因此，在对该建筑弱电工程造价进行控制的基础上，还需要确保智能建筑弱电系统具有相当的先进

性和实用性。

二、 智能建筑弱电工程造价控制手段在营口港现代物流服务中心综合服务楼具体应用

（一） 该建筑的综合布线系统，充分利用成形的内网

综合布线系统可以说是智能建筑的神经系统。综合布线系统设备配置是否成套、技术功能是否完善、网络分布是否合理、工程质量是否优良，是决定智能建筑的智能化程度的重要因素。由于该建设的空间较大，因此选用了灵活的星型拓朴结构来进行综合布线，既适合于程控电话的需求，又满足了计算机网络系统的要求。综合服务楼综合布线系统预算价格近99 万元。综合布线的结构分为两级星型：主干部分为一级，水平部分二级。主干部分的星型结构中心在三楼机房，从三楼机房主光纤柜向各个楼层辐射，传输介质为光纤；水平部分的星型结构中心在各楼层左右两侧弱电竖井的机柜内，由机柜引出水平超五类 4 对非屏蔽双绞线到各个信息点。共布有 8位模块式信息双口插座 516 个，8 位模块式信息插座单口网络插座 52 个，沿桥架内敷设超五类 4 对非屏蔽双绞线 44226m，沿管内敷设超五类 4 对非屏蔽双绞线 22792m。这样便形成两层星型的两点管理方式，实现了综合布线在连接、配置上的灵活性，而且，双绞线 100m 长度限制的问题不复存在。造价成本较传统布线方式大大节约。同时，将综合布线系统采取程控交换机内网经营方式。这样做的原因是： 通过ONU光网络单元设备与我公司程控交换机连接，实现有线电话通信功能。这样，并不需要通过外部运营商，减少了网络租赁费用，从而大大降低了工程造价。而且通过内网，可以实现局内部免费通话，这也能让建筑竣工后所积聚的客户享受到更好的服务。 综合布线系统和程控交换机系统在工程前期虽然需要投入一定成本，但因采用内网运营方式，可以在运营过程中收回部分成本。同时采用了局域网综合布线系统，可以为在该建筑内实现营口港电子港务、电子商务和营口电子口岸三大信息平台等功能奠定基础。一般说来，用户总是希望建筑物所采用的设备在开始使用时应该具有良好的实用特性，而且还应该有一定的技术储备。在今后的若干年内应保护最初的投资，即在不增加新的投资情况下，还能保持建筑物的先进性。因此采用综合布线系统，也可以说降低了未来的投资造价成本。

（二） 在建筑中布设了全方位监控系统，针对不同功能区域采用不同的监控设备

因功能区域划分的不同，所以在不同的楼层设计安装了不同功能的摄像机终端。室外智球 11 台，安装在建筑物外墙，监控外来人员非法闯入，以便进行最大限度地有效监管；室外红外定点摄像机 2 台，安装在建筑物外墙，监控外来人员非法闯入；室内红外半球摄像机 53 台，安装在走廊及电梯前室，监控主要出入口；室内红外动点摄像机 4 台，安装在餐厅及敞开办公室，监控人员出入情况；飞碟摄像机 4 台，安装在电梯轿厢内，监控电梯内的情况。监控中心设在 1 层消防控制室。通过采用安装不同功能的终端设计，在满足建筑的预期使

用功能的前提下，以实现建筑的监控目的。同时，充分利用楼宇内部的传输资源，如：网络、光纤、普通视频线路等，从而避免了资源的浪费。硬件设备采用即插即用结构，软件采用模块化方式，大大降低了系统的造价成本。先进的监控术在控制和管理上实现智能化，以适应建筑灵活多变的安防监控需求。

（三）加强对系统集成商的管理

一般情况下我们都会采用业主或者集成商对工程子系统进行的协调控制与管理的工程运作模式。所以，一个优秀的系统集成商必须在主体设计的基础之上，依据弱电系统的产品特点和要求来进行优化设计与审核。不但应当使系统产品与主体要求相适合，还应当使系统产品与主体要求相融合，与此同时应当及时的完成施工和交付使用等诸多任务。从某种层面上来看，系统集商应当是组织管理能力、工程管理能力、技术管理能力三者的统一与结合，不仅要掌握系统技术的审核设计能力、分析能力、确定能力以及功能界面的划分能力，还必须具有安全、质量和进度方面的控制能力。

（四）应当加强对监理单位的管理

工程监理的实行是保证工程质量和提高建设水平的重要手段。智能建筑弱电工程涉及专业广、技术含量高、分支系统多，所以，应当选择专业配套、实力强、资质好的监理单位。对当前的建筑弱电工程进行分析可以得知，虽然弱电工程已经完成，但是其开通却不尽人意，这不仅包括施工问题和设计问题，而且还包括软硬件问题和器材问题。如果想解决这些问题，除了应当增强质量管理和方案论证之外，还必须通过监理单位来对工程项目进行科学有效的监理。

（五）用固定总价合同控制造价

固定总价合同，俗称闭口合同、包死合同。所谓固定，是指这种价款一经约定，除业主增减工程量和设计变更外，一律不调整。所谓总价，是指完成合同约定范围内工程量以及为完成该工程量而实施的全部工作的总价款。固定总价合同，可以使建设单位有效控制工程造价。在我公司承担的弱电工程中，对其中的现代物流中心防雷系统工程采用了分包形式。与我公司有多年合作经验的某公司，承担了此项分包工程，并在此项工程中采用了固定总价合同形式，以此来达到控制工程造价的目的。

结语

综上所述，要想控制智能建筑中弱点工程的造价，首先要从其材料的造价进行有效的控制，不仅要使用质量相对较好的材料，还要保证材料的成本价格相对较低。不仅要从材料造价进行相应的控制，还要从其固定总价的合同中进行造价的控制，使整个工程的效率得到相应的提升，并且保证整个弱点工程的质量。

参考文献

[1]刘会.探讨智能建筑弱电工程造价控制[J].信息通信，2014, (5).

[2]杨夏东.浅析智能建筑弱电工程管理问题[J].世界家苑，2013, (1).

智能制造工程篇（3）

从设计、生产、管理等3个方面，阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。在设计环节，实施设计数字化，引入PLM模式。在生产环节，采用基于物联网技术的MES系统对生产过程进行实时监控，促进企业充分利用各种生产资源、合理安排生产。在管理环节，通过ERP、PLM、MES系统融合，实现协同制造、集成管控，实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成，使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量及使用等方面的信息情况，为高层管理人员经营决策提供科学依据，有效提高企业的核心竞争力。

关键词:

服装智能制造;服装设计数字化;生产智能化;管理信息化;智能工厂;数字化车间

近年来，由于人力成本急剧上涨，作为劳动密集型产业的服装制造业面临着许多新的压力，服装企业的生产方式开始转变，逐步从人力密集型向技术密集型转变。国家提出了中国制造2025战略计划，服装企业面对产业转型升级和智能制造该如何应对。本文从设计技术创新、生产技术创新、管理技术创新等方面阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。

1设计技术创新

1.1设计数字化、网络化、信息化服装设计受流行、消费者需求、风格、定位、结构、材料、工艺、成本、文化等诸多因素的影响，服装企业通常会将设计研发中心设置在流行的中心城市，这就要求设计师能协同、高效的把流行、技术等信息及时传递给企业。设计的数字化、网络化、信息化很好的解决了此类问题［1］。计算机辅助设计技术使得服装这一劳动密集型产业得以数字化，促使服装产业快速发展。常用的通用设计软件有Photoshop、CorelDraw、Illustrator等。服装专业软件有GERBERCAD、LECTRACAD、富怡CAD等。服装CAD可完成服装创意设计、结构设计、样板设计、样板缩放、工艺设计、工艺单等技术文件的设计开发。利用CAD进行设计开发时，可以借助款式库、材质库、色彩库、图案库、配件库等辅助设计师完成设计工作。智能化的CAD软件还可以实现自动缩放、自动排料等功能。3D服装设计系统可以高效地完成一款服装的整体设计。数字化技术对于服装业技术革新具有重要意义。由于CAD/CAM系统能大幅缩短服装产品开发周期和生产周期，有效提高生产经营效率，因此，这种数字化、网络化、信息化的辅助设计与制造系统更适应当前服装企业多品种、小批量的生产经营模式［2］。

1.2设计研发引入PLM模式服装设计流行周期短、款式多、批量小，这给设计管理带来不小难度。产品生命周期管理(简称PLM)为服装设计管理提供了一种有效的管理方式［3］。产品生命周期管理是以产品为对象，将产品的生命周期从创意到生产、销售、退出不同阶段都进行监控管理，产品生命周期管理如图1所示，让经营者将每个阶段中的人员、资金、物料等生产要素进行优化整合。PLM是企业现有信息系统(计算机辅助设计与制造CAD/CAM、计算机辅助工程CAE、产品数据管理PDM、企业资源计划ERP等)的整合，它促进创造、计划和控制之间的协同，有效地优化产品开发过程。PLM是企业信息化的基础，企业应用系统(如企业资源计划ERP、供应链管理SCM、客户关系管理CRM等)是产品生命周期管理重要的组成部分。企业所有业务数据都按照统一的产品定义信息与过程模型被集成到PLM中，相关部门都能够过PLM获得信息服务。服装业PLM解决方案将与产品有关的数据(具体包含过程及项目管理、产品数据管理、图文档知识管理、设计变更管理、协同设计开发等内容)进行集中统一管理，确保数据的完整性、一致性和正确性，实现企业内部信息共享，服装PLM设计流程架构如图2所示。我国服装企业应用PLM软件已经取得了初步成效，对于企业实现研发过程的协同工作起到了一定的作用。它可以提高设计方案的市场需求导向性、有效缩短生产周期、提高设计效率和规划能力、提高设计方案的可转化性、实现内外部协作开发［4］。

2生产技术创新

服装产业是典型的劳动力密集型行业，产品的生命周期和生产周期不断缩短，要求服装企业具有快速反应机制。这就要求企业能够及时了解各种生产信息，以便指导生产。为了适应服装款式的快速变化及消费者的个性化需求，在服装制造过程中融入制造企业生产过程执行管理系统(简称MES)［5］，这将有助于企业充分利用各种生产资源、实时监控制造进度、合理安排各个生产环节。

2.1生产制造过程控制数字化、网络化、智能化MES系统是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，主要包括生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理等4个功能。在过程控制方面，MES通过相关信息的采集与处理，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行实时监控管理，对生产过程中发生的异常情况能够及时反馈，使其相关人员及时采取对应措施进行整改。MES是服装企业CIMS信息集成的纽带，是企业实现车间敏捷生产的基本手段。作为车间信息管理技术的载体，MES在实现服装企业生产过程自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。制造执行系统MES在企业信息管理系统中主要用于对服装车间现场生产过程中的组织与管理，其作用主要有3个:一是实时对生产进行指导。依据服装生产定单的要求，计划与设置工作单元具体的生产任务和工艺流程，均衡生产计划，降低非生产用工时，准确掌控进度。二是对生产进行有效和实时监控。实时监控生产现场统计生产数据，掌控服装制造的全部生产过程，实时跟踪物料流向，及时发现并警示瓶颈所在。三是生产中的各种信息可追溯。采用条形码或RFID技术追溯产品生产过程信息、产品质量信息等，做到对服装产品加工每道工序的详尽管控，提高质量管理力度，降低损耗，减少浪费。

2.2基于物联网技术的信息交互、实时控制从目前服装企业生产现场看，生产车间中的各种服装设备之间的网络通信性能差、信息利用率较低，不能及时获取需要的信息和数据，所有的信息依靠人工方式输入，工作量大而且慢，出错率高。针对这一情况，研究人员开发了一套适合服装工业缝纫机生产现场的MES系统。MES系统的管理模块通过数据采集控制层可以实时地监控到服装车间内部的情况，服装制造执行系统工作流程，如图3所示。数据采集控制层主要是由末端设备以及网关组成的。末端设备是由各种类型的数据采集和控制模块组成的，比如传感器设备，像湿度传感器、RFID、声音传感器等。底层传感器设备将采集的数据上传给MES系统［6］，实现信息流、物料流、劳动力流、设备流实时数据采集和控制，帮助企业及时获取生产进度、员工表现、各工序完成及工时情况、作业效率等信息，实时反映车间现场状态，为管理决策提供可靠依据。通过引进先进的自动化设备及相关软件来改造传统服装业［7］，不仅可使工艺标准化、管理透明化，而且可以优化或简化生产流程，减少用工数量，同时还降低工人的劳动强度，缩短产品设计研发与生产周期。

3管理技术创新

随着服装企业竞争的加剧，如何进行高效管理的问题日益突出。未来，一些服装企业中的设计、生产、销售等环节可能分布在不同的地域。服装企业的生产经营过程主要包括:计划制定、前期开发、设计展开、结构调整与制版、工艺确定、样品试制、新产品客户确认或市场试销、新产品调整、批量生产等诸多环节［8］，各主要经营环节中又包含许多分支环节。整个过程信息反馈周期较长，某道环节一旦有问题且信息反馈不及时，企业经营便难以顺畅推进。通过实施企业资源计划系统［9］(简称ERP)可以实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成，使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量、使用等方面的信息情况，同时可以将企业的各类资源及时调配和平衡。为高层管理人员经营决策提供科学的依据，从而有效提高企业的核心竞争力。

3.1协同制造协同制造是指企业充分利用网络技术和信息技术实现供应链内及跨供应链间的产品设计研发、制造、管理和商务等方面进行紧密配合与协调的一种制造运营模式［10］。它是21世纪的现代制造模式，是敏捷制造、协同商务、智能制造、云制造的核心内容。对服装企业来说，协同制造能够最大限度的缩短服装新品上市时间，缩短生产周期，快速响应客户需求，提高设计、生产的柔性。通过网络技术和信息技术使企业财务、生产加工、成本管理、物流、人力等方面快速、有效协同，使企业资源最充分利用。协同制造可以大幅度地提高产品设计效率和可制造性以及成本的可控性，有利于降低生产经营成本，提高产品质量，提高客户满意度。

3.2集成管控服装企业运用信息化手段，打通设计、生产、管理等各方面的信息通道，充分集成PLM、MES、ERP等各个系统，PLM、MES、ERP的互动关系如图4所示，使企业实现对主要生产经营环节的有效管理，主要体现在以下3个方面:一是对整个供应链进行管理;二是精益生产、并行工程和敏捷制造;三是事先计划与事中控制。图4PLM、MES、ERP的互动关系PLM(创新)、ERP(计划)、MES(执行)是工程数字化和自动化作业控制系统主要组成部分。PLM、MES和ERP系统的功能可以互相延伸和对接，共同构建更为完善的现代化服装企业信息管理体系。数字化技术和信息化技术的快速发展，不仅使服装企业具有了快速响应市场需求的能力，同时也提高了企业的生产能力和生产效率。服装企业管理数字化和信息化是一个具有投资大、周期长、系统复杂和高风险等特点的系统工程。对多数服装企业来说，这些系统现阶段应用尚有一定困难，但在满足产品附加值较高、自动化设备广泛应用、RFID技术成本进一步降低等条件后，还是具备可行性的。毕竟，数字化、网络化和信息化是服装企业未来发展的一个重要方向。因此，服装企业在上述系统应用过程中必须结合企业自身实际情况，从系统工程和科学管理的角度出发，选择适合本企业的成熟软件，企业要有接收变革的心理准备，做好风险控制和周密完善的计划，由实力强大的团队实施，确保各管理系统项目的成功实施。

4结语

在互联网时代，零距离交互、分布式共生的基因会更加广泛地渗透。服装产品研发设计数字化、生产过程智能化、企业管理信息化、采购营销网络化、协同研发与生产等现代制造业特征正逐步在服装企业中体现出来，这种以数据驱动，利用互联网信息平台和数据进行智能制造模式会逐步在服装企业中应用并推广。服装企业数字化、智能化、信息化将成为一种全新的制造模式。

参考文献:

［1］吴艳，洪文进，吴小艺．基于大数据时代下的网络男装产品开发模式探究［J］．毛纺科技，2015，43(8):66－70．

［2］周济．智能制造:“中国制造2025”的主攻方向［J］．中国机械工程，2015(9):2273－2284．

［3］俞沛文．基于PLM的快时尚产品设计管理研究［D］．杭州:浙江理工大学，2013．

［4］石美红，贺行行，朱欣娟，等．个性化西服定制和虚拟展示系统的设计与实现［J］．毛纺科技，2015，43(10):36－42

［5］郭力子．吴建艺．面向MES的服装大规模定制系统［J］．计算机系统应用，2014(4):102－106．

［6］陈绍文．数字制造环境中MES的发展和对企业架构的影响［EB/OL］．(2013－06－05［2016－01－21］)

［7］毕东贞．基于物联网的工业缝纫机系统的设计与实现［D］．青岛:青岛大学，2012．

［8］金祥克．鞋业敏捷化智能制造若干关键技术研究［D］．杭州:浙江理工大学，2006．

智能制造工程篇（4）

2020年8月17日-21日。我有幸参加了由一带一路暨金砖国家技能发展国际联盟举办的俄罗斯未来技术技能远程国际训练营项目，选取了数字工厂为培训项目。该项目以人文交流理念为指导，以基地建设为任务内容，旨在促进人才培养和国际交流合作，致力于培养掌握未来技术技能、具有良好人文素养和对外人文交流能力的国际应用型人才。

此次培训首先对培训的具体安排做了部署；介绍未来技术技能与人文交流人才国际训练基地的基本情况、运作方式；也谈到各国对于世界技能大赛的组织情况，世界技能大赛是最高层级的世界性职业技能赛事。然后集中分享数字工厂的作用、意义，以及需要安装的软件、具备的知识技能等；利用Siemens公司一系列的软件进行实例教学。通过本次培训学习，我学习到了如下知识：

1）学会使用Siemens NX软件，在培训中，我对该软件十分感兴趣，培训后，通过自我学习，已经掌握了该软件的使用方法和部分技巧。

2）学会安装使用Siemens公司的博途软件，包括S7-PLCSIM、TIA_Portal_STEP7系列软件、Siemens.Tecnomatix.Plant.Simulation软件、SINAMICS Startdrive等。

智能制造工程篇（5）

关键词：高层建筑；电气设计；要点与注意问题

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

随着社会主义市场经济深入发展，建筑行业在效益、规模以及素质各个方面不断地得到了提高，经营管理工作也不断地进行完善，企业要想在激烈的市场竞争中取胜，做好工程造价管理工作是一个很重要的方面。电气工程作为智能化建筑的重要组成部分，其工程造价控制是指在整个电气工程的施工过程中，在保证电气工程符合质量的前提下，将电气工程施工中各个阶段的工程造价控制在合理的范围内，确保人力、物力以及财力的合理利用，在确保电气工程按质、按量完成的基础上实现更好地经济效益以及社会效益。

关键词:智能化建筑；电气工程造价；工程阶段；控制措施

一、智能化建筑中电气工程造价管理与控制工作中存在的问题

智能化建筑是伴随着信息产业的发展而迅速发展起来的，智能化建筑中电气工程的发展经历了电气化、自动化以及智能化三个阶段。智能化建筑中的电气工程利用了信息技术、通信技术、电子技术、自动化技术以及传感技术等，不仅综合性强，而且涉及的专业比较广泛，因此，在当前技术还不是很娴熟的阶段，智能化建筑中电气工程造价的各个阶段的控制存在很多的问题，主要表现在以下几个方面。

1、电气工程投标阶段

在电气工程投标阶段，由于对投标战略制定的不够准确，不能有效地把握工程造价的有效性与合理性，这就很容易造成恶性竞标的后果，或者是企业为了追求高利润一味的高报价，使得企业在工程完工之后出现亏损。

2、电气工程投资阶段

在电气工程的投资阶段也会由于对工程造价控制不合理而出现很多的问题，比如在签订合同的过程中，不能合理的调整工程价款，或者是在合同执行过程中对风险的分析不全面，不能合理规避施工中出现的各种风险。

3、电气工程实施阶段

在电气工程的实施阶段由于没有事先对工程造价合理预测，在施工过程中不能有效地进行造价管理与控制，最终导致企业入不敷出，经营困难。

二、智能化建筑中电气工程造价的各个阶段的控制措施

智能化建筑中的电气工程造价管理是一个复杂的系统工程，是多阶段的工程，因此，造价控制要针对整个工程合理的进行，从而最终达到合理控制工程造价的目的，下面将就电气工程造价的各个阶段的控制措施具体进行分析。

1、电气工程招投标阶段

智能化建筑工程招投标阶段的经济决策对整个电气工程的造价管理有着很重要等的影响，尤其是建设标准、设备的选择等方面都会影响电气工程的造价，招标阶段的造价管理是整个工程造价管理的基础，会影响到电气工程的合理性与科学性，也会影响到投资者的利益，因此，一定要做好招投标阶段的造价控制工作。这一阶段的电气工程造价控制工作主要包括两个方面：第一是对工程量清单的控制，电气工程的审计人员要对工程清单进行控制，在编制清单时要全面了解电气工程的相关资料，同时要做好现场调查工作，为编制工程清单做好基础。第二是对标底的审核，电气工程标底不是越低越好，也不是越高越好，要在遵循市场规律的基础上合理的进行编制与审核，标底的定价还要充分的考虑材料、人力物力等各个方面的因素，将这两个方面结合起来，可以更好地完成招投标阶段的造价控制工作。

2、电气工程投资阶段

根据调查研究可以看出，电气工程各个阶段对整个工程的造价有着不同的影响，其中投资阶段大约是75％～95％，设计阶段为35％～75％，而施工阶段大约是5％～35％，从这些数据可以看出，投资阶段与设计阶段是整个电气工程造价控制工作的关键阶段，对整个电气工程的造价管理有很重要的意义，因此，一定要做好投资阶段的造价控制工作，把好工程造价的第一关。投资阶段的造价控制工作是要合理确定电气工程的造价，工程造价的费用主要包括材料费、人工费、设备费、管理费以及各种税金与利润等，企业一定要科学合理的做好造价管理工作，为整个电气工程的造价控制工作打好基础。

3、电气工程设计阶段

前面已经提到，电气工程的设计阶段的造价管理在整个工程中大约为35％～75％，因此，一定要做好设计阶段的造价控制工作。首先，进行限额设计，限额设计造价控制的一个很重要的手段，项目法人要将该内容写入合同中，这样可以对设计人员进行约束，对超出的部分，一定要严格的审查，同时还要主动控制，以减少不必要的设计费用，从而做到合理控制造价的目的。其次，还要提高设计的整体质量，当然，这与限额设计时不相矛盾的，因为如果设计质量不佳，那么电气工程概算就会失去其应有的意义。例如，如果在进行电气勘探工作中对地形考察的不够准确，那么就会在电气施工中遇到困难，这时会提高工程成本，出现了不必要的支出，因此，要想做好设计阶段的电气工程造价控制工作，一定要保证设计的质量。

4、电气工程实施阶段

智能化建筑中电气工程是根据设计建设工程的过程，实施阶段涉及面广、工程量大，且受到的影响因素很多，因此，该阶段的造价控制工作对整个电气工程的造价工作有很重要的影响。要做好以下几个方面的工作，继续实践招投标工作，编制工程清单，然后再全面市场分析的基础上进行清单计价，对电气工程中需要的每项材料、设备都要做到明码标价；在电气工程的实施过程中要严格的依据程序办事，做好各项配套工作，依据工程进度进行，争取不多做、不浪费；在工程的实施过程中不能随意变更工程设计，最好做到一步到位；设备以及材料的价格变动会对工程造价产生很大的影响，因此，要及时的了解市场行情，对材料以及设备的采购做到货比三家，争取将造价控制工作落到实处。

5、电气工程竣工阶段

电气工程的竣工结算阶段对整个电气工程的造价控制也有一定的影响。竣工结算是一项很细致的工作，需要在进行工程的竣工结算时一定要认真、细致，不能多算也不能少算与漏算，在确保量与价的准确与统一。这就要求计算人员不仅要掌握好各项计算规则，还要准确的了解整个电气工程，同时，结算人员还要具备一定的工程技术专业知识，这样不仅可以提出自己的合理建议，还可以对不合理的因素提出疑问，更好地确保电气工程结算的准确性。

结语：

智能化建筑中电气工程建设是一个复杂的系统工程，因此，要想做好电气工程各个阶段的造价控制工作，就要对整个电气工程进行全方位、全过程的控制与管理，以期获得最大的效益。

参考文献：

[1]祝燕燕，田萍萍.加强建筑电气工程造价管理及控制的探讨[J].科海故事博览：科技探索,2011(12)

[2]王纪东.工程造价在各个阶段的控制措施研究[J].科技资讯,2011(18)

智能制造工程篇（6）

 

苏州市中心城区福星污水处理厂一期规模8万m3/d，于2002年12月31日建成投运，采用交替式一体化工艺，执行GB8978-1996二级排放标准（见表1）[1]。为了有效控制太湖流域水环境的藻类繁殖，改善区域内河和太湖流域的水环境状况，需削减排入太湖的有机污染物和营养盐负荷。福星污水厂需严格执行《太湖流域城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》DB32/1072-2007标准，出水排放要求达到一级A标准，尤其对TN和TP排放有了明确的限制。

福星污水厂一期工程交替式反应池设计时并不具备较好的脱氮除磷功能，同时一期工程采用表曝模式运行，浮渣飞沫比较严重，因考虑地处苏州市中心需进行加盖除臭工程，一期工程交替式反应池必须先改造成底部曝气模式，但4m有效水深采用底部曝气充氧效率较低，改造后的优势并不明显。另外，一期工程建成至今已经近10年，设备设施老化现象严重、故障率较高，直接加盖后维修保养困难，因而建议拆除现有一期工程交替式反应池后按照国标一级A标准建设一体化反应池并同步考虑加盖除臭。

表1福星厂原有一期进出水水质（2004.4-2008.12）（单位：mg/L）

Table 1 Influent and effluentquality of original PhaseⅠ project of Fuxing WWTP(2004.4-2008.12)

 

智能制造工程篇（7）

杜宝瑞等（2015）[2]分析了智能工厂的基本特征和框架体系，认为智能工厂与传统数字化工厂、自动化工厂相比，具有制造系统集成化、决策过程智能化、加工过程自动化、服务过程主动化的特点，其框架体系由智能决策与管理系统、企业数字化制造平台以及智能制造车间构成，并阐述了这三个关键组成部分的基本构成。张益等（2016）[3]提出了基于资源域、服务域和组织域的智慧工厂概念参考模型，搭建了智慧工厂参考层级架构。李利民等（2016）[4]结合汾西重工“十二五”两化融合建设，提出了高端装备制造业智能工厂架构、建设目标和思路。张祖国（2016）[5]基于从研发创新到产品运维的全制造服务生命周期迭代过程，构造了智能工厂系统结构参考模型。杨春立（2016）[6]介绍了智能工厂内涵和建设重点、智能工厂主要建设模式、智能工厂发展重点环节等。智能工厂建设成为现今的热点，且国内学者也对其进行了广泛的研究，并从不同角度提出了智能工厂模型，但均偏技术层面。同时，目前对于智能工厂的建设还存在概念不清、架构模糊等现状，很多企业也只是盲目跟风，绝大多数企业还处在部分使用应用软件的阶段，少数企业实现信息集成，极少数企业能够达到智能工厂的水平。因而，本文从应用层面出发，构建智能工厂参考架构，以期为不同细分领域细分行业的智能工厂建设和实施提供参考。 

2 智能工厂建设 

基于《中国制造2025》的战略目标，企业智能工厂建设的总体目标为：在生产制造的各个环节应用智能制造技术，完美融合智能装备，建立企业智能化管理平台，基于全价值链实现产品全生命周期的数字化应用，以相关车间为试点进行智能车间建设，创新驱动，两化深度融合，建成以降低成本、缩短研发周期、提升产品质量和生产效率为核心的全价值链的智能工厂。 

2.1 智能工厂内涵及基本框架 

智能工厂是践行智能制造模式的重要载体和集中体现，交叉深度融合数字技术、新一代信息技术、智能技术与制造技术，是以客户的产品数据、优化的工艺流程、协调的生产装备为核心，实时获取工厂相关信息；以制造工艺流程和参数指令、智能装备和生产线、自动化物料配送系统的集成，实现面向产品规划、设计、制造、检测和服务等产品全生命周期各个环节的动态整合与优化的一种先进的综合制造模式，旨在提高工厂的运行效率，快速响应市场、满足客户的个性化需求，高效、优质、柔性、清洁、安全、敏捷地制造产品，推动企业各系统的无缝集成，实现产业结构调整和优化。 

智能工厂的技术特征主要包括：（1）采用智能化设计手段和先进的信息化研发设计平台，实现产品性能与工艺的三维模拟与仿真优化，形成工艺数据库和知识库，实现产品研发设计的数字化智能化。（2）具有能自动完成产品制造过程，且能与互联网进行集成实现网络协同制造的智能生产线。（3）具有即插即用的软件集成平台，可对各种规模的生产线或整个工厂的运行进行模拟仿真以及优化。（4）设备联网进行实时数据采集，实现智能调度、制造信息全过程跟踪以及产品质量跟踪追溯。（5）实现产品全生命周期管理（PLM）、制造执行系统（MES）、企业资源计划（ERP）的集成应用和综合管控，建立统一的信息管理平台。 

根据智能工厂内涵及技术特征表述，描绘了智能工厂的基本框架，如图1所示。 

智能工厂基本框架具备智能工厂的四个特性：生产智能、过程智能、设计智能和管理智能，集成先进制造技术、数字技术、信息技术和智能技术。在实际生产中，工厂拥有众多加工装备、生产线、车间等，这些加工装备是具有感知、分析、推理、决策、控制功能的智能制造装备，如数控加工中心、高档数控机床、智能仪器仪表与试验设备、工业机器人等智能专用装备等；工厂部署的生产线属于自动化或智能化生产线，主要通过系统来操作运行，无需人工操作。智能化装备和生产线以及建设的智能车间能为制造过程提供生产所需的基础设施和制造资源。在实际生产之前，基于历史加工数据和制造信息对整个生产制造流程进行全面的仿真、模拟，然后通过生产线智能管控系统向实体工厂输出工艺、参数以及加工指令，通过工厂中部署的智能装备、自动化生产线和智能车间进行智能化生产。进行设备联网，用于工况感知和实时获取生產数据，实现数据的自动采集和人机交互等功能。与此同时，生产线智能管控系统通过生产资源管控、质量控制等对制造过程进行实时监控、调整、优化，以使制造流程达到最优水平。

       　2.2 智能工厂参考架构 

面对制造模式的智能化转型升级，智能制造的本质仍是关注智能机器与人在生产过程中的深度融合，旨在使机器具备自动识别、计算分析、构思推理、主动服务以及决策判断等能力，建设机器与人完美契合的智能工厂。智能工厂建设需要进行顶层设计，而顶层设计的方法论就是设计参考架构。以智能工厂的内涵、技术特征、基本框架为基础，本文定义的参考架构是从工业软件层面出发，并将其应用在工厂实际生产环节中，两者相结合以完成生产任务的架构。这一参考架构使应用软件和工厂生产之间的协作得到实现，并可以指导以智能工厂建设为需求的应用项目，支持制造型企业业务运营和业务创新，构建核心竞争力。智能工厂参考架构如图2所示。 

2.2.1 参考架构体系 

智能工厂架构体系分为五层，每层分工不同，各有侧重，而又紧密集成，形成上下交互的整体架构。 

（1）企业层：基于管理理念、生产模型、标准规范、优化的业务流程，结合行业相关应用，进行智能工厂整体规划，建立企业管理信息系统。 

（2）运营层：整合企业信息管理系统，包括供应链管理（SCM）、企业资源计划（ERP）以及客户关系管理（CRM），三者有效结合，相互支持相关依赖，形成一个完整的闭环发挥整体效用，帮助企业改善运营效率，提升管理水平。 

（3）执行层：智能化生产系统及过程是涵盖智能工厂的核心，就是对生产过程的智能管控，即制造执行系统MES。以MES作为生产执行层，处于中间桥梁作用，连接上下层级，使整体架构互融互通，起到了支撑整个架构的枝干作用。智能工厂建设必须从全局出发，以MES系统为核心，考虑生产的各个方面，随时获取实时数据，最大限度地提升企业的生产效率和管理水平。 

（4）过程层：实现产品全生命周期管理，贯穿产品的产能规划、产品设计、工艺设计、制造运行、检测及服务过程，实现价值链端到端的数字化流程优化和集成。 

（5）支撑层：利用智能制造技术如工业物联网、工业大数据、云计算等，配备智能装备和生产线实现数据采集和人机交互等功能，加之嵌入式应用系统和远程服务，为企业层、运营层、执行层和过程层的部署和管理提供基础能力。 

企业层、运营层、执行层、过程层以工业软件应用为组成，依托于IT支撑，集云计算、大数据、智能装备、信息安全于一体，全局考虑，有效地对整个智能工厂建设进行规划。搭建一个软硬件结合，多系统相互集成、协调的完整的智能工厂架构体系。 

2.2.2 参考架构特点 

（1）高度集成的智能工厂管控平台。建立高度集成的智能工厂管控平台，通过梳理、优化业务流程，利用新一代信息技术，建立信息集成平台，支持制造资源的优化配置、供需双方的快速匹配，提高制造效率，全面实现信息化管理，建成快捷、高效的信息化综合管理系统。管控平台以数据中心进行展示，是智能工厂最高的指挥控制中心，可以将工厂的机器设备、工装模具、产品物料、人员状态、物流输送、生产运营等信息直观地在大屏幕上显示。具体包括工厂及车间的整体规划布局；设备运行状态监控及进度；产品的三维模型、动态仿真和工艺展示；生产计划跟踪和展示；产品质量统计分析；库存信息统计等。 

（2）以数据为核心，实现互联感知。基于硬件、软件、网络和工业云（新四基：一软、一硬、一网络、一平台）等一系列工业技术和信息技术构建起的智能系统其最终目的是实现资源优化配置。实现这一目标的关键要以数据为核心，并实现它的自动流动。实现数据的自动流动具体来说需要经过四个环节，分别是：感知、分析、决策、执行。大量蕴含在工厂物理设备中的隐性数据经过感知被转化为显性数据，进而能够通过信息技术手段进行分析，将显性数据转化为有价值的信息。各层级系统的信息经过集中处理形成对外部变化的科学决策，并将信息进一步转化为知识。最后以更为优化的数据作用到工厂物理层，构成一次数据的闭环流动如图3所示。 

感知。是各类数据获取。工厂的在生产制造过程中产生了大量数据。包括了物理尺寸、运行原理、环境温湿度、机子转速、液体流速等。感知是指通过物联网技术将各类数据通过传感器的手段采集到信息系统，使得数据可视化，将来数据从隐性数据变为显性数据。这个环节是对数据的初始化加工，是形成数据自动流动的起点。 

分析。是对显性数据的加工。将“感知”阶段的数据通过清洗、建模、算法等手段赋予数据之间的关联关系的过程。通过数据挖掘技术、机器学习技术等数据分析处理技术将感知得来的信息进行进一步分析，给予数据不断地赋值，将显性数据通过一系列技术手段变为可被直接使用信息。 

决策。是对信息的判断和深加工。将“分析”阶段的信息通过不断地积累和深加工形成最优知识库的过程。通过上一阶段对各个层次数据不断的开发利用，将形成不同层次、不同系统、不同领域的各类信息，通过对各类信息的综合决策（历史积累、现实评估和未来预测），形成最优方案，不断迭代和反复优化智能工厂所需的知识库。 

执行。是对决策的实现。将“决策”形成的知识库通过数据的形式作用与智能工厂的物理设备的过程。通过信息技术手段知识库形成的最优决策转换成可被物理设备接受的数据命令，实现智能工厂的精准执行。使得智能工厂的设备运行更加可靠，资源调度更加合理，最终实现工厂效率的提升。 

因此，基于数据自动流动的感知、分析、决策和执行，解决智能工厂生产制造过程中的复杂性和不确定性问题，提高资源配置效率，实现资源优化。 

3 结语 

近年来制造业面临着诸多的挑战和压力，竞争力不断加剧，如加快投入市场的速度，越来越短的产品生命周期，复杂的产品和生产流程，个性化、多样化的生产模式，价值链协同和可持续发展等，智能制造的出现，将为各制造企业解决现有问题、实现创新驱动转型提供了一条全新的发展思路和技术途径。智能工厂建设作为智能制造发展的载体，是当前制造业的发展愿景，也是正在积极努力的重点方向。但对于智能工厂，既没有统一的定义、统一的衡量标准、统一的框架，也没有固化的参考架构，因此，如何建设与企业战略规划一致且符合企业自身实际应用需求的智能工厂是亟需在实践中思索和探讨的。总之，各制造企业应遵循智能制造的基本思路，统筹布局智能制造规划，确定智能制造模式业态以及智能工厂实施路径和实施计划，全面提升制造业整体水平。 

参考文献 

[1]制造强国战略研究项目组.制造强国[M].北京：电子工业出版社，2015. 

[2]杜宝瑞，王勃，赵璐，等.航空智能工厂的基本特征与框架体系[J].航空制造技术，2015， （8）：26-31. 

[3]张益，冯毅萍，荣冈.智慧工厂的参考模型与关键技术[J].计算机集成制造系统， 2016.06，22（1）：1-12. 

智能制造工程篇（8）

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~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

智能制造工程篇（9）

香江国际（HKI）制造产业集群IT经理刘新荣说智能制造不能“单兵作战”，要全面布局……

《中国信息化周报》记者独家采访多位制造企业CIO，

研究和探讨他们眼中的“智造”机会。

伴随着能源价格上涨、赋税增加、劳动力和土地成本提高等问题的出现，我国制造业低成本竞争优势持续削弱，工业制造业急切需要转型升级。

在新一轮的产业变革浪潮中，制造业走向智能制造是历史发展进程的必然，是科技变革的导向，企业如何积极、稳妥、实效地推进智能制造，作为信息化的“掌权”者、排头兵，CIO该如何把握“智造”机会，值得深思和探讨。

2015年，我国《中国制造2025》，全面推进实施制造强国战略；同年，工业和信息化部批准了46个智能制造试点示范项目和94个智能制造专项，还了《国家智能制造标准体系建设指南（2015版）》。

2016年是我国“十三五”开局之年，也是业界普遍认为的我国系统推进智能制造的发展元年。为了贯彻落实《中国制造2025》并将智能制造的顶层设计进一步完善，近日国务院四部委印发了制造业5大工程实施指南之一《智能制造工程实施指南（2016-2020）》（以下简称《指南》）。《指南》为制造业企业发展智能制造指明了基本原则、总体目标、重点任务、组织实施、保障措施等。它是国家对发展智能制造的总体布局和蓝图设计，是企业发展智能制造的纲领性指导意见。

智能制造不仅仅在我国得到了国家层面的政策支持，已经成为全球新一轮制造变革的核心内容，世界各国纷纷加快谋划和布局，力图抢占先进制造业发展的制高点。美国“三位一体”推进智能制造发展，政府、行业组织、企业联盟分别针对关键共性技术、智能制造系统平台和工业互联网加以布局；欧盟的“数字化议程”将智能制造作为重点研发与推进的方向；德国实施“工业4.0”战略。

然而，智能制造究竟是什么？包含哪些范畴？目前业界并没有达成共识。概念、诠释，不同背景的专家学者众说纷纭，容易让制造企业无所适从。在工业和信息化部原副部长杨学山看来，新工业革命、工业4.0、智能制造、工业互联网，这些概念大爆炸的背后都是一样的，只是用了不同的包装而已。“但是，这确实说明，制造业正在发生重大变革。”杨学山肯定地说道。

智能制造工程篇（10）

智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节。具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。是信息技术和智能技术在装备制造过程技术的深度融合与集成。加快推进智能制造，是我国在全球新一轮产业变革竞争背景下出台的《中国制造2025》的主攻方向。广东省作为国内制造大省和全球重要制造基地，也对接印发了《广东省智能制造发展规划（2015-2025年）》。针对广东省制造业的创新能力、产业结构、信息化水平的缺乏竞争力的问题，大力实施创新驱动发展战略，推动智能制造核心技术攻关和关键零部件研发，推进制造过程智能化升级改造，实现“制造大省”向“制造强省”转变。创新驱动，智能化升级改造需要国际领先水平人才的引进和高等院校实战型工程技术人才培养。我院智能科学与技术专业就是面向广东智能产业的深度融合设置的。其专业实验平台的建设需要针对广东省高端装备、制造过程、工业产品智能化等领域的薄弱环节，以“机器智能”为方向，完善实验教学体系、整合实验教学资源，开设综合性、创新性的实验项目，培养学生实践能力和创新意识。紧密联系企业，针对智能制造关键技术协同创新。培养具有智能系统开发与设计、智能装备的应用与工程管理能力；能在智能装备、智能机器人、智能家居等领域从事智能系统的是开发与设计、应用于维护、运营与管理的“厚基础、强应用、能创新”的高素质工程应用型人才。

1专业实验平台建设思路

面向智能制造专业实验平台的建设，依据《广东省智能制造发展规划（2015-2025年）》中发展智能装备与系统，工业产品、制造流程智能化升级改造的任务，从智能科学与技术知识体系中提取专业发展方向的课程，建立完善专业实践教学体系。以“机器智能”为方向建设人工智能与机器人实验室为核心，以项目、科技竞赛、紧密对接企业协同创新为手段，培养学生能够运用工程基础知识和专业理论知识设计工程实验，分析实际问题的能力，培养学生查询检索资料文献获取知识的能力，培养学生能够综合运用自然科学知识、专业理论知识和技术手段设计系统和过程解决实际问题的能力。通过科技竞赛等活动，培养学生在团队里具有工程组织管理能力、表达能力和人际交往能力。通过与企业的合作，掌握基本创新方法，并让学生具有追求创新的态度和意识，以培养学生的综合素质和能力为重点。立足华软学院电子系电子信息工程嵌入式专业、自动化专业、通信工程专业现有的平台优势，按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路，完善支撑体系，优化验教学资源配置，建设一个能够与广东智能产业深度融合的阶梯形层次化实验平台。

2实验平台建设内容

智能科学与技术专业实验实践平台的建设要依据实验教学体系的构建，突出面向智能制造工程实践为特色，按照学生的成长需要，建立阶段化、层次化、模块化的实验教学体系。

2.1专业实践课程体系建设

面向智能制造的智能科学与技术专业定位是以工程应用型人才培养为目标的，是在通识教育基础上的特色专业教育。专业课程体系的建设首先还是以培养学生具有扎实自然科学基础知识，人文社会科学知识和外语应用能力为基础，其次是智能科学与技术专业技术基础课程，如数字系统与逻辑设计、数字信号处理基础、信号与系统、电路分析与电子电路；c语言程序设计与算法分析、数据结构、数据库与操作系统、微机原理与接口、传感器与检测技术等。最后是专业方向类课程，也是专业的核心课程，如制造业基础软件中的嵌入式软件、工业控制系统软件，工业机器人中人工智能技术应用和智能控制技术。主要有知识获取模式识别；数据通信与网络；嵌入式系统移植和驱动开发；嵌入式应用开发；人工智能与神经网络；智能控制技术；机器人学等课程。培养学生具备计算机技术、自动控制技术、智能系统方法、传感信息处理等技术，完成系统集成，并配合专业实践课程体系如图1，完成电子工艺实习、技术基础课程、核心课程的课程设计和综合项目实验，并在工程应用中实施的能力。

2.2实践教学体系建设

依据专业实践课程体系，构建主要包括计算机基础、电路基础、信息与控制基础、嵌入式技术、机器智能系统五大模块开展不同学习阶段层次化的实验教学体系。主要包括基础类、专业实训类、综合创新类。

1）基础类实验注重开设与课堂教学中基本理论相结合的精品实验项目，并逐步提升基础实验课时的比例。从实践中启发引导学生牢固掌握基础理论知识。除此之外，还要注重工作方法和学习方法的能力培养，如收集信息查找资料、制定工作计划步骤、从基础理论到解决实际问题的思路以及独立学习新技术的方法和评估工作结果的方法。培养学生厚实的专业基础知识和能力。

2）专业实训类实验主要以项目教学、案例教学、情景教学方式培养学生利用专业知识及方法独立解决行业领域内的任务和问题并能够评价结果的能力。如智能传感应用项目，人工智能技术实验项目，知识表示与推理项目，计算智能项目，专家系统，多智能体系统；机器人项目，如最小机电系统组成，如何完成对电机的控制；利用单轴或双轴控制平台实现基本搬运装配作业。

3）综合创新类实验注重培养学生从理解问题域开始，获取数据和知识、开发原型智能系统、开发完整智能系统、评估并修订智能系统、到整合和维护智能系统六个阶段构建智能系统。如开展人工智能技术在智能制造中的应用包括产品设计加工、智能生产调度、智能工艺规划、智能机器人、智能测量等；直角坐标机器人实现码垛搬运、多关节串联机器人、弧焊机器人实训等。

4）科技竞赛、与企业协同创新，通过观察记录待智能化升级的工厂生产过程，发现定义问题、提出假设、搜集证据检验假设、发表结果、建构理论等实验过程设计的能力。培养学生掌握基本创新的方法，团队协作管理能力、表达沟通能力等。如嵌入式设计大赛、机器人大赛等科技竞赛；以及针对自动化生产线的嵌入式工业控制系统设计；针对原材料制造企业的集散控制、制造绦屑成应用；针对装备制造企业的敏捷制造、虚拟制造应用；工业机器人在汽车、电子电气、机械加工、船舶制造、食品加工、纺织制造、轻工家电、医药制造等行业的应用。

2实验教学保障

智能科学与技术实验平台建设以人工智能与机器人实验室建设为核心，结合目前学院嵌入式系统实验室、自动控制实验室、传感器技术实验室、通信原理实验室资源，仪器设备共享共建的原则，系统化筹备购置。人工智能机器人实验室主要针对智能系统设计开发和机器人应用，基于计算机系统的人工智能技术学习应用包括人工智能技术在智能制造应用和工业机器人仿真软件ABB Robot Studio。基于“探索者”机器人系统控制实训箱Rino-MRZ02（包含履带机器人、双轮自平衡机器人、5自由度机械臂、6自由度机械臂等）

可以开展的项目有：利用启发式算法、遗传算法、蚁群算法等模糊数学理论对工业产品设计进行性能模拟、运动分析、功能仿真与评价；利用人工神经网络自学习、自组织构造产品加工过程新能参数预测模型。利用模式识别、机器学习、专家系统、多智能体系统进行感知、并对环境的改变进行解读、动作进行规划和决策；利用专家系统、遗传算法、模糊逻辑集中式解决生产调度多目标性、不确定性和高度复杂性的问题，寻求最优规则，提高调度的速度；利用蚁群算法、遗传算法分布式多智能体系统进行问题分解、彼此协商、任务指派、解决冲突。

履带机器人可开展电机控制实验；运动控制实验；HD轨迹控制实验；无线通信实验。双轮自平衡机器人呢可开展自平衡模块实验；倒立摆算法实验；双轮载具运动实验。6自由度双足机器人可开展双足运动控制实验；步态规划实验；双足平衡实验；机构改装实验。5自由度机械臂可开展机械臂运动控制实验；颜色分拣实验。可扩展为8自由度双足机器人、轮腿式机器人等技能提高类课程设计。