智能制造技术发展

2022-08-13 版权声明 我要投稿

第1篇:智能制造技术发展

机械制造技术的发展及其智能化技术发展趋势

摘要:机械制造产业的发展过程中,对智能化技术的应用比较重要,通过智能化技术的应用,能从整体上将机械制造产业发展水平加以有效提高。机械制造产业作为我国经济发展的基础产业,提高其制造技术水平就显得比较重要。文章对我国的机械制造技术的特征体现和发展现状进行了分析,并结合实际对机械制造技术的地位和影响因素加以分析。

关键词:机械制造;智能化技术;发展趋势;机械产业;机械化 文献标识码:A

20世纪50年代,我国在机械化产业方面开始了发展,随着时代的进步,机械制造产业愈来愈重要,对我国的整体经济水平的发展有着带动作用。在机械制造技术的应用过程中,就能促进整体的机械产业发展水平的提高,尤其是在近些年的智能化技术的应用下,从机械制造的效率以及时间和质量等诸多方面都有着进步。通过从理论层面对机械制造技术发展和智能化技术发展趋势进行探究,对实际应用起到积极促进作用。

1 我国机械制造智能技术的特征体现和发展现状分析

1.1 我国的机械制造智能技术的特征体现分析

我国的机械制造产业的发展比较迅速,在机械制造智能化的系统发展逐步完善。从这一智能系统的特征来看,有着其虚拟性,在制造的设备方面对不同来源的企业和车间等,其在物理位置上是能够分步的。从逻辑层面来说,能组成共同逻辑制造单元。另外,在机械制造智能系统的自治性特征上比较突出,这一特征的体现主要在生产管理层面表现得比较突出,这一系统的自主权比较强,能够使突发事件在处理能力上得到有效加强,从而实现自动调整等。还有是在动态性的特征上表现得也比较突出,能结合不同物理资源和外部环境进行逻辑制造单元的科学化配置。

机械制造智能技术是不断发展和完善的系统。在智能化系统的发展中,是从传统制造技术上进行逐渐发展的,也是机械制造技术的最新发展阶段,对传统机械制造产业以及新技术的成果等都有着吸收和应用,能结合自身的发展加以调整,形成新的技术群,在这样的技术发展促进下使得机械制造智能化的作用能够充分呈现出来。不仅如此,机械制造智能技术也是系统化的工程和全球化的技术,在这些特征方面都有着鲜明的呈现。

1.2 我国的机械制造智能技术的发展现状分析

从当前的机械制造系统的发展情况来看,数字化技术是比较重要的技术,这一技术的应用有着高效性、高精度的特征,在数字技术的支持下,能促进机械制造产业的进一步发展。在现阶段的发展条件下,对制造产业智能化以及集成化发展产生影响的就是数控技术,这一技术使得机械制造的智能化目标得以有效实现。自我国改革开放以来,在机械化的技术产业发展上已经有了很大程度的进步,机械制造的水平以及产品质量方面也不断的提高,在机械制造产品方面也有着我国自主研发新的产品。虽然在一些方面我国的机械制造得到了很大程度的进步,但还有诸多方面存在着缺陷问题,有待完善加强。

在信息化时代背景下,在新技术以及理念的融入下,机械制造技术得到了进一步发展。在计算机的智能化应用下,机械制造产业良好发展。基于我国在机械制造的管理方面比较落后以及在管理的体制上和生产模式上的发展相对比较缓慢,这在很大程度上都会影响我国的机械制造产业的进一步发展。我国的机械制造总体上还处在低水平的发展阶段,在创新能力以及自主开发能力层面还相对比较薄弱,在制造技术上以及技改力度上还不是很充足。

实际的发展中,传统的机械制造管理模式中,我国仍处在初期的阶段,通过经验来进行管理,也是以人为的管理方式为主。在制造设计的工艺方面,我国在CAD/CAM的技术层面向中小制造企业进行普及发展,但从整体上来看还有很大的进步空间。为此就要能结合我国的机械制造技术的发展现状,采取针对性的发展措施来对机械制造智能化的发展进行促进。

2 机械制造技术的地位体现和影响因素分析

2.1 机械制造技术的地位体现分析

机械制造技术在我国的经济发展中占有重要的地位。机械制造行业是比较大的发展行业,尤其是在我国的经济发展过程中,发挥着重要的作用。机械制造行业在农业和工业发展时期扮演着重要角色,到了当前的社会经济发展背景下,对机械制造的需求不仅没有降低,反而有了增加。一些国家将机械制造产业的发展作为对国家综合实力衡量的重要标准,可见机械制造产业对国家发展的重要性。我国在农业以及机械制造和工业发展的需求上都是大国,尤其是在机械制造产业的发展中,对农业的发展也有着很大的带动作用,同时也能对工业化的正常发展有着积极的促进作用。从这些方面就能够看出,机械制造技术在经济社会中的作用和地位。

2.2 机械制造技术发展的影响因素分析

对机械制造技术的发展产生影响的因素比较多,要对各个因素加以详细分析,然后找到针对性的解决方法,这样才能有利于实际问题的解决。受到传统发展观念的影响,就会给机械制造的进一步发展带来相应的影响。我国的机械技术在发展中,对机械的理解不全面,只是局限在传统工艺层面。还有就是对结构比较重视,但是对控制却没有充分重视,没有将机电一体化作为机械工业对象的本质特征。在认识层面,把传统机械制造产业和高技术进行分化看待,这一错误的观点认识也不利于机械制造产业的良好发展。

另外,机械制造技术的发展中,对其产生影响的因素还体现在对机械制造信息化的理解没有得到有效加强。在新的技术发展应用下,对机械制造产业也起到了很大的促进作用,机械制造的信息化以及智能化的发展就成为机械制造产业的未来发展趋势。但是在这一方面还没有得到充分重视,对机械制造技术的智能化发展的认识不够。在这些影响因素下,就比较不利于机械制造技术的进一步发展。

3 机械制造智能化技术发展的趋势探究

面对新的发展局面,机械制造智能化技术的发展将会进入新的阶段。在高速、高精度、高效化的发展目标上就会得到有效实现。当前的机械化制造技术的发展过程中,主要就是在精密加工层面有着重视以及在微型机械和超精密加工技术层面比较重视,超精密的加工技术方面也会向着纳米级的超微电极的方向进行发展。从近些年我国的自动化技术的应用来看,在自动化的智能化技术应用过程中有着积极作用,在生产的效率上得到了提升,在产品的质量上也得到了有效保障。通过先进机械设备的应用,就能对人加以替代,在一些危险的工作场所进行工作。机械制造在早期是针对简单理想环境进行实施的,自动化智能化的技术应用后,就能将实时系统和人工智能紧密的结合,从而提高工作效率。

未来的机械制造智能化技术的发展中,柔性化的发展目标是比较重要的。柔性化主要就是制造系统自身有能力来应对生产变化,与设备以及系统方案有着紧密的联系。例如在系统方案当中的柔性化是,对不同零件有不同的加工自由度。通过柔性化的发展目标,就能在实际的生产制造过程中实现模块化设计,在功能的多样化方面得以实现,这就能增强可裁剪性,对实际的需求满足比较有利。在柔性化的发展趋势中,结合生产要求来对信息流和物料流实施动态调整,在控制系统方面就能最大程度地发挥。机械制造智能化的发展趋势还体现在工艺复合性以及多轴化层面。随着技术的进步发展,工序会进一步减少,在辅助的时间上会向着复合加工迈进,最终在性能的智能化目标上得以有效实现。

在机械制造智能技术的发展过程中,在功能发展趋势上也会有相应的变化,其中在用户界面的图形化目标上要能得以实现。所谓的用户界面就是数控系统和使用者间的对话窗口,由于在用户的要求上有着不同,所以在用户界面图形化的目标实现下,就能通过多样化的窗口来实施操作,这样就比较方便蓝图的编程以及快速编程,在三维色彩的立体动态图形显示方面比较突出。在功能发展的趋势上,科学计算的可视化趋势比较重要,主要就是在对数据以及解释数据方面能高效化地处理,在信息交流方面就不只是局限在文字和语音表达上,在图像以及动画等可视化的信息方面都能加以应用,这样在应用的领域层面就得到了有效拓宽。机械制造智能技术的发展趋势层面,在插补以及补偿方式的多样化发展目标上也能得到有效实现。内装高性能的PLC以及多媒体技术应用等功能方面也能得到有效实现。

从机械制造智能体系结构的发展趋势来看,在集成化的发展目标上要能得以实现。通过高度集成化的CPU以及RISC芯片等应用,就能将数控系统的集成度得以有效提高。例如在对平板显示器的应用过程中,就有着含量高以及重量轻和体积小等优势。体系结构的发展趋势方面,模块化、网络化、智能化新一代PCNC数控系统的发展目标都将会得到实现。

4 结语

总而言之,在当前我国的机械制造技术的发展中,智能化的发展是未来发展的趋势。在实际的技术应用过程中,要能充分注重对机械制造技术的发展现状和问题进行分析,然后从实际出发制定相对应的发展策略。只有在这些基础层面得到加强,才能有助于机械制造产业的进一步发展。

参考文献

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[2] 李磊.机械制造的技术特点与发展趋势[J].科技资 讯,2014,(5).

[3] 于成泽.机械制造系统能效评价的特点、研究现状及 发展趋势研究[J].科技致富向导,2014,(8).

[4] 刘文福,门保全,姚国林.机械制造与自动化专业建 设思考[J].河南农业,2013,(20).

[5] 黄长永.机械制造及其自动化专业人才培养实践[J]. 北京农业,2013,(24).

作者:孙定华

第2篇:机械制造技术的发展及其智能化技术发展趋势

摘 要:在科学技术是第一生产力理念的重要指导下,我国的科学技术得到了进一步的发展。各种新产品、新技术在市场经济条件下得到了稳步的推进。不仅促进了我国机械制造行业的发展,同时也为我国经济发展创造了更加便利的条件。从机械制造的发展来看,自动化水平显著提升,机械制造的效率显著提高,制造业成本在不断降低,而机械制造的智能化发展也变得越来越明显。本人也将从机械制造化的相关论述和发展现状出发,对机械制造智能化发展趋势进行简单的分析。

关键词:机械制造技术;智能化技术;发展趋势

一、机械制造技术的相关论述

机械制造技术是机械产品制造工艺的总称,它包括机械产品的设计、生产、加工以及后期的维护,是制造行业发展的关键技术之一,也是机械制造企业核心竞争力的重要表现。而在传统的机械制造技术发展过程中,人在其中发挥着重要的核心作用,但随着科学技术的发展,机械制造技术的智能化发展趋势变得更加明显,大大促进了机械制造技术的创新与发展。

机械制造的智能化发展是在原有的机械制造技术的基础之上,更好的融入当前先进的其他科学技术,比如计算机软件技术,云计算技术以及自动化技术等等。通过各种技术的融合更好的促进机械制造的智能化发展,使得机械制造形成一个全新的自动化和智能化控制管理系统,进一步提高原有的机械制造质量和效率,降低机械制造的成本,降低机械制造原有的劳动力投入和工作量,更好的优化制造工艺,促进传统机械制造业的优化转型,更好的提高机械制造业整体发展水平。当前机械制造业作为我国经济发展的重要方面,机械制造的智能化发展将会促进我国其他行业数控技术和智能化技术的发展。当然在发展的过程中,还需要各方面的积极努力和更多的技术创新和应用,在当前的机械制造自动化的发展过程中,还存在一些问题,以下将简单分析。

二、机械制造技术智能化发展的现状分析

(一)管理方面的经验不足

与更多的工业基础相对发达的国家相比,我国先进科学技术在管理和组织方面还存在着一定的差距。随着我国机械制造智能化水平的提升和更多技术的创新,很多的生产模式和生产管理方式都需要进一步的改进。传统的机械制造管理过于注重人的力量,这种传统的管理理念制约着新技术的推广和机械制造的智能化发展,需要积极的创新生产技术和管理思想,进一步的普及计算机控制与管理水平,提高全面的计算机素,进而更好的促进企业自动化管理水平提高企业人员发展趋势的认识水平。

(二)设计与制造方面存在发展阻碍

以上我们提到机械制造技术产品设计、生产、加工和维护为一体的技术的总称,其中设计和制造是机械制造的重要关键技术、不仅要求较高,同时更决定了机械制造产品的研发力度和制造水平。目前随着智能化理念的更新与应用,我国机械制造行业在设计和制造方面相关的配套设施还不够完善。比如很多的发达国家在机械制造设计方面,已经不再单纯的使用图纸设计,而是直接采用计算机软件进行设计,在机械产品的生产方面也都逐渐的开始运用和推广纳米技术和复合加工技术以及高精密加工技术等先进的制造技术,这些都是我国当前制造业应该积极学习和不足的方面。

三、机械制造技术的智能化发展趋势分析

(一)性能方面的发展方向

机械制造技术智能化发展在性能方面主要表现为以下三个方面。一是机械制造技术在速度、精度和效率方面得到了更快的发展,水平也在不断的提升。它们是衡量机械制造水平的重要指标。随着智能化控制技术的应用,对机械制造的工序进行了进一步的优化和提升,降低了加工的成本和操作系数,提升了高速控制系统的稳定性,显著提升了机械制造的精度、速度以及效率,符合机械制造业的发展方向;二是机械制造工艺的复合性越来越强,并朝着多轴化的方向发展。当前很多产品的制造工艺在不断优化,所需成本和时间变得越来越少,复合加工很多也已经实现了多轴和多系统控制,是当前机械生产制造的重要方向;三是制造控制的智能化发展。在机械制造过程中,通过引入实时控制系统,可以对自动化控制系统和生产环境进行实时监测和控制,并根据生产任务合理分配和调整工作周期,保证特定时间内的工作量,并提高管理效率,更加高效便捷完成生产目标。同时科技的发展,也使得实时控制系统和人工智能系统相结合,生产的动态化控制成为可能。

(二)功能方面的发展方向

首先,用户界面人性化。界面连接数控机床和使用者之间桥梁和纽带,图形用户界面运用模块化技术对功能进行系统的划分,使用户能够通过窗口和菜单等方式简便地控制各种功能,满足了不同用户的界面操作需要还实现了图形模拟、图形动态跟踪的功能,使用户界面更加人性化;其实,科学计算的可视化。数据处理与解释是实现机械制造数控目的的重要环节,科学计算可视化是运用计算机图形学原理与方法,将大规模数据转换为直观可视的图形或图象。这不仅使信息交流形式更丰富,还有效缩短了机械元件开发周期、降低了机械加工制造成本,科学计算可视化已经成为机械制造智能化发展的重要方向。

(三)体系结构方面的发展方向

虚拟化和集成化是当前机械制造技术智能化发展的重要方向。一方面,企业在计算机应用水平和范围方面在不断扩大,很多的企业也可以对于计算机控制系统生产过程中的问题进行独立应对和处理,促进了管理效率提升。同时模拟仿真技术通过建立数据模型,可以更好的应用在车间布局以及新产品的研发制造中,将是计算技术发展的重要方向之一。另一方面,多种技术的集成和融合将更好的提高自动化生产能力和水平,实现产品的自动的生产和装配,促进生态制造管理系统的发展。

四、结束语

智能化技术将成为机械制造技术重要发展方向之一,并成为一个主流趋势,在促进机械制造业发展的同时更好的为科学技术创新提供支持。机械制造的智能化可以更好的提高制造精度、速度和效率,在提高生产制造自动化水平的同时更好的降低生产成本,提高制造企业的效益。目前在科学技术不断创新的背景下,机械制造智能化技術性能、功能和体系结构等方面得到了显著的变化,并朝着更加智能化、科学化和人性化方向发展,为了更好的促进机械制造的智能化发展,各方面也应该引起充分重视,加强人力、物力和财力的支持,在促进技术创新的过程中更好的为机械制造业发展创造条件,更好的为社会和我国的经济发展做贡献。

参考文献:

[1]王远东.机械制造技术的发展及其智能化技术发展趋势[J].内燃机与配件,2018(20):228-229.

[2]邹琰.机械制造智能化技术的发展及趋势研究[J].南方农机,2018,49(14):130.

[3]迟振国.浅谈机械制造智能化技术的发展及其应用[J].内燃机与配件,2018(12):206-207.

[4]张晓勇.机械制造中智能化技术的发展及其应用[J].南方农机,2017,48(22):98-99.

[5]孙定华.机械制造技术的发展及其智能化技术发展趋势[J].中国高新技术企业,2016(31):58-59.

[6]黄翌凯.论述机械制造智能化技术的发展及其应用[J].科学大众(科学教育),2016(09):189.

[7]赵洪庆.论机械制造的智能化技术发展趋势[J].科技创新与应用,2013(23):121.

作者:周苏腾

第3篇:机械制造智能化技术发展研究

摘 要:机械制造关系着国家的经济发展和科技进步,在高科技不断创新的时代背景下,传统的机械制造模式早已不能适应社会的发展需求。生活模式的智能化发展促使机械制造技术也有了突破性的进展,智能化技术已经得到了广泛的运用,并且还在向更加科学高效的层次迈进。机械制造智能化技术不仅节约了大量的人力成本,也提高了生产的数量和质量,操作简单,程序标准。对机械制造智能化技术的发展进行分析和研究,可以深入了解其应用情况和发展趋势,为促进我国机械制造行业的进步有重要意义。

关键词:机械制造;智能化技术;发展研究

引言:

传统的机械制造在功能上比较单一化,不能满足复杂的工作需要,操作步骤繁琐且安全性不高,容易出现故障。智能化技术的融合对传统的机械制造进行了多方面的完善,首先在机械制造过程中应用智能化技术,可以降低人力成本,使操作过程更加简单,也提高了使用的安全性。其次人工加工机械制造的原材料,不仅在标准的把握上有所欠缺,而且效率很慢,智能化技术经过精密的参数设置,通过准确的指令传输,可以提高材料加工的标准性,增加生产效率。同时,在机械功能中加入智能化组件,不仅提高了其操作性能,而且智能化机械的体积比传统的机械要小,储存和移动都比较方便。

1、机械制造智能化技术的发展现状

首先,受我国經济体制的影响,我国的机械制造行业发展时间较短,因此在技术上和创新上还有很多不足之处需要改进。其次,智能化属于高端科技,对研究人员的专业化技能要求较高,不仅需要掌握专业的电子信息技术、网络技术,还需要对机械制作有深入的研究,目前这种综合型人才在我国的数量还比较少,对其智能化领域的人才培养不仅需要一定的时间还需要资金的支持,与发达国家的投入力度有一定的差距。同时,机械制造企业把效益放在首位,过于关注机械的销售模式,忽视了机械功能的提升和创新,而且由于创新生产需要人力物力的投入,消耗一定的企业资源,故而得不到企业的足够重视。因此,机械制造智能化技术的发展速度缓慢,需要多方面联合改进才能减少限制因素。

虽然机械制造智能化技术的发展还有很多不足,但一直在不断进步,制造水平有了显著的提升。而且,我国是工业大国,对机械的需求量较多,机械制造的速度还远远不能满足其市场需求,因此在机械行业,我国的市场潜力比其他国家大的多,机械制造的智能化发展还有广阔的市场空间。其次,从人力成本来讲,我国的劳动人口众多,其劳动力成本远低于国外。同时,我国地大物博,有着丰富的机械制造原材料,因此,机械制造的成本低于国外,在销售方面存在一定的价格优势。这种市场优势吸引了国外商家的投资,由此可以引进国外的先进技术,提高我国的机械制造智能化技术水平。将来,我国的机械制造行业将会沿着智能化的道路飞速发展,引领世界的机械市场。

2、机械制造智能化技术的优势

机械制造智能化技术综合多种科技的优势并充分发挥,尤其是自动化和信息化对智能化的开发和利用有重要的影响。机械制造最开始要有创新性的研发理念,然后有成熟的设计方案,还有专业的生产技术及销售策略,在每个阶段应用信息化管理,可以提高信息技术的规模和使用频率,使流程对接更加流畅,各个环节的工作质量得到提升。其次,智能化技术可以通过简单的操作完成复杂的数据传输,机器的工作时间比人工要长很多,负重力强,有效的降低了工作人员的劳动强度。再次,智能化技术的精密设置可以保证产品的质量标准,减少残次品材料浪费,增加其生产的数量和生产效率。因此,智能化技术在机械制造中不仅节约成本,还会保证质量,可以增加许多实用功能,提高企业的市场竞争力,增加企业经济效益。

3、机械制造智能化技术的实际应用

3.1机械生产环节智能化

机械制造的生产环节多采用流水线形式,不需要工人具备全部环节的操作技能,只需要熟悉某个环节的操作就可以,使人员需求标准降低也节约了劳动成本。但是流水线生产的环节质量不好控制,只要一个环节出现问题,就会影响多台设备的质量,智能化技术与流水线环节的结合,可以通过智能设备的记忆功能搜集每个环节的相关数据,根据数据分析每个环节的效果,并进行相应的调整,降低了失误率,也保证了产品的质量。同时,智能化技术的应用还有效的降低了工作人员的劳动强度,其在运行过程中如果出现故障,有自动维修系统和报警系统,可以缩短维修时间,同时及时发现问题,避免造成更大的损失。如果维修人员不能及时维修,系统会自动停止工作,具有可靠的安全性。

3.2 生产管理方式智能化

机械制造的环节包括产品的设计和生产以及管理等,每个环节都需要大量的人力支撑,人工劳动的时间有局限性,精力也有一定的限制,其生产速度较低,劳动强度较大。机械制造的过程中会经过多次的试验和完善,每次调整需要的时间较长,效率较低,对产品的质量保证不足,也影响其销售的进度。利用智能化生产管理方式,可以对机械制造的环节进行准确的设置,减少错误发生的几率,在方案的调整中也比人工修改要高效便捷,而且机器的制造速度快,工作时间比人工长,使生产效率得到了大幅度的提升,同时节约人力成本保证产品质量。

3.3产品功能智能化

智能化机械的性能比传统机械安全、便捷、功能多,为人们的使用提供了很多方便。为适应市场的发展,客户的需求是机械创新的必要条件,企业应该关注市场的发展方向和客户建议,完善智能化技术,提高产品的市场竞争力。

4 智能化技术的发展方向

4.1系统集成化

传统机械制造采用的元件重量较高,体积较大,其效果不理想,随着集成电路的出现和芯片的应用,智能技术的完善弥补了传统工艺的很多不足。为了使机械的使用更加灵巧多变,功能更强大,需要把其中的各项功能分成不同模块,加大集成电路的使用和连接质量,减小机械的体积,增加芯片的信息储存,由于芯片和电路集成板的成本较低,使机械产品的功能得到完善的同时降低了生产成本,提高了企业的经济效益。

4.2行业网络化

互联网可以实现不同地域和不同设备的快速大数据传输和转换,大幅度提高了产品的工作效率和工作质量,拓宽的销售渠道,也便于搜集产品的信息和创新观念。智能化与网络的结合,可以使机械的设计和生产及运输、销售等环节更加便利,准确,高效,对产品创新和行业发展有巨大的推动作用。

4.3生产方式柔性化

机械制造的标准是要满足企业的生产条件,但是变通性较差。为了提高机械制造的灵活性,生产方式的柔性化发展是未来的必然趋势。智能技术要在目前的基础上完善各个环节的功能,使其具备较强的灵活多变能力,可以满足不同的生产方式,提高机械制造的可行度。柔性化的发展可以开拓企业的发展空间,同时减少生产方案和设备的调整次数,提高生产力。

4.4加工能力复合化

为简化机械制造的工序,减少生产环节,节约生产时间,智能化技术还需要向复合化发展,使机械制作可以具备完善的分析能力和识别技术,自动延续生产流程,自动更换制作工具,完成复合加工的模式。

5结语

机械制造的智能化发展是我国工业领域的重大进步,对我国的经济建设有强大的促进作用,加强智能化技术的研究,完善其在机械制造行业的应用效果,对我国的机械行业发展有重要影响。

参考文献:

[1]李攀, 徐慧. 机械自动化在机械制造中的应用发展探讨[J]. 山东工业技术, 2017(17):37-37.

[2]谷东, 徐超, 李鹏伟,等. 机械工程智能化发展方向及前景的研究[J]. 中国机械, 2016(5):72-72.

[3]张新雨. 机械制造领域机械自动化技术的应用研究[J]. 科技与企业, 2016(7):97-97.

作者:刘传明

第4篇:智能制造技术

现代制造技术

1142813203 吴文乐

摘要:现代制造技术是在传统制造技术的基础上, 不断吸收和发展机械、电子、能源 、材料、信息及现代管理技术的成果, 将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理服务等产品生命周 期的全过程, 以实现优质、高效、低耗、灵活、清洁的生产技术模式,取得理想的技术经济效果的制造技术的总称传统的自动化生产技术可以显著提高生产效率,然而其局限性也显而易见,即无法很好地适应中小批量生产的要求。随着现代制造技术的发展,特别是自动控制技术、数控加工技术、工业机器人技术等的迅猛发展,柔性制造技术(FMI)应运而生。

关键词:现代制造技术;自动控制技术;柔性制造技术

1.现代制造技术发展综述

现代制造技术在系统论、方法论、信息论和协同 论等的基础上形成制造系统工程学,是一种广义制造的概念,亦称之为“大制造”的概念,它体现了制造概念的扩展。广义制造概念的形成过程主要有以下几方面原因[1]。

1).制造设计一体化。体现制造和设计的密切结合,形成了设计制造一体化,设计不仅是指产品设计,而且包括工艺设计、生产调度设计、质量控制设计等。

2).材料成形机理的扩展。现在加工成形机理明确地将加工分为去除加工、结合加工和变形加工。

3).制造技术的综合性。现代制造技术是一门以 机械为主体,交叉融合光、电、信息、材料等学科的综合体,并与管理科学、社会科学、文化、艺术、人机工 程、生物工程和生命科学等相结合,拓展了新领域。 现代制造技术应包括硬件和软件两大方面,硬/软件工具、平台和支撑环境有了很大的发展。

4).产品的全生命周期。制造的范畴从过去的设计、加工和装配发展为产品的全生命周期,包括市场调研、设计、制造、销售、维修和报废处理等。

5).生产制造模式的发展。计算机集成制造技术 是制造技术与信息技术结合的产物,集成制造系统强 调信息集成,其后出现了柔性制造、敏捷制造、虚拟制 造、网络制造、大规模定制、绿色制造、智能制造和协 同制造等多种制造模式,有效地提高了制造技术的水平,扩展了制造技术的领域[2]。

现代制造技术的发展主要沿着“广义制造”或称 “大制造”的方向发展,其具体的发展可以归纳为四个方面和多个大项目[3],如图1所示:

图1:现代制造技术方向

针对现代制造技术,本文从柔性制造技术的角度对现代制造技术进行学习,对柔性制造在实际中的应用进行深入的研究;

2.柔性制造

2.1 柔性制造简述

所谓“柔性”,是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适应能力,也是指制造系统能够适应产品变化的能力。柔性可分为瞬时、短期和长期柔性[4]。瞬时柔性是指设备出现故障后,自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力;短期柔性是指系统在短时期内,适应加工对象变化的能力,包括在任意时期混合进行加工2种以上零件的能力;长期柔性则是指系统在长期使用中,能够加工各种不同零件的能力。迄今为止,柔性还只能定性地加以分析,尚无科学实用的量化指标。因此,凡具备上述3种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统都可以称为柔性制造系统。柔性制造技术是计算机技术在生产过程及其装备上的应用,是将微电子技术、智能技术与传统制造技术融合在一起,具有自动化、柔性化、高效率的特点,是目前自动化制造系统的基本单元技术[5]。

柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和[6]。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为[7]:

(1)柔性制造系统(FMS):关于柔住制造系统的定义很多,权威性的定义有:美国国家标准局把FMS定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放征其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。

(2)柔性制造单元(FMC):M S是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由l~2台加工中心、工业机器人。数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。

(3)柔性制造线(FML):它是处于单一或少品种人批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心,CNC机床;亦可采用争用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(D C S)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日趋成熟,迄今已进入实用化阶段。

(4)柔性制造工厂(FMF) :FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化屯体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整F M S。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统 柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化[8]。

2.2柔性制造所采用的关键技术

1.计算机辅助设计未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将二维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图彤对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各斤状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便呵制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。

2.模糊控制技术模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊摔制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息井自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。

3.人工智能、专家系统及智能传感器技术迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基础规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测,诊断、查找故障、设汁、计划、监视、修复、命 令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强综合性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造(尤其智能型)中起着非常重要的关键性的作用。目前对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。

4.人工神经网络技术人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列到专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分[9]。

3.国内现代制造技术状况

近年来,世界各国都投入了巨大的财力和物力,强化作为光机电一体化制造业基础的先进制造业的技术和产业发展的战略研究。美国、德 国、日 本 等 国 已 经 开 发 出 了 数 控(NC)、计算机数控(CNC)、直接数控(CAM)、计算机集成制造系统(CIMS)、制造资源规则(MRP)、柔性制造单元(TMC)、柔性制造系统(FMS)、机器人、计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)、精益生产(LP)、智能制造系统(MS)、并行工程(CE)和敏捷制造(AM)等多项现代制造技术与制造模式。这些技术的推广与应用,不仅使本国企业的国际竞争力得到巩固,也使得世界先进制造业发展迅猛[10]。我国制造业市场的巨大潜力,为现代制造技术发展提供了广阔的市场空间。但是,与制造业发达国家和地区相比,国内的现代制造技术的研发与市场拓展还不均衡。其中,国内机械基础件制造行业中的数控化率极低,不足1.6%,先进加工工艺、技术和装备的普及程度不足10 % ;CAD/CAM 系统应用的普及率在国内骨干企业仅有35% ,产业规模较小。另外,在相关行业中如印刷业、电力行业和医疗器械行业等,技术装备的低数控化率也远不能满足市场对中高档先进产品的需求。纵观国际制造业的竞争与发展,面对国际、国内两个制造业市场的日渐融合,如何立足国内制造业的市场需求,整合分散的科研与企业资源,尽快形成自己在先进制造产业竞争中的技术优势,已经是摆在我国制造业面前的迫在眉睫的课题了[11]。

总之,重视制造业和现代制造技术已成为全球化的大趋势。现代制造技术不是一项具体技术,而是利用系统工程技术将各种相关技术集成的一个有机整体;现代制造技术是一种动态技术,而不是一成不变的,它需要不断吸收各种高新技术成果,并将其渗透到产品的所有领域,结合成一个有机整体,实现优质、高效、低耗、清洁和灵活的生产[12];现代制造技术的目的是提高制造业的综合效益,其不摒弃传统技术,而是有赖于不断用科技新手段去研究它和传承它,并应用科技新成果去改造它和充实它;现代制造技术在强调环境保护的同时,还强调各专业学科之间的相互渗透、融合和淡化,并消除其间的界限。我国先进制造技术的发展应结合自身的特点,形成特色,大力发展一些关键前沿技术,比如新一代材料成型技术、微米及纳米技术、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的将来,现代制造技术将得到更大的发展和壮大,发展和应用先进制造技术是每个国家为提高企业的国际竞争力和技术创新能力的必然选择。

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第5篇:先进制造技术论文智能制造

智能制造

作者:王玉石

湖北文理学院机械与汽车工程学院工业工程1311班 学号2013123106

摘要:介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标,人工智能与IMT、IM的关系,IMS和CIMS,智能制造的物质基础及理论基础,智能制造系统的特征及框架结构,并简要介绍了智能加工中心IMC,智能制造技木的发展趋势,以及智能制造系统研究成果及存在问题。

关键词:智能制造,IMS,IMC,IMT。 1. 主要研究内容和目标

智能制造在国际上尚无公认的定义。目前比较通行的一种定义是, 智能制造技术是指在制造工业的各个环节,以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。因此,智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业, 其主要研究开发目标有二: ①整个制造工作的全面智能化,它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取代人的部脑力劳动作为主要目标,,强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力;②信息和制造智能的集成与共享, 强调智能型的集成自动化。目前,IMT和IMS的研究方向已从最初的人工智能在制造领域中的应用(AiM)发展到今天IMS,研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、信息管理、设备维护等技术型环节的自动化,发展到今天的面向世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力,包括制造智能处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能生产管理信息系统、多级竞争式控制网络、全球通讯与操作网等。 2.人工智能与IMT, IMS 人工智能的研究一开始就未能摆脱制造机器生物的思想,即“机器智能化”。这种以“自主”系统为目标的研究路线,严重地阻碍了人工智能研究的进展。许多学者已意识到这一点, Feigenbaum、Newell、钱学森从计算机角度出发,提出了人与计算机相结合的智能系统概念。目前国外对多媒体及虚拟技术研究进行大量投资,以及日本第五代智能计算机研制计划的搁浅等事例, 就是智能系统研究目标有所改变的明证。人工智能技术在机械制造领域中的应用涉及市场分析、 产品设计、生产规划、过程控制、质量管理、材料处理、设备维护等诸方面。结果是开发出了种类繁多的面向特定领域的独立的专家系统、基于知识的系统或智能辅助系统,形成一系列的“智能化孤岛”。随着研究与应用的深入,人们逐渐认识到, 未来的制造自动化应是高度集成化与智能化的人—机系统的有机融合, 制造自动化程度的进一步提高要依赖于整个制造系统的自组织能力。如何提高这些“孤岛”的应用范围和在实际制造环境中处理问题的能力, 成为人们的研究焦点。在80 年代末和90年代初,一种通过集成制造自动化、新一代人工智能、计算机等科学技术而发展起来的新型制造工程—— IMT和新——代制造系统—— IMS 便脱颖而出。人工智能在制造领域中的应用与 IMT 和IMS 的一个重要区别在于, IMS 和 IMT 首次以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标, 而不再仅起“辅助和支持”作用,在一定范围还需要能独立地适应周围环境, 开展工作。四IMS和CIMS发展的道路不是一帆风顺的。今天,CIMS的发展遇到了不可逾越的障碍,可能是刚开始时就对CIMS提出了过高的要求,也可能是CIMS本身就存在某种与生俱来的缺陷,今天的CIMS在国际上已不像几年前那样受到极大的关注与广泛地研究。从CIMS的发展来看,众多研究者把重点放在计算机集成上,从科学技术的现状看,要完成这样一个集成系统是很困难的。CIMS作为一种连接生产线中的单个自动化子系统的策略,是一种提高制造效率的技术。它的技术基础具有集中式结构的递阶信息网络。尽管在这个递阶体系中有多个执行层次,但主要控制设施仍然是中心计算机。CIMS存在的一个主要问题是用于异种环境必须互连时的复杂性。在CIMS概念下,手工操作要与高度自动化或半自动化操作集成起来是非常困难和昂贵的。在CIMS深入发展和推广应用的今天,人们已经逐渐认识到,要想让CIMS真正发挥效益和大面积推广应用,有两大问题需要解决:①人在系统中的作用和地位;②在不作很大投资对现有设施进行技术改造的情况下亦能应用CIMS。现有的CIMS概念是解决不了这两个难题的。今天,人力和自动化是一对技术矛盾,不能集成在一起,所能做的选择,或是昂贵的全自动化生产线,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造设备之间的相容性,人机工程只是一个方面的考虑,更重要的相容性考虑要体现在竞争、技能和决策能力上。人在制造中的作用需要被重新定义和加以重视。

3.智能制造的物质基础及理论基础

3.1.智能制造系统的物质基础主要有:

(1)数控机床和加工中心美国于1952年研制成功第一台数控铣床,使机械制造业发生一次技术革命。数控机床和加工中心是柔性制造的核心单元技术。 (2)计算机辅助设计与制造提高了产品的质量和缩短产品生产周期,改变了传统用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技木管理模式。

(3)工业控制技术、微电子技术与机械工业的结合———机器人开创了工业生产的新局面,使生产结构发生重大变化,使制造过程更富于柔性扩展了人类工作范围。

(4)制造系统为智能化开发了面向制造过程

中特定环节、特定问题的“智能化孤岛”,如专家系统、基干知识的系统和智能辅助系统等。

(5)智能制造系统和计算机集成制造系统用计算机一体化控制生产系统,使生产从概念、设计到制造联成一体,做到直接面向市场进行生产,可以从事大小规模并举的多样化的生产;近年来,制造技术有了长足的发展和进步,也带来了很多新问题。数控机床、自动物料系统、计算机控制系统、 =机器人等在工业公司得到了广泛的应用,越来越多的公司使用了“计算机集成制造系统(CIMS)”、“柔性制造系统(FMS)”、“工厂自动化(FA)”、“多目标智能计算机辅助设计(M1CAD)”、“模块化制造与工厂(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系统(ICS)”以及“智能制造(IM)”、“智能制造技术(IMT)”和“智能制造系统(IMS)”等等新术语。先进的计算机技术、控制技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计师和管理人员提出了新的挑战,传统的设计和管理方法不能再有效地解决现代制造系统提出的问题了。要解决这些问题、需要用现代的工具和方法,例如人工智能(AI)就为解决复杂的工业问题提出了一套最适宜的工具。 3.2.智能制造技术的理论基础

智能制造技术是采用一种全新的制造概念和实现模式。其核心特征强调整个制造系统的整体“智能化”或“自组织能力”与个体的“自主性”。“智能制造国际合作研究计划JIRPIMS”明确提出:“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动,并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统“。基于这个观点,在智能制造的基础理论研究中,提出了智能制造系统及其环境的一种实现模式,这种模式给制造过程及系统的描述、建模和仿真研究赋予了全新的思想和内容,涉及制造过程和系统的计划、管理、组织及运行各个环节,体现在制造系统中制造智能知识的获取和运用,系统的智能调度等,亦即对制造系统内的物质流、信息流、功能决策能力和控制能力提出明确要求。作为智能制造技术基础,各种人工智能工具,及人工智能技术研究成果在制造业中的广泛应用,促进了智能制造技术的发展。而智能制造系统中,智能调度、智能信息处理与智能机器的有机融合而构成的复杂智能系统,主要体现在以智能加工中心为核心的智能加工系统的智能单元上。作为智能单元的神经中枢——智能数控系统,不仅需要对系统内部中各种不确定的因素如噪声测量、传动间隙、摩擦、外界干扰、系统内各种模型的非线性及非预见性事件实施智能控制,而且要对制造系统的各种命令请求做出智能反应。这种功能已远非传统的数控系统体系结构所能胜任,这是一个具有挑战性的新课题。对此有待研究解决的问题有很多,其中包括智能制造机理、智能制造信息、制造智能和制造中的计算几何等。总之,制造技术发展到今天,已经由一种技术发展成为包括系统论、信息论和控制论为核心的、贯穿在整个制造过程各个环节的一门新型的工程学科,即制造科学。制造系统集成与调度的关键是信息的传递与交换。从信息与控制的观点来看,智能制造系统是一个信息处理系统,由输入、处理、输出和反馈等部分组成。输入有物质(原料、设备、资金、人员)、能量与信息;输出有产品与服务;处理包括物料的处理与信息处理;反馈有产品品质回馈与顾客反馈。制造过程实质上是信息资源的采集、输入、加工处理和输出的过程,而最终形成的产品可视为信息的物质表现形式。 4.结语

制造业是国家经济和综合国力的基础,被称为“立国之本”。而我国的制造工业与发达国家相比,差距很大,主要表现为自主开发能力和技术创新能力薄弱,核心技术、关键技术仍依赖进口。对此,我国已引起重视,在“九五”科技规划和15年科技发展规划中,将先进制造技术列为重点发展领域之一。进入21世纪,经济全球化的进程日益加快,制造业领域的竞争日益加剧,而竞争的核心是先进制造技术。在此环境下,我们只有抓住机遇,迎接挑战,利用先进制造技术改造传统产业,实现技术创新、机制创新、管理创新及人才创新,才能实现我国跻身世界制造强国的目标。

参考文献

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第6篇:无线物联网技术与智能制造

尹振方

(江苏大学机械工程学院仪器科学与工程系,江苏,镇江,212013) 摘要:目前传统制造业正面临着劳动力成本过高,生产效率偏低,原材料利用率较低,能耗过高,服务水平相对落后等严峻挑战,严重影响到制造企业的市场竞争力和影响力。本篇报告主要简介了物联网技术在传统制造业中的使用情况和发展前景,详细介绍了与物联网相结合的智能生产线在生产要素使用方面的优势及使用情况。对未来智能制造,智能生产线的大规模投入做了预测。 关键词:制造业,物联网,生产要素,智能生产线。

英文题名

Abstract: At present, the traditional manufacturing industry is facing high labor costs, low production efficiency, raw material utilization rate is low, energy consumption is too high, the service level is relatively backward and other challenges, seriously affect the market competitiveness of manufacturing enterprises and influence. This paper mainly introduces the use and development of networking technology in the traditional manufacturing industry, and introduces the IOT combining intelligent production line in the use of the advantages and use of the factors of production. The future of intelligent manufacturing, large-scale investment in intelligent production line has been predicted. Keywords: Manufacturing, Internet of things, production factors, intelligent production lines. 1引言

目前传统制造业正面临着劳动力成本过高,生产效率偏低,原材料利用率较低,能耗过高,服务水平相对落后等严峻挑战,严重影响到制造企业的市场竞争力和影响力。随着工业4.0的到来,智能工厂,智能制造等新概念的引入为传统制造业的发展注入了新的活力。以往生产之中,生产线的原料浪费,生产线的自我检查必须要有人为完成,如今随着物联网技术的发展,以及配套硬件设备的研发,无人生产的出现不在是局限于科幻小说之中的幻想。 2技术发展现状及趋势

智能制造源于人工智能的研究。人工智能就是用人工方法在计算机上实现的智能。随着产品性能的完善化及其结构的复杂化、精细化,以及功能的多样化,促使产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增,随之生产线和生产设备内部的信息流量增加,制造过程和管理工作的信息量也必然剧增,因而促使制造技术发展的热点与前沿,转向了提高制造系统对于爆炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模上。先进的制造设备离开了信息的输入就无法运转,柔性制造系统(FMS)一旦被切断信息来源就会立刻停止工作。专家认为,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型,这就要求制造系统不但要具备柔性,而且还要表现出智能,否则是难以处理如此大量而复杂的信息工作量的。其次,瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境,也要求制造系统表现出更高的灵活、敏捷

和智能。因此,智能制造越来越受到高度的重视。 纵览全球,虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段,但各国政府均将此列入国家发展计划,大力推动实施。1992年美国执行新技术政策,大力支持被总统称之的关键重大技术(Critical Techniloty),包括信息技术和新的制造工艺,智能制造技术自在其中,美国政府希望借助此举改造传统工业并启动新产业。

无线物联网属于物联网的其中一种,从大方向来说,物联网可以分为有线和无线两种,有线主要以总线为主,无线目前有zigbee、zwave、wifi、射频、蓝牙等几种。有线技术最大的特点是信号稳定,出现网络故障几率最低。缺点是需要布线,安装需要编程,如果出现一处问题可能会引起一连串的反应。主要应用工业比较合适,无线的特点是安装简单,操作简单,易学易用,一般普通人都能很容易学会并使用。一般用于比较常用的一些设备,比如最近炒得很火的智能家居,就属于无线物联网的其中一种。

与此同时为了规范物联网之中的无线设备的生产与研发,促进智能制造的健康发展需要对物联网之中的无线技术进行研究。

物联网是社会需求和技术两方面发展的结果,社会需求促使人们去努力发展技术,而技术的成熟使物联网逐步成为现实。物联网将建立更广泛的连接,更到位的感知和更深入的智能。有鉴于此,在物联网关键技术中,无线传感网技术无疑占有非常重要的地位,它可以实现广泛的连接和传感,为智能化奠定坚实的基础。无线传感网的主要内容是传感和无线传输,在无线传感网中,由于需要在很小的范围内布置大量的无线节点,近距离无线通信技术在其中占有非常重要的地位。

3核心或者关键技术介绍 1) 无线传感器技术

无线传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池或振动发电机提供电源,构成无线传感器网络节点,由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点,通过自组织的方式构成网络。

传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。 2)无线传感网络

传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为: 军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。

3)低功耗传感网络

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

长期以来,低价位、低速率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙的出现,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,但是蓝牙的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小组,负责制定ZigBee的物理层和媒体介质访问层。IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/915MHz的无线技术,用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它们的通信效率非常高。 4数据分析

互联网是先有计算机终端系统,然后再互联成为网络,终端系统可以脱离网络独立存在。在互联网中,网络设备用网络中惟一的IP地址标识,资源定位和信息传输依赖于终端、路由器、服务器等网络设备的IP地址。如果想访问互联网中的资源,首先要知道存放资源的服务器IP地址。可以说现有的互联网是一个以地址为中心的网络。

传感器网络是任务型的网络,脱离传感器网络谈论传感器节点没有任何意义。传感器网络中的节点采用节点编号标识,节点编号是否需要全网惟一取决于网络通信协议的设计。由于传感器节点随机部署,构成的传感器网络与节点编号之间的关系是完全动态的,表现为节点编号与节点位置没有必然联系。用户使用传感器网络查询事件时,直接将所关心的事件通告给网络,而不是通告给某个确定编号的节点。网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。这种以数据本身作为查询或传输线索的思想更接近于自然语言交流的习惯。所以通常说传感器网络是一个以数据为中心的网络。 5 工业电磁干扰

电磁干扰起因复杂,类型多变,可能起源于系统内部,也可能来自系统外部。本文就工控系统中普遍存在的各种电磁干扰的类型、起因、后果进行初步分析。

另外,由于在工控系统中PLC已经得到了越来越广泛的应用,而PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业安全生产和经济运行,其抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。 4典型案例分析

1. 基于无线物联网的智能原材料监控系统案例简介

2013年 中航力源在苏州投建了中国第一条智能生产线。这条生产线将信息化技术和总体控制系统融合到液压泵核心零部件的制造过程,完成机器代人工程,具备数字化建模、智能运行管控、设备自主智能管理、资源可视化监测、实时联网数据采集共享分析、精益化生产等智能制造特征,初步实现该零件制造生产自动化、数字化、智能化。同时,mes系统的运用使得生产线的管理实现自动化,智能化。

以前的生产线,设备利用率只有40%至60%,而这条智能制造生产线可达到85%以上;以前这样一条生产线,需要30名工人,而现在只需要5名核心人才在后台进行操作控制。

在这条生产线上,一种产品完成生产之后,系统会自动根据生产计划进行设备调整,可以快速切换到第二种产品的生产。以前,公司所有产品的制造过程都是靠人工来完成,设备利用率低、生产效率低、产能不稳定。

而在这条智能制造生产线上,设备利用率是一个“定值”,设置多少就是多少,可实现设备资源的最优配置。 2 智能原材料监控系统案例分析

通过无线物联网的建立,传感器网络的建立,这条生产线上的所有生产要素信息都被物联网系统所囊括,当生产线上的物料发生缺失,通过传感器的网络即时将信息传达到中央控制室,通过即时的计算机数据分析处理,将工业生产线上的即时数据进行整理,并对于应即时处理的部分作出即时处理。

生产线中每隔20米左右便设有WiFi盒子,以保证数据网络的通畅高效。这个系统使用的是mes无线传感网络控制系统,是当下较为先进的控制网络,使得整体系统更加稳定,对外通讯接口较多,可以讲更多的生产要素数据及时加入到数据网络之中进行整体的分析。

而工人在生产之中作为一个对整体系统进行微调的角色,通过对参数的改变,达到改变生产结果的目的。 5应用前景

1)无线传感器应用前景

正是由于低功耗无线传感节点在如此广范围内的应用,使得它受到了来自军事、工业和商业以及学术专家的极大关注。其发展方向必然是无线通信的网络化, 6

即通过自组网的方式形成动态、自适应的无线传感网络。而无线传感网络( WSN) 是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分功能来实现降低功耗的目的。

除开以上所讲两种发展趋势之外,无线传感模块的应用和发展还具有极大的发展空间和良好的发展方向。当前对无线传感模块的应用都是静止性的,就目前存在的无线传感网络(WSN),构成网络的各个节点都是被固定的安放在一个地方,要实现对整个环境的检测,就需要向环境中投放大量的无线传感节点。这样一来成本就会非常的高。若实现无线传感模块对信息的移动式采集,则在同一个环境内投放更少的节点,就能实现对环境的全面检测。

正是由于当前能耗对无线传感模块的影响,低功耗研究才上升为一个热点领域,不论是使用电源或者电池供电,在实现低功耗后,无线传感模块的发展趋势必然是自生能源式的。利用太阳能、振动能量、地热、风能等实现无线传感模块的电能供应对于全面提高无线传感模块的能力将会起到巨大的作用。 2)无线物联网技术应用前景

WSN 网络是面向应用的,贴近客观物理世界的网络系统,其产生 和发展一直都与应用相联系。多年来经过不同领域研究人员的演绎,WSN技术在军事领域、精细农业、安全监控、环保监测、建筑领域、医疗监护、工业监控、智能交通、物流管理、自由空间探索、智能家居等领域的应用得到了充分的肯定和展示。2005年,美国军方成功测试了由美国Crossbow产品组建的枪声定位系统,为救护、反恐提供有力手段。美国科学应用国际公司采用无线传感器网络,构筑了一个电子周边防御系统,为美国军方提供军事防御和情报信息。中国中科院微系统所主导的团队积极开展基于WSN的电子围栏技术的边境防御系统的研发和试点,已取得了阶段性的成果。

在民用安全监控方面,英国的一家博物馆利用无线传感器网络设计了一个报警系统,他们将节点放在珍贵文物或艺术品的底部或背面,通过侦测灯光的亮度改变和振动情况,来判断展览品的安全状态。中科院计算所在故宫博物院实施的文物安全监控系统也是WSN技术在民用安防领域中的典型应用。

在医疗监控方面,美国英特尔公司目前正在研制家庭护理的无线传感器网络系统,作为美国“应对老龄化社会技术项目”的一项重要内容。另外,在对特殊 7

医 院(精神残障类)中病人的位置监控方面,WSN也有巨大应用潜力。

在智能交通方面,美国交通部提出了“国家智能交通系统项目规划”,预计到2025年全面投入使用。该系统综合运用大量传感器网络,配合GPS系统、区域网络系统等资源,实现对交通车辆的优化调度,并为个体交通推荐实时的、最佳的行车路线服务。WSN网络自由部署、自组织工作模式使其在自然科学探索方面有巨大的应用潜力。2005年,澳洲的科学家利用WSN技术来探测北澳大利亚蟾蜍的分布情况。佛罗里达宇航中心计划借助于航天器布撒的传感器节点实现对星球表面大范围、长时期、近距离的监测和探索。智能家居领域是WSN技术能够大展拳脚的地方。浙江大学计算机系的研究人员开发了一种基于WSN网络的无线水表系统,能够实现水表的自动抄录。复旦大学、电子科技大学等单位研制了基于WSN网络的智能楼宇系统,其典型结构包括了照明控制、警报门禁,以及家电控制的PC系统。各部件自治组网,最终由PC机将信息发布在互联网上。人们可以通过互联网终端对家庭状况实施监测。

WSN在应用领域的发展可谓方兴未艾,要想进一步推进该技术的发展,让其更好为社会和人们的生活服务,不仅需要研究人员开展广泛的应用系统研究,更需要国家、地区,以及优质企业在各个层面上的大力推动和支持。 3)无限物联网应用于工业生产

随着无线传感器发展,及其配套网络的日益完善,智能网络可以从工业生产到民用生活全面展开。智能生产,智能工厂的技术可以应用于智能家居,智能家居,智能交通之中。

同时虚拟现实技术的发展,如果将虚拟现实和无线传感器网络相结合,计算机小型化,可穿戴终端的日趋发展。不难想象未来的工厂之中,在生产线上,生产要素被即时监控,通过无线物联网传送到中央处理器进行数据分析。再将数据和处理结果传递到个人终端上,工人通过虚拟现实技术可以身临其境的观看生产现场,并结合数据分析作出即时的判断处理。 6 结束语

要让未来的无线物联网做到畅通无阻,首先要能让移动终端能力方便快捷的接入和高速的带宽,这些是无线移动通信网重点发展的方向。其次有无处不在的网络节点,放置我们需要的区域,如超市。医院,仓库等。通过这些节点我们能 8

实时的对目标物体进行监控处理。最后是无处不在的互联网,这也是物联网的核,任何物体是靠互联网连在一起的,通过互联网的连接到才能实现远端监控和处理,才能让物体更智能。

无线传感器技术的发展使得原始的工业生产发生巨大的变化,工业生产中的物料,器件的监控从人转移到人机互动之中。无线传感器网络和智能 参考文献

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[6]姚万华.关于物联网的概念及基本内涵[M].中国信息界,2010,67-68 9

第7篇:我国智能制造装备六大发展方向浅析

【机电在线讯】近十年来,我国智能制造装备产业发展快速。一是初步形成一定的经济规模,据不完全统计,2009年智能制造装备产业销售产值已达到3000亿元以上;二是一批重点产品取得成果,高速精密加工中心、重型数控镗铣床、3.6万吨黑色金属垂直挤压机等相继研制成功并投入应用,其中高端立卧车铣复合加工中心采用国产总线式高档数控系统,打破了国外在这一领域长期的垄断;百万千瓦超超临界火电机组、年产45万吨合成氨、轨道交通等多项重大工程项目也采用了国产数字控制系统DCS;大型轴流式压缩机组、离心式压缩机组、施工机械等陆续实现了远程监控和维护诊断,实现了智能化和网络化;三是涌现出一批智能制造装备的骨干企业,如沈阳机床、大连机床、大连光洋、中国四联、浙江中控、和利时、沈阳新松机器人、三一重工、中联重科、瓦轴集团、沈鼓集团和陕鼓动力等。

“智能制造装备通常是具有感知、分析、推理、决策和控制功能的制造装备的统称,它是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合,体现了制造业的智能化、数字化和网络化的发展要求。智能制造装备的水平已成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志。”国际模协秘书长罗百辉表示,未来十年,我国智能制造装备产业,应牢牢抓住发展的战略机遇期,本着“创新优先、重点突破、技术融合、夯实基础、多元投入”的原则,面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求,针对制造过程中的感知、分析、决策、控制和执行等环节,融合集成先进制造、信息和智能等技术,实现制造业的自动化、智能化、精益化和绿色化。重点发展:

1、精密和智能仪器仪表与试验设备

重点发展高精度、高稳定性、智能化压力、流量、物位、成份仪表与高可靠执行器,智能电网先进量测仪器仪表AMI,材料分析精密测试仪器与力学性能测试设备,新型无损检测及环境、安全检测仪器,国防特种测试仪器等各类试验设备。

2、智能控制系统

重点发展综合性分散型控制系统DCS,具有与现场总线设备实现动态数据交换功能的现场总线控制系统FCS,逻辑控制、运动控制、模拟控制等功能有机集成的可编程控制系统PLC,先进高效发动机及其智能控制系统,新能源、新材料、节能环保等新兴产业所需要的专用控制系统。

3、关键基础零部件、元器件及通用部件

重点发展高可靠性力敏、磁敏等传感器,新型复合、光纤、MEMS、生物传感器,仪表专用芯片,色谱、光谱、质谱检测器件;高参数、高精密和高可靠性轴承、液压/气动/密封元件、齿轮传动装置及大型、精密、复杂、长寿命模具;电力电子器件及变频调速装置。

4、高档数控机床与基础制造装备

加快实施《高档数控机床与基础制造装备》科技重大专项,加强专项研究成果的示范应用和产业化进程。重点发展高速、精密、复合数控金切机床;重型数控金切机床;数控特种加工机床;大型数控成形冲压设备;重型锻压设备;清洁高效铸造设备;新型焊接设备;大型清洁热处理与表面处理设备;非金属成型设备;新材料制备装备;高档数控系统;数控机床功能部件;数字化工具系统及量仪。

5、智能专用装备

重点发展机器人产业;矿山用智能自卸电铲、智能化全断面掘进机、快速集成柔性施工装备为代表的智能化大型施工机械;数字化、智能化、高速多功能印刷机械;大型先进高效智能化农业机械。

6、自动化成套生产线

重点发展百万吨级及以上大型乙烯、大型PTA自动化生产线的系统集成,大型煤化工自动化关键装备;大型液化天然气生产储能自动化关键装备、大型天然气长距离输送系统;高效棉纺、短流程染整自动化生产线;大型煤炭井下自动化综合采掘成套设备及大型露天矿自动化成套设备。

第8篇:中国智能制造装备行业发展走势分析

慧典市场研究报告网

中国智能制造装备行业发展走势分析

慧典市场研究报告网讯,装备制造业作为国民经济发展和国防建设的基础性产业,是各行业产业升级、技术进步的重要保障,是国家综合实力和技术水平的集中体 现。发展高端装备制造对提升中国制造业核心竞争力、带动产业结构优化升级具有重要战略意义。智能制造装备是在融合现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟 人化智能技术等先进技术的基础上,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程的智能化,将有效提升海洋工程、高铁、大飞机、卫 星等其它高端装备行业以及国民经济其它制造行业的研发及生产制造水平。

近十年来,中国智能制造装备产业发展迅速。一方面,形成了一定的经济规模。据不完全统计,2011年智能制造装备产业销售额已突破4000亿元以上;另一方面,形成了一批重点产品,如高速精密加工中心、重型数控镗铣床、3.6 万吨黑色金属垂直挤压机等相继研制成功并投入应用,其中高端立卧车铣复合加工中心采用了国产总线式高档数控系统,打破了国外在这一领域长期的垄断;百万千 瓦超超临界火电机组、年产45 万吨合成氨、轨道交通等多项重大工程项目也采用了国产数字控制系统(DCS);大型轴流式压缩机组、离心式压缩机组、施工机械等陆续实现了远程监控和维护 诊断,实现了智能化和网络化。

2010年10月国务院下发的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高端装备制造业纳入其中,全面开展智能制造技术研究将是发展高端装备制造业 的核心内容和促进我国从制造大国向制造强国转变的必然。2012年7月颁布的《智能制造装备产业 “十二五 ”发展规划》将智能制造装备明确定义为“具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称”。

在“十二五”期间乃至更长一段时期内,智能制造装备将是国家推动工业经济转型升级,发展高端装备制造的重点任务,而离散型工业以及各种装备制造中的控制系统等关键部件将成为未来智能制造装备的发展重点。 2012年5月,国家工信部下发《智能制造装备发展专项2012年实施指南》,其中,九大类发展专项都是围绕目前工业领域中重点行业制造过程优化及结构升 级。国家将继续围绕国民经济重点产业发展及战略性新兴产业培育和发展的需要,通过智能化高端装备、制造过程智能化技术与系统、基础技术与部件的研发、示范 应用及产业化,提高高端装备、技术与系统的自主率,带动我国制造业技术升级,实现制造业高效、安全及可持续发展。

目前,国内的智能制造装备主要分布在工业基础发达的东北和长三角地区。以数控机床为核心的智能制造装备产业的研发和生产企业主要分布在北京、辽宁、江苏、 山东、浙江、上海、云南和陕西等地区。近年来,辽宁与陕西的发展令人瞩目。同时,工业机器人将是未来智能制造装备发展的一个新热点,北京、上海、广东、江 苏将是国内工业机器人应用的主要市场。此外,关键基础零部件及通用部件、智能专用装备产业在河南、湖北、广东等地区也都呈现较快的发展态势。

010-84983602

第9篇:智能制造装备产业发展研究报告 (3000字)

智能制造装备产业发展研究

一、智能制造装备定义及范围

二、我国智能制造装备产业发展现状

(一)产业发展取得的成就

1、产业规模发展迅速

2、重点产品有所突破

3、形成一批具有国际竞争力的龙头企业

4、产业资本体系多元化

(二)产业发展存在的主要问题

1、对外依存度高

2、创新能力不足

3、产业基础薄弱

三、智能制造装备产业主要分布区域

四、智能制造装备产业面临的新形势

(一)工业发达国家优势明显,国际竞争更加激烈

(二)产业发展空间巨大,前景广阔

五、智能制造装备产业发展趋势

(一)自动化

(二)集成化

(三)信息化

(四)绿色化

六、智能制造装备未来重点应用领域

(一)电力领域

(二)节能环保领域

(三)农业装备领域

(四)资源开采领域

(五)国防军工领域

(六)基础设施建设领域

七、智能制造装备产业发展的对策建议

(一)加强区域统筹,推进资源集中

(二)提升配套服务,推广产业集聚

(三)完善产业链条,形成产业集群

智能制造装备产业发展研究

智能制造装备是《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》及《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确的高端装备制造业领域中的重点发展方向之一 。作为高端装备制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现,大力培育和发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级,提升生产效率、技术水平和产品质量,降低能源资源消耗,实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。

一、智能制造装备定义及范围

智能制造装备是具有感知、分析、推理、决策、执行功能的各类制造装备的统称,它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。智能制造装备产业的水平已经成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志 。

智能制造装备产业主要包括:高档数控机床、智能测控装置、关键基础零部件、重大集成智能装备。

二、我国智能制造装备产业发展现状

(一)产业发展取得的成就

1、产业规模发展迅速

近年来,智能制造装备产业增长势头迅猛,初步形成一定的规模。2011年,智能制造装备产业产值约3600亿元,其中机床工具产业销售收入3922亿元,其中高档数控机床约占30%;仪器仪表产业销售收入3945亿元,其中智能控制系统、精密和智能仪器仪表与试验设备等约18%;机器人产业销售收入150亿元;通用基础件行业销售收入4600亿元,高端部分约占5%;施工机械3100亿元,高端部分占约20%;纺织机械600亿元,高端部分约占20%;印刷机械160亿元,高端部分占约20%;石化装备1896亿元,高端部分占约30%;国防工业专用制造装备超过120亿元。

2、重点产品有所突破

依托国家重点工程和重大科技专项的实施,一批国家急需、长期依赖进口、受制于国外的智能制造装备实现突破,如精密、高速加工中心,重型数控镗铣床,3.6万吨黑色金属垂直挤压机;用于百万千瓦超超临界火电机组、年产45万吨合成氨、轨道交通等重大工程项目的国产控制系统,高精度压力/差压变送器、原子荧光光谱仪、油井多相流检测设备;直径为6.34米的土压平衡盾构机、直径为11.22米的泥水平衡盾构机;1600吨级加氢裂化反应器、百万吨级乙烯工程三大离心压缩机组、百万吨级乙烯冷箱。

3、形成一批具有国际竞争力的龙头企业

现有沈阳机床、大连机床两个集团的年销售收入均超过百亿,进入世界机床产业前10强。涌现出重庆川仪、京仪集团、浙江中控、和利时、新松机器人、三一重工、中联重科、瓦轴集团、沈鼓集团等一批具有国际竞争力的龙头企业,以及聚光科技、天瑞仪器、威尔泰等各具特色的智能制造装备企业。

4、产业资本体系多元化智能制造装备产业是一个完全开放和竞争的行业,中外资进入最早的行业,近年来民营经济发展迅速。机床工具行业销售收入中,国有、民营、三资所占比例分别为18.3%、67%和14.7%;仪器仪表行业销售收入中,国营、民营、三资所占比例分别为:18.9%、45.2%和35.9%,初步形成国有企业、民营企业、三资企业多元化发展,民营企业比例较高的格局。

(二)产业发展存在的主要问题

1、对外依存度高

重大技术装备用仪器仪表基本被国外垄断,对外依存度达到40%,其中高端产品对外依存度更是达到70%。机器人和高端自动控制系统的95%、高档数控机床的90%、高档数控系统的 95% 的市场份额被国外产品占领。

2、创新能力不足

行业整体技术水平与世界先进水平有较大的差距。创新投入不足,仪器仪表行业r&d投入占销售收入的比重仅为2.5%;国内仪器仪表行业创新人才队伍占从业人员的比重仅有5%,与工业发达国家的20%相比有较大差距。重大装备核心技术不掌握,自主品牌缺乏。

3、产业基础薄弱

智能制造装备整机和成套设备配套的关键零部件、元器件大量进口。为高档数控机床配套的高档功能部件70%需要进口;高档传感器市场全部被国外产品垄断;大型工程机械所需30mpa以上液压件全部进口,大型装载机进口部件占整机价值量的50~60%。

三、智能制造装备产业主要分布区域

智能制造装备产业主要分布在工业基础发达的东北和长三角地区。以数控机床为核心的智能制造装备产业的研发和生产企业主要分布在北京、辽宁、江苏、山东、浙江、上海、云南和陕西等地区。工业机器人将是未来智能制造装备发展的一个新热点,北京、上海、广州、江苏将是国内工业机器人应用的主要市场。(邳州可以依托产业布局的优势,引进和发展数控机床和工业机器人方面的企业,来提升邳州的产业层次)

四、智能制造装备产业面临的新形势

(一)工业发达国家优势明显,国际竞争更加激烈

智能制造的概念于上世纪90年代首先由美国提出,其后各发达国家紧紧跟随,纷纷将智能制造系统列为国家级计划并着力发展。我国在八十年代后期才开始进入智能制造装备领域。速度明显落后。

(二)产业发展空间巨大,前景广阔

国民经济重点产业的发展、重大工程建设、传统产业的升级改造及降低碳排放的承诺,对智能制造装备提出了巨大的市场需求。

五、智能制造装备产业发展趋势

智能制造装备呈现出自动化、集成化、信息化、绿色化的发展趋势。

(一)自动化

自动化和智能化是智能制造装备的重要发展趋势,主要表现在装备能根据用户要求完成制造过程的自动化,并对制造对象和制造环境具有高度适应性,实现制造过程的优化。

(二)集成化

智能制造装备正向技术集、系统集成的方向发展,主要体现在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术的集成及设备的成套,同时还体现在生物、纳米、新能源、新材料等跨学科高技术的集成,从而使装备得到不断提高和升级,甚至发生深刻变化。

(三)信息化

信息技术与先进制造技术的融合,带来巨大的、甚至是革命性的变化。将传感技术、计算机技术、软件技术“嵌入”装备中,实现装备的性能提升和“智能”。设计及制造过程的数字化、信息化与智能化的最终目标不仅是要快速开发出产品或装备,而且要努力实现大型复杂产品一次开发成功。

(四)绿色化

资源、能源的压力,使装备必须考虑从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中,对环境负面影响极小,资源利用率极高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造是提高智能制造装备资源循环利用效率和降低环境排放的关键途径。

六、智能制造装备未来重点应用领域

(一)电力领域

重点推进在百万千瓦级火电机组中实现燃烧优化、设备预测维护功能,在百万千瓦级核电站实现安全控制和特种测量功能,在重型燃气轮机中实现快速启停和复合控制功能,3mw以上风电机组的主控功能,变桨控制功能,太阳能热电站实现追日控制功能,在智能电网中实现用电管理、用户互动、电能质量改进、设备智能维护功能。

(二)节能环保领域

重点推进在固体废弃物智能化分选装备、智能化除尘装备、污水处理装备上推广应用,实现各种再生原料的高效智能化分选、除尘设 备和污水处理装备的自动调节与高效、稳定,在地热发电装备中实现地热高效发电建模与控制功能。

(三)农业装备领域

重点推进在大型拖拉机及联合整地、精密播种、精密施肥、精准植保等配套机具成套机组,谷物、棉花、油菜、甘蔗等联合收获机械,水稻高速插秧机等种植机械装备上的应用,实现故障及作业性能的实时诊断、检测和控制,实现作业过程的智能控制和管理。

(四)资源开采领域

重点推进在煤炭综采设备、矿山机械上应用,实现综采工作面设备信息与环境信息的集成监控、安全环境预警、精确人员定位等功能,在天然气长距离集输设备中实现全线数据采集和监控、运行参数优化、管道泄漏检测定位、站场无人操作或无人值守以及中心远程遥控功能,在油田设备中实现井口关键参数检测、数据处理及集中监测功能。

(五)国防军工领域

重点推进专用机器人、精密仪器仪表、新型传感器、智能工控机在航天、航空、舰船、兵器等国防军工领域的应用。

(六)基础设施建设领域

重点推进在挖掘机、盾构机、起重机、装载机、叉车、混凝土机械等施工装备上应用,实现远程定位、监测、诊断、管理等智能功能,在机场和码头建设领域推广应用,实现机场行李和货物的自动装卸、输送、分拣、存取全过程的智能控制和管理,集装箱装卸的无人操作与数字化管理。

七、智能制造装备产业发展的对策建议

(一)加强区域统筹,推进资源集中

开展区域统筹规则。加强区域、省域智能制造装备产业发展的宏观指导,由国家或省主管部门牵头,科学地编制智能制造装备产业规划,设立产业准入标准,协调产业布局与区域分工,避免低水平重复建设、恶性竞争。

(二)提升配套服务,推广产业集聚

注重服务平台建设。加强技术、研发、中试、转化等一系列公共平台的建设,建立完善的产学研合作体系、产业联盟,从专业服务和集群发展角度提高园区的竞争力。围绕龙头企业和技术输出重点机构,组织企业提供配套和转化服务。

(三)完善产业链条,形成产业集群

抓好地区产业定位,全面考虑产业和项目的协作关联度,鼓励依托产业链环节开展专业分工。

各地方发展智能制造装备产业还必须要和当地传统的装备制造产业的改造提升相结合,在不脱离现有装备工业基础的前提下,加快新兴科技如人工智能、物联网、云计算等与传统装备制造产业的融合,形成新兴装备制造产业集群。

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