智能制造技术总结范文

工业转型升级面临的形式分析

我国工业发展面临着五大形势，具体来说，第一，自主创新能力弱：缺乏核心技术和自主品牌，产品附加值低、竞争力不强。第二，产业结构不合理：恶性同质化竞争严重，市场对外依存度高，产业集中度低，大量企业处于价值链低端。第三，资源环境压力大：资源不足，对外依赖大；能源消耗大，利用率低；资源结构不合理，环境保护压力大。第四，中小企业发展形势严峻：产品研发创新能力不强；管理水平落后；产业链、集群协作能力低；市场开拓能力差。第五，物流社会化、专业化程度较低：物流业社会化、专业化、集成化、协同化、标准化水平低，物流技术基础差，服务能力弱，制约制造业发展。

我国工业发展过程中仍然面临着自主创新能力弱、产业结构不合理、资源环境压力大、生产物流成本高。中小企业发展形势严峻等诸多挑战，总体上仍处于世界产业价值链的中低端。在相对较长的时期内，“转型升级”仍将是我国工业发展的主旋律。

随着全球经济一体化和信息技术的飞速发展，全球制造业正在迈向依靠科技进步、高技术与制造业的融合、资源消耗少环境污染小及产品附加值高的高端制造形态发展。结合世界制造业的发展趋势，智能制造，绿色制造和服务型制造等高端制造是我国制造业转型升级的重点方向。

智能制造：嵌入式，网络技术、传感技术等与工业产品的融合，使得产品、装备向数字化、网络化和智能化方向发展，极大提高了产品的附加值。例如，汽车电子：围绕嵌入式的改造是未来汽车电子发展的趋势，占整车价值的30-40％；高端汽车中，汽车电子的收益率可达70％。

绿色制造世界各国制造企业积极应用绿色材料、绿色能源，研发绿色产品，加强能源调度和控制，强调可持续发展，注重节能环保，节能减排。例如，三菱电机整合了三菱“可视化”技术，从掌握能耗的现状入手，结合设备改善和管理改善，不断的核查节能效果，从而达到可持续的节能。

服务型制造制造业正加快从生产型制造向服务型制造转型；同时将非核心业务专业化外包，实现成本的最小化，制造服务化已成为制造企业走向价值链高端的重要途径。例如，通用电气传统制造仅占其产值总量的30％左右，70％的业务是由与其主业密切关联的“技术+管理+服务”构成；陕鼓从单一产品向产品系统、整体解决方案、运行维护转型。2007年，陕鼓自制加工完成的产值仅占32％，其余68％来自服务。

工业转型升级的主要途径

我国工业要实现从技术含量低、创新不足、资源环境压力大的产业价值链低端迈向依靠科技进步、自主创新能力强、资源消耗少和环境友好的产业价值链高端。需要综合应用集成协同技术、制造服务技术、工业物联技术于产品设计，生产、管理以及全生命周期，形成工业转型升级的新技术，新途径和新模式，具体包括：产品高端化。研发设计知识化，生产制造智能化、全生命周期绿色化、制造服务化、企业数字化等途径。

途径1：信息技术融入加速推动产品高端化

应用嵌入式系统、传感器、RFID、移动互联网、多媒体等技术到产品（装备）中，提高产品的数字化、智能化、网络化程度，增强产品加工制造、物流运输、运行维护等过程中的信息动态感知、智能处理与优化控制能力，促进产品和品牌创新，增加产品附加值。

例如，徐工集团利用嵌入式系统、RFTD、移动互联网、实时监控和远程故障诊断等M2M技术，实现工程机械群自动组网、信息采集、协同作业以及远程故障诊断与预测。

途径2：知识研发创新促进企业从跟踪仿制向正向创新设计转变

在CAD、CAE、PDM等工业软件基础上，融合产品专业知识、业务流程、标准规范，专业软构件，建立产品正向创新设计的集成平台，支持分布式协同设计、多学科仿真优化、虚拟仿真与物理验证，提高产品自主创新能力。

例如，我国新一代运载火箭CZ-5，通过建立集成化研发平台：完成了全箭各系统模装协调、确定了总体布局方案；完成了静态与动态干涉检查、动静态间距检查、维修性检查和人机工程检查，提前暴露并消除了十多处总体布局不协调问题；基本替代了实物模装，使模装周期由2年缩短到2个月，节省成本数千万元。

途径3：生产过程智能化促进从粗放型生产向精益生产转变

生产制造智能化通过提高生产设备的数字化、智能化和网络化程度以及生产过程的自动化、柔性化和集成化水平，实现生产制造涉及的人员、物料、设备的优化配置和集成化管控。促进生产效率的显著提高。

例如，丰田汽车实现基于RFID的供应链上汽车零部件的跟踪，及时准确地获取关键零部件的详细信息。

途径4：全生命周期绿色制造促进节能环保转变

采用全生命周期评价、制造执行系统、物联网等新型信息技术，强化研发设计、生产制造、销售、供应、运行，报废回收等产品全生命周期的环境影响评价与优化，提高资源利用率，减少能源消耗和环境污染，实现经济效益和社会效益协调优化。

例如，日立公司利用GuideforAssessingDesignforEnvironment软件，分析电视机制造、使用等全生命周期中的能耗和材料使用等数据，改进W42系列等离子电视机型，提高产品在全生命周期中的节能环保特性。

途径5：信息化与制造业融合促进从生产型制造向服务型制造转变

以云计算、数据融合处理与分析、远程监控与诊断等技术为支撑，拓展产品研发设计、工程总包、大修维修MRO、系统集成、物流、电子商务、租赁等服务，促进企业从产品生产销售向专业服务商、总包商、系统集成服务商，专业化公共服务商转型。

例如，罗一罗公司采用数据采集与融合分析，远程监测与控制等技术，建立网络远程状态监控和诊断系统和后勤保障系统。支撑运营模式变革，扩展发动机维护、租赁和数据分析管理等服务，拓展了新业务，增加了服务型收入。2007年服务收入达到公司总收入的53.7％。

途径6：综合集成促进传统企业向数字企业转变

应用新一代集成协同技术，实现全业务过程数字化综合集成，拓展和优化企业价值链，形成应对动态不确定的市场竞争的企业战略选择执行能力和资源优化配置能力。

例如，波音公司利用集成与协同技术。构建了支持合作伙伴、供应商、客户之间协同研制、供应和服务的集成平台，对波音787飞机实现全球化协同研制起到了关键作用。

工业软件在转型升级中的作用

首先，工业软件是工业转型升级的“转换器”

我国工业需要通过新型工业化道路，实现从价值链低端迈向价值链高端，实现工业转型升级。总理说过，软件“在制造业当中，起到的作用很大”，“由制造到创造，软件是个桥梁”。工业软件是信息化与工业化的融合剂，没有工业软件，工业化就只能停留在机械化，电气化、自动化的水平。大力发展工业软件，是两化融合向纵深和高水平发展，向核心领域前进的重要举措。通过工业软件的发展，促进新型工业技术的研究，构建新型工业装备，打造新型工业产品，从而形成工业软能力。

第二，工业软件是提升工业能力的“倍增器”

工业软件支撑信息技术与研发设计的深度融合，使产品设计呈现网络化、协同化、虚拟化、个性化等特点，极大提高了产品设计创新能力。工业软件支撑信息技术与生产制造的深度融合，使生产制造呈现敏捷化，柔性化、绿色化、智能化，加强了企业信息化的集成度，提高了产品质量和生产制造的快速响应能力。工业软件支撑信息技术与企业经营管理的深度融合，使管理业务的精细化、组织结构的扁平化、决策科学化，提高了企业经营管理能力。

第三，工业软件是打造新型工业装备的助推器

工业软件嵌入到传统意义的工业装备中，使得机械化、电气化、自动化的工业装备具备了数字化、网络化，智能化特征，形成了新型工业硬装备。工业软件通过与业务流程、知识、经验、标准以及规范的集成，形成了工业软装备。

第四，嵌入式技术支撑产品智能化

研发基于底层嵌入式架构的高可靠实时控制、远程监测、智能诊断技术和系统，开展面向产品创新的嵌入式技术集成应用，形成智能化产品，提升产品核心技术水平和附加值。通过嵌入式技术与制造业产品、装备和生产过程的融合，提高产品核心技术水平和附加值，提升装备运行指标，促进节能减排。嵌入式技术与工业产品技术相融合，促进产品、装备向智能化方向发展。

第五，专业化构件支撑产品研发知识化

将知识与软件工具集成形成专业化构件，如将设计知识（经验）与仿真软件集成形成专业化仿真构件。知识含量高的专业性集成构件的开发是深度集成和智能协同的基础，专业化构件将提高分布式自主、智能协同能力。

第六，行业解决方案支撑企业综合集成

全生命周期管理支撑产品协同研制：产品全生命周期管理软件（PLM）作为两化深度融合的集成框架平台，在企业内综合集成阶段，实现面向产品的综合集成，对企业内部资源和流程共享、重组和优化；在企业间综合集成阶段，实现企业间协同研制以及资源共享。

企业综合管控支撑过程综合集成：企业综合管控软件（ERP、PM、BI）作为两化深度融合的集成框架平台，在企业内综合集成阶段，实现面向过程的综合集成，对企业内部资源和流程共享、重组和优化在企业间综合集成阶段，面向产业链，实现多企业协同供应链综合集成。

数字化能力平台支撑全球业务协作面向全球化业务分工与协作需求，以企业数字化平台为基础，建立面向产业链的业务协同与资源配置集成服务平台，开展集团企业协同研制、协同供应和协同服务的应用示范。

第七，业务服务平台支撑新产业形态

装备制造企业工程成套服务平台：结合装备制造企业从单一产品提供商向整体方案解决商和系统集成商转变的趋势，研发工程整体方案快速设计、快速报价，分包商协同等服务业务支持平台，开展示范应用，提高企业工程总包服务能力。

产业链协同服务平台：围绕汽车、摩托车、家电等产业链协作特征明显的重点产业，研发支持供应链、营销链、服务链和物流链等产业价值链业务协同与优化的服务平台，服务于中小企业，提升产业链的整体竞争能力。

智能制造技术总结范文

智能制造被称为新世纪的制造技术，之所以经历了近三十年的发展仍未变成现实，不单因为诸多科学技术的瓶颈没有突破，更重要的是，人类对智能现象的本质认识还不深刻，对一个理想的智能实体或智能制造系统如何构建、运行与优化还缺少“统一视图”。一个最窘迫的事实是，工业界、IT界甚至还没有就基本智能理论达成共识。

《三体智能革命》

推荐指数：

作者：胡虎、赵敏、宁振波等

出版社：机械工业出版社

作者简介：

胡虎

工业4.0北京研究会秘书长，工信、智能化I域产业和政策专家。

赵敏

中国发明协会发明方法研究分会会长，两化融合、智能制造与创新方法论专家。

宁振波

中航工业集团信息技术中心首席顾问，航空与国防领域信息化、智能制造专家。

早期AI理论催生智能制造系统

智能制造的概念起源于上世纪80年代。日本在1989年提出一种人与计算机相结合的“智能制造系统（IMS）”，并且于1994年启动了IMS国际合作研究项目，率先拉开了智能制造的序幕。

早期的“智能制造系统”将人工智能（AI）视为核心技术，以“智能体（Agent）”为智能载体，其目的是试图用技术系统突破人的自然智力的局限，达到对人脑智力的部分代替、延伸和加强。

人工智能历史上有三个学派：符号主义、联结主义与行为主义。这三派智能理论中，符号主义关注人脑的抽象思维的特性；联结主义只模仿人的形象思维；行为主义则着眼于人类或人造系统智能行为特性及进化过程，它们都从不同的角度致力于推动机器智能接近人的智能水平。行为主义在工业界的影响是更大的。

由于人的智能是多功能、多层次、多侧面、全方位的，而三派AI的模型原理本身存在门户之别，并未走向统一和融合。此外AI在学习算法、稳定性分析、商业化应用等方面屡屡遭遇技术的“瓶颈”，始终制约着系统“智能化”水平与智能制造技术的提升，也导致一度兴旺的IMS在其发源国日本被政府和工业界放弃。

近年来，随着机器学习尤其是深度学习技术的突破，AI热潮再度兴起。最为经典的案例是谷歌公司的“阿尔法狗”，仅仅通过一年多的学习进化，就在最复杂的博弈游戏――围棋中迅速战胜了中日韩顶尖高手。AI的最新进展再度让智能制造燃起新的希望。

CPS等理论助力智能制造新发展

AI视角下的智能制造系统，主流设计思想是分布式多自主体智能系统。异构Agent间的相互合作以及全局协调机制问题在知识不完备、信息不同步等条件下几乎没有突破的可能。在AI应用技术方面，近一段时间，人机交互等专用AI有了快速进展，但通用AI的研发仍只是梦想，特别是工业领域，通用AI更是无法完成的使命，联网的人工智能完全无法和本地的工业软件PK。

时至今日，AI虽然还是制造智能的一个重要来源，但智能制造创新发展的主战场已经发生迁移。无论是美国的AMP或工业互联网，还是德国的工业4.0，指导其工业企业、信息通信企业实施协同创新的核心理念均来自CPS（赛博物理系统），建立一个与物理实体、制造流程、工业环境精确映射并可以实施精准控制的虚拟制造环境，成为最重要的技术突破点，AI及其应用退居次要地位。因此，重要的事情说三遍：今天的智能制造，核心理论不是AI，不是AI，不是AI。

我们注意到，在漫长的工业实践中，有三类重要的智能现象：人脑所积淀的知识与经验、机器实体所固化的知识与技能，以及虚拟的数字世界所拓展的新的知识与能力，实质上支撑了智能制造的实现。

其一，人类通过观察和总结自然规律，获得知识和经验，进而运用知识改造自然。人的智能是制造智能的重要知识源头，在制造业走向智能化过程中起着决定性作用。目前在整体智能水平上，人的智力是遥遥领先于人造系统的。人与机器协同运行可以在整体上获得较高的系统智能。

其二，依靠产品/设备、工艺、流程来承载和固化人类的科学知识与经验，将人的隐性知识显性化、模型化的工业技术与系统是制造智能的重要来源。材料、机器等实体系统皆载有知识，负有智能，知识在工业系统中得以运用和流动，工业自动化程度越高，这种制造智能的应用规模就越大、深度就越甚。与之相对，在农业时代，手艺则主要依靠师傅和徒弟心口相传，没有规范、标准的实物载体。

其三，基于软件的工业数字模型、基于网络的工业大数据与基于算法与数据的人工智能成为制造智能的集大成者。产品数字化、技术软件化、知识网络化程度越高，制造智能的响应越快、越灵活、越有柔性。特别是有了网络以后，制造智能的部署就不仅依靠本地机器内嵌的知识系统来操纵，还可以广泛调用广域的分布式智能来交互协同，这使得单个制造单元的智能水平远远超过历史上所有的机器。

随着科技的进步，这三类智能现象呈现出相互交融、协作创新的局面，那么它们之间到底有什么内在联系？在一个更大的智能制造体系内，这些源于不同的学科与行业，截然不同的知识和技术体系，如何才能做到技术衔接、数据流动以及知识重用？

中国人创立的三体智能理论

《三体智能革命》（下称“《三》书”）中提出的三体智能理论，对前述问题作了系统回答。该理论可以简洁表述为一个包容多种智能技术的模型，在学术上提出了原创的理论。

最简洁的模型：三体世界、三类智能

在《三》书中，按照出现的时间顺序，作者把世界分为三类“体”：物理实体、意识人体和数字虚体。其中前“两体”都很好理解，第三体数字虚体，是指存在于电脑和网络设备之中的一种用来驱动软硬件设备的高级数理逻辑系统，源于电脑而实现，基于软件而发展，载于网络而增强，由于知识而智能。

三体之间的相互作用关系，可以用“三体化一智能模型”来表示。

300万年前，人类祖先智人开始了认识自然、学习自然、了解并掌握改造自然的规律的伟大历史进程。人类在创造劳动工具（人造系y）的同时，也创造积累各种知识，并用这些知识来指导自己更好地创新和优化各种人造系统。这是一种两体作用的、古老的知识发生学。

当第三体（数字虚体）诞生之后，事物开始了本质的变化：原来的两体作用开始向三体作用转变；三体彼此相互作用产生了三个相互作用界面，而过去只有一个界面；在第三体的诱发与促进下，CPS开始在智能制造领域发挥重要作用。三体彼此交汇，并且趋势是各自的边界越来越模糊。

最新鲜的见解：物理、生理与数字三类系统均发展出特有的智能技术

《三》书给出了全新的智能定义：智能本质是一切系统对自然规律的感应、认知与运用。

该书作者提出的系统，包括了三体世界，即自然界和生产中的一切物理实体、生物界有着充分自由意识的人体、由人基于硬件/软件/网络技术所创建的数字虚体。这是一个定位层次较高、具有一定的哲学意味并且具有最大包容度的智能定义，不仅涵括了现有的多种形式的智能内涵，而且可以把物理实体所具有的智能表达出来，这是非常重要的学术拓展。目前尚未见其他人和其他文献资料给出类似的定义。

三体模型也较好地解释了上一节提到的三种智能现象，即科学效应是物理实体对自然规律的承载与感应，人类知识与经验是意识人体对自然规律的认知、归纳与抽象，数据分析是对人造系统运行结果（大数据）的提炼。

最普适的智能判定标尺：“20字箴言”

在《三》书中，作者给出了判断智能系统特征的“20字箴言”：状态感知、实时分析、自主决策、精准执行、学习提升。

智能制造技术总结范文篇3

【关键词】机械制造；数控技术；发展对策

21世纪机械制造全球化、市场竞争激烈化是机械制造企业所面临的挑战，而机械制造中广泛应用数控技术则能使企业在竞争中取得佳绩。但我国机械制造中数控技术的研究和发展方面存在较多问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。面对市场的竞争和新技术的挑战，该如何认识机械制造中数控技术，如何看待它的发展趋势，如何采取相应的对策？

下面结合近几年来自己在这方面的研究，谈谈我国机械制造中数控技术的发展及对策。

1.机械制造数控技术发展现状及趋势

机械制造中数控技术是通过计算机控制数字程序来实现一台或多台机械设备动作控制，以达到优质、高效、低耗、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

1.1数控装备与技术的基本概况

近年来，我国相继从德、美、法、日本等国引进先进的数控生产线，使我国制造业得到空前发展，主要应用特点有：刀具材料以超硬刀具材料为主，如陶瓷、超细硬质合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具结构与加工工艺，零件孔加工刀具多采用多刃复合式结构：采用高速专用数控机床加工发动机；传动器关键零件，机床结构没计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导。

然而，我国机械制造业还属于工艺离散型制造业，虽然已引进加工中心、数控镗铣床等，但企业内生产管理局网，网络经营管理系统及生产技艺数据技术的应用仍处于初级阶段。

1.2机械制造中数控技术发展趋势

目前，械制造业以现代高新技术的综合利用为特点，正朝着柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向发展。从目前世界上数控技术及其装备发展来看，机械制造中数控技术发展趋势主要有以下2个方面。

1.2.1数控技术性能发展新趋势

（1）高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取改善机床动态、静态特性等有效措施，数控技术必向高速、高精、高效化方向发展。

（2）多轴化和多系列。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合机械制造，要求其数控技术朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

（3）实时智能化。

随着数控技术领域实时智能控制的研究和应用，机械制造的数控技术必然朝着实时智能化方向发展。

1.2.2数控技术体系结构的发展新趋势

机械制造中数控技术体系结构的发展趋势为：智能化、网络化、集成化，一种机械制造业远程服务系统的结构。

（1）数控装备智能化。

本世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化：还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

（2）信息集成网络化。

数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

（3）数控系统集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路，提高数控系统的集成度和软硬件运行速度；应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体；通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来改进性能，提高系统的可靠性。

2.机械制造中数控技术发展应对策略

先进数控技术是机械制造业快速发展的保证，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。

我国机械制造中数控技术的研究和发展存在较多问题，特别是在技术创新能力方面情况尤为突出。为此，下文从总体应对策略和技术途径探讨机械制造业中数控技术的对策。

2.1数控技术发展总体应对策略

通过对数控技术和机械制造业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，笔者认为以科技创新为先导，以技术支持和服务为后盾将是一种符合我国国情的应对对策。

（1）以科技创新为先导。

我国必须大力加强数控领域的科技创新，逐步建立自己独立的、先进的数控技术体系。在此基础上大力发展符合国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。

（2）大力加强技术支持和服务。

数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务足相当重要的。目前，我们可以利用先进的网络和多媒体技术手段，为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。

2.2技术途径应对数控技术发展

（1）发展新一代PC数控系统。

数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展新型数控系统，将是推动我国数控技术发展的有效途径。这要求在开发新型数控系统时，选用高性能CPU作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件实现数控的所有功能。

（2）推进数控机床功能专业化。

解决数控系统问题后，需要实现数控机床的模块化，解决数控机床功能部件的专业化问题。目前我国机械制造在这方面离实际需求还有相当大的差距，因此必须人力促进数控机床功能专业化。

3.结束语

本文阐述了机械制造中数控技术的发展及对策，并对我国机械制造中数控技术的发展途径进行了探讨。另外，我国正逐步融入全球化机械制造的序列中，随着国外先进制造技术设备大量引进、国家重大科技产业工程项目等重大科技计划，先进的数控技术在国内机械制造业将日趋实用与普及。[科]

【参考文献】