在經(jīng)濟發(fā)展迅速的今天，報告不再是罕見的東西，報告中提到的所有信息應(yīng)該是準確無誤的。報告對于我們的幫助很大，所以我們要好好寫一篇報告。下面是小編為大家整理的報告范文，僅供參考，大家一起來看看吧。

智能制造技術(shù)調(diào)研報告篇一

智能制造是一種高度網(wǎng)絡(luò)連接、知識驅(qū)動的新型制造模式，有利于實現(xiàn)可持續(xù)、綠色低碳、高智能、高經(jīng)濟效益發(fā)展。《中國制造2025》明確提出“以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合為主線，以推進智能制造為主攻方向”“實現(xiàn)制造業(yè)由大到強的歷史性跨越”。

在新一輪制造業(yè)革命浪潮中，基礎(chǔ)良好的湖南應(yīng)如何以建設(shè)智能制造強省為重點乘勢而上？《湖南日報》特約請專家學者、實務(wù)工作者建言獻策。

黨的十九大報告明確指出，“加快建設(shè)制造強國，加快發(fā)展先進制造業(yè)，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合”，明確了先進智能制造是制造業(yè)發(fā)展的重點。湖南作為制造業(yè)大省，必須適應(yīng)新時代發(fā)展要求，加快制造業(yè)與信息化的全面深度融合，由“制造大省”向“智造強省”轉(zhuǎn)型。

湖南建設(shè)智能制造強省勢在必行

一是適應(yīng)新時代人民美好生活需要的內(nèi)在要求。中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。湖南推進制造業(yè)發(fā)展，必須貫徹人民至上的價值理念，推動制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，打造智能制造強省，提供更多更好的智能產(chǎn)品和服務(wù)，滿足消費者多樣化的價值追求。

二是適應(yīng)新時代產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。當前，以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)與制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)不斷滲透融合，推動制造業(yè)生產(chǎn)組織方式、要素配置方式、產(chǎn)品形態(tài)和商業(yè)服務(wù)模式深入變革，促進制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、制造、運輸、銷售的智能化轉(zhuǎn)型，催生了大量新業(yè)態(tài)，個性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、遠程維護將成為制造業(yè)發(fā)展的新常態(tài)。湖南制造業(yè)要想在全球競爭市場中搶占制高點，必須大力實施“互聯(lián)網(wǎng)+制造”工程。

三是適應(yīng)新時代建設(shè)美麗湖南的有效舉措。作為重化工業(yè)比重較大的制造業(yè)大省，湖南選擇了走資源節(jié)約和環(huán)境友好的新型發(fā)展道路。大力發(fā)展智能制造，可顯著提高資源利用效率、降低污染排放和生態(tài)損耗，是順應(yīng)新時代低碳、環(huán)保、節(jié)能、高效要求，建設(shè)美麗湖南的有效舉措。

湖南建設(shè)智能制造強省有基礎(chǔ)機遇好

一是具有較好基礎(chǔ)。近年來，湖南高度重視智能制造業(yè)發(fā)展，長株潭獲批“中國制造2025”試點示范城市群后，在流程制造、離散制造、智能裝備和產(chǎn)品、智能化管理、智能化服務(wù)等領(lǐng)域?qū)嵤┝酥悄苤圃煸圏c示范及應(yīng)用推廣，建設(shè)形成了一批智能化工廠、智能化車間、智能化生產(chǎn)線及智能化運營新模式。以高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、增材制造為代表的智能裝備，以新型傳感器、智能測量儀表和工業(yè)控制系統(tǒng)為代表的智能核心裝置，以智能化軌道交通裝備、智能化工程機械、智能化電力設(shè)備等為代表的智能產(chǎn)品得到快速發(fā)展；機械、船舶、汽車等行業(yè)基礎(chǔ)制造裝備的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化改造步伐加快；鋼鐵、石化、有色等行業(yè)加快普及先進的過程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)，關(guān)鍵工藝流程數(shù)字化率不斷提高。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，2023年湖南省信息化與工業(yè)化“兩化融合”發(fā)展綜合指數(shù)為82.22，位居全國第十，比全國平均水平高9.54。2023年湖南這一指數(shù)高達98。

二是面臨難得的機遇。根據(jù)“中國制造2025”戰(zhàn)略實施要求，國務(wù)院頒發(fā)了《關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導意見》，為湖南智能制造強省建設(shè)帶來新的歷史性機遇。湖南據(jù)此積極組建“對接《中國制造2025》建設(shè)制造強省協(xié)調(diào)推進小組”，編制《貫徹〈中國制造2025〉建設(shè)制造強省五年行動計劃（2023-2023）》，爭取國家試點示范政策平臺，發(fā)布實施12個重點產(chǎn)業(yè)、7大專項行動、4大標志性工程的配套政策，以及20個工業(yè)新興優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展行動計劃，成為了全國少數(shù)“1+x”政策配套體系基本成型的省份。在新一輪制造強國戰(zhàn)略中，湖南有基礎(chǔ)、有優(yōu)勢、有特色、有潛力，更有機遇。

切實推進，加快智能制造強省建設(shè)

以新發(fā)展理念統(tǒng)領(lǐng)現(xiàn)代化智能制造業(yè)建設(shè)。既把智能制造作為新形勢下制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口，更要重視智能制造業(yè)建設(shè)中人的就業(yè)和現(xiàn)代化發(fā)展，最終落腳到人民的獲得感、幸福度不斷提高。

全面推進制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合。以系統(tǒng)全面提高信息技術(shù)對制造業(yè)的支撐能力為手段，以加快新一代技術(shù)與制造業(yè)更深更廣融合為目標，以制造業(yè)、“互聯(lián)網(wǎng)+”和“雙創(chuàng)”緊密結(jié)合為重點，全面推進兩化融合管理體系貫標。要廣泛開展工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)電子商務(wù)等制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)試點示范，推廣個性化定制、協(xié)同制造、遠程運維服務(wù)新模式，深化智能化技術(shù)在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理、營銷、服務(wù)等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的集成應(yīng)用，不斷提高智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)水平。

大力實施“智能制造工程”專項行動。近年來，湖南積極制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平明顯提升，應(yīng)進一步立足打造智能制造全生態(tài)鏈，大力實施“智能制造工程”專項行動，突出新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機床和機器人、先進軌道交通裝備、工程機械等重點領(lǐng)域，建設(shè)一批智能制造示范企業(yè)、一批智能制造示范車間；提升智能裝備和產(chǎn)品水平，推動智能服務(wù)創(chuàng)新；加快智能制造推廣平臺建設(shè)，支持湖南智能裝備龍頭企業(yè)拓展國際市場，推動實現(xiàn)全省智能制造重點突破、面上提升。

著力夯實智能制造強省建設(shè)保障。進一步加強頂層設(shè)計和組織領(lǐng)導，加強智能制造的重大規(guī)劃、重大政策、重大工程專項、重大行動、重大問題和重要工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)；建立智能制造強省戰(zhàn)略任務(wù)落實情況第三方評估和督查獎懲機制；加大財稅金融支持力度，強化人才支撐，加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)；切實轉(zhuǎn)變政府職能，營造公平公正的市場環(huán)境，不斷激發(fā)智能制造活力。

智能制造技術(shù)調(diào)研報告篇二

智能制造是先進制造技術(shù)的最新的制造模式之一，智能制造系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng)，它的原料、能量和信息都是開放的，因此智能制造系統(tǒng)是一個開放的信息系統(tǒng)。智能制造技術(shù)是制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術(shù)。智能制造是新世紀制造業(yè)的發(fā)展方向。由于其實施方案可以在整個制造的大系統(tǒng)(產(chǎn)品的全生命周期)進行，也可以在單元技術(shù)(例如模具設(shè)計專家系統(tǒng)、數(shù)控機床診斷專家系統(tǒng)、智能機器人等)上逐步推進，從經(jīng)濟性、實用性講，也是我國實現(xiàn)制造業(yè)跨越發(fā)展的必經(jīng)之路。引言

智能制造「‘」(工m:intelligent manufacturing)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展。1.1智能制造系統(tǒng)概述

智能制造系統(tǒng)「2」就是要通過集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)、機器人視覺與機器人控制等來對制造技術(shù)的技能與專家知識進行模擬，使智能機器在沒有人工干預情況下進行生產(chǎn)。智能制造系統(tǒng)就是要把人的智力活動變?yōu)橹圃鞕C器的智能活動。智能制造系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)是智能機器，它包括具有各種程序的智能加工機床，工具和材料傳送裝置，檢測和試驗裝置，以及裝配裝置等。1.2智能化制造的特點

川智能化制造技術(shù)以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高產(chǎn)品對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力為目標。

(2)智能化制造技術(shù)不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、生產(chǎn)管理、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程。

(3)智能化制造強調(diào)技術(shù)、人、管理和信息的四維集成，不僅涉及到物質(zhì)流和能量流，還涉及到信息流和知識流，即四維集成和四流交匯是智能化制造技術(shù)的重要特點:

(4)智能化制造技術(shù)更加重視制造過程組成和管理的合理化以及革新，它是硬件、軟件、智能(人)與組織的系統(tǒng)集成。

2.智能化制造數(shù)控設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)

機械制造設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、以及對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、云計算技術(shù)的研究與應(yīng)用，使機械制造工)‘智能化技術(shù)得到了跨越式的發(fā)展，可以說這是又一次具有劃時代意義的工業(yè)技術(shù)革命。目前，智能化制造數(shù)控設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，除了機械主體以外，主要是由智能數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)、智能感知技術(shù)、智能自適應(yīng)技術(shù)、智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能云計算技術(shù)和智能專家系統(tǒng)等主要技術(shù)構(gòu)成。

(1>智能化數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控設(shè)備智能化的發(fā)

展是以數(shù)控系統(tǒng)完善的軟硬件功能及高靈敏度、高精度感知檢測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以適應(yīng)智能化、信息化、數(shù)字化集成技術(shù)發(fā)展的要求。為追求數(shù)控設(shè)備加工效率和加工質(zhì)量，數(shù)控系統(tǒng)不但有自動編程、前饋控制、模糊控制、自學習控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)戎悄芑�功能，并有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨勢完善。伺服驅(qū)動系統(tǒng)智能化，能自動感知負載變化，自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。如發(fā)那科推出的hrv控制，通過共振追隨型hrv濾波器，可以避免因頻率變動而造成設(shè)備的共振。通過融合旋轉(zhuǎn)伺服電動機，高精度、高響應(yīng)和高分辨率脈沖編碼器，實現(xiàn)高速和高精度的伺服控制，保證極其平穩(wěn) 的進刀。

(2)智能自適應(yīng)控制技術(shù)自適應(yīng)控制分為 工藝自適應(yīng)和兒何自適應(yīng)。工藝自適應(yīng)又分為

最佳自適應(yīng)控制系統(tǒng)(aco)和約束式自適應(yīng)(acc)。自適應(yīng)控制自20世紀60年代已開始研究，但用于生產(chǎn)實踐尚不普遍。目前應(yīng)用面較廣的還是結(jié)構(gòu)簡單的acc系統(tǒng)，已用于銑、車、鉆、磨、電加工和加工中心等機床上;而aco多用于加工因素相對簡單的磨削和電火花加工(ed m)上。影響加工的因素很多很復雜，不僅建立數(shù)學模

型困難，而且要實時采集和實時調(diào)整參數(shù)也有很大難度，有待深入研究。(3)智能化神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最智能的莫過于人的大腦，人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)

(ann)是一種模擬

人的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，即類似人的大腦神經(jīng)突觸連接的結(jié)構(gòu)進行信息處理的復雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學習功能、聯(lián)想記憶功能、非線性映射功能和高速尋找優(yōu)化解的功能等。目前，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)多用于數(shù)控設(shè)備可靠性預測和優(yōu)化工藝參數(shù)方面，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在機床數(shù)控系統(tǒng)方面的研究與應(yīng)用尚不多見。隨著神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)控機床方面的應(yīng)用可能會有很好的前景，或許會把數(shù)控系統(tǒng)的智能化水平推向高級階段。未來兒年希望能有一個較快的發(fā)展。(4)智能專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一個智能計算i機程序系統(tǒng)，其專家知識庫中含有某個領(lǐng)域大量的l專家知識與經(jīng)驗，就是利用這些專家知識、經(jīng)驗和土解決問題的方法來處理該領(lǐng)域的技術(shù)問題。它能夠f應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)該專家系統(tǒng)中的知識和經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬專家的決策過程，來解決·需要專家處理的復雜問題。目前，數(shù)控設(shè)備領(lǐng)域尚l(wèi)缺乏這種專家系統(tǒng)。(5)云計算將把智能化制造推向更高級階右段國外工業(yè)技術(shù)發(fā)達國家的大型工業(yè)企業(yè)、研究機構(gòu)和高等院校對云計算的研究和發(fā)展都極為重視，之認為這是一種具有劃時代意義的技術(shù)。如美國宇航!局和通用汽車公司都在研究和應(yīng)用云計算技術(shù);我1國北京建有云計算基地，華為技術(shù)有限公司和tcl集團也都特別關(guān)注云計算的發(fā)展、研究和應(yīng)用。3.智能化工廠

智能化機械工)‘是以“智能化”為核心，以智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為主要特征的生產(chǎn)、經(jīng)營實體。智能化工)‘將逐步分層次實現(xiàn)。智能工業(yè)機器人在智能自動化制造工)‘中扮演著重要角色。(1>智能工業(yè)機器人在智能化數(shù)控設(shè)備中

除了各種數(shù)控設(shè)備和相關(guān)數(shù)控配套設(shè)備以外，智能工業(yè)機器人在智能制造單元、智能制造系統(tǒng)和智能制造工)‘中具有重要作用。

(2)智能化自動化工)‘在各種智能化自動化數(shù)控設(shè)備的基礎(chǔ)上，智能化工)‘將由工廠‘局部智能自動化、逐步分層次地發(fā)展到全工)‘智能自動化和社會化智能制造。

第一層次:單機或單元智能自動化。

單機或單元智能自動化，可以實現(xiàn)長時間無人值守。國內(nèi)外都有用于生產(chǎn)的實例。

第二個層次:生產(chǎn)制造系統(tǒng)智能自動化。

在第三代“智能機器人化單元”的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)控制生產(chǎn)車間全自動化系統(tǒng)。包括毛坯倉儲管理，再制品倉儲管理，成品零件倉儲管理及其搬運、裝卸、裝配作業(yè)和質(zhì)量檢驗等。

第三個層次:智能化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)。

在第二層次生產(chǎn)制造系統(tǒng)智能自動化的基礎(chǔ)上，配置網(wǎng)絡(luò)綜合管理系統(tǒng)，來實現(xiàn)全工)‘的智能化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造。智能化工)‘的實現(xiàn)主要是靠信息通信技術(shù)(ict)和智能網(wǎng)絡(luò)的可靠運行加以保證。具有實時資料搜集與傳輸功能、高效能計算機與分析預測功能、遠程監(jiān)控與診斷功能及模擬功能等。智能化工)‘最核心的部分是生產(chǎn)過程和全面經(jīng)營運行的智能自動化，包括設(shè)計智能化，生產(chǎn)排序自動化，生產(chǎn)線自動化，測試檢驗自動化，倉儲自動化，電力管理智能自動化等等，進一步發(fā)展到自動化無人化工)‘(絕大多數(shù)設(shè)備可以無人值守)。

第四個層次:智能化社會化生產(chǎn)。

智能化網(wǎng)絡(luò)化社會化制造，將山企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)經(jīng)因特網(wǎng)向企業(yè)外部傳輸。這就是所謂的internet/intranet。網(wǎng)絡(luò)可使企業(yè)與企業(yè)之間進行跨地區(qū)協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、信息共享、遠程監(jiān)控、遠程診斷和服務(wù)等。網(wǎng)絡(luò)能為制造提供完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，可以通過網(wǎng)絡(luò)將加工程序傳給遠方的設(shè)備進行加工，也可遠程診斷并發(fā)出指令調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)使各地分散的數(shù)控機床聯(lián)系在一起，互相協(xié)調(diào)，統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)整，使產(chǎn)品加工不局限于一個工)‘內(nèi)而實現(xiàn)社會化生產(chǎn)。智能化社會化制造能夠借助internet網(wǎng)實現(xiàn)跨行業(yè)、跨國際智能化制造，進人internet/intranet時代。云計算借助internet網(wǎng)整合了計算機資源，為智能化制造開了先河。智能化網(wǎng)絡(luò)化社會化制造將引領(lǐng)社會和全球資源的整合與優(yōu)化運用，同時將有效地提高人類的生活質(zhì)量，逐步地減少人類的體力勞動而擴大腦力勞動的比重，進入知識社會，智能社會。

智能制造具有高科技高水平的先進制造系統(tǒng)，面臨一些極具挑 戰(zhàn)性的問題。當然也需要我們投入大量的研究去攻克這些技術(shù)難題。產(chǎn)品和制造過程的數(shù)字建模理論及混合約束求解方法，幾何表示與推理在運動規(guī)劃、抓取、夾持、裝配、nc加工、計算機視覺、測量中的應(yīng)用，制造技能和制造知識的表示、獲取與推理。智能制造單元的agent建模及智能制造系統(tǒng)的多agent建模理論、多agent系統(tǒng)學>-j及重構(gòu)理論、多agent系統(tǒng)動力學分析方法及性能評價標、多agent系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度、控制與協(xié)調(diào)等。制造資源的holon模型holonic系統(tǒng)組成及其分別式協(xié)調(diào)與控制等。由于人類智能問題本身的復雜性，智能制造理論與技術(shù)的研究任重而道遠，上述問題的深入研究，不僅將促進智能制造理論與技術(shù)的發(fā)展與進一步完展具有積極的推動作用。不僅要提高機器設(shè)備的智商，更要協(xié)調(diào)好人與機器的關(guān)系，建立一種新型的人機一體化關(guān)系，從而產(chǎn)生高效高性能的生產(chǎn)系統(tǒng)�？傊�，隨著智能制造技術(shù)的普及以及其帶來的優(yōu)勢愈發(fā)明顯，可以預見在不遠的將來，智能制造將成為下一代重要的生產(chǎn)模式。參考文獻：

1.趙亞波 智能制造(工業(yè)控制計算機}2002年15卷第3期(333001)2.榮烈潤 面向21世紀的智能制造機電一體化2006,12(4)3.熊有倫 孫容磊 李斌 吳波 智能制造：回顧與展望木華中科技大學機械學院武漢430074 c1〕土子龍.中國裝備制造業(yè)系統(tǒng)演化與評價研究[d].中國博 上學位論文全文數(shù)據(jù)庫，2007 c2} l一繼勇.教育結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和就業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究[d].中 國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫，2007 參考文獻

[1]楊叔子，丁洪.智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)的發(fā)展與研究[j].中國機械工程1992,3(2):15~18 [2]孫大勇.先進制造技術(shù)[m].北京:機械工業(yè)出版社,2000,12~13

智能制造技術(shù)調(diào)研報告篇三

智能制造系統(tǒng)n摘要：智能制造淵于人工智能的研究。一般認為智能是知識和智力的總和，前者是智能的基 摘要 礎(chǔ)，后者是指獲取和運用知識求解的能力。智能制造應(yīng)當包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學習功能，還有搜集與理解環(huán)信 息和自身的信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力 關(guān)鍵詞：人工智能 自動化 專家 制造系統(tǒng) 關(guān)鍵詞 summary: smart manufacturing-yuan in artificial intelligence l considers that smart is the sum of knowledge and intelligence, the former is smart foundation, which is the means to acquire and use knowledge, igent manufacturing should contain intelligent manufacturing technology and intelligent manufacturing systems, intelligent manufacturing system not only to practice constantly enrich the knowledge base, self-learning function, as well as collecting and understanding epoxy information and personal information, and analysis and planning their own ability to words: artificial intelligence 紀會實現(xiàn)智能自動化嗎？而如果只是在 automation expert manufacturing system 企業(yè)的某個局部緩解實現(xiàn)智能化，而又 －、前言 －、前言 無法保證全局的優(yōu)化，則這種智能化的 智能制造（intelligent 意義是有限的。manufacturing，im）是一種由智能機器 智能制造的發(fā)展歷史

二、智能制造的發(fā)展歷史 和人類專家共同組成的人機一體化智能 智 能 制 造 系 統(tǒng)（intelligent 系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，manufacture system，ms）由部分或全部具 諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思。和決策 有一定自主性和合作性的智能制造單元組 等。通過人與智能機器的合作共事，去 成的、在制造活動全過程中表現(xiàn)出相當智能 擴大、延伸和部分地取代人類專家在制 行為的制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)最主要的特 造過程中的腦力勞動。它把制造自動化 征是在工作過程中知識的獲取、表達與使 的概念更新，擴展到柔性化、智能化和 用。智能制造系統(tǒng)根據(jù)其知識來源的不同可 高度集成化。分為兩種類型：(1)以專家系統(tǒng)為代表的非 毫無疑問，智能化是制造自動化的 自主式的制造系統(tǒng)，其特點是系統(tǒng)的知識是 發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎 根據(jù)人類的制造知識

總結(jié)

歸納而來，系統(tǒng)知 都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技 識依賴于人工進行擴展，因而有知識獲取瓶 術(shù)可以用于工程設(shè)計，工藝過程設(shè)計，頸、適應(yīng)性差、缺乏創(chuàng)新能力等缺陷；(2)生產(chǎn)調(diào)度，故障診斷等。也可以將神經(jīng) 建立在系統(tǒng)自學習、自進化與自組織基礎(chǔ)上 網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進的計算機智 的自主型的智能制造系n

統(tǒng)，其特點是系統(tǒng)的 能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調(diào)度等，知識可以在使用過程中不斷自動學習、完善 實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術(shù) 與進化，從而具有很強的適應(yīng)性以及開放式 尤其適合于解決特別復雜和不確定的問 的創(chuàng)新能力。隨著以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法與 題。但同樣顯然的是，要在企業(yè)制造的 遺傳編程為代表的計算智能技術(shù)的發(fā)展，智 全過程中全部實現(xiàn)智能化，如果不是完 能制造系統(tǒng)正逐步從非自主式的向具有自 全做不到的事情，至少也是在遙遠的將 學習、自進化與自組織的具有持續(xù)發(fā)展能力 來。有人甚至提出這樣的問題，下個世nn的自主式智能制造系統(tǒng)過渡發(fā)展�！�1】 縱覽全球，雖然總體而言智能制造 尚 處 于 概 念和 實 驗 階段，但 各 國 政府 均 將此列入國家發(fā)展計劃，大力推動實施。1992 年美國執(zhí)行新技術(shù)政策，大力支持 被 總 統(tǒng) 稱 之 的 關(guān) 鍵 重 大 技 術(shù)（critical techniloty），包 括 信 息 技 術(shù) 和 新 的 制 造 工 藝，智能 制 造 技術(shù)自 在 其 中，美 國 政 府 希 望 借助 此 舉 改造傳 統(tǒng) 工 業(yè) 并啟 動 新產(chǎn)業(yè)。加拿大制定的 1994~1998 年發(fā)展戰(zhàn) 略計劃，認為未來知識密集型產(chǎn)業(yè)是驅(qū) 動全球經(jīng)濟和加拿大經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，認為發(fā)展和應(yīng)用智能系統(tǒng)至關(guān)重要，并 將具體研究項目選擇為智能計算機、人 機界面、機械傳感器、機器人控制、新 裝置、動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)集成。日本 1989 年提出智能制造系統(tǒng)，且 于 1994 年啟動了先進制造國際合作研究 項目，包括了公司集成和全球制造、制 造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速 產(chǎn)品實現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術(shù)等。歐洲聯(lián)盟的信息技術(shù)相關(guān)研究有 esprit 項目，該項目大力資助有市場潛 力的信息技術(shù)。1994 年又啟動了新的 r&d 項目，選擇了 39 項核心技術(shù)，其中三項（信 息 技 術(shù)、分 子 生物學 和 先 進 制造 技 術(shù)）中均突出了智能制造的位置。中國 80 年代末也將“智能模擬”列 入 國 家 科 技發(fā) 展 規(guī) 劃的主 要 課 題，已 在 專 家 系 統(tǒng)、模 式 識 別、機 器 人、漢語 機 器 理 解 方 面取 得 了 一批成 果。最近，國 家科技部正式提出了“工業(yè)智能工程”，作 為 技 術(shù) 創(chuàng)新 計 劃 中創(chuàng)新 能 力 建 設(shè)的 重 要 組 成 部 分，智 能 制造將 是 該 項 工程 中 的重要內(nèi)容。

三、智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀nn智能制造淵于人工智能的研究。人 工智能就是用人工方法在計算機上實現(xiàn) 的智能。隨著產(chǎn)品性能的完善nn智能信息庫 化 及 其 結(jié) 構(gòu)的 復 雜 化、精 細 化，以及 功 能 的 多 樣 化，促 使 產(chǎn)品所 包 含 的 設(shè)計 信 息 和 工 藝 信息 量 猛 增，隨 之 生n

生 產(chǎn) 線和 生 產(chǎn) 設(shè) 備 內(nèi) 部的 信 息 流量增 加，制 造過 程 和 管 理 工 作的 信 息 量也必 然 劇 增，因 而 促 使 制 造 技術(shù) 發(fā) 展 的熱點 與 前 沿，轉(zhuǎn) 向 了 提 高 制 造系 統(tǒng) 對 于爆炸 性 增 長 的制 造 信息處理的能力、效率及規(guī)模上。目前，先 進 的 制 造設(shè) 備 離 開了信 息 的 輸 入就 無 法運轉(zhuǎn)，柔性制造系統(tǒng)（fms）一旦被切 斷 信 息 來 源就 會 立 刻停止 工 作。專家 認 為，制 造 系統(tǒng) 正 在 由原先 的 能 量 驅(qū)動 型 轉(zhuǎn) 變 為 信 息驅(qū) 動 型，這就 要 求 制 造系 統(tǒng) 不但要具備柔性，而且還要表現(xiàn)出智能，否 則 是 難 以處 理 如 此大量 而 復 雜 的信 息 工 作 量 的。其 次，瞬息萬 變 的 市 場需 求 和 激 烈 競 爭的 復 雜 環(huán)境，也 要 求 制造 系 統(tǒng) 表 現(xiàn) 出 更高 的 靈 活、敏 捷 和 智 能。因 此，智能制造越來越受到高度的重視。因此，它是制造技術(shù)發(fā)展，特別是 制 造 信 息 技術(shù) 發(fā) 展 的必然，是 自 動化 和 集成技術(shù)向縱深發(fā)展的結(jié)果

四、智能制造的優(yōu)缺點 智能制造系統(tǒng)（intelligent manufacturing system---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)，它突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成的方式，借助計 算機模擬的人類專家的智能活動，進行 分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代nnn或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，同時，收集、存儲、完善、共享、繼承 和發(fā)展人類專家的制造智能。由于這種 制造模式，突出了知識在制造活動中的 價值地位，而知識經(jīng)濟又是繼工業(yè)經(jīng)濟 后的主體經(jīng)濟形式，所以智能制造就成 為影響未來經(jīng)濟發(fā)展過程的制造業(yè)的重 要生產(chǎn)模式。智能制造系統(tǒng)是智能技術(shù) 集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展 機器人手機 現(xiàn)的載體。一般而言，制造系統(tǒng)在概念上認為 是 一 個 復 雜的 相 互 關(guān)聯(lián)的 子 系 統(tǒng) 的整 體 集 成，從 制造 系 統(tǒng) 的功能 角 度，可將 智 能 制 造 系 統(tǒng)細 分 為 設(shè)計、計 劃、生產(chǎn) 和 系統(tǒng)活動四個子系統(tǒng)。在設(shè)計子系統(tǒng)中，智 能 制 定 突出 了 產(chǎn) 品的概 念 設(shè) 計 過程 中 消 費 需 求 的影 響 ； 功能設(shè) 計 關(guān) 注 了產(chǎn) 品 可制造性、可裝配性和可維護及保障性。另 外，模 擬測 試 也 廣泛應(yīng) 用 智 能 技術(shù)。在 計 劃 子 系統(tǒng) 中，數(shù)據(jù)庫 構(gòu) 造 將 從簡 單 信 息 型 發(fā) 展到 知 識 密集型。在 排 序和 制 造 資 源 計 劃管 理 中，模糊 推 理 等 多類 的 專 家 系 統(tǒng) 將集 成 應(yīng) 用；智 能 制 造 的生 產(chǎn) 系 統(tǒng) 將 是 自治 或 半 自治系 統(tǒng)。在 監(jiān)測 生 產(chǎn) 過 程、生產(chǎn) 狀 態(tài) 獲取和 故 障 診 斷、檢 驗 裝 配 中，將 廣 泛 應(yīng)用n

智 能 技 術(shù) ；從 系 統(tǒng) 活 動 角 度，神 經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)技 術(shù) 在 系 統(tǒng)控 制 中 已 開 始 應(yīng)用，同 時應(yīng)用 分 布 技 術(shù)和 多 元 代 理 技 術(shù)、全 能 技術(shù)，并 采 用 開放 式 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)，使 系 統(tǒng) 活動并 行，解 決系 統(tǒng) 集成。智能制造的未來發(fā)展趨勢 五﹑智能制造的未來發(fā)展趨勢

1、人工智能技術(shù)。因為 ims 的目標 單是“人工智能系統(tǒng)，而且是人機一體 是計算機模擬制造業(yè)人類專家的智能活 化智能系統(tǒng)，是一種混合智能。想以人 動，從而取代或延伸人的部分腦力勞動，工智能全面取代制造過程中人類專家的 因此人工智能技術(shù)成為 ims 關(guān)鍵技術(shù)之 智能，獨立承擔分析、判斷、決策等任 一。ims 與人工智能技術(shù)（專家系統(tǒng)、人 務(wù)，目前來說是不現(xiàn)實的。人機一體化 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯）息息相關(guān)。突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時 在智能機器的配合下，更好的發(fā)揮人的 潛能，使達到一種相互協(xié)作平等共事的2、并行工程。針對制造業(yè)而言，并 行工程是一種重要的技術(shù)方法學，應(yīng)用 于 ims 中，將最大限度的減少產(chǎn)品設(shè)計 的盲目性和設(shè)計的重復性。

3、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是 制造過程的系統(tǒng)和各個環(huán)節(jié)“智能集成” 化的支撐。信息網(wǎng)絡(luò)同時也是制造信息 及知識流動的通道。

4、虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)可 以在產(chǎn)品設(shè)計階段就模擬出該產(chǎn)品的整 個生命周期，從而更有效，更經(jīng)濟、更 靈活的組織生產(chǎn)，實現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)周期 最短，產(chǎn)品成本最低，產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)，生產(chǎn)效率最高的保證。同時虛擬制造技 術(shù)也是并行工程實現(xiàn)的必要前提。

5、自律能力構(gòu)筑。即收集和理解環(huán) 境信息和自身的信息并進行分析判斷和 規(guī)劃自身行為的能力。強大的知識庫和 基于知識的模型是自律能力的基礎(chǔ)。

6、人機一體化。智能制造系統(tǒng)不單nnn關(guān)系，使二者在不同層次上各顯其能，相輔相成。

7、自組織和超柔性。只能制造系統(tǒng) 中 的 各 組 成單 元 能 夠依據(jù) 工 作 任 務(wù)的 需 要，自 行 組成 一 種 最佳結(jié) 構(gòu)，使 其柔 性 從智能制造的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面來考慮, 未來智能制造系統(tǒng)應(yīng)為分布式自主制造系 統(tǒng), 該系統(tǒng)由若干個智能施主組成, 根據(jù) 生產(chǎn)任務(wù)細化層次的不同, 智能施主可以 分為不同的級別。如一個智能車間稱為一個 施主, 它調(diào)度管理車間的加工設(shè)備, 它以 車間級施主身份參與整個生產(chǎn)活動;同時 對于一個智能車間而言, 它們直接承擔加 工任務(wù)。無論哪一級別的施主, 它與上層控 制系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的連接, 各 智能加工設(shè)備之間通過自動引導小車實現(xiàn) 物質(zhì)傳遞。在這樣的制造環(huán)境中產(chǎn)品的生產(chǎn) 過程為: 通過并行n

智能制造技術(shù)調(diào)研報告篇四

船舶智能制造

摘要：當前世界經(jīng)濟復蘇艱難曲折、全球航運市場持續(xù)低迷、造船產(chǎn)能面臨著嚴重過剩，市場競爭激烈。在這種形勢下，振興制造業(yè)，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整、全面轉(zhuǎn)型升級、推動產(chǎn)業(yè)快速邁向高端，已成為全行業(yè)的共識。當前，我國船舶制造行業(yè)處于一個變革的時代。新一輪的工業(yè)變革已經(jīng)開始，而其中，制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化作為革命的核心力量。這場“智”造革命所帶來的風暴，將深刻影響著我國造船業(yè)的未來。

關(guān)鍵詞：船舶；智能制造；數(shù)字化；自動化 1.引言

西方發(fā)達國家振興制造業(yè)走的是一條新路子，主要是依靠科技創(chuàng)新，搶占國際產(chǎn)業(yè)競爭制高點、增強經(jīng)濟發(fā)展核心競爭力，謀求未來發(fā)展的主動權(quán)。以智能化為核心的裝備制造業(yè)變革正牽引著傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展革命性的演變，正推動著全球新一輪科技創(chuàng)新高峰的形成。

德、英、日等國家相繼推出一系列重振制造業(yè)的重大舉措，力圖在知識技術(shù)密集的高端制造業(yè)重塑競爭優(yōu)勢。如“工業(yè) 4.0”是德國政府推出的《高技術(shù)戰(zhàn)略 2023》十大未來項目之一。作為一個風靡全球的概念，“工業(yè) 4.0”提供了工業(yè)制造的新思維，被稱為是繼蒸汽機應(yīng)用、規(guī)�；�生產(chǎn)和電氣、電子信息技術(shù)等三次工業(yè)革命后的第四次工業(yè)革命，其特征是以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以預測技術(shù)為核心的智能制造使用，目的是大幅度提高產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈運行的質(zhì)量和效率，推動實現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型。此外，美國提出了“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”，日本提出組建科技工 業(yè)聯(lián)盟，英國提出了“工業(yè) 2050”。最近，中國也公布了中國版的“工業(yè) 4.0”，即“中國制造 2025”規(guī)劃，并提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃。

專家表示，我國要著力改變造船業(yè)“大而不強”的局面，就要依靠創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，推動中國造船業(yè)盡快實現(xiàn)智能化。而“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃和“中國制造 2025”戰(zhàn)略的提出，為我國造船業(yè)實現(xiàn)從“量”到“質(zhì)”的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了機遇，同時也帶來重大挑戰(zhàn)。

2.智能制造介紹

“工業(yè)4.0”是繼蒸汽機應(yīng)用（機械時代）、電子信息技術(shù)（電氣時代）和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（信息時代）之后的第四次工業(yè)革命，最早在2023年4月的德國漢諾威工業(yè)博覽會上正式提出，與美國通過程序提升“先進制造業(yè)”、推進“柔性制造系統(tǒng)”有異曲同工之妙。“工業(yè)4.0”為中國經(jīng)濟特別是制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、結(jié)構(gòu)調(diào)整指明了發(fā)展方向�！肮�業(yè)4.0”其特征是基于信息物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)服務(wù)，通過大數(shù)據(jù)分析和云計算，以預測技術(shù)為核心來指導高效高品質(zhì)生產(chǎn)的智能制造和應(yīng)用，目的是大幅度地提高產(chǎn)品生產(chǎn)、運行的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能生產(chǎn)和流通消費相融合的革命性方法，將徹底推動傳統(tǒng)制造工業(yè)的服務(wù)化轉(zhuǎn)型升級。

智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)以及人工智能的基礎(chǔ)上，通過感知、人機交互、決策、執(zhí)行和反饋，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計過程、制造過程和企業(yè)管理及服務(wù)的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合與集成。

智能化和自動化的最大區(qū)別在于知識的含量。智能制造是基于科學而非僅憑經(jīng)驗的制造，科學知識是智能化的基礎(chǔ)。因此，智能制造包含物質(zhì)的和非物質(zhì)的處理過程，不僅具有完善和快捷響應(yīng)的物料供應(yīng)鏈，還需要有穩(wěn)定且強有力的知識供應(yīng)鏈和產(chǎn)學研聯(lián)盟，源源不斷地提供高素質(zhì)人才和工業(yè)需要的創(chuàng)新成果，發(fā)展高附加值的新產(chǎn)品，促進產(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級。

智能制造是可持續(xù)發(fā)展的制造模式，它借助計算機建模仿真和信息通信技術(shù)的巨大潛力，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程，大幅度減少物質(zhì)資源和能源的消耗以及各種廢棄物的產(chǎn)生，同時實現(xiàn)循環(huán)再用，減少排放，保護環(huán)境。3.船舶智能制造

“船舶工業(yè)4.0”，需要在現(xiàn)有信息化、自動化條件下構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)—實體融合架構(gòu)，通過適應(yīng)于各類用戶需求的評估、分析、預測和優(yōu)化體系，以“多源數(shù)據(jù)條件下的多維評估與預測、實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化”為核心，形成更具高附加值的船舶制造、使用、管理、物流等面向全生命周期的中國船舶工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，從而使得中國船舶工業(yè)未來能夠更好地以市場為導向，以智能船舶為紐帶，走向定制規(guī)�；�、管理精細化、服務(wù)高效化，以更好地創(chuàng)造和實現(xiàn)新價值。“船舶工業(yè)4.0”將促使造船廠借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能取代封閉性的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，成為未來船舶工業(yè)的根基，徹底使我國由造船大國向造船強國轉(zhuǎn)變。雖然“船舶工業(yè)4.0”還在探索，但新的變革浪潮必然會席卷而來，企業(yè)只有占得先機才能成為行業(yè)的引領(lǐng)者。

智能制造是自動化制造未來發(fā)展的方向，是信息化和自動化的高度集成，具有智能化、柔性化和高度集成化。船舶智能制造是指實現(xiàn)船舶制造工業(yè)各個環(huán)節(jié)的最優(yōu)化、智能化和自動化。涉及到的智能技術(shù)主要包括：新型的傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、先進的控制和優(yōu)化技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實的故障診斷與維護技術(shù)、基于 rfid 芯片的識別技術(shù)、特殊工藝和精密制造技術(shù)以及安全技術(shù)等。3.1智能船舶系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

智能船舶不是單指船舶實體本身，而是一套完整的系統(tǒng)，其核心技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)和智能船舶融合、岸海一體的智能信息服務(wù)體系。智能船舶系統(tǒng)是通過設(shè)計企業(yè)、制造企業(yè)、運營企業(yè)和服務(wù)企業(yè)之間的信息共享，構(gòu)建一個“網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、智能化和服務(wù)化”的網(wǎng)絡(luò)和智能船舶的融合架構(gòu)，實現(xiàn)從設(shè)計、生產(chǎn)、運營到服務(wù)的全流程體系的協(xié)同，建立船舶全生命周期的產(chǎn)業(yè)鏈，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的分析挖掘，為企業(yè)創(chuàng)造新的價值。智能船舶系統(tǒng)主要包括：智能設(shè)計、智能制造、智能船舶、智能操作、智能運營、智能服務(wù)以及云計算平臺七大模塊，如圖1 所示。

圖1 智能船舶系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

智能船舶系統(tǒng)構(gòu)建在云計算平臺之上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的云存儲以及大數(shù)據(jù)的分析與挖掘，系統(tǒng)以智能船舶實體為核心，涉及智能船舶的設(shè)計、制造、操縱、運營以及服務(wù)各功能模塊，涵蓋了智能船舶從設(shè)計制造到報廢淘汰的整個生命周期數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用。智能船舶系統(tǒng)的生命周期如圖2 所示。

圖2 智能船舶系統(tǒng)生命周期

智能船舶系統(tǒng)具有以下特點：

1）系統(tǒng)性。智能船舶系統(tǒng)不再單指船舶實體本身，它是由多個子系統(tǒng)集成的船舶與岸基一體化智能信息服務(wù)體系，主要包括船舶設(shè)計、制造、操作、運營、服務(wù)等系統(tǒng)。

2）網(wǎng)絡(luò)性。系統(tǒng)的基礎(chǔ)是基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，借鑒傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)，實現(xiàn)船舶設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與船舶、船舶與岸基、岸基與云中心等的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)信息共享、遠程控制與通信交流等。

3）智能性。智能船舶系統(tǒng)是一個多智能體系統(tǒng)，通過云計算平臺對船舶相關(guān)大數(shù)據(jù)的分析、預測、評估、推理等，實現(xiàn)正確的決策，通過傳感技術(shù)、虛擬技術(shù)、識別技術(shù)等理論方法，實現(xiàn)船舶設(shè)計、制造、操縱、運營、服務(wù)過程的智能化。

4）協(xié)同性。智能船舶系統(tǒng)涵蓋了船舶設(shè)計企業(yè)、制造企業(yè)、運營企業(yè)以及服務(wù)企業(yè)，實現(xiàn)信息共享，企業(yè)之間可以相互提出請求和提供服務(wù)，實現(xiàn)協(xié)調(diào)運作與競爭，共同發(fā)展。5）柔韌性。系統(tǒng)能夠適應(yīng)快速變化的船舶設(shè)計、制造、運營和服務(wù)需求，通過大數(shù)據(jù)分析和溝通交流，能夠?qū)ψ兓�的市場需求做出及時的反應(yīng)，具有較強的適應(yīng)性。

6）追溯性。系統(tǒng)對船舶從設(shè)計、制造、使用、淘汰的全過程進行跟蹤，對船舶出現(xiàn)的問題能夠及時的追溯和處理。

7）服務(wù)性。智能船舶系統(tǒng)是船舶與岸基一體化的智能信息服務(wù)體系，能夠及時提供各種增值服務(wù)，從設(shè)計、制造、使用、維護、維修、物流等全方位提供不同的服務(wù)需求。3.2數(shù)字化造船

3.2.1數(shù)據(jù)集成平臺技術(shù)

船舶平臺信息集成系統(tǒng)是進行數(shù)據(jù)交換和業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行的平臺，它規(guī)范了信息交換和系統(tǒng)運行標準及接口定義等，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供良好的系統(tǒng)接口、穩(wěn)定的運行環(huán)境和嚴格的管理界面。船舶信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中處理機、智能傳感器和帶有數(shù)字化接口的設(shè)備物理地分布于船上的各個部位，各自獨立運行，它們通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，構(gòu)成一個分布式系統(tǒng)。該系統(tǒng)又是通過集成支撐環(huán)境將各個獨立的系統(tǒng)連通集成進行信息交換和消息傳遞，形成一個有機的整體。船舶平臺信息集成系統(tǒng)負責除指控系統(tǒng)外其他所有信息的共享與交換。資源管理中心、控制中心、信息管理中心和操控臺之間的信息傳輸和消息傳遞統(tǒng)一通過船舶平臺信息集成系統(tǒng)控制完成。

圖3船舶信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

船舶平臺信息集成系統(tǒng)的核心是任務(wù)管理調(diào)度子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)訪問中間件兩大部分，平臺本身也是作為中間件以通用組件的形式對應(yīng)用要求的功能提供支持，包括流程調(diào)度與控制、權(quán)限控制和數(shù)據(jù)訪問等支持。系統(tǒng)的最底層是各類分布的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。船舶平臺信息集成系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，任務(wù)管理調(diào)度子系統(tǒng)通過傳遞消息控制應(yīng)用系統(tǒng)中模塊的運行演程、數(shù)據(jù)訪問中間件通過發(fā)送和接收數(shù)據(jù)控制應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程。權(quán)限控制子系統(tǒng)、任務(wù)與信息監(jiān)控子系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)流和控制流的監(jiān)控和控制完成自身的功能。3.2.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)最早由美國vpl research inc．公司提出的，涉及計算機、微電子、仿真與傳感測量等眾多高新技術(shù)，它是利用計算機在電腦上構(gòu)造出一個與現(xiàn)實世界相同或相似的環(huán)境，人們通過虛擬設(shè)備就可以與虛擬環(huán)境進行交流互動，就像在現(xiàn)實世界中一樣。人們不僅能從視覺上感知虛擬世界，同時也可以從嗅覺、聽覺甚至觸覺等方面來感知虛擬世界。在計算機中構(gòu)造的虛擬世界是一個開放的環(huán)境，不僅能夠?qū)θ藗兺ㄟ^虛擬設(shè)備傳遞給它的信息做出反饋，還能夠讓人們“真實”地感知虛擬環(huán)境下的虛擬實物。

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要由五方面組成：虛擬引擎、輸入/輸出設(shè)備、軟件和數(shù)據(jù)庫、用戶以及任務(wù)，其中虛擬引擎和i/o設(shè)備是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心，他們之間是通過以下組成關(guān)系來完成虛擬任務(wù)的，如圖3所示：

圖3 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)組成部分

vr引擎是虛擬仿真系統(tǒng)的核心部位，通過讀取輸入設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，訪問與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫并進行實時計算，完成相應(yīng)工作任務(wù)，最后通過輸出設(shè)備反饋任務(wù)結(jié)果。

i/o設(shè)備是實現(xiàn)虛擬環(huán)境交互性的基礎(chǔ)。人們通過專門的數(shù)據(jù)接口給計算機發(fā)送命令，同時計算機也會將實時的模擬信息反饋給用戶。比較常見的i/o設(shè)備有三維位置跟蹤器，即傳感衣、三維聲音發(fā)生器、數(shù)據(jù)傳感手套等。

軟件和數(shù)據(jù)庫，根據(jù)各個領(lǐng)域的應(yīng)用側(cè)重點不同，目前虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的vr仿真軟件

有很多種，軟件和數(shù)據(jù)庫的主要功能有兩部分：

1)建立虛擬對象的幾個模型，根據(jù)需要也可以加入物理屬性和行為特性，同時構(gòu)造虛擬對象層次結(jié)構(gòu)，建立i/o設(shè)備到虛擬場景的映射。

2)創(chuàng)建虛擬環(huán)境，創(chuàng)建連通應(yīng)用程序與虛擬世界的數(shù)據(jù)接口，從而實現(xiàn)人機交互。任務(wù)指的是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)需要完成的命令和工作。傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要運用在教育、娛樂、醫(yī)療和軍事，新型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要運用在機器人、制造業(yè)和信息可視化等領(lǐng)域。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點主要通過四個方面來表現(xiàn)，他們之間的關(guān)系如圖4所示：

圖4虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點

多感知性：所謂多感知性就是除了一般計算機所具有的視覺感知之外，還擁有其他方面的感知，比如聽覺感知、觸覺感知、嗅覺感知、味覺感知、甚至運動感知等。沉浸感：沉浸感是指計算機生成的虛擬環(huán)境讓人有一種真實的存在感，猶如身臨其境，所有感知就像在真實世界一樣。要有沉浸感，除了逼真的三維模型，還必須有人機交互作用才能夠?qū)崿F(xiàn)。

想象性：在進入虛擬環(huán)境時，不僅僅是依靠外設(shè)的一些虛擬設(shè)備，像數(shù)據(jù)手套之類的來提供沉浸感，同時也要通過想象把虛擬的環(huán)境構(gòu)造出來，想象性從一方面也表達了作者的設(shè)計思路。

交互性：虛擬環(huán)境是一個開放的環(huán)境，它能通過人們輸入的信息感知人們的意愿，并做出相應(yīng)的反饋，交互性的優(yōu)劣主要由實時性和自然性來體現(xiàn)。

在經(jīng)濟全球化的今天，國際市場競爭非常激烈，尤其是工程制造領(lǐng)域。新技術(shù)、新產(chǎn)品日新月異，這對新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)和制造提出了更高的要求，企業(yè)要在這樣嚴峻的挑戰(zhàn)下生存發(fā)展，就必須有全新的、強有力的技術(shù)支撐，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是工程制造領(lǐng)域未來發(fā)展的技術(shù)力量。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)最早是由國外提出的，經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)在航空航天、汽車制造、醫(yī)療康復、教育娛樂以及軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而我國在上世紀九十年代，工程界和科學界才開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究和開發(fā)，雖然起步較晚，但是信息技術(shù)的快速發(fā)展和信息共享，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國的各個領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，同時國內(nèi)的科研院所和高校也在不斷的對其進行深入地研究。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工程制造業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面：產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)設(shè)計，產(chǎn)品裝配工藝過程的優(yōu)化確定。產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計又分為三個方面：以設(shè)計為中心的虛擬制造技術(shù)、以生產(chǎn)為中心的虛擬制造技術(shù)和以控制為中心的虛擬制造技術(shù)。4.船廠項目案例

4.1南通中遠川崎船舶智能制造項目案例

南通中遠川崎的船舶制造智能車間建設(shè)，實現(xiàn)了各加工系列的智能制造，達到工裝自動化、工藝流水化、控制智能化、管理精益化，保障了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，縮短了加工周期，極大地提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量和建造效率達到世界先進水平。

南通中遠川崎在船舶智能化制造方面，率開國內(nèi)先河，高度自動化的流水作業(yè)生產(chǎn)線加上柔性化的船舶生產(chǎn)工藝流程，實現(xiàn)了船舶制造的自動化操作和流水式作業(yè)。

1．型鋼生產(chǎn)線

型鋼是船體常川部材之一，原先的生產(chǎn)方式．從畫線、寫字到切割、分料．完全采用手工作業(yè)，效率低。周期長．勞動強度大，且難免出現(xiàn)誤操作。型鋼自動化生產(chǎn)線建成后．實現(xiàn)了從進料一切割一自動分揀一成材分類疊放全過程的智能制造．包括物料信息傳輸和物料切割智能化以及物料分類感知智能化．配員由原來的20人減少為7人．有效減少了人工成本，縮短了生產(chǎn)周期．降低了勞動強度，為后續(xù)擴大機器人應(yīng)用積累了經(jīng)驗。

2．條材機器人生產(chǎn)線

條材是分段制造的主要部材之一，它的特點是數(shù)量多，大部分部材比較短小原來的生產(chǎn)方式．包括畫線、寫字、開條、端部切割、打磨、分料等全是手工作業(yè)．效率低．生產(chǎn)周期長，容易出錯。條材機器人生產(chǎn)線的投產(chǎn)，實現(xiàn)了信息傳輸和物料傳輸感知智能化以及加工智能化．配員南原來的22人減少為8人，提高了生產(chǎn)效率．縮短了生產(chǎn)周期，降低了勞動強度． 3．先行小組立機器人生產(chǎn)線

盡管造船中厚板電弧焊接實現(xiàn)機器人作業(yè)困難很多，但南通巾遠川崎還是從最簡單的先行小組材開始，推進機器人焊接。傳統(tǒng)的制造方式是，鋼板在定盤上全面鋪開。一塊一塊地裝配、焊接、翻身、背燒，占用面積大，制造周期長．效率低。先行小組立機器人生產(chǎn)線投產(chǎn)后．實現(xiàn)了工件傳輸和焊接智能化，以及自動背燒、自動工件出料．整條生產(chǎn)線僅配一名員員操作，配員減少一半以上。流水線生產(chǎn)方式是工業(yè)化大生產(chǎn)的必然要求．對造船業(yè)而言．車間內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)的流水線化將是今后實施船舶智能制造的一個重要發(fā)展方向。目前南通中遠川崎已實施了大艙肋骨生產(chǎn)線、y龍筋生產(chǎn)線、焊接裝置等數(shù)個半自動化生產(chǎn)線技改項目，取得了良好的效果。

4．智能物流系統(tǒng)

采用“橫向到邊、縱向到底”的設(shè)計原則，建立了功能完善的智能物流系統(tǒng)，并與設(shè)計系統(tǒng)高度集成，從而將企業(yè)的人力、資金、信息、物料、設(shè)備、時間、方法等各方面資源充分調(diào)配和平衡，為企業(yè)加強財務(wù)管理、提高資金運營水平、減少庫存、提高生產(chǎn)效率、降低成本等提供強有力的支持。

4.2金海重工打造智能船廠之路

船舶制造是一項傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，近年來，金海重工股份有限公司對其進行數(shù)字化和智能制造的改造，以期把企業(yè)打造成先進的智能船廠。目前，這項工作取得了一定進展和成效。

攻堅重點

金海重工在開始打造智能化船廠時，非常重視數(shù)字化基礎(chǔ)工作的落地。目前，金海重工主要圍繞以下3個核心開展工作：一是生產(chǎn)計劃管理與實施核心；二是物流核心；三是設(shè)計核心。

3個核心中有一個靈魂，就是生產(chǎn)計劃管理與實施。這項計劃管理工作不是一個數(shù)據(jù)管理，而是一個行為管理。它的里面包括了計劃的制訂和計劃實施的監(jiān)控，以及可控化的計劃的落實。此項工作是金海重工眾多數(shù)字化項目中比較通順的。船廠的物流情況通常十分復雜，不僅廠外供應(yīng)商物流復雜，而是廠內(nèi)各種配料、送料等情況也十分繁瑣。為此，金海重工搭建了一套完整的供應(yīng)鏈系統(tǒng)。這套供應(yīng)鏈系統(tǒng)從設(shè)計環(huán)節(jié)開始，包括設(shè)計、預算/規(guī)劃、供應(yīng)商、詢價/合同、送貨/質(zhì)檢、廠區(qū)物流、領(lǐng)導生產(chǎn)、托盤集配、倉諸管理等子項目。

金海重工十分重視設(shè)計工作，無圖紙化設(shè)計是其目前大力推廣的一項內(nèi)容。與設(shè)計相關(guān)的各種工作，都離不開數(shù)據(jù)的支撐。為此，金海重工重點實施了把行為變成數(shù)據(jù)、讓數(shù)據(jù)變成可控狀態(tài)的一項工作。這項工作緊要，卻十分艱巨，僅其中一項編碼工作，就花了6個月的時間。注重工作協(xié)同船廠工作千端萬緒，若要做好工作，必須加強協(xié)同。

計劃生產(chǎn)

計劃生產(chǎn)這項工作，既涉及到銷售環(huán)節(jié)，又涉及到供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，而且它最后要落實到工人的崗位——金海重工采用的是給每個工人發(fā)派工作包的形式。這個工作包就是每名工人在作業(yè)開始的時候就必須要明確的落實的工作內(nèi)容，包括工作對象、工作量、工作場地和工作中需要注意之處。

供應(yīng)鏈

金海重工的供應(yīng)鏈很長，包括從供應(yīng)商開始，經(jīng)計劃調(diào)度、項目管理到進庫，及進庫后的模塊化出庫。出庫兩個含義，一是外來產(chǎn)品組裝件的組合，另一個是廠內(nèi)產(chǎn)品和外來產(chǎn)品的組合——船舶行業(yè)稱之為“托盤管理”。托盤管理需要在物流環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)等供應(yīng)鏈中間充分地組合好�！巴斜P管理”中可能要涉及到上千個零部件，所以，這項工作的內(nèi)容也是數(shù)字化集成和邏輯關(guān)系的一種表現(xiàn)。

生產(chǎn)過程智能化

智能船廠的生產(chǎn)過程必須用自動化和數(shù)據(jù)化來完成，以實現(xiàn)產(chǎn)品的成本降低、質(zhì)量提升和安全生產(chǎn)。目前，金海重工對此領(lǐng)域進行積極而成功的探索。

鋼板自動標記

這項工作遠非一般人認為的買一塊鋼板然后在其上貼二維碼那么簡單。船廠在生產(chǎn)過程中會遇到一個很大的困難，鋼板進廠后，必須進行高溫高壓條件下的預處理。如果事先把二維碼貼在上面，那么鋼板預處理結(jié)束后，二維碼肯定消失了。所以，這就要求廠方加強鋼板預處理前的一個編碼控制。金海重工經(jīng)過大量實驗，解決了這個難題。鋼板在預處理之后，編碼也會留在上面，而且經(jīng)過多少道工序，都會被找到，甚至它與其他原配料結(jié)合一起成為一個零件，都會留有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

數(shù)控聯(lián)合集成數(shù)控設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用了幾十年，傳統(tǒng)方式下都是單機操作，金海重工把它們改造成流水線作業(yè)組合的操作模式。目前在切割環(huán)節(jié)中進行了成功的應(yīng)用。汽車行業(yè)是用機器人進行切割，而金海重工根據(jù)自身生產(chǎn)的特點和需求，用了焊接組合的方式來進行代替，取得了不錯的效果。這種通過對現(xiàn)有設(shè)備以適應(yīng)智能制造要求的模式，在以后還有很大的發(fā)展空間。

柔性模具

船體的形狀多變，不同的船型，所以要根據(jù)實際情況運用冷加工和熱加工。所以，船廠就要設(shè)計一個柔性模態(tài)。用同一個模態(tài)應(yīng)對所有船舶曲線、平面的加工。這其中數(shù)據(jù)的采集點和數(shù)據(jù)量，包括有線源的控制，金海重工投入很大精力才完成。

自動涂裝系統(tǒng)

涂裝工序是一項高風險工作，企業(yè)面臨招不到工人從事此項工作的困境。涂裝的機器人作為一種理想的解決方案，在船廠向智能化推進過程還面臨著一些問題，金海重工目前正存積極研究，博采眾長，準備攻克這個難題。5.結(jié)語

船舶智能制造，需要在現(xiàn)有信息化、自動化條件下構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)—實體融合架構(gòu)，通過適應(yīng)于各類用戶需求的評估、分析、預測和優(yōu)化體系，以“多源數(shù)據(jù)條件下的多維評估與預測、實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化”為核心，形成更具高附加值的船舶制造、使用、管理、物流等面向全生命周期的中國船舶工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，從而使得中國船舶工業(yè)未來能夠更好地以市場為導向，以智能船舶為紐帶，走向定制規(guī)模化、管理精細化、服務(wù)高效化，以更好地創(chuàng)造和實現(xiàn)新價值。船舶智能制造將促使造船廠借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能取代封閉性的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，成為未來船舶工業(yè)的根基，徹底使我國由造船大國向造船強國轉(zhuǎn)變。雖然船舶智能制造還在探索，但新的變革浪潮必然會席卷而來，企業(yè)只有占得先機才能成為行業(yè)的引領(lǐng)者。

目前國內(nèi)船舶業(yè)尤其是海工裝備產(chǎn)品以型多量少、船東個性化要求高、船型復雜技術(shù)含量高著稱，但市場的低迷、傳統(tǒng)生產(chǎn)的瓶頸、高端技術(shù)的缺乏等越來越影響到船舶業(yè)的發(fā)展，以智能化為核心的裝備制造業(yè)變革正牽引著傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展革命性的演變，為船舶業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的智能化指明了方向：建立智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)和車間，使智能化設(shè)備機器代替人工操作的機器，搭建設(shè)計、生產(chǎn)、采購一體化智能生產(chǎn)流程設(shè)施，通過云技術(shù)把所有生產(chǎn)資源都連接起來，使目前的半自動化生產(chǎn)向智能化生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，促使船舶及海工產(chǎn)品向定制化、規(guī)�；�、管理精細化、以最小代價獲取最大利益的方向發(fā)展，實現(xiàn)定制化與規(guī)�；�、個性化與普適化、虛擬與實體、微觀與宏觀、當前與未來的結(jié)合。參考文獻

[1]劉偉.智能制造與社會經(jīng)濟發(fā)展[j].學術(shù)探索.2023(4).[2]張馳.智能化引領(lǐng)船舶制造業(yè)變革[n].中國水運報.2023(5).[3]湯天浩.船舶智能化信息系統(tǒng)的探討[j].上海造船.2007(3)[4]李光正,宋新剛,徐瑜.基于“工業(yè)4.0”的智能船舶系統(tǒng)探討[j].2023(11).[5]程敬云,張圣坤,陸蓓.基于智能體的造船供應(yīng)鏈[j].2000(6).[6] 趙東,周宏.數(shù)字化造船系統(tǒng)研究[j].船舶工程.2006,28(3).[7] 邱立強,楊劍征,趙川.國外數(shù)字化造船技術(shù)發(fā)展趨勢研究[j].艦船科學技術(shù).2023,37(7).[8] 趙東,周宏.數(shù)字化造船系統(tǒng)研究[j].2006,28(3).[9] 楊國兵,李柏洲,甘志霞.應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)推進數(shù)字化造船[j].2008,5.[10] 胡可一.數(shù)字化造船在造船業(yè)中的應(yīng)用[j].上海造船.2023,1.

智能制造技術(shù)調(diào)研報告篇五

智能工廠——以三一重工18號工廠為例

摘要：在理論上解釋了智能工廠的概念，再以三一重工18號工廠作為研究對象，對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統(tǒng)化建設(shè)智能工廠打下了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能制造；數(shù)字化工廠 中圖分類號：th161

intelligent factory a case of sany heavy industry no.18th factory

abstract：this paper explains the concept of intelligent factory in theory, then takes 31 heavy industry no.18th factory as the research object, analyzes and discues its operation mode and operation characteristics in detail, thus obtains the intellectualized gene of the further draws the intelligent factory frame, lays the foundation for the systematized construction intelligent words：networking of things;intelligent manufacturing;digital chemical plant 0 前言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動應(yīng)用等新一輪信息技術(shù)的發(fā)展，全球化工業(yè)革命開始提上日程，工業(yè)轉(zhuǎn)型開始進入實質(zhì)階段。在中國，智能制造、中國制造2025等戰(zhàn)略的相繼出臺，表明國家開始積極行動起來，把握新一輪工發(fā)展機遇實現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)型。智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實踐模式，已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。到底什么是智能工廠？智能工廠的核心架構(gòu)是怎樣的？能為企業(yè)的轉(zhuǎn)型提供哪些支撐？這都是企業(yè)比較關(guān)心的話題。

本文以三一重工18號工廠為例,分析智能工廠的主要特點還有其智能化的框架。

1 數(shù)字化工廠、智能工廠和智能制造

1.1 數(shù)字化工廠

對于數(shù)字化工廠，德國工程師協(xié)會的定義是：數(shù)字化工廠（df）是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)，包含仿真和3d/虛擬現(xiàn)實可視化，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能：

圖1 在國內(nèi)，對于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是：數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造

技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結(jié)論，數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實現(xiàn)信息的集成。1.2

智能工廠

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。

圖2

智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術(shù)進行推理預測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實境擴增展示設(shè)計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備協(xié)調(diào)、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機交互。1.3

智能制造

智能工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級版，但是與智能制造還有很大差距。智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作，去擴大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔分析、判斷、決策等任務(wù)，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器配合下，更好發(fā)揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質(zhì)是人機一體化。

國內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造，但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段，少數(shù)企業(yè)也只是實現(xiàn)了信息集成，也就是可以達到數(shù)字化工廠的水平；極少數(shù)企業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)人機的有效交互，也就是達到智能工廠的水平[1]。

圖3 2 從大廠房到智能工廠

在全球科技革命的大背景下，工程機械行業(yè)作為多品種、中批量、按訂單生產(chǎn)的離散型技能密集型產(chǎn)業(yè)，要想向高端制造發(fā)展，必須依靠信息化建立先進的制造和管理系統(tǒng)[2]。

三一重工作為重工領(lǐng)域的標桿，其18號廠房成為應(yīng)用基礎(chǔ)的示范。這間總面積約十萬平方米的車間，成為了行業(yè)內(nèi)亞洲最大最先進的智能化制造車間。在這里，廠房更像是一個大型計算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體。2.1 18號廠房的“智慧”運轉(zhuǎn)

18號廠房是三一重工總裝車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是工程機械領(lǐng)域內(nèi)頗負盛名的智能工廠。

在18號廠房，廠區(qū)旁邊有兩塊電視屏幕，它們是一線工人的“老師”——不熟悉裝配作業(yè)的工人，通過電子屏幕里的數(shù)字仿真和三維作業(yè)指導，可以學習和了解整個裝配工藝[3]。三一重工的三維作業(yè)現(xiàn)場指導模式，成為了著名3d技術(shù)開發(fā)公司達索的全球最佳案例。

廠房更像是一個大型計算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體，每一次生產(chǎn)過程、每一次質(zhì)量檢測、每一個工人勞動量都記錄在案。裝配區(qū)、高精機加區(qū)、結(jié)構(gòu)件區(qū)、立庫區(qū)等幾大主要功能區(qū)域都是智能化、數(shù)字化模式的產(chǎn)物[4]。

當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統(tǒng)會根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，agv操作員發(fā)出取貨指令，agv小車自動行駛至液壓臺取貨[5]。取完貨后，采用激光引導的agv小車，將根據(jù)運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝的高反光性反射板的激光定位標志，計算出車輛當前的位置以及運動的方向，從而將物料運送至指定工位。像這樣的agv小車，在三一重工18號廠房有15臺。

從大廠房到智能工廠，實施智慧化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%。2023年，18號廠房同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過2000臺以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。此外，高精加工區(qū)也是18號廠房的特色之一。整個機加區(qū)集智能化、柔性化、少人化于一體，可以滿足多品種、小批量生產(chǎn)要求。2.2

智能背后的生產(chǎn)模式進化

2023年8月，三一重工集團啟動新一輪制造變革。在大會上，三一重工董事長梁穩(wěn)根這樣描繪三一重工制造體系的藍圖：“所有結(jié)構(gòu)件和產(chǎn)品都在很精益的空間范圍內(nèi)制造，車間內(nèi)只有機器人和少量作業(yè)員工在忙碌，裝配線實現(xiàn)準時生產(chǎn)，物流成本大幅降低，制造現(xiàn)場基本沒有存貨。”

制造模式的生產(chǎn)方式分散且獨立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，這使得生產(chǎn)效率低下的同時，生產(chǎn)成本還居高不下。因此三一重工開始借助信息化，在生產(chǎn)車間導入自動化制造模式�！安考�工作中心島”就是這樣一個嘗試。

所謂“部件島”，即單元化生產(chǎn)，將每一類部件從生產(chǎn)到下線所有工藝集中在一個區(qū)域內(nèi)，猶如在一個獨立的“島嶼”內(nèi)完成全部生產(chǎn)，故稱為部件島，將裝配行業(yè)中“島”的概念引入到結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，這是三一重工重機制造人員的首創(chuàng)。

3 三一重工:智能工廠實踐

三一重工18號廠房是亞洲最大的智能化制造車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是三一重工總裝車間。2008年開始籌建，2023年全面投產(chǎn)，總面積約十萬平方米。從2023年開始，以三一18號廠房為應(yīng)用基礎(chǔ)，由三一重工、湖大海捷、華工制造、華中科大等單位聯(lián)合申報的“工程機械產(chǎn)品加工數(shù)字化車間系統(tǒng)的研制與應(yīng)用示范項目”.經(jīng)過3年精心建設(shè)，目前，三一已建成車間智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和刀具管理系統(tǒng)、公共制造資源定位與物料跟蹤管理系統(tǒng)、計劃、物流、質(zhì)量管控系統(tǒng)、生產(chǎn)控制中心（pcc）中央控制系統(tǒng)等智能系統(tǒng)，完成了國家批復的項目建設(shè)內(nèi)容[6]。

圖4 同時，三一還與其他單位共同研發(fā)了智能上下料機械手、基于dnc系統(tǒng)的車間設(shè)備智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、智能化立體倉庫與agv運輸軟硬件系統(tǒng)、基于rfid設(shè)備及無線傳感網(wǎng)絡(luò)的物料和資源跟蹤定位系統(tǒng)、高級計劃排程系統(tǒng)（aps）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（mes）、物流執(zhí)行系統(tǒng)（les）、在線質(zhì)量檢測系統(tǒng)（spc）、生產(chǎn)控制中心管理決策系統(tǒng)等關(guān)鍵核心智能裝置，實現(xiàn)了對制造資源跟蹤、生產(chǎn)過程監(jiān)控，計劃、物流、質(zhì)量集成化管控下的均衡化混流生產(chǎn)，智能化功能和系統(tǒng)性能指標達到國家批復要求[7]。

3.1 智能加工中心與生產(chǎn)線

3.1.1 智能化加工設(shè)備

早在2007年，有“智能化機械手”之稱的焊接機器人現(xiàn)身三一挖機生產(chǎn)線，并在2008年后得到進一步推廣。2023年三一重工在上海臨港產(chǎn)業(yè)園建成全球最大最先進的挖掘機生產(chǎn)基地，焊接機器人大規(guī)模投入使用，大幅提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使得三一挖掘機的使用壽命大約翻了兩番，售后問題下降了四分之三。由于規(guī)范了管理，又進一步提升了整個生產(chǎn)體系的效率。不但如此，機器人的使用減少了工人數(shù)量，管理模式的重心從原來的管人轉(zhuǎn)移

到了管理設(shè)備上，相對而言，管理設(shè)備要容易很多。3.1.2

智能刀具管理

在實際加工中，有多種因素會對加工刀具產(chǎn)生影響，首先是加工工件本身的因素，如加工工件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)型式、工件剛度等對刀具使用效果影響較大。其次是加工工裝，定位基準、壓緊方式、結(jié)構(gòu)型式以及工裝剛度等都會影響刀具使用效果。再次加工工藝方案，如加工順序、切削三要素（切深、進給、切削速度）對刀具使用效果影響更大。最后是加工機床，設(shè)備的切削功率、設(shè)備的剛度、設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式、切削冷卻介質(zhì)對加工刀具發(fā)揮效率也有很大影響[8]。

三一在實踐中，要充分考慮刀具壽命和加工工件成本的關(guān)系，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的工件選擇不同的刀具，包括刀具材料（分整體硬質(zhì)合金、焊接硬質(zhì)、高速鋼等）、刀具結(jié)構(gòu)（分機夾刀片、焊接刀片和整體材料刀具）以及刀具裝夾方式（熱裝式、強力緊固式、側(cè)固式）等。有的刀具選擇涂層刀片來增加刀具的耐用度，延長刀具壽命。在高速加工時，對刀具動平衡也有要求，我們配備了刀具動平衡儀，并在加工成本允許的前提下選擇耐用度較高的刀具。3.1.3

dnc

dnc是計算機與具有數(shù)控裝置的機床群使用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的分布在車間中的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對用戶來說就像一個統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)對多種通用的物理和邏輯資源整合，可以動態(tài)的分配數(shù)控加工任務(wù)給任一加工設(shè)備，是提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本[9]。

圖5

目前，三一重工已經(jīng)完成車間機加設(shè)備的研發(fā)采購與安裝調(diào)試，部分完成智能上料機械手、dnc實時監(jiān)控裝置及刀具管理系統(tǒng)的購置和開發(fā)。3.2 智能化立體倉庫和物流運輸系統(tǒng)

3.2.1 智能化立體倉庫

立體倉庫后臺運作的自動化配送系統(tǒng)由華中科大與三一聯(lián)合研制，通過這套系統(tǒng)，三一打造了批量下架、波次分揀，單臺單工位配送模式，實現(xiàn)了從頂層計劃至底層配送執(zhí)行的全業(yè)務(wù)貫通，大大提高了配送效率及準確率，準時配送率超95%。

三一智能化立體倉庫總投資6000多萬元, 分南北兩個庫，由地下自動輸送設(shè)備連成一個整體，總占地面積9000平方米，倉庫容量大概是16000個貨位。從南邊倉庫可以看到，這個庫區(qū)有幾千種物料，主要是泵車、拖泵、車載泵物料，能支持每月數(shù)千臺產(chǎn)品的生產(chǎn)量。

從大廠房到智能工廠，實施智能化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%，2023年18號廠房預計同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過2000臺以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。3.2.2 agv智能小車

智能化立體倉庫的核心是agv智能小車，當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統(tǒng)會根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，agv操作員發(fā)出取貨指令，agv小車自動行駛至液壓臺取貨。取完貨后，由于agv小車采用激光引導，小車上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標志，agv依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置以及運動的方向，通過和內(nèi)置的數(shù)字地圖進行對比來校正方位，從而將物料運送至指定工位。像這樣的agv小車，在三一18號廠房有15臺。在18號廠房南北智能化立體倉庫，不僅有這樣的agv自動小車，其后臺配送也是自動化系統(tǒng)完成的。

圖6

3.2.3 公共資源定位系統(tǒng)

公共資源定位系統(tǒng)是三一重工智能工廠的一個重要支撐。公共資源定位系統(tǒng)能實現(xiàn)包括對設(shè)備定位和狀態(tài)檢測、人員定位以及故障實時處理與報警等功能。通過公共資源定位監(jiān)控中心，三一重工的生產(chǎn)管理人員能及時的了解生產(chǎn)車間的人員位置、設(shè)備位置和狀態(tài)、加工生產(chǎn)情況，并及時的指導生產(chǎn)和進行故障處理等操作。3.3

智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程控制

3.3.

1高級計劃排程

在考慮企業(yè)資源所提供的可行物料需求規(guī)劃與生產(chǎn)排程計劃，讓規(guī)劃者快速結(jié)合生產(chǎn)限制條件與相關(guān)信息(如訂單、途程、存貨、bom與產(chǎn)能限制等)，以做出平衡企業(yè)利益與顧客權(quán)益的最佳規(guī)劃與決策，滿足顧客需求及面對競爭激烈的市場。強化了erp系統(tǒng)中以傳統(tǒng)mrp規(guī)劃邏輯為主的生產(chǎn)規(guī)劃與排程的功能，aps 系統(tǒng)的同步規(guī)劃能力，不但使得規(guī)劃結(jié)果更具備合理性與可執(zhí)行性，亦使企業(yè)能夠真正達到供需平衡的目的[10]。3.3.2

執(zhí)行過程調(diào)度

三一車間內(nèi)一排排的mes終端機，生產(chǎn)線上明亮的led屏幕，整齊劃一的醒目安全燈是系統(tǒng)給我們帶來直觀的印象。sanymes系統(tǒng)是指由三一集團it總部自主研發(fā)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，它充分利用信息化技術(shù)，從生產(chǎn)計劃下達、物料配送、生產(chǎn)節(jié)拍、完工確認、標準作業(yè)指導、質(zhì)量管理、關(guān)重件條碼采集等多個維度進行管控，并通過網(wǎng)絡(luò)實時將現(xiàn)場信息及時準確地傳達到生產(chǎn)管理者與決策者[11]。該

系統(tǒng)除了通過各種方式如短信、郵件向管理者傳遞生產(chǎn)信息外，其設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場的mes終端機，給一線工人生產(chǎn)制造帶來了極大的便利。

通過mes終端機，生產(chǎn)線工人不僅可以及時報完工、方便快捷地查詢物料設(shè)計圖紙和庫存情況，更重要的是sanymes終端機可以正確地指導工人每個工位如何進行安裝、安裝時候需要哪些零部件，同時給予安全提示。有了mes系統(tǒng)后，再也不用去借圖紙，直接在mes終端就能查到最新的圖紙信息，3.3.4 數(shù)字化質(zhì)量檢測

目前，三一在質(zhì)檢信息化方面，通過gsp、mes、csm及qis的整合應(yīng)用，實現(xiàn)涵蓋供應(yīng)商送貨、零件制造、整機裝配、售后服務(wù)等全生命周期的質(zhì)檢電子化，并實現(xiàn)了spc分析、質(zhì)量追溯等功能。

以前質(zhì)檢，是采用紙質(zhì)記錄本記錄檢驗結(jié)果和全觸摸屏操作，簡單方便，而且通過查看標準作業(yè)指導以規(guī)范工人的操作，避免了紙質(zhì)作業(yè)指導書的損壞和更新不及時造成的附加作業(yè)，極大提高了工作效率和作業(yè)質(zhì)量[12]。3.3.3 數(shù)字化物流管控

三一自動化立體倉儲配送系統(tǒng)實現(xiàn)了該公司泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與agv配套實現(xiàn)工位物料自動配送至各個工位。

根據(jù)泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線在車間的位置，北自所設(shè)計了兩個庫區(qū)，1#庫負責泵車物料的儲存、揀配功能，2#庫負責拖泵、車載泵物料的儲存、揀配功能，兩個庫區(qū)共用一個設(shè)置1#庫區(qū)的入庫組盤區(qū)域，2#庫入庫的物料在入庫組盤區(qū)完成組盤后通過地下輸送通道自動輸送進入2#庫庫區(qū)存儲。

倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面?zhèn)}庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）。自動化立體倉庫和垂直升降庫的數(shù)據(jù)采用一套軟件進行統(tǒng)一管理，集中配送。通過垂直升降庫的應(yīng)用，解決了將近總量30%的物料種類的儲存和出入庫作業(yè)模式，很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業(yè)壓力，有效地提高了整個系統(tǒng)的作業(yè)能力。

揀配模式采用提4臺套提前一班（8小時）揀配模式，按照工位進行配送。在兩個庫區(qū)分別設(shè)置了兩層的配盤區(qū)域，根據(jù)裝配工位數(shù)量及各工位裝配物料情況，對配盤區(qū)域的揀配托盤位置進行分配，揀配過程中采用led顯示屏+rf手持終端模式進行人工作業(yè)。北自所根據(jù)各工位裝配物料情況，配合用戶設(shè)計了多種不同的配送容器，采用多層存放，提高容器使用效率，減少線邊容器數(shù)量，最終提高了agv系統(tǒng)的搬運效率。

質(zhì)量問題，現(xiàn)在則是用生產(chǎn)管理系統(tǒng)（mes），每一個檢驗項目都標準化、電子化，以前在本子上的內(nèi)容都作為數(shù)據(jù)錄入pda和平板電腦等終端。一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量異常，系統(tǒng)就會第一時間自動啟動不合格處理流程，將情況發(fā)送給相關(guān)責任人。“在不合格品控制流程中的隔離、評審等6個環(huán)節(jié)，保證每道工序的每個產(chǎn)品在下一道工序前合格。”而數(shù)據(jù)的錄入則會為產(chǎn)品質(zhì)量追溯提供可靠依據(jù)。三一的自制件可以具體查到是某臺產(chǎn)品零部件，制作時間、制作地點和工位、制作人、制作條件等信息，供應(yīng)商提供的零部件則是可以查到批次和反饋。3.4

智能化生產(chǎn)控制中心

3.4.

1中央控制室

1.生產(chǎn)計劃及執(zhí)行情況、設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)統(tǒng)

計圖；

2.智能計劃系統(tǒng)操作界面；

3.生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控、看板展示及異常報警； 4.各區(qū)域監(jiān)控信息；

5.設(shè)計部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

6.各區(qū)域監(jiān)控信息；

7.物流部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

8.質(zhì)量部日常操作（支持10路信號同時切

入）。3.4.2

現(xiàn)場監(jiān)視裝置

全方位的工廠車間監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)對生產(chǎn)過

程的全面監(jiān)控和記錄，保證生產(chǎn)現(xiàn)場的安全，以及現(xiàn)場事故的追溯和回放。3.4.3 現(xiàn)場andon andon系統(tǒng)能夠為操作員停止生產(chǎn)線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)線上，如果發(fā)生故障，整條生產(chǎn)線立即停止。采用了andon系統(tǒng)之后，一旦發(fā)生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發(fā)相應(yīng)的聲音和點亮相應(yīng)的指示燈，提示監(jiān)督人員立即找出發(fā)生故障的地方以及故障的原因。一般來說，不用停止整條生產(chǎn)線就可以解決問題，因而可以減少停工時間同時又提高了生產(chǎn)效率。

andon系統(tǒng)的另一個主要部件是信息顯示屏。每個顯示面板都能夠提供關(guān)于單個生產(chǎn)線的信息，包括生產(chǎn)狀態(tài)、原料狀態(tài)、質(zhì)量狀況以及設(shè)備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數(shù)據(jù)，如目標輸出、實際輸出、停工時間以及生產(chǎn)效率。根據(jù)顯示器上提供的信息，操作員可以更加有效的開展工作。

4 智能工廠理念

所謂“六維智能理論”，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠。4.1 行業(yè)背景

“工業(yè)4.0”被認為是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命或是工業(yè)體系革命性的生產(chǎn)方法，而智能工廠將是構(gòu)成未來工業(yè)體系的一個關(guān)鍵特征。在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作，生產(chǎn)出來的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細節(jié)以及將如何使用，能夠回答“哪組參數(shù)被用來處理我”、“我應(yīng)該被傳送到哪里”等問題。同時，智能輔助系統(tǒng)將從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實現(xiàn)更好地結(jié)合，個體顧客的需求將得到滿足。德國工業(yè)4.0、美國ge工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)均是“工業(yè)4.0”的典范，但中國有自己特殊的國情，中國制造企業(yè)打造智能工廠，不能完全照搬國外模式，而是既要緊跟國際先進理念，還要符合中國企業(yè)的實際情況[13]。

4.2

概念內(nèi)涵

美國與德國的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略核心均為cps（cyber-physical system）系統(tǒng)，是典型的二元戰(zhàn)略。美國是c(cyber，包括：數(shù)字、信息、網(wǎng)絡(luò)等虛擬世界)+p(physical，包括機器、設(shè)備、設(shè)施等實體世界)，德國是p+c，兩國均是基于高素質(zhì)勞動者、國家人力匱乏、企業(yè)高協(xié)同化、高法制化的基礎(chǔ)之上而提出的戰(zhàn)略；而中國裝備水平較美國和德國有一定差距，數(shù)據(jù)采集分析決策能力也有局限，但中國具有人力資源優(yōu)勢，所以應(yīng)該充分挖掘人的作用。因此，中國制造企業(yè)推進工業(yè)發(fā)展不能完全照搬發(fā)達國家的二元戰(zhàn)略，更宜采用cpps（cyber-person-physical system）人機網(wǎng)三元戰(zhàn)略，充分體現(xiàn)人的能動作用。

圖7

所謂“三元戰(zhàn)略”，包括勞動者及其技能、素養(yǎng)、精神、組織、管理等，cpps戰(zhàn)略體現(xiàn)了以人為本，繼續(xù)發(fā)揮與挖掘了中國在人力資源方面的優(yōu)勢，揚長補短，實現(xiàn)人與賽博、物理虛實兩世界的融合和迭代發(fā)展，構(gòu)建以賽博智能為目的的人機網(wǎng)三元戰(zhàn)略方案更符合中國國情[14]。

所謂“六維智能理論”，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠，這6個方面包括：

1.智能計劃排產(chǎn)，是從計劃源頭上集成erp，進行aps高級排產(chǎn)。

2.智能生產(chǎn)協(xié)同，從生產(chǎn)準備過程上，實現(xiàn)

物料、刀具、工裝、工藝的并行協(xié)同準備。3.智能的設(shè)備互聯(lián)互通，是cps信息物理系

統(tǒng)的典型體現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)化通訊、程序集中管理、設(shè)備狀

態(tài)的實時監(jiān)控等。4.智能資源管理，包括對物料、設(shè)備、刀具、量具、夾具等生產(chǎn)資源進行精益化管理、庫存智能預警等。

5.智能質(zhì)量過程管控，是對影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝參數(shù)進行實時采集、控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

6.智能決策支持，是基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持，形成管理的閉環(huán)，以實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的高效生產(chǎn)模式。

總之，通過以上6個方面智能的打造，可極大提升企業(yè)的計劃科學化、生產(chǎn)過程協(xié)同化、生產(chǎn)設(shè)備與信息化的深度融合，并通過基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持對企業(yè)進行透明化、量化的管理，可明顯提升企業(yè)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，是一種很好的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能生產(chǎn)模式。

圖8 4.3

應(yīng)用前景

“六維智能”分別從計劃源頭、過程協(xié)同、設(shè)備底層、資源優(yōu)化、質(zhì)量控制、決策支持等6個方面著手實現(xiàn)智能工廠，這6個方面涵蓋了工業(yè)生產(chǎn)的6個重要環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)全面的精細化、精準化、自動化、信息化智能化管理與控制，通過底層設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)等技術(shù)手段，實現(xiàn)生產(chǎn)準備過程中的透明化協(xié)同管理、數(shù)控設(shè)備智能化的互聯(lián)互通、智能化的生產(chǎn)資源管理、智能化的決策支持，從而全方位達到智能化的生產(chǎn)過程管理與控制[15]。

從“六維智能”解決方案在青島海爾模具有限公司的實際應(yīng)用效果來看，較好地達到了智能化生產(chǎn)過程管理與控制的目的。該系統(tǒng)是專門為海爾模

具定制的，是海爾模具生態(tài)圈的主要組成部分，系統(tǒng)以生產(chǎn)設(shè)備為核心，從設(shè)備底層層面實現(xiàn)了機床、對刀儀等設(shè)備的互聯(lián)互通與大數(shù)據(jù)分析，從生產(chǎn)管理層面實現(xiàn)了協(xié)同準備并行作業(yè)，從展現(xiàn)層面實現(xiàn)了生產(chǎn)信息的可視化。實施本系統(tǒng)后，操作工的作業(yè)效率從原來1個人管理3臺設(shè)備提升到7～8臺設(shè)備，設(shè)備利用率提升25%以上，使生產(chǎn)管理更加透明、科學、高效，應(yīng)用效果比較明顯，在海爾模具的數(shù)字化制造與管理中發(fā)揮了重要的作用。

5 工業(yè)4.0落地戰(zhàn)略

“工業(yè)4.0”不同的人從不同維度來解讀，涉及到國家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)發(fā)展等不同的層面。就從企業(yè)的層面去研究，看看企業(yè)層面實現(xiàn)工業(yè)4.0該怎么做，怎么走，有沒有路線圖？

近期，隨著“工業(yè)4.0”的在網(wǎng)絡(luò)上越炒越熱，我國也推出了“中國制造2025”戰(zhàn)略，在國家戰(zhàn)略需求的驅(qū)動下，中國對于制造大國向制造強國的邁進之路也陡然提速，這將對中國制造轉(zhuǎn)型升級打通主動脈。就企業(yè)層面來說中國版工業(yè)4.0如何落地將成為重點，如何通過信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合，打通一切、聯(lián)通一切是企業(yè)信息化建設(shè)的目標[16]。

工業(yè)4.0是什么？每個人站在不同的角度會有不同的理解，是互聯(lián)、集成(縱向、橫向、端到端)、數(shù)據(jù)、創(chuàng)新、服務(wù)、轉(zhuǎn)型或是cps、是智能工廠、是智能制造亦或是國家戰(zhàn)略、企業(yè)目標。工業(yè)4.0核心內(nèi)容就是建一個網(wǎng)絡(luò)、三項集成、大數(shù)據(jù)分析、八項計劃和研究兩個主題。

5.1

建一個網(wǎng)絡(luò)：信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（cps）

cps是英文cyberphysical system的縮寫，就是講物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界的融合，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效的運用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

圖9 5.2

三個集成工業(yè)4.0中的三項集成包括：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過cps形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成，集成是實現(xiàn)工業(yè)4.0的重點也是難點。5.2.1 縱向集成縱向集成主要解決企業(yè)內(nèi)部的集成，即解決信息孤島的問題，解決信息網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備之間的聯(lián)通問題。5.2.2 橫向集成橫向集成主要實現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與售出產(chǎn)品之間（如車聯(lián)網(wǎng)）的協(xié)同，將企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)信息向企業(yè)以外的供應(yīng)商、經(jīng)銷商、用戶進行延伸，實現(xiàn)人與人、人與系統(tǒng)、人與設(shè)備之間的集成，從而形成一個智能的虛擬企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。制造業(yè)普遍存在的工程變更協(xié)同流程就是這樣一個典型的橫向集成應(yīng)用場景。5.2.3 端到端的集成端到端集成就是把所有該連接的端頭（點）都集成互聯(lián)起來，通過價值鏈上不同企業(yè)資源的整合，實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)，它以產(chǎn)品價值鏈創(chuàng)造集成供應(yīng)商（一級、二級、三級??）、制造商（研發(fā)、設(shè)計、加工、配送）、分銷商（一級、二級、三級??）以及客戶信息流、物流和資金流，在為客戶提供更有價值的產(chǎn)品和服務(wù)同時，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的價值體系。

端到端的集成即可以是內(nèi)部的縱向集成內(nèi)容，也可以是外部的企業(yè)與企業(yè)之間的橫向集成內(nèi)容，關(guān)注點在流程的整合上，比如提供用戶訂單的全程跟蹤協(xié)同流程，將用戶、企業(yè)、第三方物流、售后服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期服務(wù)的端到端集成。

橫向、縱向、端到端三個集成的實現(xiàn)，不論技術(shù)層面還是業(yè)務(wù)層面在soa信息集成都能找到相應(yīng)的解決方案。5.3

大數(shù)據(jù)分析利用

“工業(yè)4.0”時代，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)將會呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢。隨著信息物理系統(tǒng)（cps）的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會帶來無所不在的感知和無所不在的連接，所有的生產(chǎn)裝備、感知設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)終端，包括生產(chǎn)者本身都在源源不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會滲透到企業(yè)運營、價值鏈乃至產(chǎn)品的整個生命周期，是工業(yè)4.0和制造革命的基石。

總體來說，工業(yè)4.0關(guān)注的企業(yè)數(shù)據(jù)分為四類： 5.3.1

產(chǎn)品數(shù)據(jù)

包括設(shè)計、建模、工藝、加工、測試、維護、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件配置關(guān)系、變更記錄等數(shù)據(jù)。產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)被記錄、傳輸、處理和加工，使得產(chǎn)品全生命周期管理成為可能，也為滿足個性化的產(chǎn)品需求提供了條件。5.3.2

運營數(shù)據(jù)

運營包括組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設(shè)備、市

場營銷、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購、庫存、目標計劃、電子商務(wù)等數(shù)據(jù)。工業(yè)生產(chǎn)過程的無所不在的傳感、連接，帶來了無所不在的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷和管理方式。5.3.3

價值鏈數(shù)據(jù)

包括客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等數(shù)據(jù)。企業(yè)在當前全球化的經(jīng)濟環(huán)境中參與競爭，需要全面地了解技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)作業(yè)、采購銷售、服務(wù)、內(nèi)外部后勤等環(huán)節(jié)的競爭力要素。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得價值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角，使得企業(yè)有機會把價值鏈上更多的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢。例如，汽車公司大數(shù)據(jù)提前預測到哪些人會購買特定型號的汽車，從而實現(xiàn)目標客戶的響應(yīng)率提高了15%至20%，客戶忠誠度提高7%。5.3.4 外部數(shù)據(jù)

包括經(jīng)濟運行、行業(yè)、市場、競爭對手等數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對外部環(huán)境變化所帶來的風險，企業(yè)必須充分掌握外部環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀以增強自身的應(yīng)變能力。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在宏觀經(jīng)濟分析、行業(yè)市場調(diào)研中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為企業(yè)提升管理決策和市場應(yīng)變能力的重要手段。

工業(yè)4.0落地中國企業(yè)，工業(yè)大數(shù)據(jù)是一項重要抓手。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，可以找出隱性的問題并預測未知情況的發(fā)生，有助于及時地做好預防，避免故障和偏差。

6 結(jié)論

以三一重工18號工廠作為研究對象.對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統(tǒng)化建設(shè)智能工廠打下了基礎(chǔ)。主要的研究結(jié)論如下：

1.在理論上對數(shù)字化工廠、智能工廠和智能制造進行了分析指出，要又好又快地發(fā)展智能工廠就必須先建設(shè)好數(shù)字化工廠。

2.對比三一重工18號工廠實現(xiàn)智能化之后生產(chǎn)效率得到提升，直觀地反映了智能化對制造業(yè)帶來的好處。

3.通過對18號工廠的生產(chǎn)線、物流系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制中心進行分析，找到了工廠可實現(xiàn)智能化的內(nèi)在基因。也就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠(1)。

4.概括了智能工廠的框架，提出了運用大數(shù)據(jù)分析，做好cps和三個集成是實現(xiàn)智能工廠的前提條件，而智能工廠的標志就是生產(chǎn)流程智能化，生產(chǎn)設(shè)備動態(tài)適應(yīng)個性化的產(chǎn)品需求。

參考文獻

[1] 李夢迪.基于以太網(wǎng)的智能工廠柔性制造生產(chǎn)

線控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[d].河北工程大學,2023.[2] 喬荻.智能工廠設(shè)備點檢系統(tǒng)中輔助移動視頻

監(jiān)控的設(shè)計[d].安徽大學,2023.[3] 商滔.面向智能工廠離散型智能制造單元的研

究[d].杭州電子科技大學,2023.[4] 溫泉.智能工廠與后臺數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的設(shè)計[d].廣東工業(yè)大學,2023.[5] 框架的工廠智能監(jiān)控分析系

統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[d].北京交通大學,2023.[6] 王冠.基于嵌入式的植物工廠智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究[d].天津理工大學,2023.[7] 史詩瑩.數(shù)字化工廠技術(shù)在鍋爐智能制造中的應(yīng)用[d].華東理工大學,2023.[8] 沈振萍.基于企業(yè)信息工廠的商務(wù)智能數(shù)據(jù)管

理[d].安徽大學,2023.[9] 孫晶.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)的設(shè)計[d].成都理工大學,2023.[10] 趙有生.蔬菜工廠化育苗的智能管理與綜合評

價研究[d].吉林大學,2023.[11] 宋運通.基于實時數(shù)據(jù)庫的工廠智能平臺研究

開發(fā)[d].天津大學,2009.[1]馬孟模.流程工業(yè)智能工廠建設(shè)技術(shù)應(yīng)用探究[j].工業(yè)控制計算機,2023,(03):53-54+57.[12] 江文成,李星,張晶.智能工廠增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用

與展望[j].船舶標準化與質(zhì)量,2023,(06):37-41.[13] 顧桓,田紅.軟包裝材料生產(chǎn)線的智能工廠實現(xiàn)

模式及技術(shù)[j].計算機測量與控制,2023,(11):222-225.[14] 李利民,侯軒,畢晉燕.高端裝備制造業(yè)智能工廠

建設(shè)思路和構(gòu)想[j].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2023,(04):16-19.[15] [10]商滔.面向智能工廠離散型智能制造單元的研究[d].杭州電子科技大學,2023.[16] 華镕.未來的智能工廠[j].儀器儀表標準化與計

量,2023,(05):15-18.

智能制造技術(shù)調(diào)研報告篇六

智能制造裝備

智能制造裝備的定義是：具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是先進制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。

“十二五”發(fā)展目標

總體目標：經(jīng)過10年的努力，形成完整的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，總體技術(shù)水平邁入國際先進行列，部分產(chǎn)品取得原始創(chuàng)新突破，基本滿足國民經(jīng)濟重點領(lǐng)域和國防建設(shè)的需求。

到2023年：

——產(chǎn)業(yè)規(guī)�？焖僭鲩L。產(chǎn)業(yè)銷售收入超過10000億元，年均增長率超過25%，工業(yè)增加值率達到35%。智能制造裝備滿足國民經(jīng)濟重點領(lǐng)域需求。

——重點領(lǐng)域取得突破。傳感器、自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、伺服和執(zhí)行部件為代表的智能裝置實現(xiàn)突破并達到國際先進水平，重大成套裝備及生產(chǎn)線系統(tǒng)集成水平大幅度提升。

——組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。培育若干具有國際競爭力的大型企業(yè)集團，打造一批“專、精、特、新”的專業(yè)化企業(yè)，建設(shè)一批特色鮮明、優(yōu)勢突出的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

——創(chuàng)新能力顯著提升�；�本建成完善的產(chǎn)學研用相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，骨干企業(yè)研究開發(fā)經(jīng)費占銷售收入的比重超過5%。培養(yǎng)一大批知識復合型、具有國際視野的領(lǐng)軍人才。

到2023年：

——將我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)培育成為具有國際競爭力的先導產(chǎn)業(yè)。建立完善的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)銷售收入超過30000億元，實現(xiàn)裝備的智能化及制造過程的自動化，使產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量得到顯著提高，能源、資源消耗和污染物的排放明顯降低。

發(fā)展概況發(fā)展內(nèi)容

根據(jù)《中國智能制造裝備行業(yè)價值鏈與市場前瞻分析報告》[1] 分析，重點推進高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備，自動化成套生產(chǎn)線，智能控制系統(tǒng)，精密和智能儀器儀表與試驗設(shè)備，關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、元器件及通用部件，智能專用裝備的發(fā)展，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、智能化、精密化、綠色化，帶動工業(yè)整體技術(shù)水平的提升。

例如，在精密和智能儀器儀表與試驗設(shè)備領(lǐng)域，要針對生物、節(jié)能環(huán)保、石油化工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，重點發(fā)展智能化壓力、流量、物位、成分、材料、力學性能等精密儀器儀表和科學儀器及環(huán)境、安全和國防特種檢測儀器。

在關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、元器件及通用部件領(lǐng)域，要重點發(fā)展高參數(shù)、高精密和高可靠性軸承、液壓/氣動/密封元件、齒輪傳動裝置及大型、精密、復雜、長壽命模具等。

在智能專用裝備領(lǐng)域，要重點發(fā)展新一代大型電力和電網(wǎng)裝備，機器人產(chǎn)業(yè)，全斷面掘進機、快速集成柔性施工裝備等智能化大型施工機械，以及大型先進高效智能化農(nóng)業(yè)機械等。

此外，還要以大飛機、支線飛機及通用飛機為應(yīng)用對象，采用飛機制造、機床制造和材料生產(chǎn)企業(yè)相結(jié)合，重點發(fā)展復合材料制備裝備、自動輔帶/輔絲設(shè)備、構(gòu)件加工機床、超聲加工/高壓水切割設(shè)備等。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展路線圖

智能制造裝備是具有感知、決策、執(zhí)行功能的各類制造裝備的統(tǒng)稱。作為高端裝備制造業(yè)的重點發(fā)展方向和信息化與工業(yè)化深度融合的重要體現(xiàn)，大力培育和發(fā)展智能制造裝備產(chǎn)業(yè)對于加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源資源消耗，實現(xiàn)制造過程的智能化和綠色化發(fā)展具有重要意義。

“十二五”期間，智能制造裝備將面向國民經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展的需求，以實現(xiàn)制造過程智能化為目標，以突破九大關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)為支撐，以推進八項智能測控裝置與部件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為核心，以提升八類重大智能制造裝備集成創(chuàng)新能力為重點，促進在國民經(jīng)濟六大重點領(lǐng)域的示范應(yīng)用推廣。經(jīng)過5～10年的努力，形成完整的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，總體技術(shù)水平邁入國際先進行列，部分產(chǎn)品取得原始創(chuàng)新突破，基本滿足國民經(jīng)濟重點領(lǐng)域和國防建設(shè)的需求。具體是：

一、九大關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)

1.新型傳感技術(shù)——高傳感靈敏度、精度、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性的傳感技術(shù)，采用新原理、新材料、新工藝的傳感技術(shù)（如量子測量、納米聚合物傳感、光纖傳感等），微弱傳感信號提取與處理技術(shù)。 2.模塊化、嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)——不同結(jié)構(gòu)的模塊化硬件設(shè)計技術(shù)，微內(nèi)核操作系統(tǒng)和開放式系統(tǒng)軟件技術(shù)、組態(tài)語言和人機界面技術(shù)，以及實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一編程環(huán)境的工程軟件平臺技術(shù)。

3.先進控制與優(yōu)化技術(shù)——工業(yè)過程多層次性能評估技術(shù)、基于海量數(shù)據(jù)的建模技術(shù)、大規(guī)模高性能多目標優(yōu)化技術(shù)，大型復雜裝備系統(tǒng)仿真技術(shù)，高階導數(shù)連續(xù)運動規(guī)劃、電子傳動等精密運動控制技術(shù)。

4.系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)——大型制造工程項目復雜自動化系統(tǒng)整體方案設(shè)計技術(shù)以及安裝調(diào)試技術(shù)，統(tǒng)一操作界面和工程工具的設(shè)計技術(shù)，統(tǒng)一事件序列和報警處理技術(shù)，一體化資產(chǎn)管理技術(shù)。

5.故障診斷與健康維護技術(shù)——在線或遠程狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、自愈合調(diào)控與損傷智能識別以及健康維護技術(shù)，重大裝備的壽命測試和剩余壽命預測技術(shù)，可靠性與壽命評估技術(shù)。

6.高可靠實時通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高可靠無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)和異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)間信息無縫交換技術(shù)。

7.功能安全技術(shù)——智能裝備硬件、軟件的功能安全分析、設(shè)計、驗證技術(shù)及方法，建立功能安全驗證的測試平臺，研究自動化控制系統(tǒng)整體功能安全評估技術(shù)。 8.特種工藝與精密制造技術(shù)——多維精密加工工藝，精密成型工藝，焊接、粘接、燒結(jié)等特殊連接工藝，微機電系統(tǒng)（mems）技術(shù)，精確可控熱處理技術(shù)，精密鍛造技術(shù)等。

9.識別技術(shù)——低成本、低功耗rfid芯片設(shè)計制造技術(shù)，超高頻和微波天線設(shè)計技術(shù)，低溫熱壓封裝技術(shù)，超高頻rfid核心模塊設(shè)計制造技術(shù)，基于深度三位圖像識別技術(shù)，物體缺陷識別技術(shù)。

二、八項核心智能測控裝置與部件

1.新型傳感器及其系統(tǒng)——新原理、新效應(yīng)傳感器，新材料傳感器，微型化、智能化、低功耗傳感器，集成化傳感器（如單傳感器陣列集成和多傳感器集成）和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

2.智能控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線分散型控制系統(tǒng)（fcs）、大規(guī)模聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、高端可編程控制系統(tǒng)（plc）、面向裝備的嵌入式控制系統(tǒng)、功能安全監(jiān)控系統(tǒng)。

3.智能儀表——智能化溫度、壓力、流量、物位、熱量、工業(yè)在線分析儀表、智能變頻電動執(zhí)行機構(gòu)、智能閥門定位器和高可靠執(zhí)行器。

4.精密儀器——在線質(zhì)譜/激光氣體/紫外光譜/紫外熒光/近紅外光譜分析系統(tǒng)、板材加工智能板形儀、高速自動化超聲無損探傷檢測儀、特種環(huán)境下蠕變疲勞性能檢測設(shè)備等產(chǎn)品。 5.工業(yè)機器人與專用機器人——焊接、涂裝、搬運、裝配等工業(yè)機器人及安防、危險作業(yè)、救援等專用機器人。

6.精密傳動裝置——高速精密重載軸承，高速精密齒輪傳動裝置，高速精密鏈傳動裝置，高精度高可靠性制動裝置，諧波減速器，大型電液動力換檔變速器，高速、高剛度、大功率電主軸，直線電機、絲杠、導軌。

7.伺服控制機構(gòu)——高性能變頻調(diào)速裝置、數(shù)位伺服控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分布式伺服系統(tǒng)等產(chǎn)品，提升重點領(lǐng)域電氣傳動和執(zhí)行的自動化水平，提高運行穩(wěn)定性。

8.液氣密元件及系統(tǒng)——高壓大流量液壓元件和液壓系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)速大功率液力偶合器調(diào)速裝置、智能潤滑系統(tǒng)、智能化閥島、智能定位氣動執(zhí)行系統(tǒng)、高性能密封裝置。

三、

八類重大智能制造成套裝備

1.石油石化智能成套設(shè)備——集成開發(fā)具有在線檢測、優(yōu)化控制、功能安全等功能的百萬噸級大型乙烯和千萬噸級大型煉油裝置、多聯(lián)產(chǎn)煤化工裝備、合成橡膠及塑料生產(chǎn)裝置。

2.冶金智能成套設(shè)備——集成開發(fā)具有特種參數(shù)在線檢測、自適應(yīng)控制、高精度運動控制等功能的金屬冶煉、短流程連鑄連軋、精整等成套裝備。 3.智能化成形和加工成套設(shè)備——集成開發(fā)基于機器人的自動化成形、加工、裝配生產(chǎn)線及具有加工工藝參數(shù)自動檢測、控制、優(yōu)化功能的大型復合材料構(gòu)件成形加工生產(chǎn)線。

4.自動化物流成套設(shè)備——集成開發(fā)基于計算智能與生產(chǎn)物流分層遞階設(shè)計、具有網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控、動態(tài)優(yōu)化、高效敏捷的智能制造物流設(shè)備。

5.建材制造成套設(shè)備——集成開發(fā)具有物料自動配送、設(shè)備狀態(tài)遠程跟蹤和能耗優(yōu)化控制功能的水泥成套設(shè)備、高端特種玻璃成套設(shè)備。

6.智能化食品制造生產(chǎn)線——集成開發(fā)具有在線成分檢測、質(zhì)量溯源、機電光液一體化控制等功能的食品加工成套裝備。

7.智能化紡織成套裝備——集成開發(fā)具有卷繞張力控制、半制品的單位重量、染化料的濃度、色差等物理、化學參數(shù)的檢測儀器與控制設(shè)備，可實現(xiàn)物料自動配送和過程控制的化纖、紡紗、織造、染整、制成品等加工成套裝備。

8.智能化印刷裝備——集成開發(fā)具有墨色預置遙控、自動套準、在線檢測、閉環(huán)自動跟蹤調(diào)節(jié)等功能的數(shù)字化高速多色單張和卷筒料平版、凹版、柔版印刷裝備、數(shù)字噴墨印刷設(shè)備、計算機直接制版設(shè)備（ctp）及高速多功能智能化印后加工裝備。

四、六大重點應(yīng)用示范推廣領(lǐng)域 1.電力領(lǐng)域——重點推進在百萬千瓦級火電機組中實現(xiàn)燃燒優(yōu)化、設(shè)備預測維護功能，在百萬千瓦級核電站實現(xiàn)安全控制和特種測量功能，在重型燃氣輪機中實現(xiàn)快速啟停和復合控制功能，3mw以上風電機組的主控功能，變槳控制功能，太陽能熱電站實現(xiàn)追日控制功能，在智能電網(wǎng)中實現(xiàn)用電管理、用戶互動、電能質(zhì)量改進、設(shè)備智能維護功能。

2.節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域——重點推進在固體廢棄物智能化分選裝備、智能化除塵裝備、污水處理裝備上推廣應(yīng)用，實現(xiàn)各種再生原料的高效智能化分選、除塵設(shè)備和污水處理裝備的自動調(diào)節(jié)與高效、穩(wěn)定，在地熱發(fā)電裝備中實現(xiàn)地熱高效發(fā)電建模與控制功能。

3.農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域——重點推進在大型拖拉機及聯(lián)合整地、精密播種、精密施肥、精準植保等配套機具成套機組，谷物、棉花、油菜、甘蔗等聯(lián)合收獲機械，水稻高速插秧機等種植機械裝備上的應(yīng)用，實現(xiàn)故障及作業(yè)性能的實時診斷、檢測和控制，實現(xiàn)作業(yè)過程的智能控制和管理。

4.資源開采領(lǐng)域——重點推進在煤炭綜采設(shè)備、礦山機械上應(yīng)用，實現(xiàn)綜采工作面設(shè)備信息與環(huán)境信息的集成監(jiān)控、安全環(huán)境預警、精確人員定位等功能，在天然氣長距離集輸設(shè)備中實現(xiàn)全線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、運行參數(shù)優(yōu)化、管道泄漏檢測定位、站場無人操作或無人值守以及中心遠程遙控功能，在油田設(shè)備中實現(xiàn)井口關(guān)鍵參數(shù)檢測、數(shù)據(jù)處理及集中監(jiān)測功能。 5.國防軍工領(lǐng)域——重點推進專用機器人、精密儀器儀表、新型傳感器、智能工控機在航天、航空、艦船、兵器等國防軍工領(lǐng)域的應(yīng)用。

6.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域——重點推進在挖掘機、盾構(gòu)機、起重機、裝載機、叉車、混凝土機械等施工裝備上應(yīng)用，實現(xiàn)遠程定位、監(jiān)測、診斷、管理等智能功能，在機場和碼頭建設(shè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用，實現(xiàn)機場行李和貨物的自動裝卸、輸送、分揀、存取全過程的智能控制和管理，集裝箱裝卸的無人操作與數(shù)字化管理。（工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司）