淺析智能制造在兩化融合下發(fā)展趨勢

摘 要：智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器與人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人工與智能機器的合作協(xié)同，去擴大、延伸和部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。實現(xiàn)制造自動化的概念更新，擴展柔性化、智能化和高度集成化。本文對智能制造在兩化融合的形式下針對機械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用進行簡單的研究和分析。

關(guān)鍵詞：智能制造；機聯(lián)網(wǎng)；機械行業(yè)；兩化融合

“兩化融合”就是通過工業(yè)信息化過程達到建成信息化工業(yè)目標。手段方法是信息化，實現(xiàn)目標是信息化的工業(yè)。信息化的工業(yè)是現(xiàn)代經(jīng)濟、信息社會的基礎(chǔ)。所謂“兩化”，工業(yè)化的需求是牽引；信息化的技術(shù)是驅(qū)動。在“兩化融合”發(fā)展框架下智能制造是提高我國裝備、產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權(quán)，提高技術(shù)含量的重要技術(shù)手段。

1.機械智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）我國對智能制造的研究始于20世紀80年代末。在最初的研究中在智能制造技術(shù)方面取得一些成果，進入21世紀以來的十年中智能制造在我國得到迅速發(fā)展，在許多重點項目方面取得成果，智能制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)也初具規(guī)模。我國已取得了一大批相關(guān)的基礎(chǔ)研究成果和長期制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能制造技術(shù)，例如：機器人技術(shù)、感知技術(shù)、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、可靠性技術(shù)、機械制造工藝技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與數(shù)字化制造、復(fù)雜制造系統(tǒng)、智能信息處理技術(shù)等；攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產(chǎn)業(yè)安全的核心高端裝備，如盾構(gòu)機、自動化控制系統(tǒng)、高端加工中心等。建設(shè)了一批相關(guān)的國家重點實驗室、國家工程技術(shù)研究中心、國家級企業(yè)技術(shù)中心等研發(fā)基地，培養(yǎng)了一大批長期從事相關(guān)技術(shù)研究開發(fā)工作的高科技技術(shù)人才。

（2）智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成。隨著信息技術(shù)與制造技術(shù)的高速發(fā)展，我國智能制造裝備的發(fā)展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、自動化成套生產(chǎn)線為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成，一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能制造裝備實現(xiàn)突破，2013年以來工業(yè)自動化控制系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)控機床、工業(yè)機器人及其系統(tǒng)等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域銷售收入超過4000億元。

（3）我國對智能制造的扶持力度不斷加大。近年來，我國對智能制造的發(fā)展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金大幅增長。我國發(fā)布了《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，并設(shè)立《智能制造裝備發(fā)展專項》，加快智能制造裝備的創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

2.智能制造的產(chǎn)業(yè)升級的必然選擇

決定一個國家的智能化、自動化程度有幾個因素：其一，它是國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，例如：生產(chǎn)要求很高的高端設(shè)備，或在高溫、高腐蝕、高危等惡劣的環(huán)境下，人工無法完成，需要機器人來完成；其二，當人工能效太低時，人的單位能效與之相比差十幾二十倍，則需要使用機器人或自動化的裝備來生產(chǎn)制造；其三，勞動力成本的快速增加也是一個重要影響因素，自動化設(shè)備和智能制造迎來了新的外部環(huán)境，對智能制造來講是一個推動力。

目前中國已是世界第二大經(jīng)濟體和制造業(yè)大國，但自主創(chuàng)新能力薄弱、先進裝備貿(mào)易逆差嚴重、高端裝備與智能裝備嚴重依賴進口，嚴重制約我國制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。隨著世界經(jīng)濟迅速的發(fā)展與成長，智能化制造工廠將給所有產(chǎn)業(yè)升級帶來沖擊，也將引領(lǐng)全球制造業(yè)發(fā)展模式的前進與革新，對于中國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級來說已是必然選擇。將專家的知識不斷融入制造過程以實現(xiàn)設(shè)計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化，實現(xiàn)擬人化制造，目的是使制造過程具有更完善的判斷與適應(yīng)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，并將顯著減少制造過程物耗、能耗和排放。

3.機械智能制造的發(fā)展方向

3.1以3D打印為代表的“數(shù)字化”技術(shù)嶄露頭角

“數(shù)字化”制造技術(shù)有可能改變未來產(chǎn)品的設(shè)計、銷售和交付用戶的方式，使大規(guī)模定制和簡單的設(shè)計成為可能，使制造業(yè)實現(xiàn)隨時、隨地、按不同需要進行生產(chǎn)，并徹底改變自“福特時代”以來的傳統(tǒng)制造業(yè)形態(tài)。3D打印技術(shù)呈現(xiàn)三個方面的發(fā)展趨勢：打印速度和效率將不斷提升；將開發(fā)出多樣化的3D打印材料；3D打印機價格大幅下降。

3.2智能制造技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用貫穿制造業(yè)全過程

先進制造技術(shù)的加速融合使得制造業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)各個環(huán)節(jié)日趨智能化，智能制造正引領(lǐng)新一輪的制造業(yè)革命，主要體現(xiàn)在以下四個方面：一是建模與仿真使產(chǎn)品設(shè)計日趨智能化；二是以工業(yè)機器人為代表的智能制造裝備在生產(chǎn)過程中應(yīng)用日趨廣泛；三是全球供應(yīng)鏈管理創(chuàng)新加速；四是智能服務(wù)業(yè)模式加速形成。

3.3智能制造技術(shù)通訊網(wǎng)絡(luò)化日趨成熟

機聯(lián)網(wǎng)就是機器聯(lián)網(wǎng)，指應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、現(xiàn)代通信技術(shù)，對企業(yè)制造設(shè)備、工藝流程，空調(diào)、照明、倉儲等輔助設(shè)備進行統(tǒng)一的改造升級管理，形成集中管理、資源共享的現(xiàn)代化智能制造模式，以提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，促進節(jié)能減排，提高企業(yè)綜合能力?！皺C聯(lián)網(wǎng)”是實現(xiàn)“機器換人”的重要形式，是推進兩化深度融合的重要載體。目前企業(yè)機器設(shè)備管理水平落后，一線勞動用工缺口持續(xù)擴大，加快機器設(shè)備聯(lián)網(wǎng)成為企業(yè)提升生產(chǎn)經(jīng)營水平、加快轉(zhuǎn)型升級的重要突破口。實施“機聯(lián)網(wǎng)”工程，推進企業(yè)生產(chǎn)制造從單機控制向多機控制，從“一人負責一機”向“一人負責多機”，甚至“一人負責一個車間”、“無人車間”方向發(fā)展，大幅減少生產(chǎn)一線尤其是臟活、累活、污染崗位、危險崗位的勞動用工。

4.結(jié)論

可以預(yù)見，智能制造裝備在引領(lǐng)制造業(yè)在低碳、節(jié)能、高效發(fā)展進一步得到顯現(xiàn)；同時，機械行業(yè)將在工業(yè)機器人、智能機床和基礎(chǔ)制造裝備、智能儀器儀表、三D打印裝備、新型傳感儀器、自動化成套生產(chǎn)線、機聯(lián)網(wǎng)等重點領(lǐng)域形成快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙同春，麻洪秋， 金成海， 張軍，黃贊軍.金屬注射成形用水霧化不銹鋼粉末的制備

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[2]王先逵.《制造工藝核心論》WMEM.2005.6

[3]《關(guān)于開展企業(yè)“機聯(lián)網(wǎng)”工程建設(shè)的意見》（浙經(jīng)信信息[2013]559號）

作者簡介：

王振宇（1972.2—），河北石家莊人，畢業(yè)于河北工學院機械系，從事機電行業(yè)20余年，擁有多年機械理論及實際工作經(jīng)驗。