我国智能化产业发展趋势分析
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　　当前，智能制造热度高企，石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。《中国制造2025》明确提出要推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车
　　当前，智能制造热度高企，石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。《中国制造2025》明确提出要推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，这必将加速智能工厂在工业行业领域的应用推广。预计未来3-5年，全国将涌现出一批智能工厂。
　　智能工厂的内涵及建设重点
　　智能工厂是实现智能制造的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型，主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。其中，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。以此为基础，构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。信息层涵盖企业经营业务各个环节，包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动，以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。在此基础上，形成了企业内部价值链的横向集成环境，实现数据和信息的流通和交换。纵向集成和横向集成均以CPS和工业互联网为基础，产品、设备、制造单元、生产线、车间、工厂等制造系统的互联互通，及其与企业不同环节业务的集成统一，则是通过数据应用和工业云服务实现，并在决策层基于产品、服务、设备管理支撑企业决策。这些共同构建了一个智能工厂完整的价值网络体系，为用户提供端到端的解决方案。
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浅析机械制造的智能化技术发展趋势
&&&&来源：万方数据&&&&作者：&&&&&&
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我国机械制造企业必须加快和加大实施机械制造的智能化技术，紧跟世界潮流，快速实现产业与产品的调整和升级换代，让机械制造的智能化技术充分运用到企业的生产中去，提高企业的生存能力与发展能力，才能能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
&&& 机械国国民经济的基础产业，它在国民经济GDP所占的比例以及对其他产业的感应系数都很重。机械制造业的发展直接影响到我国国民经济各部门的发展，影响到我国国计民生和国防力量的强大。放眼全球，制造业，特别是机械制造业和高技术的关系中，有两种发展趋势，一是智能化科技极大地改变着制造业，二是制造业正在全方位地走向智能化技术。当前我国正处于经济快速发展的关键时期，而机械制造业技术却相对薄弱。
1 机械智能化技术的概念与应用
&&& 机械智能化技术就是指将传统的机械制造技术与现代科学技术相结合，通过信息技术渗透、新产品的研制与开发，设计与制造、管理与销售等各个领域，形成以精密成型与加工技术、现代设计技术、自动化技术、系统等为丰要范畴的先进制造技术，高度柔性与高度集成的方式是机械智能化技术的特征，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析，判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集，存储，完善，共享，继承与发展。通过集成知识工程、制造软件系统，视觉和机器人控制对制造工人的技能与人类专家知识进行建模，以使智能机器能够在没有人干预的情况下进行小批量生产是制造智能的目的。机械智能化技术能大力提高产品的制造精度以及产品的质量与效率，让生产更现代化，最低化。
&&& 现代机械制造系统，是最关键技术，数控技术具有高精度、高效率，柔性自动化等特点，数集微电子、计算机、信息处理，自动检测、自动控制等高新技术于一身对机械制造业实现柔性自动化、集成化、智能化作用甚大。当前，数控技术发展趋向是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。数控系统大多已经超薄型，超小型化，以集成化为基础，综合了计算机，多媒体、模糊控制、神经网络等多种科学科技术，来实现高速、高精、高效控制。同时在加工过程中能够自动修正，调节与补偿各项参数，实现在线诊断和智能化故障处理。
2 我国机械制造业的现状
&&& 当前，我国机械制造业总体技术水平处于一个较低的水平，产品自主开发能力和研究创新能力相对薄弱。研制开发资金投入欠缺，企业技改力度不足，制造技术落后，生产资料等基础配套跟不上等一系列因素影响到机械产品的质量和机械智能化水平的提高。同时机械产品的开发与生产工艺的有机配合不够，这大大影响到机械产品的使用效果。当然，中国机械制造业也有它自己的专长优势，譬如中国市场不断增长所带来的机遇远远大干其他国家，这旺盛的地区需求大大了促进中国机械行业的快速发展，同时中国劳动力使成本相对低，2001年末，中国加入WTO后，与国外发达机械企业的合作更加日益频繁，经济技术交流取长补短，在竞争中寻求共同发展的市场空间。这大大促进中国机械制造业的快速发展，逐步从缩小与欧美等一些发达国家之间的差距。
3 智能化技术发展趋势与发展方向
&&& 一个技术与管理先进的机械制造业，是将物料、能源、设备，资金、技术、信息和人力等一系列制造资源，通过先进的制造技术以及先进的管理技术和先进的制造过程变为人类生活起居中所需求产品，产出高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品是机械智能化技术的愿景与发展趋势。
&&& 3.1 智能化技术发展趋势
&&& 3.1.1 高速高精度高效化
&&& 现代化机械制造技术发展的方向之一是精密加工，超精密加工技术，微型机械。精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加上（如机械化学研磨，超声磨削和电解抛光等）三大范畴。目前，纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用，纳米技术大大促进了机械科学、光学科学、测最科学和电子科学的发展。而超精密加工技术正朝着纳米技术发展。譬如美国1997年首次制造出直径仅为60&m的静电微型电机，以及几十微米的微型齿轮、弹簧及微型机构。武汉大学研制成纳米级超微电极，将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。这些事例表明，纳米技术与微型机械会逐渐成为21世纪的核心技术，机械制造业智能化技术将迎来微型机械电子技术和微型机器人的高速高精度高效化时代。
&&& 3.1.2自动化智能化
&&& 近几十年来自动化技术发展与应用，大大提高了效率，保证了产品质量。同时一些先进的机械设备可以代替人去完成危险场合的工作。机械制造业早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用主要是如何实施调度任务，确保任务在规定期限内完成。而自动化智能化则是用计算模型实现人类的各种智能行为的技术，让实时系统和人工智能相互融合起来，具有了实时响应的、更现实的领域发展，向智能行为的、更加复杂的应用发展。
&&& 3.1.3 柔性化
&&& 当前科学技术飞速发展，人民生活水平逐步提高，这就要求现代企业产品要不断的换代升级。具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。柔性的概念就是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力。它与系统方案，人员和设备有关，系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。自动化的形式很多，譬如如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。机械制造业的智能柔性化采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求，能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
&&& 3.1.4 工艺复合性多轴化
&&& 机械制造业智能化正在向工艺复合性多轴化发展，主要目是增强复合加工，即减少生产环节、生产工序、生产辅助时间的。正朝着多轴，多系列控制功能方向发展。譬如某一台的智能化加工，把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。
&&& 3.2 机械智能化技术功能发展方向
&&& 3.2.1 向用户界面图形化发展
&&& 用户界面的概念是通过数控系统来实现与使用者之间的对话接口。图形化用户界面比较直观，操作也更简单。大多情况下，用户只需要通过鼠标的单击就能完成任务，计算机系统会以窗口或者对话框的形式显示相应信息。图形化用户界面是个统称，包括许多元素，如图标，窗口，菜单，对话框等。图形用户界面大大地方便了非专业人士的使用。操作工可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程，三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
&&& 3.2.2 向科学计算可视化发展
&&& 科学计算可视化的基本概念是运用计算机图形学或者一般图形学的原理和方法，将科学与工程计算等产生的大规模数据转换为图形，图象，以直观的形式表示出来。可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计，参数自动设定，刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示它涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉，计算机辅助设计及图形用户界面等多个研究领域，已成为当前计算机图形学研究的重要方向，科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量，降低产品成本具有重要意义。因此，科学计算可视化是机械制造业智能化发展的重要方向。
&&& 3.2.3 向高性能PLC与多媒体技术结合应用发展
&&& PLC是公共有限公司、电源线车等的名称缩写。主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，用户町在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，极大方便用户建立自己的应用程序。而多媒体技术集计算机，声像和通信技术于一身，让计算机具有综合处理声音，文字、图像和视频信息的功能。在智能化机械制造业中。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化，对实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的作用。
&&& 3.3 集成化
&&& 高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片等，大大提高了机械制造业智能化的性能，同时LED平板显示技术，具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。机械制造业智能化控制系统向集成化发展是将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度，减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，大大提高了系统的可靠性。
&&& 3.3.1 模块化
&&& 模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程，有多种槿性，分别反映其内部特性，每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。模块具有以下儿种基本属性：接口、功能、逻辑、状态，功能，状态与接口反映模块的外部特性，逻辑反映它的内部特性。在系统的结构中，模块是可组合，分解和更换的单元。机械制造业智能化采用硬件模块化，能使数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器，位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
&&& 3.3.2 网络化
&&& 网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来，按照一定的网络协议相互通信，以达到所有用户都可以共享软件，硬件和数据资源的目的。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计，物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，近几年计算机联网形成了巨大的浪潮，它使计算机的实际效用得到大大的提高。机械制造业智能化采用网络化机可进行远程控制和无人化操作，通过联网，对加工产品进行编程，设定、操作、运行。推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
&&& 制造的智能化技术是现代技术和工业创新的集成，是国家机械制造业的水平的重要标志，更是是国家工业的基础和支柱。因此，我们应在了解械制造的智能化技术发展趋势，让我国现代机械制造业与世界发达国家站在同一起跑线上。
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> []智能化是国内工程机械发展趋势
智能化是国内工程机械发展趋势
工程机械行业是为国家基础建设提供技术装备的战略性产业，同时也是装备制造业中最重要的子行业，属于国家重点鼓励发展的领域之一，其制造技术的发展能够充分带动装备制造业产业升级和技术进步。
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智能化制造是我国制造业发展的趋势，工程机械行业是为国家基础建设提供技术装备的战略性产业，同时也是装备制造业中最重要的子行业，属于国家重点鼓励发展的领域之一，其制造技术的发展能够充分带动装备制造业产业升级和技术进步，是国家综合实力的集中体现。同时，工程机械面对市场经济、参与全球竞争，先进的制造技术已成为企业的核心竞争力。
1、智能化制造简介：两化融合催生智能化制造工业技术与信息技术的融合，推动技术创新，工业控制技术日渐成熟。管理信息化与工业自动化的不断融合，带动制造业企业的转型创新，推动制造业走向智能化。电子信息技术或产品渗透到传统产品中，催生智能化设备。信息化理念、手段渗入到业务过程中，形成新业务工作模式与规范，推动业务创新与管理升级。
2、智能化制造的特点：
(1)智能化制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。
(2)智能化制造技术不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、生产管理、加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。
(3)智能化制造强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是智能化制造技术的重要特点。
(4)智能化制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化和革新，它是硬件、软件、智能(人)与组织的系统集成。
3、智能化制造的关键应用技术：(1)业务数字化：为企业经营业务建立数字化规型，按相应的业务规则建立对应的信息系统。这是基础数据平台。
(2)物联网应用：实现对设备和物料的自动识别和通信，建立基于业务需求的业务逻辑机制。
(3)基于网络和现场总线的设备互联，实现管理系统与设备的数据通信与状态采集。
(4)实时采集工业数据，将数据传递给业务系统，业务系统对数据进行分析并处置。
国内工程机械行业智能化制造现状1、国内工程机械行业智能化制造技术应用情况：据权威机构对国内工程机械行业智能化制造水平的全面调研和评估，国内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。
3、国内工程机械行业智能化制造技术应用存在问题：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。
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。
4、国内工程机械行业智能化制造需求的紧迫性：随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益激烈，顾客需求日趋多样化。针对工程机械这个典型行业在面对国内市场国际化竞争的残酷局面和新技术、新工艺的挑战中求得生存与发展，必须解决TQCS难题，即以最快的上市速度(T)，最好的质量(Q)，最低的成本(C)，最优的服务(S)，来满足不同顾客的需求。而解决这一难题的最有效手段—智能化制造。
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。
5、国内工程机械行业智能化制造发展趋势：“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。
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