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

在中国自改革开放以来,工业生产已经取得了很大的进步,智能机械制造技术的应用和实施是代表之一。文章围绕智能机械制造技术的现状,以及三个方面讨论了未来的发展趋势和应用,智能机械制造技术的应用和实现进行了讨论。

一、我国机械工程智能化的现状

上个世纪,科技的快速发展对机械工程在现阶段的发展奠定了良好的基础,目前,成熟的机械工程知识。聪明,根据人脑的结构和功能是研究机械工程智能主要目的在于结合人类大脑的特点实现用机器代替手工劳动的一部分。目前,我国有一个明确的机械工程的发展趋势,总的来说,引进国外先进技术水平,并有自己的勘探和开发,和政府的政策支持,机械工程的发展非常有利条件,发展非常迅速。

智能机械工程的发展是非常重要的。目前,我国许多企业已经开始在机械工程开发智能应用程序的可能性,尽管企业经营仍然存在着一些缺陷,但在企业管理模式,生产方面的变化,越来越多的企业越来越重视创新能力的培养。但我国现阶段存在许多困难:机械工程、智能科学技术水平的发展,虽然有了长足的进步,但与世界顶尖水平有差距。智能虽然有一定效果,但创新能力是不够的,尽管建立信息管理系统,但还有待进一步完善,企业更快的发展,但并不是智能程度更高。然而,这些困难只是暂时的,机械工程,智能化的发展方向是时代的潮流,随着经济等方面的深度,我国科学技术的发展,将为机械工程提供一个更强大的智能支持。

二、机械智能化制造技术的应用

1.现代机械制造技术已不再是一个简单的生产过程,生产和产品设计,但通过商品的概念系统已经逐渐过渡到最终产品生产完成,系统集成生产过程的生产,是现代制造技术的一个函数更系统和生产系统的信息处理机制的完美融合。制造技术、系统工程、自动化技术和智能技术的集成,逐步开发一个全面的新技术产业,即智能制造技术,这是自动化技术在机械制造中的应用,智能水平的表现。最典型的是智能制造系统在机械制造行业,人工智能的应用有机成机械制造系统在每一个操作环节,通过专家智能的模拟活动,而不是最初由专家负责的那部分的活动和扩展专业负责的活动系统使用其功能的智能制造系统运行状态监测,各种各样的错误可以发生在任何时间和分析预测异常运行状态,并在专家系统的基础上写的类似问题的预防措施的实施,与操作参数调整,以适应外部环境的变化和紧急突发事件的处理。

2.机械制造技术,有一种高端的技术称为实时智能技术。只有第一个实时系统根据环境相对简单的定义,它只停留在如何调整任务,如何修改操作,如何使用这些工具,以确保有效的在规定的时间内完成所有任务。人工智能和高科技产品正试图重组人类智能行为的实时计算模型,并实现其功能。现阶段科学技术使实时系统和人工智能相互结合,相互补充,人工智能领域正朝着一个更现实的不断发展,实时系统也向更智能的应用领域迈出了一大步,因为这样的进步,现在的实时智能控制高度预期的结果是否得以实现。

三、机械工程智能化的发展方向

先进制造技术的最新发展阶段,制造技术是由传统的制造技术,不仅使制造技术的有效因素,在过去,不断吸收各种高新技术成果,并渗透到生产的所有领域和整个过程。现代机械制造技术的发展主要体现在两个方向:一个是精密工程技术、超精密加工的前沿地区,精细加工、纳米技术,将进入微机械电子技术和微机时代;第二,机械工程,智能,智能产品,为了实现的生产管理和发展智能和智能安全报警。

1.精密成形技术包括:精密铸造(湿膜铸造精密成形,只要输入铸造精密成形、精密制造核心)、精密锻造、冷湿精密成形、精密冲裁)、精密成型、精密热塑焊接与切割等。

2.隐形切割无切削液加工机械加工工业是主要的应用领域,没有切削液处理和简化流程,降低成本,消除了冷却剂带来了一系列问题,如废物排放和回收,等等。

3.快速原型制造(RPM)和快速成型零件设计突破了传统的加工工艺材料去除的原理,通过添加,累积的原则。代表技术分层实体制造(LOM),融化沉积建模(FDM)等等。

4.机械工程情报不仅仅是生产产品的智能化,智能管理方式,和机械工程设备智能化,智能机器生产能有效提高生产效率,可以帮助管理者在机械设备智能设备管理,降低管理成本,通过计算机管理,实现智能管理的目标机器的性能和运行状态,如故障时发生在生产的过程中,监管设备将发出警报,停止设备运行的问题,确保二次故障的机器将不会发生。机械工程设备运行条件是机械工程的基础,生产效率,在生产的过程中是非常重要的。因为不同的机器设备设计、施工、性能、安装和其他差异,机械工程,生产效率和生产目标也不同,智能机械工程设备可以根据每台机器的不同功能合理操作。机械工程、智能生产等各环节的连锁控制技术、遥感技术、控制技术、现代机械工程等,所以企业应密切关注科学和技术的发展趋势,跟随科技发展的步伐,与时俱进,应用新的科学技术投入生产。

四、总结

只有跟上世界潮流的先进制造技术的发展,并把它在一个战略重点,,有足够的强度以缩小与发达国家的差距,尽快能在激烈的市场竞争中立于不败之地。在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

参考文献：

智能制造工程技术篇3

自动化不是智能化

CEI：不管是国家战略层面还是一些企业的发展层面，都已经把智能制造作为一个重要的发展方向。你如何看待中国当前智能制造的发展？

卢秉恒：中国是制造大国，当前，制造业已经开始向智能制造转型发展。然而中国现在的智能制造还处于起步阶段，一些对于智能制造的认识还存在偏差。有的人把数字化认为是智能制造，有的人认为自动化就是智能制造，这存在一些误读。制造业的自动化、早已有之，智能化是最近的概念。

简单而言，自动化是节约人的体力，智能化是节约人的脑力，智能化充分体现了知识经济的价值，它是在数字化、自动化的基础上发展的，是更前沿的阶段。以机床为例，第一阶段是电动机和机床结合在一起，形成机床，而不是古代使用马拉进行运转的工具。第二阶段是将计算机和机床结合在一起，变成数控机床，实现程序化控制，这是数字化时代的产物。第三阶段的智能机床，需要传感器，随时感知其工作状况、参数，需要根据工艺知识而设计的智能控制软件，智能控制软件体现了人们对加工工艺过程优化的知识。传感器、数控机床、智能控制三者共同构成智能机床。这亦可看出数字化、自动化和智能化的区别。当然，智能制造还包括车间级、企业级等制造系统的智能化。

但是，现在很多人的意识中，包括国家立的一些科研项目把二者都混淆起来，将智能制造的经费也用到了其他的技术方面。作为企业来说，也需要认识到这二者的区别，智能化将比数字化、自动化能带来更大的受益。

还是以机床加工来看，数控机床是编好程序以后，机床按照程序规定的命令执行，如果加工的过程中出现问题，震动、主轴发热等情况，机床自身是无法控制的。而智能机床可以随时监测刀具是否出现磨损、主轴是否有发热、震动等状态的变化会影响到加工的质量，智能机床可以随时干预加工过程，改变运行参数，降低转速、减少进给速度，保护机床或者停止运转等。

CEI：你所说的这类智能制造技术应用情况如何？智能制造应该是一种什么概念？

卢秉恒：这种技术在国外已经开始应用，如德马吉的机床已经可实时监测机床振动。其把机床的振动分为3个档位。当振动在0～3个重力加速度时，说明机床的运行稳定；当震动在3～7，认为是需要密切监视；当震动达到7～10就会立即停止机床运行，认为这可能带来机床故障。当加工状态的温度过高等情况出现时，智能机床还能将故障警示通过手机发送给操作者，一个操作者可以管理数台机床，哪台机床报警了操作员将直接收到信号，甚至操作者在工作的同时能够听音乐也不耽误工作。

智能技术还能监测机床温度升高引起变形的情况，也就是热伸长。热伸长影响加工精度，可能导致加工零件变成废品，而智能技术在自动检测到潜在问题后，能够通过数控机床进行温度补偿，仍然加工出合格的产品。

在智能技术下，机床还可以通过加工程序的设置，实现按照最好的产品质量水平或者最大生产率运行，提供两套程序选择。当需要进行粗加工时，提高加工效率即可，而需要精加工时，则可以选择质量最优方案，在保证质量的基础上，再提升加工效率。

过去，依靠工人编程的数控机床无法解决这些问题，制造过程中发生的变化无法控制，而智能机床就可以实现。

当然智能制造还有更广泛的意义，包括整个生产过程、生产系统智能化，让所有设备按照最优布局分配加工任务，使整体加工效率达到最高。智能制造既体现在智能制造装备上，也体现在整体的生产系统的控制上。

短板在于传感技术

CEI：在中国现有的技术基础上发展智能制造，关键点在哪里？

卢秉恒：国家应该有规划、有计划推进智能制造业的发展。当前，中国在发展智能制造业上存在一个薄弱的环节——传感器行业。这个行业的研发严重不足，智能制造应用的传感器，需要实现不干扰设备的工作状态，体积要小，质量要好，需要足够的灵敏度。中国目前传感器产品主要依靠进口，这导致传感器产品的价值很高，供应不及时。由于传感器不是大批量产品，价格高就会增加企业的成本，最终可能导致企业放弃智能化的发展。

此外，传感器需要的品种很多，企业往往选不到所需的传感器产品，一些传感器无法安装在设备上。现在微纳制造可以制造非常小的传感器，比较符合智能制造需要的传感器。但是这种技术在中国还停留在个别高校的科研阶段，没有形成产业化技术和商品化的产品。

因此，中国的智能制造发展，首先应该从国家层面重视传感器技术的研发、生产和商品化。

CEI：由于智能制造是信息技术和制造技术的结合，但事实上有的信息人才并不熟悉制造业，制造业人才不熟悉信息技术。在实现软硬两种技术产品的结合上，你有何建议？

卢秉恒：确实是存在这个问题，这需要实现学科的交叉，从事信息技术的人不熟悉制造业，从事制造业的人不了解信息技术，需要双方面人才、产业的交叉发展。

智能控制的软件研发，基础应该建立在对制造工艺的研究之上。必须对工艺过程非常熟悉，深入研究工艺过程，对不同行业的制造任务、具体制造环节、工艺过程都要有深入的了解，才能实现对制造过程的优化，每个优化方案都需要建立在对工艺的深刻理解上。

智能制造工程技术篇4

计算机技术是二十世纪人类伟大发明之一，它改变了人们的生活方式，也加快了各行各业的发展步伐。对于机械制造这个古老又充满活力的行业，计算机技术可谓掀起了一场跨时代的技术革命。它使机械制造业步入了智能化发展时代，将人们的想象化为现实，也为机械制造行业发展开拓了新的思路。

1机械制造智能化发展的必然趋势

智能化是近年来科技发展中的一个热词，也是人类社会物质文明发展到一定程度的产物。所谓智能化是基于计算机技术、现代通信技术、信息技术、互联网技术以及自动化控制技术发展的基础上所产生的一种技术概念［1］，它涵盖了住宅、家居、医疗、机械、化工等多个领域，已成为当今科技创新发展的一个重要方向。智能化技术具有四大特点：一是从人类的感知能力出发，通过科学技术放大人类对外部世界的感知体验，并引导人类从中获取所需的信息，这一过程也是智能化技术诞生的前提；二是人类的思维能力和记忆力，这一点与人类的分析、判断、决策、联想等能力相关，智能化技术的目的是从技术角度帮助人类做出正确的判断和决策；三是自适应能力，人类总在适应不断变化的自然环境和社会环境，智能化技术的出现，大大缩短了人类的感知过程；四是人类决策的辅助工作，决策是人类在受到外界刺激后做出的反应，智能化技术帮助人类认知自身对外界刺激的反应，进而辅助人类做出正确的决策。［2］可以说，智能化概念已融入人们的思维意识中，而智能化技术也成为各行各业技术革新的利器。机械行业融入智能化理念后，也积极着手研究智能化与机械技术的融合创新。机械行业是我国经济的支柱型产业，在我国市场经济发展中占有重要地位。机械行业是一个庞大的产业链，涵盖了汽车、发动机、机床等重型工业行业，也包括元器件生产、零部件加工等行业。我国机械行业发展的主力军是机械制造行业。机械制造专指运用动力机械、化工机械、起重运输机械、纺织机械、仪表仪器、各项工具及其他机械设备从事生产活动的组织。［3］那么，机械制造行业一旦融入智能化理念与技术，将大大节省制造周期，提高机械制造质量和速度。机械制造智能化是指机械制造技术与智能化技术的融合，这种整合既是观念上的，也是技术上的，它运用人工智能、机器智能、新型材料技术、系统工程等先进技术融合为一体，提供一体化制造方案，为专家提供分析数据、技术可行性分析，以帮助专家进行推理、演示，从而做出正确的决策，并最终形成一个完整的、高度智能化的机械制造系统，使机械制造生产步入柔性管理和集成化管理时代。

2机械制造迈向智能化发展的现状

作为传统的机械行业，在历经几百年的发展中，特别是自上世纪八十年代计算机技术由军用向民用扩大后，机械行业也迎来了技术革新的里程碑。到了本世纪，计算机技术得到普及，已渗入各行各业。尤其与机械行业的结合，带来了两个行业的双赢，同时也催生了机械制造走向智能化发展的道路。但就我国机械制造行业发展来看，起步较晚是行业发展迟滞的一个重要原因。加之智能化技术主要应用于轻工行业，对于重型机械加工领域还未做到广泛应用。主要呈现几大现状：从基础来看，我国机械设计水平远远落后国际水平。机械设计是机械制造行业发展的前提，且计算机、电子等智能化技术最先应用于机械设计领域。如CAD、Pro-E等计算机辅助设计软件的应用，绝大多数设计人员只是将这些软件作为绘图工具使用，而忽略了其自带的数据分析、加工演示等重要功能；由于前端设计中运用智能化技术不多，给后期的机械制造智能化环节带来了一定的影响。从技术和工艺水平来看，机械制造智能化的应用程度不高。当前国际机械制造智能化正在向超薄化、超小化方向发展，模糊控制、计算机控制方面都已融入日常生产中。而我国虽然誉为机械制造大国，但多运用传统机械制造工艺，甚至在很多地区仍然沿用手动机床，能够熟练操作数控机床的技术人员并不多；而能够掌握数控加工中心这样的精密加工技术的技术人员更是少之又少。

3机械制造智能化发展方向探讨

要探讨机械制造智能化的发展方向，还需要追根溯源，回归机械制造智能化技术的几大特点，从其自身优势出发，探讨其可持续发展的可能性及发展方向，才具有坚实的理论依据。

3.1机制制造智能化技术可持续发展的优势

一项技术、一个产业能够实现可持续发展必然具有其不可取代的价值，即核心竞争力。对于机械制造智能化技术来讲，其自身优势正是维持其可持续发展的动力。从技术价值来看，机械制造行业与智能化技术的结合，顺应了未来科学技术发展的潮流趋势。随着计算机技术的飞速发展，人工智能成为当今乃至未来科技发展的一个重要方向。机构制造智能化将人工智能技术、软件系统、自动化控制技术完美地融合在一起。从技术角度实现了无人干预生产，运用机械制造智能化代替了人工劳动，避免了生产过程中因人为因素导致的失误；同时也规范了生产过程，使机械制造真正意义上步入了自动化和精准化生产的时代，大大提高了生产效率。对于一项技术来讲，技术价值无疑是其最为核心的竞争力，但使其广泛应用并最终形成经济效益和社会效益的还是其经济价值。机械制造智能化解放了劳动力的同时，也为生产企业节省了人工成本，改变了机械制造行业原来依靠密集劳动力实现盈利的模式。同时机械制造智能化技术也大大提高机械产品的精确度，高质量产品带动了市场运作的规范化发展，也为生产企业带来了高额利润，使生产企业在技术研发方面投入更多的资金。而研发能力已成为当今工业企业一项重要的核心竞争力，也是我国乃至世界机械制造行业发展的趋势。

3.2机械制造智能化发展方向分析

结合当前我国机械制造智能化发展现状，以及其固有的技术价值与经济价值，综合分析之下，我国机械制造智能化技术未来将向三个主要方向发展：第一，人机交互方向。随着计算机技术的发展，“人机交互”这个工业上的常用术语已不再是人类的美好憧憬，早在数年前就已成为现实。人机交互（Human-ComputerInteraction,简写HCI）指人与计算机通过某种语言实现对话，并采取“有来有往”的交互式对话方式，在人与计算机之间形成“信息”交换的过程。在机械制造智能化领域中，人与计算机共同承担生产任务，甚至在工作中形成了默契的伙伴关系。计算机为人类提供了人机交互接口，也可以把它理解为人、机对话的数据线。操作人员先将制造任务中需要运用到的数据按照一定程度通过人机交互平台输入计算机中，完成了“人机对话”的第一步；计算机在接收到人类传输的数据后进行数据处理，计算制造加工中需要用到的数据以及技术可行性分析，并迅速向操作人员反馈结果。通过这样的“人机对话”实现了数据的快速处理，也提高了制造加工效率。目前我国机械制造智能化技术采取最多的是CAD、UG等软件设计和编写加工程序的方法。这些软件不但可提供数据测算和三维成型等技术，还可通过加工演示环节展示制造过程中的不足之处，便于操作人员第一时间修改参数和设计方案，实现图纸的优化。在未来，这种技术和制造模式仍然占有绝对的优势。尤其在制造过程演示方面需进一步完善三维成像效果，增加声音模拟、数据纠错、图文处理等功能；并就加工过程进行实时监控，对其中的故障问题进行检测、处理，强化“人机交互”平台对生产过程的监控、管理。第二，柔性发展趋势。所谓柔性是专指制造系统用于满足个性化生产条件而进行变化的能力。智能化技术本身既具备了满足生产条件变化的能力，计算机技术提高了机械制造的精准度，也使原有的机械制造技术灵活度大幅提高，能够满足不同生产需求的需要。柔性技术发展较早，从数控技术发展时代就已经开始了。尤其在发达国家，工业技术发展超前，数控技术发展相对成熟，尤其一些加工中心对于医疗机械、精密仪器加工都具备了极高水准，能够满足用户越来越高的要求，并使柔性化技术形成一种长期发展的趋势。第三，精密发展趋势。当机械制造技术水平达到一定程度、且大众化机械产品的市场饱和度逐渐提高后，机械制造行业必然走向精密化发展之路。机械制造智能化技术依赖电子技术、微加工技术、精密加工技术的发展，大幅提高了机械产品的精密度的加工实效性，减少了人力加工时代残次品率，使机械制造产业步入了精密加工时代。目前发达国家已由传统机械制造行业向精密制造行业转型，而这也必将成为未来机械制造产业的主流趋势。同时，人工智能技术的融入提高了机械制造过程中的处理环节，提高了机械制造的实效性，也成为未来机械制造行业的发展趋势。机械制造作为工业经济时代产物，智能化发展将为我国机械制造行业带来新的发展机遇，增强了人机互动功能，实现了柔性制造技术，同时也提高了制造精度与可靠性，为我国机械制造行业参与国际竞争奠定了基础。

作者:张爽 单位:北华大学机械工程学院

参考文献：

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

引言

近几年来，我国工业生产水平不断提高。工业是我国经济发展的支柱型产业，随着信息技术的不断发展，我国制造业也逐渐迈向现代化和智能化方向。将信息技术与制造业相结合，就可以引领新一轮技术革命和工业革命。目前，我国工业经济中具有更多的智能化和信息化元素，这就意味着工业经济智能制造面临广阔的发展前景。

1工业经济概述

工业经济又可称之为资源经济。随着技术的不断发展，人们的知识结构也在不断完善。人们在对自然进行开发时，其开发能力也在不断增强，与此同时，人们也逐渐意识到许多自然资源正面临短缺。世界发达国家自19世纪以来陆续进行了工业革命，科学技术开始走向前线，许多手工工作内容开始由机床等设备代替，汽车和飞机等先进的交通设备与人们的生活越发密切。虽然生产效率正在不断提升，人类的物质财富也在不断增多，不过，随着时代的不断发展，人们逐渐意识到知识对于经济的作用，因此，除了对自然资源进行占有之外，人们开始积极开发智力资源。

2智能制造概述

智能制造主要源于人们对于人工智能的研究，通常可以将其视作知识和智力的总和。知识是智能的基础，智力则是保证知识得到获取和充分应用的一种能力。智能制造，主要包括智能制造技术和智能制造系统。在不断实践的过程中，人们会具备更加丰富的知识，通过不断地学习了解更多的信息。智能制造系统就具备这一功能，同时还具备分析和判断、计划和规划的能力。通常，人们会将智能制造视作人机一体化的智能系统，在这一系统中，包括智能机器和人类专家。在制造过程中，可以通过智能化活动达到相应的目的。智能制造更新并扩充了制造自动化的概念。智能制造既离不开人的智力，又需要利用机械和计算机将人的智力进行有效的展示。将智能化融入到工业经济之中，就可以掀起新的工业经济革命。

3工业经济智能制造的特点

随着工业经济智能制造的不断发展，传统的制造模式正在逐渐发生转变。智能制造可以优化制造的过程，保证制造方式更加灵活。由于传统的生产制造主要是以生产产品为主，需要各岗位的工作人员全身心投入其中，通过有效的方式保证产品的质量和产量，因此，产品很容易受到人为因素和各方面的影响而导致其质量缺乏保证。在开展工业经济智能制造时，传统的生产制造模式将会得到优化。先进的信息技术和人工智能技术将会应用到生产制造之中，保证每一个生产环节能够彼此连接，实现信息共享。在网络通信的支持下，信息可以在第一时间内得到传达。这种方式可以保证生产制造过程不会轻易受到不利因素的干扰，还可以提高生产制造的自我诊断和自我修复能力，使生产更加稳定。

4工业经济智能制造发展面临的机遇

4.1制造业迈向智能化方向

随着信息技术的不断发展，我国制造行业正在逐渐实现转型和自我突破。在制造行业中应用先进的信息技术可以确保传统的制造技术更上一层楼，进一步提高产品的制造质量和效率。当信息技术与工业技术进一步融合后，就可以确保工业制造迈向智能化和数字化领域，工业经济智能制造将会因此而面临全新的发展前景，生产领域将会面临转型，智能制造模式会逐渐融入先进的数字化技术和人工智能技术，在进行产品的设计和制造时，这些技术可以确保产品的生产效率大大提升。此外，传统制造行业得益于云计算和大数据的支持，其为人们提供的服务将会更加完善，也更加开放[1]。

4.2制造业面临更加广泛的发展空间

我国高度重视城乡一体化的建设和发展，为了缩小城市与乡村之间的差距，我国不仅会积极发展工业生产和信息技术，还大力发展现代农业。由于城镇化的发展趋势日益明显，加之农业现代化的发展进程不断加速，我国制造业将会面临更加广泛的市场和多元化需求。由于城市人口的规模正在不断扩大，因此会带来更大的消费需求，制造行业需要及时满足人们的需求。在工业经济智能制造的支持下，消费者的购买欲望将会得到进一步激发，制造业的产品质量将有更大的保障。随着现代农业的不断发展，我国农村基础设施水平也在不断提高，许多农村对于设备的需求量越来越大，这样就会进一步推动制造业的发展。当信息技术和工业技术获得深度融合后，我国制造业会变得更加强大。

5工业经济智能制造发展面临的挑战

5.1制造业的实力有待提升

制造行业对于我国国民经济的发展具有强大的促进作用。同时，制造业是否强大将直接关系到国家在国际上的地位。尽管我国制造行业自改革开放以来获得前所未有的发展，但发展实力与发达国家相比还存在很大的距离。我国虽然是制造大国，但却并不是制造强国。究其原因，主要是因为我国的智能制造缺乏自主创新，产品的合格率有待提升，各项资源不能得到充分的利用，反而会出现浪费和闲置等问题。目前，生产制造结构有待优化，虽然在制业中已经逐渐应用以信息技术为主的科学技术，但我国的制造信息化水平依然无法与发达国家相比。由于我国制造业实力有待进一步提升，这就会对工业经济智能制造的发展产生一定的制约作用[2]。

5.2技术有待进一步创新

目前，我国智能制造技术还有待创新。由于智能制造环节中的技术含量始终没有获得进一步提升，所以导致我国的智能制造产品还存在一些不完善之处。我国在基础制造、装备核心技术和基础原材料等方面竞争力不够强大，需要提高核心技术水平。这主要是由于技术人员不能全身心投入到核心技术的研发工作之中，而且我国尚缺乏高端技术人才。总之，正是由于我国智能制造的技术创新能力不足，才会影响到智能制造产品的性能，对工业经济智能制造的发展带来许多不利影响。

5.3资源需得到有效的配置

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

智能化技术是集成了现代信息技术、精美传感技术、计算机技术与网络技术的综合技术媒介的统称，在国民经济建设与发展中起到了十分关键的作用，日益展现出独特的价值。在工业化生产中大幅度、全方位的运用智能化技术可以很好的提升工业生产的效率和质量，同时降低人员的损耗与劳动强度。机械制造是新时期工业生产的重要形态，也集中表现了智能化技术运用的价值，可以视为智能化技术与工业生产相结合的典范。尤其在新时期机械制造产业化融合的大背景下，分析了智能化技术的高度应用，无疑更具现实指导价值。

一、 智能化技术可以提升机械制造的效率，确保工作的稳定性

机械制造几乎是最传统、最具代表性的工业生产工种了，在新时期机械现代化、工业生产现代化的历史进程中，机械制造也正在经历一次巨大的变革和转型，其中以新技术、新科技的应用为主要代表。智能化技术从本质上来说集成了包括计算机技术、精美传感技术、GPS定位技术与网络技术等多种“高精尖技术”，是现代科技的重要成果，能够为机械制造的转型升级提供强大的动力支撑，同时确保现在和未来的机制制造产业真正走向智能化、自动化与现代化。因此，传统意义上的机械制造的变革与升级都是智能化技术应用于机械制造产业的重要依托，也是其中最终的目标所在。从路径上分析，智能化技术的引入和应用可以大幅度提升机械制造的效率、质量，缩短机械制造的时间，降低机械制造与生产的成本，同时解放劳动力。

更重要的是，智能化技术能够实现机械制造产业与工业的“智能化操作”，可以在极少人员参与的情况下实现自发、自主与自动的机械制造生产，同时还可以最大程度的确保机械制造的稳定性，这是智能化技术最核心的优势的展现。据此可以看出，智能化技术应用于机械制造的价值首先是提升了机械制造与生产的效率、层次，另一方面则是确保机械制造处于稳定运行的区间范围，同时大幅度的缩减机械制造及生产的时间、成本，真正的实现了人性化与智能化的生产。所以，在特定环境和条件下推广智能化技术，提升机械制造的智能化水平，是未来一段时期我国机械工业发展的必然趋势。

二、 智能化技术提升了机械制造的高精度，增强了数控系统的灵活性

机械制造领域大面积的引入智能化技术并使之成为机械制造的“主力军”已经由来已久，在实际工作中也产生了不错的经济效益。据此，要把智能化技术更为细致的分解才能体现其应用价值，才能展现出机械制造生产对其的依赖。例如，现代化的数控技术其实就是智能化技术的一个分支，顾名思义就是以数据库控制系统的建设和完善来指导工业生产，尤其在机床生产、机械制造中运用极为广泛。数控技术可以实现对机械制造的动态控制，即透过掌握机械制造的各项数据、信息来做出明确的制造、生产的指示，从何确保机械制造处于高精度、高效率与高度灵活的状态。这样一来，机械制造的整体质量能够得到保障，机械制造产业化的进程也就被大大提升了。

再如，现代机械制造过程中运用智能化技术还有一个重要的用途就是诊断、分析和排查机械制造的故障、问题与事故。显然，传统的机械制造借助机械设备与人力开展，一旦机械设备或生产流程出现故障，很难做到快速、准确的判断，而智能化技术尤其是数控系统可以快速分析机械故障和问题，从而做出准确的处置判断。所以，从故障规避和处置的反面也可以看出，智能化技术为机械制造提供了强大的内生动力的支持，这是传统的机械制造技术所不具备的巨大优势。总之，智能化技术不仅增强了机械制造与生产的精度、密度和灵活度，而且为机械制造的故障排查提供了依据，其应用价值十分巨大。

三、 智能化技术催生了机械制造的工艺创新，实现机械制造的实时智能化

很显然，智能化技术的运用早已是工艺生产领域的共识，这一点在机械制造与生产中被一再证实。将智能化技术应用于机械制造另一个重要的意义就是推动了机械制造的工艺创新，同时实现了实时的智能化操作。例如，以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。

此外，机械制造应用智能化技术也日渐成熟，现今实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域，其最终将促进机械制造的实时智能化，可能带动机械制造产业的大变革。

综上所述，新时期机械制造的技术变革以智能化技术的普遍应用为主要标志，也彰显出智能化技术的巨大优势，不仅可以推动机械制造产业的快速发展，而且能够实现机械制造的现代化与实时智能化，真是“一举多得”。

参考文献

[1] 赵兰. 机械制造的智能化发展研究[J]. 河南科技. 2012（08）

[2] 贺广华. 机械制造的智能化技术的发展探索[J]. 黑龙江科技信息. 2012（25）

智能制造工程技术篇9

一、现代机械制造技术的发展

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验。但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。现代制造技术是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

质量、成本和效率是推动现代机械制造技术发展的三个主题，同时，环保和服务业渐渐成为人们关注的目标。为实现这些目标，现代机械制造技术的总趋势是向自动化、最优化、柔性化、集成化、精密化、高速化、清洁化和智能化方向发展。

当前，机械制造技术的发展主要沿着三条主线进行：

1、机械制造工艺方法进一步完善与开拓，除了传统的切削与磨削技术仍在不断发展和完善以外，各种特种加工方法也在不断产生并得到快速发展。

2、加工技术向高精度方向发展，出现了”精密工程”与”纳米技术”。

3、加工技术向自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展，正在沿着数控技术（NC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、智能制造系统（IMS）的台阶向上攀登。

二、理解智能化

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控 制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行 智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性 （适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全 性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。

三、我国机械制造发展的情况

与发达国家相比，我国企业信息化的应用规模、范围、深度还有较大差距。机械工业信息化的差距对企业国际竞争力影响很大。与欧美发达国家相比，其开发产品的周期是3到6个月，我国是1到2年。在开发过程中，发达国家技术研发更新比例是90%，我国只有40%。产品的更新换代速度直接影响市场经济的新陈代谢速度。在机械工业领域， 我国每年进口大约1400亿美元，其中80%购买生产设备和自动化装备，而出口的1800亿美元中，90%都是原材料和初级产品。加工手段和工艺水平都比较落后，高质量、低能耗生产线只占10%，装备成套能力也不强。

经过近60年的发展，我国机械制造业有了很大的发展。改革开放以来，我国充分利用国内外的资金和技术，做大规模的技术改造，使制造技术水平、产品质量和经济效益有了很大提高，为推动国民经济发展起了重要作用。

面对激烈的国际竞争环境，我国机械制造业面临着严峻的挑战。在技术、资金，资源、管理体制等方面存在许多问题，急需改进和完善。由于物料品种规格多，多数企业属于多品种小批量生产，生产断断续续，给企业管理带来很大难度。生产控制模式复杂多样，客户需求也多变。市场需求品种规格繁多，生产、采购复杂。需要一个完整的供应链管理，才能快速响应客户需求，满足市场需求。由于机械产品结构复杂，工艺路线长，成本核算需要采集 大量信息。因此成本核算也难做到准确。

但另一方面，随着我国改革开放的不断深入，为我国机械制造业的振兴和发展提供了良好条件。我国机械制造企业的信息化建设已开始启动，并已显示出一定效果，但其应用规模、范围、深度与发达国家相比还有较大差距。为了使我国机械企业尽快实现产业与产品的调整和升级换代，提高企业的竞争力，必须加快和加大实施企业信息化的力度，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

四、我国的智能化制造发展

我国工程机械行业中超过25%的企业处于智能化制造的未起步建设阶段，43%的企业处于智能化制造的单项覆盖阶段，22%的企业处于智能化制造的集成提升初期阶段或过渡阶段，只有不足10%的企业处于智能化制造技术较全面突破性应用阶段。主要问题在于：

1、制造装备自动化程度不高：西方发达国家都沿袭机械化、电气化、自动化的发展历程。而中国是赶超型工业，工业自动化平均水平严重偏低。

2、制造过程信息化水平不高：许多企业的信息化系统效果发挥不出来，没能有效集成提升将制造执行系统（EMS）与经营管理系统（ERP）整合，智能化缺少基础。

智能制造是“中国制造”努力的目标。中国是制造大国，如今国内外形势变化，加上劳动力成本上升，中国工程机械行业转型升级迫在眉睫。而探讨智能化制造技术如何在该领域的应用并付之行动已成为当务之急。

“十二五”规划对工程机械行业的发展提出了更高的要求，柔性化生产、自动化、数字化等为基础的智能化制造将成为行业的新标准。预计，2015年我国工程机械行业固定资产投资达1000亿元，其中对智能化制造方面的投入将高达300亿元。这将使国内工程机械行业的整体智能化制造水平在十二五末迈上一个新台阶。

五、结语

机械制造技术是一个世界性的技术。20世纪80年代以来，随着全球市场的形成，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资 本，使得市场竞争变得越来越激烈，为适应这种激烈的市场竞争，一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平， 应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

对于我国来说，做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。因此，我们要立足于我国的实际情况，在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。同时，也要瞄准国际先进水平，努力追赶，跨越式发展，尽快在国际上形成我们独特的竞争力，为我国的现代化事业和“中国梦”的实现注入推动力。

参考文献：

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

智能制造工程技术篇11

工业4.0时代，智能制造的新技术、新业态、新产业下新岗位的方式、内容、方法、工具都发生了巨大变化，智能制造不再针对某个领域、某个专业，而是覆盖了各个产业，贯穿于产品、制造、服务全生命周期各个环节。高等职业教育中，人才培养与经济增长、产业结构升级之间存在着“引领和适应”的对应关系［1］，职业教育培养的学生都必须了解国家的战略布局，明白智能制造无处不在，要有家国情怀，主动将自己的职业生涯规划融入国家的发展战略，服务国家智能制造产业发展。

一、智能制造技术技能人才培养的机遇与挑战

（一）国家战略加速产业转型，提出人才培养新需求

国家“十四五规划”指出，要实现制造强国、推动产业链现代化；《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》提出要打造“全球电子信息高端研发制造基地”；成都市《智能制造三年行动计划（2021—2023年）》提出，“加快构建智能制造生态体系建设”。智能化成为电子信息制造业快速转型发展的必然趋势，大力建设数字化车间和智能工厂，促进电子信息制造业快速转型发展，实现生产过程智能化、数控化，亟需具备设计数字化、生产自动化、管理现代化等多种技术技能复合的人才支撑。

（二）智能制造多种技术融合，提出人才培养新标准

2021年新职业“智能制造工程技术人员”国家职业标准和智能制造领域人才需求报告指出，现代企业生产过程中，数控加工、工业机器人等智能生产装备通过信息技术有机连接，通过各类物联网感知技术收集生产过程中各种数据，通过工业软件系统在线进行数据处理分析，实现智能化生产，该领域预计到2025年达到450万人的人才缺口，其中机械行业技术技能人才需求总量将达到377.6万［2］，高职学历的需求总量预计达149.08万，占比39.48%。智能制造领域的新岗位，需要大量能将软件应用、数控加工、机器人技术、物联网技术等多技术技能融合的产业工人。这对专业升级发展、数字化改造提出了新标准，亟须加快推进人才培养模式改革。

（三）职业教育融合创新发展，提出人才培养新任务

为落实《国家职业教育改革实施方案》，教育部、四川省政府《关于推进成都公园城市示范区职业教育融合创新发展的意见》提出，推动纵向贯通、横向融通的“全生命周期”职业学校教育和培训体系建设，打造“四园同构”的产教城融合园区和“中国匠谷”等高地。作为拥有技师学院的在蓉高职院校，实施高职与技师融通发展、促进现代职业教育体系加快构建成为学校的责任，需创新人才培养模式，服务成都市电子信息制造业园区和企业发展，培养新时代高素质技术技能智能制造产业工匠。

二、智能制造对技能人才通识能力提出的新要求

工业4.0时代，智能化赋能知识经济，劳动者仅凭一技难以适应产业发展，这就倒逼职业教育由“唯技而教”的专才教育走向通识教育和终身学习。通识教育，亦称之为通识能力，于20世纪80年代自美国引入，结合中国文化对“通”和“识”的解释，被翻译为“通识教育”，是指一种在不同学科领域、不同行业中能够共通的普遍知识和基础能力，包括语言表达能力、自学能力、适应能力、道德关怀能力、沟通协调能力、创新创意能力、理论到实践的能力等。哈佛大学的通识教育对全球的教育改革都有着重要影响，其教育的四大目标之一就是：教育学生如何成为社会一员，享受公民权利，履行公民义务，承担对地方、对国家、对世界以及对自己的责任。在智能制造时代，要通过通识教育培养出职业院校学生以下通用能力。

（一）追求卓越的大国工匠精神

一流的制造需要一流的技术，一流的技术则需要一流的精神，中国从“制造大国”走向“制造强国”，从资源禀赋优势走向创新制造优势，迫切需要坚持如一的品质，坚忍不拔、精益求精、追求完美和极致的工匠精神［3］。制造业文化就是工匠文化，只有对事业具有高忠诚度，才能全身心投入，秉持严谨的职业操守、崇高的职业品质，培养敬业、专注、精益、坚持的价值取向和行为表现，才能在制造质量和制造水平上取得持续不断的进展。

（二）创新精神和创造思维

智能制造是对传统制造的全方位提升，更是新技术、新思维、新概念、新模式不断涌现、广泛应用的典型业态，创新精神和创造思维要贯穿于智能制造全过程［4］。创新精神是推动工业制造突破传统模式、改变生产生活方式的重要精神，要求学生勇于挑战固有框架，不断追求新思维、新事物、新理念、新方法，探索新的规律，获取新的成功。创新思维是打破惯常思维、求新求异的独特思维，是人类创造性的获得灵魂和核心，是人的创造力迸发的源泉。

（三）多元的人文素养

在智能制造、人工智能的未来发展中，人机工程、柔性制造、仿生制造、个性定制等一系列多元化、复合型、综合化的制造发展，必将与社会学、经济学、文学、哲学、美学等人文社科发生更加紧密和广泛的联系与交叉。智能制造人才的人文素养也将成为面向未来发展的一种必备素养，在人工智能等新技术发展中将发挥重要作用。

三、成都工贸职业技术学院在智能制造人才培养方面的探索与实践

为服务成都建设“中国制造2025”试点示范城市、全国重要的先进制造业中心，成都工贸职业技术学院自觉担负起支撑地方高端制造业高质量发展的责任，全力打造“智能制造专业群”，推广智能制造的“大众教育”，培养学生跨领域、跨学科、跨专业的综合能力，为建设全面体现新发展理念的国家中心城市提供高素质技术技能人才支撑。

（一）瞄准人才需求，科学定位培养岗位

对接成都电子信息制造业网、智、软、端、屏、芯六个领域中的智能终端，专业群确定了工艺设计、生产线规划、过程实施、监测反馈四个智造链主要环节，其拥有工艺设计和优化、智能产线安装和调试、智能设备操作调试与编程等十个典型工作岗位。基于岗位数字化、智能化要求，对十个典型工作岗位核心能力进行分析，构建产品数字化设计、智能产线设计与调试、智能生产设备系统集成与运维、智能生产数据监测与反馈四个岗位群，这些岗位群需要多个专业交叉融合培养，满足复合型学生就业需求。学校将人才培养定位为坚持立德树人，培养具有劳动精神、工匠精神、创新精神，掌握产品数字化软件设计、柔性制造单元调试、高档数控设备操作、工业机器人柔性集成、生产数据分析等先进技术技能，具备智能化、数字化融合意识的新时代高素质技术技能智能制造产业工匠。

（二）立足核心素养，打造培养“工匠素质”的课程体系

一是加强通识课程的德育素养、信息素养、创新素养和人文素养的培养，将工匠精神教育融入思政课程教学。增设职教模块理论，形成有利于厚植工匠精神的思政教学体系，将工匠精神融入社会主义核心价值观、天府文化、中华优秀文化、社会主义先进文化的教育之中［5］。二是以融合的思想重构专业课程。对接新职业标准和相关“1+X”证书职业标准，以项目为载体，以问题为导向，在课程中挖掘知识、探究知识，提高解决实际问题的能力。知识有三大来源：基础理论层面、应用研发层面和实践性层面，制造行业的工艺和技术的创新发现只能通过“干中学”而习得。实践出真知，实践才是创新的唯一途径，因此要引导学生注重实践。三是开设“智能文明”“人工智能与信息社会”等公共选修课程，提高学生智能化素养，引导学生明白创新来源于制造一线，制造工厂本身就是一所“创新大学”，塑造学生人文情怀，增强对智能化产业的柔性适应力。

（三）深化产教融合，实现核心能力培养

学校深化产教融合，按照职业工种等级标准整合原有实训室，建设数控车、数控铣、PLC编程、现代信息技术、工业机器人等通用技能实训室，服务智造链四个环节通用能力、基础能力和双创基本技能培养。学校采取引企入校、校入园企等方式，依据理虚实一体化建设原则，重组、新建产品数字化设计、数控智能加工、数字工厂仿真训练等实训室，提质建设智能制造生产性实训基地、西门子数字化工厂虚拟仿真实训基地。基地重点支撑专业群核心能力课程、拓展能力课程和双创能力课程的实施，以及专业群核心工种的职业资格高级—技师和“1+X”证书中级—高级认证考核。实训基地向群内外学生开放，采取学分认证置换方式，开展兴趣培养、第二课堂学习、专业社团活动、技能竞赛等，引导学生建立研发—生产—营销的全生命链、系统化思维模式。

（四）打造工匠学院，服务工匠人才发展

成都工贸职业技术学院与成都市总工会整合双方优势资源，共同筹建“成都工匠学院”，探索产教融合、校企合作运行新机制。“成都工匠学院”聚集“成都工匠”优质资源，全力打造技能人才培育、现代产业发展精准服务、工匠人才社会价值实现的三大平台。依托“成都工匠学院”组建智能制造职业教育集团（联盟）、建设产业学院，打造生产性实训基地，实现资源共建共享。重点开展选育“工匠之师”，实施“匠中育师”计划；开展项目化、实战化“师带徒”，实施“以匠育工”计划；开展技能人才培训，实施“滴灌援企”计划，培养适应和引领现代产业发展的高素质应用型、复合型、创新型人才。制造是本体，智能是灵魂。在智能制造背景下，职业教育对高素质技术技能人才的培养应多关注工匠精神养成、创新驱动以及人文素养，激发学生创新思维，让学生实现全面而自由的发展、成为具有创新精神和综合竞争力的社会变革参与者。

参考文献：

［1］张培.“互联网+”高职教育人才培养价值取向及路径研究———基于“中国制造2025”的逻辑［J］.成人教育，2017（10）：53-57.

［2］马雪峰，陈晓明，许朝山.智能制造机械行业人才需求与职业院校专业设置匹配分析［J］.中国职业技术教育，2020（11）：5-15.

［3］叶美兰，陈桂香.工匠精神的当代价值意蕴及其实现路径的选择［J］.高教探索，2016，10（10）：27-31.

智能制造工程技术篇12

1智能设计技术概述

智能设计技术是近年来逐渐兴起的技术类型，它在传统研发设计的基础上，融入了大数据、智能制造、虚拟现实、智能建模、知识工程等技术形态，并根据行业设计研发的需求，形成适配于行业产品研发生产的一种全新技术形态[1]。换句话说，智能设计技术虽然基于智能制造、大数据、虚拟现实等技术范畴，但在不同行业的应用中却体现出了差异性。本文主要探讨农业机械研发制造中智能设计技术的应用，结合农业机械研发制造行业的具体情况，重点探讨了CAD智能建模技术、知识工程智能技术和虚拟现实智能验证技术三种智能设计技术的应用。

2农业机械研发制造中智能设计技术的应用

2.1CAD智能建模技术及应用

传统的CAD设计技术已被广泛应用在农业机械制造领域，能够辅助农机产品的设计、研发和三维仿真等设计工作，但在产品设计知识的高效利用领域体现了诸多问题，例如：传统CAD技术能够解决农业机械产品研发的结构性问题，但在建模设计知识与建模生成的融合上，存在灵活性、适应性和移植性不强的弊端。基于知识的CAD智能建模技术能够较好地攻克这一难题，该技术以智能化设计为基础，涵盖CAD建模标准规范、材料特性、装配语义、建模融合等新的技术形态，在农业机械研发制造中的应用体现出了新的价值。国内山东农业大学最新研发了一种基于CAD智能建模技术的农机产品制造模型特征提取方法，该方法将三维小波变换和CAD智能建模技术融合在一起，构建了农机产品设计ESB通用智能模型库，技术人员在设计农业机械产品时，可以从智能模型库中直接调取通用的设备模型，并运用三维小波变换进行智能分析，得到匹配性能最佳的产品模型，大大提升了大型复杂农业机械产品研发制造的效率和建模仿真的准确性[2]。

2.2知识工程智能技术及应用

知识工程智能技术源于专家系统的研究分支，贯穿于整个智能设计和制造领域，它以知识设计内容为基础，通过科学的表示、获取和推理过程，获得制造产品的最佳研发方案。以知识推理智能技术为例，它根据待制造产品的设计需求，从已知的知识判断得出新的设计思维方案，通过基于规则、实例和模型的推理过程，完成制造产品的智能设计过程。近年来，随着现代农业机械产品功能和性能的多元化发展，设计一款农机产品所需的知识系统越来越复杂，传统单一的设计推理模式难以满足产品的设计和研发需求，采用集成的多推理知识工程智能技术能够更好地解决现代农机产品研发面临的这一问题。例如：中国农业大学研究了一种基于知识工程的快速设计推理方法，该方法以相似度匹配算法为核心，能够对履带式收获机传动系的机械构件进行快速推理，有效地缩短了产品设计周期，提升了产品的设计智能性[3]。

2.3虚拟现实智能验证技术及应用

智能制造工程技术篇13

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0005-02

现阶段，智能制造工程作为《中国制造2025》的五大工程之一，与制造业创新中心建设工程、工业强基工程、绿色制造工程以及高端装备创新工程一同对整个制造业的转型升级起到引领作用。[1][2]其工程目标在于：到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升；到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生命周期缩短50%，不良率降低50%。人才为本是《中国制造2025》的五项基本方针之一，“健全多层次人才培养体系”也是其扶持政策之一。面对当前社会与国家的需要，培养出社会与国家所需要的智能制造方向的人才的重任自然而然地也就落到了各大高校的肩上。虽然目前各大高校为响应时代的号召及社会的需要，开设了智能制造方向的研究生培养计划，但观其模式及现状，不难发现有如下不足之处：第一，缺乏高端融合型的培养人才，很难符合当前制造业所需的能将制造技术和信息技术相互融通的需求。第二，师资配置难以满足人才培养的内在需求。第三，产学研模式的水土不服，企业与研究单位仍需进一步加强解决现阶段双方在合作层面出现的问题。为此，文章结合社会需求，针对现阶段面对智能制造方向的研究生的创新能力培养模式，提出若干建议。

一、智能制造对研究人才的要求

智能制造从其组成来看可包含一“大”一“小”两个概念。“大”指的是智能制造系统，“小”指的是智能制造技术。智能制造的核心是“智能系统”，智能制造的基础则是智能技术。[3]智能制造专业研究人员需要具备如下三方面的规格要求：知识规格要求、能力规格要求、素质规格要求。[4]

从知识规格上来看，研究生首先应具备完整的知识结构。智能制造是高度工业化与信息化的产物，由于面向智能制造的研究生培养在中国也处于刚起步阶段，其本科多来源于机械工程、信息工程、计算机工程等相关专业，对各学科之间的相关基础知识有待补充以形成面向智能制造的完整的科学知识体系。其次，智能制造是在传统制造业上进行的一次信息化升级，对于各学科的学生来说需要拥有适应量化的深入融合的信息技术知识以制造业实际生产需要。

从能力规格上来看，研究生应具备突出的工程实践能力。现阶段的研究生培养多重理论，轻实践，但智能制造的发展不论是从技术上来说还是从系统上来说，都离不开人的实践。脱离了实践检验的理论最终也难以产生知识价值的体现。其次，随着制造业的全球化发展，任何国家都再难以独自“闭门造车”，智能制造的高度是各学科知识的融合，该方向的研究生还需具备一定的国际交流能力与工程领导能力以适应日后国际化交流合作的需要。

从素质规格上来看，研究生需要具备强烈的改革创新意识。创新是推动制造业发展的源泉，也是具体产品的核心价值所在，在智能制造中更是附加值最高的体现。爱国敬业与可持续发展的社会责任感是当今高素质人才的内在要求。同时，良好的质量、安全与服务意识将更好地推动智能制造的发展。

二、学科能力建设

当前，智能制造的发展可以从智能制造的始端、智能制造的过程、智能制造的管理以及智能制造产业四个方向着手进行学科能力建设。

第一，培养具备一定的专业软件与工具的研发能力的人才，从智能制造始端推进，让研发设计为智能制造提供有力保证。智能制造系统（IMS）是基于各项智能制造技术（IMT）集成发展的系统。与智能制造系统相关的智能化软件及工具也是当今各工业国家所研究的重点。智能制造系统（IMS）也是一个动态不断发展的系统，这样的发展伴随着智能制造技术（IMT）的前进而前进的，具备智能化软件和工具的研发能力，将为智能制造系统的产品升级换代起到驱动作用。学校及科研单位在此方面，应提供相关的培训，开设相关的课程，联系工程应用给予研究生实践机会。

第二，培养具备一定的实践综合应用能力的人才，在智能制造的过程中推进。现阶段一个完整的IMS系统由各子专业智能制造单元组成，而智能制造的综合应用也是在子专业智能制造单元的实践应用后进行有机的整合。研究生应将现阶段取得的理论结果应用到工程实践中，以便对现在所取得的阶段性成果进行反馈校正更新，进而推动智能制造的发展。学校及科研单位，应主动联系相关企业或在政府的协调下，帮助企业进行升级换代，在导师的带领下，让该方向的研究生主动实践，以提高这方面给的综合应用能力。

第三，培养具备一定的管理能力的人才，在智能制造中对生产进行控制。IMS系统是多个子单元集合，对于不同子单元进行合理的管理控制，是保证产品生产与质量控制的核心。该方向的研究生应掌握一定的方法及相应的研发能力，使企业资源计划ERP（Enterprise Resource Planning ）与制造企业生产执行系统MES（Manufacturing Execution System）拥有智能化控制的功能。学校及科研单位针对工科专业的学生，应开设相应的管理类课程，以培养学生在这一方面的理论基础。

三、创新能力培养

创新能力是智能制造发展的内在核心动力。创新的源泉在于知识体系的交叉、基于原本知识更深层的发现以及未知领域的开拓。纵观智能制造的发展可知，智能制造源自传统制造业中的信息化应用，因而在智能制造中的创新力主要还应来源于知识体系的交叉融合以及更深层的知识发现。

第一，创新能力源自知识体系的交叉融合。现阶段的研究生培养的具体形式大致可分为：课程设置、导师指导、学生自学；校企合作、行业论坛、学术报告等六个方面。

课程设置、导师指导、学生自学：首先应开设基础知识，保障该方向研究生具备一定的知识融合能力，作为储备知识为创新提供保障。智能制造是工业化与信息化融合的整体，面向智能制造的研究生在本科阶段受专业素质所限，对于相关的知识领域缺少必备的知识储备，难以达到智能制造业中对高度融合型人才的实际需求。故此，学校在这一方面应给与其必要的指导及训练。其次，鉴于智能制造所涉及的范围十分宽广，而学生在其培养期内的时间有限，导师应尽早帮助学生明确在读期间的研究方向并予以相应能力的培养与指导。作为学生，应结合导师指导，储备并巩固相关的专业基础知识，丰富自己所在领域的知识，同时通过论文、学术报告、行业论坛等多种形式了解行业动态，结合校企实践，进行科研创新。

第二，创新能力源自原本知识更深层的发现。

根据智能控制“智能增加精度降低”的原则，以知识集成、通讯、协调等为例的高层控制目标，层次越高、智能化及其对应的制造精度也就越低；反之，智能系统所处的层次越低，对制造精度、反应速度以及信息处理的时间要求也就越高，其智能的难度也就越大。[5]因此，智能制造的创新能力可源自智能制造系统中的中低层探索。与之相关的校企合作、行业论坛、学术报告等相关方面的研究生创新能力培养环节可围绕着这个方向进行。学校与企业之间可联合进行相关项目的攻关创新，校企合作、行业论坛、学术报告可为该方向的研究生提供一定的理论及实践机会、掌握行业动态、了解智能制造相关方面的相关进展，从而为其创新能力提供帮助。

四、师资能力培养

机器的智能是人赋予的，是人的智力的物化，只有人与机器有机高度结合。才能实现制造过程的真正智能化。从耗散结构理论和进化论的观点来看，要让机器具有较高的智能行为，那么，首先是依靠人来向系统引入负殇流，即通过人工移植必要的基本知识，使系统具备主动学习和积累新知识的基础和能力，然后进行自我主动学习、积累与拓展。[6]师资能力的培养，在人才建设与智能制造领域中起到了十分关键的作用。对面向智能制造的研究生导师的培养，特有如下建议：

第一：校企联培，挂职实践，积极参与到智能制造的实际构建中，提高导师自身理论联系实践的能力。“实践是检验真理的唯一标准”。学校或科研单位应积极安排导师参与到企业智能制造的构建之中，我国的智能制造一定程度上在核心关键技术和问题上还长期依赖于国外的引进和套用，缺少属于自己的专家人才与关键技术，企业在遇到技术难题或项目难关时也应该积极与学校或科研单位的相关导师取的联系，理论结合实践性的探索智能制造在实践中可能碰到的问题，这不仅丰富了当今以青年导师为主的师资队伍，同时也减少了企业因技术依赖等问题而产生的高额开销。

第二：伴随着制造业的全球化发展，要努力提高导师双语教学的能力与教育研究的能力。

《中国制造2025》紧跟美国在工业化、德国工业4.0等提出。在智能制造这一方向，伴随着制造业的全球化发展，我们还有很多内容及知识需要向国外借鉴。在培育这一方向的研究生人才时，导师应加强自身的双语教学能力。一方面，学校或科研机构要加强对青年导师在基础英语方面的培训与提高，借此来提升他们的口语表达与交际能力，另外也要注重他们对专业英语的培训以及应用。做到能读懂掌握专业范围内的文献资料、把握专业国际趋势，提升教学与国际同步的能力。

五、结论

面向智能制造研究生人才的培养首先要了解智能制造对研究人才的要求，应包含知识规格、能力规格以及素质规格三个方面。创新能力的培养是研究生培养中最为关键的一部分，如果结合智能制造创新力的本源除法，可以从知识体系的交叉融合以及更深层的知识发现两方面去提高创新能力的培养。伴随着导师队伍逐渐年轻化，青年导师渐渐占据了导师的主体，因此，在青年导师的实践能力建设、双语能力建设以及教学工作建设上也应该有相应的改革。

参考文献：

[1]Weiming Shen，An updated review：Applications of agent-based systems in intelligent manufacturing， Advanced Engineering Informatics， 20（2006）415-431

[2]《中国制造2025》.机械工业出版社.2015.10

[3]严英仕，杨爱民.智能制造技术与信息化技术的结.2014中国家用电器技术大全.2014

[4]靳晨，适应新型工业化发展需要的工程科技人才培养体系研究，哈尔滨理工大学，2015.3

[5]李圣怡，智能制造技术与智能制造系统.国防科技大学学报.1995.6

[6]姚赐凡，陈统坚.新技术革命与智能制造技术.中国机械工程.1997.7

基金支持：

1.国家科技支撑计划课题：基于SOA和物联网技术的制造业信息化关键技术研究与应用示范（2012BAF12B14）