智能制造領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及未來趨勢分析

趙 邦 謝書凱 周福寬

1 國內(nèi)外智能制造戰(zhàn)略對比

目前，我國制定了“中國制造2025”的國家戰(zhàn)略，以提高我國的智能制造水平。我國是發(fā)展中國家，其智能制造國家戰(zhàn)略與主要發(fā)達(dá)國家還是不盡相同的，如表1所示。

由表1分析可知，我國與主要發(fā)達(dá)國家智能制造的戰(zhàn)略定位、特點(diǎn)、目的、主題、技術(shù)重點(diǎn)都基本相似，但是各國發(fā)展?fàn)顩r不同，導(dǎo)致戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施現(xiàn)狀不盡相同。我國工業(yè)基礎(chǔ)相對發(fā)達(dá)國家較為薄弱，因此戰(zhàn)略仍在計(jì)劃階段，未獲得某些大型成果，相比之下，德國與美國已經(jīng)在各自獨(dú)特的方式下收獲了一定實(shí)質(zhì)進(jìn)展。

2 智能制造領(lǐng)域研究發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 3D打印技術(shù)

在發(fā)展的過程中，工業(yè)制造產(chǎn)品的生產(chǎn)或研發(fā)，必須應(yīng)用工藝流水線，從成本、功耗和效率方面分析，傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)及制作，存在研發(fā)成本高、研發(fā)效率緩慢等現(xiàn)狀。因此，提升工業(yè)生產(chǎn)及科研發(fā)展中的研發(fā)效率，降低研發(fā)成本，提升研發(fā)質(zhì)量是當(dāng)前工業(yè)制造發(fā)展中主要面臨的問題。3D打印技術(shù)作為一種新型的生產(chǎn)制造技術(shù)，當(dāng)前獲得了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)機(jī)制造、模具制造、科研研發(fā)、產(chǎn)品升級等諸多領(lǐng)域的工業(yè)制造中，如圖1所示。3D打印技術(shù)當(dāng)前在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，有效地降低了研發(fā)成本，提高了研發(fā)效率。當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們的需求日益增長，3D打印技術(shù)可以在其中發(fā)揮顯著的作用，如可以提升我國的科研實(shí)力。

表1 中國與德國、美國的智能制造戰(zhàn)略對比

2.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是智能制造技術(shù)的核心技術(shù)之一。當(dāng)前，人工智能技術(shù)在智能制造技術(shù)中占據(jù)較大的比重，涉及較多的行業(yè)，例如，其具體應(yīng)用在生產(chǎn)流水線的人工智能系統(tǒng)和人工智能設(shè)備中。常見的人工智能設(shè)備有人工智能懸臂設(shè)備、人工智能裝配設(shè)備，如圖2所示。各類人工智能技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了智能制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，為技術(shù)未來的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

圖1 工業(yè)3D打印設(shè)備

圖2 人工智能設(shè)備

2.3 “互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同智能制造技術(shù)

當(dāng)前，制造企業(yè)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同制造技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)較為常見?；ヂ?lián)網(wǎng)+協(xié)同制造技術(shù)是一種技術(shù)應(yīng)用理念，其核心為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、分析技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合。在應(yīng)用的過程中，其根據(jù)顧客需求，進(jìn)行個(gè)性化的產(chǎn)品生產(chǎn)和制作，有效地提升了企業(yè)產(chǎn)品的多元性，在企業(yè)市場競爭力的提升方面發(fā)揮了重要作用。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，其通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行核心制造數(shù)據(jù)的分析和研究，有效地降低了人力成本。從產(chǎn)品制造成本方面來看，它有助于提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低產(chǎn)品售價(jià)，極大地增強(qiáng)了企業(yè)在市場競爭中的價(jià)格優(yōu)勢，對于開拓市場發(fā)揮了重要的作用。

3 我國智能制造領(lǐng)域未來趨勢

3.1 大力發(fā)展“軟”科技技術(shù)力量

智能制造領(lǐng)域需要芯片、控制技術(shù)、精密測量、先進(jìn)傳感器等“軟”科技支撐。未來我國智能制造水平必然會(huì)大幅提升，但是從目前來看，我國智能制造發(fā)展的短板主要體現(xiàn)在“軟”科技實(shí)力嚴(yán)重不足、嚴(yán)重依賴進(jìn)口等。因此，我國必須大力發(fā)展“軟”科技技術(shù)力量。

3.2 研究我國智能制造可持續(xù)發(fā)展的路徑

雖然我國制定了“中國制造2025”國家智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，但是其還處于計(jì)劃階段，人們沒有將其細(xì)化，有些指導(dǎo)缺乏實(shí)際可操作性。想要實(shí)現(xiàn)我國智能制造可持續(xù)發(fā)展，人們應(yīng)做到：一是對我國智能制造發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行整體分析，全面評估我國智能制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)集群以及產(chǎn)業(yè)扶植政策，同時(shí)兼顧技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)競爭力發(fā)展的基礎(chǔ)，明確我國智能制造發(fā)展的優(yōu)勢；二是全面分析我國智能制造發(fā)展存在的問題，其主要涉及人才建設(shè)以及政策支撐體系、自主創(chuàng)新能力和關(guān)鍵技術(shù)、智能制造基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系等，再根據(jù)我國整體發(fā)展水平制定相關(guān)發(fā)展途徑；三是研究推進(jìn)我國智能制造可持續(xù)發(fā)展對策，提升我國弱勢科技水平，并營造良好的智能制造政策環(huán)境。

4 結(jié)語

發(fā)展智能制造是中國趕超發(fā)達(dá)國家的一個(gè)重要契機(jī)，也是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興和強(qiáng)國戰(zhàn)略的必由之路。我國應(yīng)提升“軟”科技力量并將其應(yīng)用到智能制造中，同時(shí)要找出智能制造發(fā)展存在的問題，開辟新路徑，真正實(shí)現(xiàn)智能制造的可持續(xù)發(fā)展。

[1]唐恒國，范佳，楊林浩，等.智能制造推進(jìn)工作的探討[J].河北冶金，2017，（3）：1-8.

[2]任孝平，楊帆，塔娜，等.計(jì)量科學(xué)在智能制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2016，（10）：85-88.