導語：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，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：機械制造；智能化技術；發(fā)展趨勢；機械產業(yè)；機械化 文獻標識碼：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50年代，我國在機械化產業(yè)方面開始了發(fā)展，隨著時代的進步，機械制造產業(yè)愈來愈重要，對我國的整體經濟水平的發(fā)展有著帶動作用。在機械制造技術的應用過程中，就能促進整體的機械產業(yè)發(fā)展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技術的應用下，從機械制造的效率以及時間和質量等諸多方面都有著進步。通過從理論層面對機械制造技術發(fā)展和智能化技術發(fā)展趨勢進行探究，對實際應用起到積極促進作用。

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

1.1 我國的機械制造智能技術的特征體現(xiàn)分析

我國的機械制造產業(yè)的發(fā)展比較迅速，在機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)主要在生產管理層面表現(xiàn)得比較突出，這一系統(tǒng)的自比較強，能夠使突發(fā)事件在處理能力上得到有效加強，從而實現(xiàn)自動調整等。還有是在動態(tài)性的特征上表現(xiàn)得也比較突出，能結合不同物理資源和外部環(huán)境進行邏輯制造單元的科學化配置。

機械制造智能技術是不斷發(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)制造技術上進行逐漸發(fā)展的，也是機械制造技術的最新發(fā)展階段，對傳統(tǒng)機械制造產業(yè)以及新技術的成果等都有著吸收和應用，能結合自身的發(fā)展加以調整，形成新的技術群，在這樣的技術發(fā)展促進下使得機械制造智能化的作用能夠充分呈現(xiàn)出來。不僅如此，機械制造智能技術也是系統(tǒng)化的工程和全球化的技術，在這些特征方面都有著鮮明的呈現(xiàn)。

1.2 我國的機械制造智能技術的發(fā)展現(xiàn)狀分析

從當前的機械制造系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，數(shù)字化技術是比較重要的技術，這一技術的應用有著高效性、高精度的特征，在數(shù)字技術的支持下，能促進機械制造產業(yè)的進一步發(fā)展。在現(xiàn)階段的發(fā)展條件下，對制造產業(yè)智能化以及集成化發(fā)展產生影響的就是數(shù)控技術，這一技術使得機械制造的智能化目標得以有效實現(xiàn)。自我國改革開放以來，在機械化的技術產業(yè)發(fā)展上已經有了很大程度的進步，機械制造的水平以及產品質量方面也不斷的提高，在機械制造產品方面也有著我國自主研發(fā)新的產品。雖然在一些方面我國的機械制造得到了很大程度的進步，但還有諸多方面存在著缺陷問題，有待完善加強。

在信息化時代背景下，在新技術以及理念的融入下，機械制造技術得到了進一步發(fā)展。在計算機的智能化應用下，機械制造產業(yè)良好發(fā)展?；谖覈跈C械制造的管理方面比較落后以及在管理的體制上和生產模式上的發(fā)展相對比較緩慢，這在很大程度上都會影響我國的機械制造產業(yè)的進一步發(fā)展。我國的機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，在制造技術上以及技改力度上還不是很充足。

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

2 機械制造技術的地位體現(xiàn)和影響因素分析

2.1 機械制造技術的地位體現(xiàn)分析

機械制造技術在我國的經濟發(fā)展中占有重要的地位。機械制造行業(yè)是比較大的發(fā)展行業(yè)，尤其是在我國的經濟發(fā)展過程中，發(fā)揮著重要的作用。機械制造行業(yè)在農業(yè)和工業(yè)發(fā)展時期扮演著重要角色，到了當前的社會經濟發(fā)展背景下，對機械制造的需求不僅沒有降低，反而有了增加。一些國家將機械制造產業(yè)的發(fā)展作為對國家綜合實力衡量的重要標準，可見機械制造產業(yè)對國家發(fā)展的重要性。我國在農業(yè)以及機械制造和工業(yè)發(fā)展的需求上都是大國，尤其是在機械制造產業(yè)的發(fā)展中，對農業(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)展有著積極的促進作用。從這些方面就能夠看出，機械制造技術在經濟社會中的作用和地位。

2.2 機械制造技術發(fā)展的影響因素分析

對機械制造技術的發(fā)展產生影響的因素比較多，要對各個因素加以詳細分析，然后找到針對性的解決方法，這樣才能有利于實際問題的解決。受到傳統(tǒng)發(fā)展觀念的影響，就會給機械制造的進一步發(fā)展帶來相應的影響。我國的機械技術在發(fā)展中，對機械的理解不全面，只是局限在傳統(tǒng)工藝層面。還有就是對結構比較重視，但是對控制卻沒有充分重視，沒有將機電一體化作為機械工業(yè)對象的本質特征。在認識層面，把傳統(tǒng)機械制造產業(yè)和高技術進行分化看待，這一錯誤的觀點認識也不利于機械制造產業(yè)的良好發(fā)展。

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當前，全球正出現(xiàn)以信息網絡、智能制造、新能源和新材料為代表的新一輪技術創(chuàng)新浪潮，對產業(yè)發(fā)展產生了日益深刻的影響。智能制造作為此輪產業(yè)革命的核心組成部分，將推動制造業(yè)生產方式變革、促進全球供應鏈管理創(chuàng)新、引領制造業(yè)服務化轉型、加速制造企業(yè)成本再造。只有主動加快促進智能制造技術的突破和大規(guī)模應用，才能有效應對新一輪技術革命對全球制造業(yè)可能造成的巨大沖擊。因此，發(fā)達國家紛紛出臺了以先進制造業(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”和“新一代機器人”為特征的智能制造戰(zhàn)略布局；德國“工業(yè)4.0”計劃的提出旨在通過智能制造提振制造業(yè)競爭力；歐盟在2020增長戰(zhàn)略中提出重點發(fā)展以智能制造技術為核心的先進制造；日本、韓國等制造強國也提出相應的發(fā)展智能制造的戰(zhàn)略措施。

改革開放以來，我國經濟社會發(fā)展取得了舉世矚目的成就，經濟總量躍居世界第二，眾多主要經濟指標名列世界前列。同時，必須清醒地看到，我國經濟規(guī)模雖然很大但依然大而不強，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濟增長和規(guī)模擴張的粗放型發(fā)展方式是不可持續(xù)的，轉變經濟發(fā)展方式刻不容緩。作為一個發(fā)展中國家，當前中國由于創(chuàng)新能力不強，在國際分工中尚處于技術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)、設計、工程承包、營銷、售后服務等環(huán)節(jié)缺乏競爭力。我國工業(yè)化起步晚，技術積累相對落后，先進技術的產業(yè)化能力也與發(fā)達國家存在顯著差距，致使國產智能制造產品和系統(tǒng)的發(fā)展同時面臨技術和市場的瓶頸。我國制造業(yè)以前以勞動密集型產業(yè)占主導地位，生產基本靠人，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，關鍵零部件受制于人，導致國產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企業(yè)發(fā)展空間。近些年，在勞動力成本提高以及全球經濟發(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)網技術應用的崛起，轉型升級成了企業(yè)必須面臨的問題。

在以中高速、優(yōu)結構、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業(yè)轉型升級的突破口，也是重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢的新引擎。為適應工業(yè)化進入后期階段的發(fā)展特征，應對新科技革命和產業(yè)變革的挑戰(zhàn)，近年來，我國中央政府、地方政府和企業(yè)都制定、實施了一系列促進智能制造和智能制造產業(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)大國向制造強國邁進的步伐。

新一輪科技革命和產業(yè)變革與加快轉變經濟發(fā)展方式形成歷史匯，這也是中國制造業(yè)創(chuàng)新驅動、轉型升級的發(fā)展方向，我國應把握“機會窗口期”，積極總結和借鑒國外先進經驗，以智能制造為突破口，推動我國產業(yè)技術升級，實現(xiàn)制造業(yè)競爭優(yōu)勢由傳統(tǒng)要素優(yōu)勢向技術優(yōu)勢的轉型。中國要后來居上，實現(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，實現(xiàn)制造業(yè)向高端轉型升級至關重要，但這不能以放棄廣大傳統(tǒng)產業(yè)的優(yōu)勢為代價，而是在培育發(fā)展新興產業(yè)的同時，還要以智能制造和綠色制造對傳統(tǒng)產業(yè)改造升級，提升傳統(tǒng)制造業(yè)的競爭力。

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關鍵詞：智能制造；管理會計；創(chuàng)新

一、研究背景

制造業(yè)在我國國民經濟占主體地位，即是立國之根本、興國之利器、強國之基石。在創(chuàng)新驅動下，許多新的生產方式、新產品、新形態(tài)和新的商業(yè)模式應勢而生。“中國制造2025”規(guī)劃正在推進，供給側結構性改革不斷深入，制造業(yè)的優(yōu)化轉型升級和創(chuàng)新發(fā)展都面臨著新的機遇。智能制造內涵包括：一方面人工智能廣泛應用于生產制造的各個環(huán)節(jié)，減緩相關人員的工作強度，以達到提高產品的質量與生產的效率的目標；另一方面其體現(xiàn)“互聯(lián)網+”技術的創(chuàng)新需求，奠定了“新經濟”橋梁的基礎。管理會計為了與“智能制造”相適應，應實施“智能管理”，依靠“人工智能”大力提升其處理系統(tǒng)多樣性和復雜性的能力；充分理解管理對象異質性，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+”為代表的現(xiàn)代科學技術，形成復雜多變的企業(yè)組織關系。要求管理會計控制系統(tǒng)不斷通過優(yōu)化升級產銷流程，加強產品生產過程的可控性，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、合理配置生產計劃并掌控生產進度，深化產品生產的可視性。智能制造時代背景下，以網絡通信技術為媒介，工業(yè)機器、設備、存儲系統(tǒng)及運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)將技術與經濟結合起來，實現(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，實現(xiàn)企業(yè)財務與業(yè)務有機結合、敏捷快速運作。

（三）影響管理會計的價值增值目標。1.從企業(yè)的外部環(huán)境看，持續(xù)不斷的推進智能制造，對降低智能設備等的成本費用有促進意義，零成本社會的內在屬性在智能化設備的配套環(huán)境中也得到了體現(xiàn)。2.從企業(yè)的內部環(huán)境看，通過改革智能化管理會計的供給端結構，充分利用外部廉價的制造能力，將企業(yè)的固定成本轉為可變成本，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)，由智能設備、智能工廠和智慧員工構成，結合企業(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濟的結合、智能制造與“互聯(lián)網+”技術的融合程度上進行。

（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)費用三個方面進行考察。根據(jù)約束理論，實現(xiàn)“互聯(lián)網+”為代表的現(xiàn)代移動技術與企業(yè)生產經營活動的融合，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。當前，依靠管理會計的創(chuàng)新驅動，智能制造的內在需求便是充分發(fā)揮無形成本的內在潛力。

（二）適時生產制（JIT），智能制造能使適時生產制進一步拓寬。適時生產制是作為一種無庫存的生產系統(tǒng)，追求消除一切只增加成本而不向產品增加價值的過程。依靠價值鏈與供應鏈中的智能化成本管理，使企業(yè)線上與線下的經營活動緊密連接，使管理會計工具由時間驅動向時間與空間雙驅動的融合創(chuàng)新方向發(fā)展。

（三）持續(xù)改善（Kaizen），智能制造對企業(yè)產生持續(xù)的改善作用，通過對產品與服務的質量、員工的努力、民主參與意識的高低等進行主動的溝通和調整，利于提高管理會計控制系統(tǒng)的效率與效果。實現(xiàn)智能制造與管理會計的結合，企業(yè)的成本或利潤不僅僅是“數(shù)量”的要求，更是對“質量”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，實現(xiàn)由生產型制造到服務型制造的升級，不僅為用戶提供全流程個性化體驗，而且能實現(xiàn)企業(yè)的價值的增值。

（五）業(yè)務流程再造（BPR），智能制造與科技創(chuàng)新相結合可能會引起激進式的流程變遷。伴隨現(xiàn)代科技的的迅猛發(fā)展，工業(yè)機器人已經是十分重要的自動化工具。廣泛運用工業(yè)機器人，不但提高產品的產量與質量，且對人身安全的保證、勞動環(huán)境優(yōu)化、勞動強度降低、勞動生產率的提高、原材料消耗的減少和生產成本的降低具有非常意義。智能制造的業(yè)務流程再造是實現(xiàn)“互聯(lián)網+”與新經濟對傳統(tǒng)產業(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合有兩個重要的優(yōu)點。一個是能增強管理會計的戰(zhàn)略導向性，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。智能化平衡應當包括兩個層面：一是基本平衡，指長期目標與短期目標的平衡、實現(xiàn)結果與制約因素的平衡；二是具體平衡，具體指財務指標與非財務指標的平衡、實體價值鏈與虛擬價值鏈的平衡、鏈式整合鏈與網式整合鏈的平衡、內外群體的平衡、經營中的領先指標與滯后指標的平衡、學習與創(chuàng)新中的東方古典哲學與西方精細化管理的平衡。

（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)盟網站等網絡式競爭平臺，增強企業(yè)內外作業(yè)活動之間的合作、交流與服務，合作建立起產業(yè)作業(yè)鏈與技術聯(lián)盟，形成網絡集聚，擴大與拓展智能化作業(yè)管理的內涵與外延。

參考文獻：

[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].船舶經濟貿易，2016.

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一、機電一體化及智能控制系統(tǒng)概述

當前的機電一體化技術已經廣泛的應用到實際生產生活中，其基本內容主要是機械技術、計算機技術、系統(tǒng)及自動化控制技術、傳感檢測技術。基本組成要素包括結構組成要素、運動組成要素、感知組成要素以及職能組成要素。機電一體化的基本原則有四個，分別是結構耦合原則、運動傳遞原則、信息控制原則以及能量轉換原則。智能化控制就是在無人干預的情況下能自主地驅動智能機器實現(xiàn)控制目標的自動控制技術，是用計算機模擬人類智能的一個重要領域。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構，在當今社會得到廣泛的應用。智能控制系統(tǒng)是將自動控制理論、人工智能理論、信息理論及運籌學理論綜合應用的系統(tǒng)，智能控制的主要對象一般具有復雜程度高、非線性的特點，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、智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用

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

1.智能控制在機械制造過程中的應用。

機械制造是機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，當前最先進的機械制造技術就是將智能控制技術與計算機輔助技術有機結合，向智能機械制造技術的方向發(fā)展。其最終目標是利用先進的計算機技術取代一部分腦力勞動，從而模擬人類制造機械的活動。同時，智能控制技術利用神經網絡系統(tǒng)計算的方法對機械制造的現(xiàn)狀進行動態(tài)地模擬，通過傳感器融合技術將采集的信息進行預處理，從而修改控制模式中的參數(shù)數(shù)據(jù)。智能控制在機械制造中的應用領域包括：機械故障智能診斷、機械制造系統(tǒng)的智能監(jiān)控與檢測、智能傳感器及智能學習等。

2.智能控制在數(shù)控領域中的應用。

隨著科學技術的發(fā)展，我國的機電一體化技術的發(fā)展對數(shù)控技術提出了更高的要求，不僅需要完成很多的智能功能，還需要擴展、模擬、延伸等新的智能功能，從而使得數(shù)控技術可以實現(xiàn)智能編程、智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫等目標，運用智能控制技術可以實現(xiàn)這些目標。比如說，利用專家系統(tǒng)可以數(shù)控領域中難以確定算法與結構不明確的一些問題進行綜合處理，再運用推理規(guī)則將數(shù)控現(xiàn)場的一些數(shù)控故障信息進行推理，從而獲得維修數(shù)控機械的一些指導性建議。

3.智能控制在機器人領域中的應用。

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

智能控制在建筑工程中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是智能控制在建筑物照明系統(tǒng)中的應用，它主要通過通信與計算機控制的聯(lián)網，對每一個時段的照明系統(tǒng)進行控制，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;二是對建筑物內的空調進行智能控制，通過比例積分調節(jié)器閉環(huán)的方式對空調在夏季與冬季使用時的模式進行設置，可以智能地調節(jié)空調的風閥，在確保建筑內空氣質量的同時，減少能量的浪費。

5.智能控制在機電一體化中的效果。

機電一體化是推動工業(yè)現(xiàn)代化的重要技術?！爸悄芑弊鳛楫敶萍嫉内厔菟?，因此智能控制在機電一體化中的作用不可估量，智能控制應用于機電一體化中有以下幾點作用：（1）優(yōu)化效能：多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)運用的是模塊化設計的思路和方式，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，進而保證系統(tǒng)的調整能夠符合相關標準和要求;（2）提高精度：精度對于數(shù)控機床而言是衡量機電一體化制造技術的重要指標，直接影響著產品加工成品率的高低。與舊的設備相比，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)運行的主要指令，根據(jù)加工產品的尺寸、精度來編制操作程序才能使產品加工后達到智能效果;（4）改進加工：智能控制方式的運用可以縮短加工時間、優(yōu)化操作流程。實現(xiàn)了復合加工的效果，數(shù)控機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

三、智能控制在機電一體化系統(tǒng)中發(fā)展的必然趨勢分析

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關鍵詞：智能制造技術；智能制造系統(tǒng)；機電一體化技術

1概述

改革開發(fā)以來，我國的各項事業(yè)也都得到了快速發(fā)展，工業(yè)生產水平尤其是機械制造水平更是進步顯著，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、計算機信息等先進科技，是一種具有自適應加工和綜合自動化控制等特征的先進生產方式，它的一個顯著特點就是將機械技術和信息電子技術進行了結合使用，從而構建出了能夠大幅度提升生產能力和效率的先進制造系統(tǒng)，而這就說明了智能制造的實現(xiàn)過程中就必然離不開機電一體化技術。筆者結合自己的工作實踐經驗，就機電一體化技術在智能制造中的應用進行了一些有意義的探討，希望對相關工作能夠有所借鑒。

2智能制造的概念及其發(fā)展

在當前市場競爭日趨激烈的形勢下，機械制造企業(yè)都在努力革新自己的生產技術和設備，探尋新的生產方式，而智能制造作為一種更加先進的生產方式，自然就引起了越來越多人的重視?，F(xiàn)實中，智能制造一般包含兩層含義，一層是實現(xiàn)智能制造過程中所需要用到的各種先進技術，另一層就是指代智能制造系統(tǒng)（如圖1所示）。智能制造技術的提出和應用目的就是為了實現(xiàn)智能生產方式，構建智能化的制造系統(tǒng)?？梢赃@么說，在機械制造領域實現(xiàn)智能化制造也是機械制造發(fā)展的必然趨勢，對提高生產管理能力、生產效率以及企業(yè)效益等均具有極其重要的現(xiàn)實意義。與傳統(tǒng)的制造技術不同，智能制造技術融合電子、機械以及計算機信息等技術，即智能制造的實現(xiàn)高度依賴于機電一體化技術。智能制造技術的一個最顯著的特點就是可以對制造狀態(tài)實現(xiàn)智能感知，并對感知到的信息進行自動分析和處理，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)進行自動控制。顯而易見，智能制造技術的功能就是對機械產品的加工制造環(huán)節(jié)進行自動控制，通過對人工決策過程加以模仿來自動生產控制指令。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來生產機械零件產品就消除了因人工操作失誤而造成的廢品損失，在解放了大量生產勞動力的同時，也極大幅度地提升了生產效率和產品質量。此外，對于一些勞動強度特別大或者生產過程存在潛在安全隱患的領域，采用智能制造技術來替代人工生產也是實現(xiàn)安全和高效生產的一種最佳選擇?？傊?，智能制造技術不僅可以大幅度提升生產效率，而且可以在很大程度上杜絕人為失誤的影響，是當前機械制造技術發(fā)展的一種主流趨勢。智能制造系統(tǒng)就是通過運用智能制造技術來構建的一種先進生產系統(tǒng)。與傳統(tǒng)生產方式不同，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行智能處理來及時發(fā)現(xiàn)當前制造環(huán)節(jié)中可能存在的問題，這就為生產加工過程的自動化調節(jié)和控制提供了依據(jù)。此外，智能制造系統(tǒng)還擁有組織、學習以及優(yōu)化等眾多功能，如可以對生產加工過程中用到的各類資源進行靈活配置，對加工制造過程進行合理優(yōu)化，對加工過程進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機電一體化技術在智能制造中的應用

當前，機電一體化技術正在逐漸和智能制造技術進行融合，同時兩種技術的有機結合也為兩者的發(fā)展提供了更為廣闊的空間?？梢赃@樣說，機電一體化技術已經逐漸成為了實現(xiàn)智能制造過程時的一種不可或缺的核心技術。例如當前智能制造系統(tǒng)中所廣泛采用的傳感器技術就是二者結合使用的典范。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)信息進行監(jiān)測和收集，而這就需要用到機電一體化技術來對信號進行采集。此外，傳感器監(jiān)測到的信息還需要通過信息網絡傳輸給控制系統(tǒng)進行分析，而這也需要用到電子信息技術來構建信息傳輸網絡?？傊?，在構建智能制造系統(tǒng)的過程中，必不可少地就需要用到機電一體化技術來達到各種信號檢測和傳輸?shù)哪康?。事實上，智能制造是在制造自動化高度發(fā)展的基礎上所誕生的一種新型制造理論，而數(shù)控技術就是實現(xiàn)制造自動化的一種關鍵技術。眾所周知，數(shù)控技術的實現(xiàn)就離不開機電一體化技術，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，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)都應用了數(shù)控機床，其數(shù)控系統(tǒng)主要采用的是“CPU+總主線”的結構形式，通過在線診斷和模糊智能控制的方式來對整個生產過程進行多通道的管控。除此之外，一些國內外先進企業(yè)構建的無人化生產線和無人工廠也是機電一體化技術和智能制造技術結合應用的典范。在這些生產制造系統(tǒng)中，工業(yè)機器人被大量使用，它們和數(shù)控機床之間可以通過物聯(lián)網來實現(xiàn)互連互通，并通過構建基于人工智能的智能控制系統(tǒng)來對所有制造過程進行控制。

4結束語

總而言之，機電一體化技術作為實現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關鍵技術，將其與智能制造技術進行結合應用具有重要意義，必須引起我們高度的重視。此外，智能制造技術和機電一體化技術的結合還會推動二者各自擁有各大的發(fā)展空間，這對機械行業(yè)的未來發(fā)展也將產生巨大的積極作用。

參考文獻

[1]冉勝國.機電一體化技術在智能制造中的應用[J].商品與質量，2016（20）：68

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

[3]王昌祥.機電一體化技術在智能制造中的應用[J].工業(yè)，2014（8）：56

篇6

進入20世紀80年代以來，制造業(yè)逐漸從傳統(tǒng)的生產要素捆綁中解放出來，知識經濟改變了傳統(tǒng)的物質生產向智能技術研發(fā)重心轉變。全球經濟競爭發(fā)展為高端智能產業(yè)的主力軍比拼，起步較早的發(fā)達國家，憑借著雄厚的資金技術首先進入智能產業(yè)時代，促使更多的發(fā)展中國家加入發(fā)展智能產業(yè)隊伍。智能制造業(yè)高收益顯著高于低端加工生產制造。如今發(fā)達國家智能產業(yè)的發(fā)展高度已不再是單一憑借技術優(yōu)勢，而是技術、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)達國家附屬的“造物車間”，降低了發(fā)展國家制造業(yè)產業(yè)的自身抗風險能力，極易被國際貿易環(huán)境改變所波及，更難以保證經濟可持續(xù)性增長。當前的智能制造業(yè)也屬于新興產業(yè)范疇，代表性特點是規(guī)模較小與尚未完善成熟的產品和市場，其產業(yè)鏈是由產品研發(fā)，生產和管理等多環(huán)節(jié)緊扣的連續(xù)性過程，代表性的產學研集于一身的管理模式，而智能制造的產品種類包括實體、軟件系統(tǒng)和智能管理服務平臺?？傮w智能制造的具有擴張性的發(fā)展趨勢，存在更多的發(fā)展空間容納新興產業(yè)的擴充。具體而言，初具規(guī)模的智能產業(yè)的生產覆蓋面應包括產品、生產系統(tǒng)和企業(yè)整體的智能化為特征。產品的智能化體現(xiàn)為將數(shù)據(jù)控技術與信息化處理技術注入產品中，產品市場價值則由其智能技術水平高低所決定。目前智能化在產業(yè)生產中的運用基本以生產線系統(tǒng)的IT控制、生產程序人工預設系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集和實時生產監(jiān)控可達到高效的定制生產功能。適用于客戶需求為導向的個性化產品需求的快速批量生產?！盎ヂ?lián)+”產業(yè)模式也讓制造商原有生產模式從B2C向C2B轉變；讓企業(yè)高層統(tǒng)籌者將管理目標設定在協(xié)調內部部門間的控制、管理、生產環(huán)節(jié)高效交接同時，更加注重延伸產業(yè)鏈、設計滿足客戶個性化需求產品、流通銷售環(huán)節(jié)與工業(yè)物聯(lián)網相對接。從強調對生產資料與生產要素主動控制權向資源動態(tài)需求變動生產理念轉換，進而促進了產業(yè)間資源的最優(yōu)化配置。

二、加快我國產業(yè)“智能化”轉變的重要性

如何維護中國制造在國際市場中的地位，是攸關我國傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)生存的課題。20世紀70年代以來，農業(yè)是我國重要的經濟基礎，為工業(yè)的起步貢獻了必要的資本積累，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外包項目，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而迅速占領了國際市場份額。顯然，產量與價格優(yōu)勢并不能為中國制造立足全球市場長久之策，缺乏自主知識產權技術和品牌的雙引擎就不具備在國際市場上單打獨斗實力。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)生產力空前上升，但工業(yè)化所造成環(huán)境污染的問題又擺在了經濟發(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，唯有將產業(yè)發(fā)展重心轉向發(fā)展智能產業(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業(yè)比拼較量。20世紀90年代以來，低端加工制造的產業(yè)主體格局有所改變，許多跨國公司把其研究機構設立在我國，如運輸設備、信息技術、生物制藥等產業(yè)為主要領域，但核心技術、知識產權并非掌控在我國制造產中，需逐步提高科學技術進步對經濟增長貢獻率作用。

我們必須清醒地認識到中國傳統(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，務必審慎防范知識經濟控制權下的產業(yè)轉移陷阱。產業(yè)轉移從表面上看，似乎是發(fā)達國家為了降低機會成本而交換發(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)展中國家成為產業(yè)轉移的最大收益者，但這實際上是發(fā)達國家進行產業(yè)戰(zhàn)略布局調整的策略。隨著時間推移，機會成本日益加大，演變成發(fā)展中國家過渡依賴西方自主知識技術，自主創(chuàng)新能力被抑制，且自主知識研發(fā)基礎薄弱，甚至付出環(huán)境資源破壞和財富流失的慘痛代價，安全風險存在易使我國制造業(yè)陷于外國知識產權控制。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齊的短板，追趕與發(fā)達國家之間在軟實力上的差別。

三、美國、日本、德國智能產業(yè)發(fā)展概況對比分析

我國智能產業(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)用品生產國，但相對比之下，生產規(guī)模較小不及美國與日本的四分之一；工業(yè)增加值率低，其中產品的加工生產的附加值占比低，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)大國擁有機械設備精細制造能力，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的發(fā)展中國家；技術密集型的智能制造卻占據(jù)分工金字塔結構的頂端，并具備長期性和高附加值的特征。上個世紀70年起進入美、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)和生產為主線，加大對進出口的政策扶持，符合產業(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，大力提升國內生產能力，意在增加出口貿易激發(fā)本國制造業(yè)生產潛能；德國則依托于產業(yè)集群效應，構建產業(yè)間共生互補的良性循環(huán)模式，供應更多具有多樣性高科技產品。當制造業(yè)發(fā)展后半期時，美國、日本和德國大量向外轉移低端生產加工線，國內呈現(xiàn)制造業(yè)“空殼化”現(xiàn)象，國內主營資本操控的虛擬經濟。然而金融危機后虛擬經濟泡沫破裂，使高失業(yè)率，低迷貿易額量等經濟衰退征兆頻出，要求發(fā)達國家回歸實體經濟重振計劃提上議程，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業(yè)的獨特地位，美國一直是智能制造技術的全球領導者，熟悉的人工智能、控制論、物聯(lián)網等都起源于太平洋東岸。美國頒布許多促進先進制造業(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”進程推動對外貿易，拉動就業(yè)率增加。日本智能產品擁有高精準、人性化特點，如機器人技術就領先于全球。但國內經濟在金融危機受肆虐受挫后一蹶不振，在調整產業(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)、技術研發(fā)等進行了政策扶持。特別是應對去“產業(yè)空心化”時，則凸顯以智能制造業(yè)為主調方向，試圖以贏取知識經濟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危機余波影響和適應國家政權的頻繁更替的不利環(huán)境，經濟依然保持高增長態(tài)勢原因在于，制造業(yè)被奉為德國經濟的增長源，只有科學技術在產業(yè)轉型進一步得到釋放，才可保證制造業(yè)在國民經濟中的支柱作用。美、日、德在傳統(tǒng)制造業(yè)向智能產業(yè)轉換上成功經驗，為我國成功實現(xiàn)智能制造產業(yè)道路點亮了引航燈。

四、經驗啟示

篇7

關鍵詞：智能設計技術；農業(yè)機械研發(fā)；應用探討

1智能設計技術概述

智能設計技術是近年來逐漸興起的技術類型，它在傳統(tǒng)研發(fā)設計的基礎上，融入了大數(shù)據(jù)、智能制造、虛擬現(xiàn)實、智能建模、知識工程等技術形態(tài)，并根據(jù)行業(yè)設計研發(fā)的需求，形成適配于行業(yè)產品研發(fā)生產的一種全新技術形態(tài)[1]。換句話說，智能設計技術雖然基于智能制造、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等技術范疇，但在不同行業(yè)的應用中卻體現(xiàn)出了差異性。本文主要探討農業(yè)機械研發(fā)制造中智能設計技術的應用，結合農業(yè)機械研發(fā)制造行業(yè)的具體情況，重點探討了CAD智能建模技術、知識工程智能技術和虛擬現(xiàn)實智能驗證技術三種智能設計技術的應用。

2農業(yè)機械研發(fā)制造中智能設計技術的應用

2.1CAD智能建模技術及應用

傳統(tǒng)的CAD設計技術已被廣泛應用在農業(yè)機械制造領域，能夠輔助農機產品的設計、研發(fā)和三維仿真等設計工作，但在產品設計知識的高效利用領域體現(xiàn)了諸多問題，例如：傳統(tǒng)CAD技術能夠解決農業(yè)機械產品研發(fā)的結構性問題，但在建模設計知識與建模生成的融合上，存在靈活性、適應性和移植性不強的弊端?；谥R的CAD智能建模技術能夠較好地攻克這一難題，該技術以智能化設計為基礎，涵蓋CAD建模標準規(guī)范、材料特性、裝配語義、建模融合等新的技術形態(tài)，在農業(yè)機械研發(fā)制造中的應用體現(xiàn)出了新的價值。國內山東農業(yè)大學最新研發(fā)了一種基于CAD智能建模技術的農機產品制造模型特征提取方法，該方法將三維小波變換和CAD智能建模技術融合在一起，構建了農機產品設計ESB通用智能模型庫，技術人員在設計農業(yè)機械產品時，可以從智能模型庫中直接調取通用的設備模型，并運用三維小波變換進行智能分析，得到匹配性能最佳的產品模型，大大提升了大型復雜農業(yè)機械產品研發(fā)制造的效率和建模仿真的準確性[2]。

2.2知識工程智能技術及應用

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

2.3虛擬現(xiàn)實智能驗證技術及應用

虛擬現(xiàn)實技術能夠對結構復雜且設計困難的大型農業(yè)機械產品研發(fā)起到很好的輔助作用，研發(fā)人員運用虛擬現(xiàn)實技術能夠實現(xiàn)對農機產品結構、外觀和進行的仿真建模，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中構建真實感很強的運作場景，完成對研發(fā)農機產品的仿真運行。近年來，在傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術的基礎上，一種新的虛擬現(xiàn)實智能驗證技術被逐漸應用在農業(yè)機械研發(fā)制造中，該技術不僅能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術的所有功能，還能夠對仿真的效果進行智能驗證，驗證的效果與產品開發(fā)出的實際使用效果無限接近。例如：中國農業(yè)機械化科學研究院采用虛擬現(xiàn)實智能驗證技術，開發(fā)了基于視景仿真的聯(lián)合收獲機虛擬研發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在虛擬現(xiàn)實情境下建立聯(lián)合收獲機輪胎模型，并對聯(lián)合收獲機作業(yè)過程進行虛擬受力分析，進一步通過對收獲機運行時周邊環(huán)境如農田、樹木、草地等地表環(huán)境的虛擬建模和仿真，在VegaPrime中設計運動路徑，實現(xiàn)了聯(lián)合收獲機作業(yè)的3D視景仿真和作業(yè)效果測定，結果表明：虛擬環(huán)境下的仿真測定結果與后期開發(fā)的聯(lián)合收獲機運行效果誤差率小于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)網產業(yè)示范基地建設”等工作，為智能制造產業(yè)發(fā)展奠定了良好的基礎。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，用5 年時間持續(xù)支持機器人等高端智能裝備在電子、汽車和裝備等“6+1”支柱產業(yè)中的廣泛應用，鼓勵企業(yè)建設數(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，重慶市機器人及智能裝備產業(yè)實現(xiàn)產值近100 億元，全市機器人企業(yè)已達60 多家，初步形成了集研發(fā)、整機制造、系統(tǒng)集成、零部件配套和應用服務于一體的機器人及智能裝備產業(yè)鏈雛形。近日，重慶市又出臺了《重慶市機器人及高端智能裝備產業(yè)集群發(fā)展規(guī)劃（2015 ～ 2020）》，明確提出，到2020 年，重慶機器人及高端智能裝備產業(yè)要實現(xiàn)銷售收入1,000 億元以上，形成“研發(fā)+ 測試+ 制造+ 服務體系”的全產業(yè)鏈產業(yè)集群。這標志著，重慶這座老工業(yè)城市正在向智能制造轉變。

智能制造政策環(huán)境持續(xù)升溫

自國務院正式頒布《中國制造2025》行動規(guī)劃后，各工業(yè)強省和直轄市，立足本地區(qū)產業(yè)結構特點和階段性發(fā)展規(guī)劃，各顯高招，紛紛出臺有關制造2025、“智能制造”的規(guī)劃。

篇9

關鍵詞：數(shù)控智能；機械制造；領域；應用；研究

1.數(shù)控智能在機械制造領域中的應用

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

1.1 機械設計

機械設計在現(xiàn)實生產中是指技術人員對想要設計物體的一個模型進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，同時還需要結合多方面的知識，在通過設計人員自身豐富的實踐經驗，進行多元綜合，最終做出最佳的設計。但是在實際的設計中，很難用精確數(shù)值計算的方法來建立準確數(shù)據(jù)模型，而現(xiàn)在流行的CAD制圖技術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，利用計算機系統(tǒng)把一些數(shù)值數(shù)據(jù)處理擴展到非數(shù)值數(shù)據(jù)處理，包括把數(shù)據(jù)數(shù)值知識與實際操作中的經驗進行集成、推理和決策，使機械設計過程自動化智能化，彌補設計專家在現(xiàn)實中對機械設計過程中由于人為因素造成的不足。

1.2 機械制造

在機械生產制造中，人們首先要做的是確定機械生產計劃，制定機械生產計劃就是指從多種因素（設計、制造、生產等）的組合中選出最能滿足所有約束條件（生產成本、設計圖形、生產工序等）的最佳方案。這些過程是很難用數(shù)學模型來準確地表示出來的。數(shù)字化智能化技術一方面使數(shù)字化制造裝備等得到快速發(fā)展，大幅度提升生產系統(tǒng)的功能、性能和自動化程度。另一方面這些技術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。目前以智能機器人為典型代表的智能制造裝備已經開始在某些領域得到應用。

1.3 機械電子

機械電子系統(tǒng)結構比較簡單，元件和運動部件較少，高性能，但是其系統(tǒng)的內部結構非常復雜。傳統(tǒng)的數(shù)學解析的方法固然嚴密、精確，但是只能適用于相對比較簡單的電子系統(tǒng)，對于那些比較復雜的系統(tǒng)是不能給出數(shù)學解析式的，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進行的推理和計算，這種推理具有復雜性、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)學公式化的方法），所以，對不能用傳統(tǒng)的數(shù)學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：神經網絡系統(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雜的電子系統(tǒng)。

1.4 機械系統(tǒng)故障診斷

所謂的機械系統(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，推論出產生問題的原因，找出設備出現(xiàn)故障的所在的部位。故障診斷包括三個方面的內容：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雜的推理過程，需要根據(jù)維護保修人員多年積累的實際經驗，才能得出正確的結論，假如把人工智能的方法應用于機械故障診斷，發(fā)展智能化的機械故障診斷技術，是機械故障診斷的一個新途徑。機械故障中的人工智能診斷方法主要包括專家系統(tǒng)、人工神經網絡，模糊集理論等。

2.數(shù)控智能機械制造領域中的應用方法

2.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是計算機的一種智能程序，這種程序運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，用戶接口和系統(tǒng)輸出。

2.2 人工神經網絡

人工神經網絡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網絡產生輸出。這里的輸出、輸入都是標準化的量，輸出是輸入的非線性函數(shù)，其值可由連接各神經元的權重改變，以獲得期望的輸出值。

2.3 模糊集理論

人在認知世界的時候，出現(xiàn)一些不確定的事物的時候，就會對所獲得的信息進行一定的模糊化處理，以此來減少問題的復雜程度。模糊集理論是指將經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。一般的模糊系統(tǒng)的結構與專家系統(tǒng)的結構比較類似，由模糊知識庫、模糊推理機和人機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)結構的結合體。

3.智能控制在機械制造系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

智能控制的實施主要有四個部分，雖然這四個部分在機械領域都有不同程度的應用，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合到一起應用于機械制造系統(tǒng)的各個領域，因此，從這可以看出數(shù)控智能組合將成為機械制造系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢。

4.結語

綜合起來，數(shù)字化智能化技術可以對產業(yè)的模式進行創(chuàng)新升級。以數(shù)字化技術為基礎，在互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)等技術的強力支持下，制造業(yè)的產業(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。

參考文獻：

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

[2]王曉靜，張晉.物聯(lián)網研究綜述[J].遼寧大學學報：自然科學版，2010，37（1）：37-39.

[3]劉若冰.物聯(lián)網的研究進展與未來展望[J].物聯(lián)網技術，2011（5）：58-62.

篇10

關鍵詞： 制造技術；計算機柔性；敏捷；智能

專家認為，世界上各個國家的經濟競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產的產品的市場占有率上，隨著經濟技術的高速發(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生產制造技術的研究。

1 計算機輔助工藝設計（CAPP）

1.1 CAPP概述

CAPP是將產品零件的設計信息和加工條件輸入計算機，建立工藝數(shù)據(jù)庫，計算機依據(jù)這些些信息自動進行編碼、繪圖、建立工藝文件。CAPP不僅解決了工藝過程設計中的多樣性問題，減少了工藝人員的重復勞動，而且有利于實現(xiàn)標準化和工藝過程的優(yōu)化，保證工藝設計的質量。

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)作為工藝設計的輔助工具，具有將工藝專家的知識和經驗積累起來并加以利用的任務。該系統(tǒng)必將在表達、獲取和處理各種知識的靈活性和有效性上進一步發(fā)展。

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

3）網絡化、集成化：CAPP是CAD與CAM之間的橋梁，是CAQ、PDM及ERP的重要產品信息來源，必須在并行工程思想的指導下實現(xiàn)CAPP與CAD、CAM等系統(tǒng)的全面集成。網絡化是現(xiàn)代系統(tǒng)集成應用的必然要求。

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

2 計算機輔助制造技術（CAM）

2.1 CAM概述

CAM有狹義和廣義的兩個概念。CAM的狹義概念是從產品設計到加工制造之間的一切生產準備活動，包括CAPP、數(shù)控編程、工時定額的計算、生產計劃的制訂、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容，還包括制造活動中與物流有關的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。

CAM的工作步驟：準備被加工零件的幾何模型生成加工軌跡（刀位軌跡）校驗加工軌跡后置處理，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)控機床。

2.3 CAM的關鍵技術

1）數(shù)控編程技術：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)控編程可以保證產品達到很高的加工精度和穩(wěn)定的加工質量。在實現(xiàn)設計加工自動化和縮短產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：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，經后置處理產生數(shù)控加工程序。

3）數(shù)控仿真技術：是利用計算機來模擬實際加工過程，是驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預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)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)，能根據(jù)制造任務或生產環(huán)境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。

FMS工程中的柔性有多種涵義，除了加工柔性外，還包含設備柔性、工藝柔性、產品柔性、流程柔性、批量柔性、擴展柔性和生產柔性。

應用FMS可以獲得明顯的制造優(yōu)勢，F(xiàn)MS是實現(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需要大量的設備投資，F(xiàn)MC可認為是FMS中最小的一種，或可認為是擴大了功能的加工中心或切削中心。它也能提高機床利用率，增大生產柔性，提高產品質量及生產率。

2）開發(fā)經濟型FMS：由于FMS需要先進的技術、投資大，影響了它的推廣。開發(fā)經濟型FMS，其規(guī)模為2-7臺加工中心，或以NC機床等通用機床為基礎構成。組成的單機可作FMC使用，系統(tǒng)建立可分步擴展。

3）向模塊化和標準化發(fā)展：模塊化已成為當前FMS設計、制造和系統(tǒng)擴展的一個主要原則，即FMS的各系統(tǒng)（機床、運貯系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及軟件）均采用模塊化和標準化。

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

5）采用模擬仿真技術：采用計算機仿真技術建立FMS系統(tǒng)的模型，可預先了解系統(tǒng)的運行情況，對系統(tǒng)的相關參數(shù)進行評估。目前，F(xiàn)MS系統(tǒng)的建模與仿真技術已經成為國內外的研究熱點。

4 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

4.1 CIMS概述

計算機集成制造（CIM）：是企業(yè)生產從市場分析、產品設計、加工制造、經營管理到售后服務的全部生產活動，是一個不可分割的整體。整個生產過程實質上是一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過程。最終形成的產品，可以看作數(shù)據(jù)的物質表現(xiàn)。實際上就是強調整體觀點（即系統(tǒng)觀點）和信息觀點。其實質內容是信息（數(shù)據(jù)）的集成。

CIM技術是實現(xiàn)CIM理念的各種技術的總稱，而CIMS則是以CIM為理念的一種新型生產系統(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品開發(fā)的質量；縮短了新產品上市的周期；降低了產品的成本。

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

4.2 CIMS的發(fā)展趨勢

1）集成化：從當前企業(yè)內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：從產品的數(shù)字化設計開始發(fā)展到產品全生命周期中各類活動、設備及實體的數(shù)字化。在數(shù)字化基礎上，虛擬化技術正在迅速發(fā)展，包括虛擬產品開發(fā)、虛擬現(xiàn)實應用和虛擬制造。

3）網絡化：從基于局域網發(fā)展到基于Intranet/Internet/

Extranet的分布網絡制造，以支持全球制造策略的實現(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、敏捷設計生產技術、柔性可重組機器技術等，以實現(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上進一步延伸與發(fā)展，引入智能控制技術和人工智能，實現(xiàn)具有智能、自律、敏捷、仿生、分布、分形等特點的新一代制造系統(tǒng)。

6）綠色化：包括綠色制造、生態(tài)工廠、清潔化生產、環(huán)境意識的設計與制造等。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

5.1 AM技術概述

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、管理和人），以有效和協(xié)調的方式響應用戶需求，實現(xiàn)制造的敏捷性，提高企業(yè)在不斷變化、不可預測的經營環(huán)境中快速應變的能力。

AM的實質是在先進的柔性制造技術的基礎上，通過企業(yè)內部和外部多功能項目組，組建虛擬公司，它是一種多變的動態(tài)組織結構，可把全球范圍內的各種資源（包括人的資源）集成在一起，實現(xiàn)技術、管理和人的集成，從而在整個產品生命周期內最大限度的滿足用戶需求，提高企業(yè)的競爭能力。目的是快速響應市場的變化，在盡可能短的時間內向市場提供適銷對路的環(huán)保型產品。

5.2 AM的關鍵技術

1）并行工程技術：強調工作流程的并行進行，即產品的設計過程、生產準備過程甚至加工過程可以同步進行，可及早發(fā)現(xiàn)并修改設計方案存在的問題，還可縮短新產品的開發(fā)周期，降低成本，提高產品質量。

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

3）計算機網絡技術：由于敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟是跨結構、跨地區(qū)的全球企業(yè)組織方式，計算機網絡通信技術成為其最基本的技術基礎。

4）系統(tǒng)集成技術：開放式體系結構、信息及交換的標準化是實現(xiàn)系統(tǒng)整體集成的關鍵。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)集成運行的條件下，保證系統(tǒng)各部分功能的獨立性。

5）動態(tài)聯(lián)盟技術：動態(tài)聯(lián)盟是由多個本質上獨立的企業(yè)，為了完成一個共同的目標而結成的暫時性同盟。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絡。各合作伙伴成員充分發(fā)揮各自的特長和優(yōu)勢，聯(lián)合完成產品的開發(fā)、設計、制造和銷售全過程。

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

5.3 AM的發(fā)展趨勢

1）面向知識和信息網絡，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)人機交互信息處理與應用理論及方法，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行多模態(tài)人機協(xié)同的敏捷制造，盡快響應市場需求。

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

3）利用多模態(tài)人機交互技術改變企業(yè)以試制、試驗和改進為主的傳統(tǒng)制造開發(fā)過程，使之轉變?yōu)槭袌鲂枨笙乱苑治?、設計和評估為主，并基于知識和信息網絡迅速組成動態(tài)聯(lián)盟的可視化敏捷制造，從而縮短產品開發(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是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(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，借助計算機模擬人類專家的智能活動，進行構思、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，并進行判斷、分析和規(guī)劃自身行為的能力。

2）人機一體化：IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能。人機一體化突出了人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器的配合下，更好地發(fā)揮人的潛能，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事，相互協(xié)作、相互“理解”的關系。

3）虛擬現(xiàn)實技術：是實現(xiàn)虛擬制造的支持技術，也是實現(xiàn)高水平人機一體化的關鍵技術。其特點是要按照人們的意愿任意變化，這種人機結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)工作任務的需要，自行組成一種最佳結構，其柔性不僅表現(xiàn)在結構形式上，而且表現(xiàn)在運行方式上，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）學習能力與自我維護能力：IMS能夠在實踐中不斷充實知識庫，具有自學習功能。同時，在運行過程中自行進行故障診斷、并具有自行維護、自行排除故障的能力。使智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應各種復雜的環(huán)境。

6.3 IMS的關鍵技術

1）智能設計：把專家系統(tǒng)引入設計領域，將人們從繁重的勞動中解脫出來。目前在CAD/CAPP/CAM領域中應用專家系統(tǒng)已取得了一定的進展。

2）智能機器人：應具有視覺、聽覺、觸覺、語音、分析判斷等功能，與機械手不同。

3）智能診斷：除了計算機的自診斷功能外，還可以進行故障分析、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）自適應功能：目前人們是靠經驗來控制制造系統(tǒng)，加工時不可能達到最佳狀態(tài)，產品質量很難提高。要實現(xiàn)自適應功能，在線的自動檢測和自動調整是關鍵技術。

5）智能管理系統(tǒng)：應具備對生產過程的自動調度，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 結束語

隨著市場需求個性化與多樣化，未來先進生產制造技術的發(fā)展的總趨勢是向柔性化、虛擬化、網絡化、集成化、智能化、清潔化、全球化的方向發(fā)展。

參考文獻：

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