智能制造領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展探討

王亞玲

【摘要】智能制造是未來的制造業(yè)發(fā)展方向，近些年得到不斷的研究和發(fā)展，受到世界各國的高度重視。智能制造為制造業(yè)提供了很多全新的概念觀點和理論，是對傳統(tǒng)生產(chǎn)制造業(yè)的根本性變革，因此在未來的發(fā)展中需要采取有效的措施進行優(yōu)化，從而滿足發(fā)展需求?；诖吮疚姆治隽酥悄苤圃祛I(lǐng)域研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能制造領(lǐng)域；現(xiàn)狀；未來發(fā)展

一、智能制造領(lǐng)域的發(fā)展歷史

智能制造是一個廣泛的制造類別，其目標(biāo)是優(yōu)化概念生成，生產(chǎn)和產(chǎn)品交易的概念需要一個生命周期視圖，其中產(chǎn)品設(shè)計用于高效的生產(chǎn)和可回收性。

智能制造將對我國的制造強國目標(biāo)的實現(xiàn)發(fā)揮3方面的重要作用。一是提升制造業(yè)：促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、縮短上市時間、滿足定制化生產(chǎn)要求、降低勞動力成本、提升效率效益質(zhì)量、優(yōu)化環(huán)境與減少污染、改善作業(yè)環(huán)境；二是促進制造模式改變：小批量、多品種、質(zhì)量高、成本低、研發(fā)期短、服務(wù)至上、生產(chǎn)柔性、環(huán)境友好；三是加速形成新興產(chǎn)業(yè)：智能制造裝備產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展、帶動智能裝備和智能產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、成為新常態(tài)下新的經(jīng)濟增長點。要成為一個制造強國必須具備雄厚的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、良好的質(zhì)量效益和持續(xù)的發(fā)展能力?？萍紕?chuàng)新是一個無形的競技場，關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)是買不來的，更是市場換不來的。對此我們必須走自主創(chuàng)新之路。我國制造業(yè)只有快速提高智能化水平，才能抓住這次機遇，形成與發(fā)達國家同臺競爭的新格局。

二、智能制造關(guān)鍵技術(shù)

（一）智能化工業(yè)裝備應(yīng)用技術(shù)發(fā)展

智能制造中，智能設(shè)備的應(yīng)用是基礎(chǔ)。不同類型的企業(yè)，其智能設(shè)備不盡相同，大體可以分為高精度數(shù)控機床、智能控制系統(tǒng)、機器人、3D打印系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)、智能儀表設(shè)備和關(guān)鍵智能設(shè)備7個主要類別。以3D打印為例，它是目前數(shù)字化制造技術(shù)的典型代表，作為一種新興智能化設(shè)備，3D打印機可以使用ABS、光敏樹脂、金屬為打印原料，實現(xiàn)計算機設(shè)計方案，無需傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)流程，即可把數(shù)字化設(shè)計的產(chǎn)品精確打印出來。這一技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計、銷售和交付模式，使單件生產(chǎn)、個性化設(shè)計成為可能，使制造業(yè)不再沿襲多年的流水線制造業(yè)模式，實現(xiàn)隨時、隨地、按不同個性需求進行生產(chǎn)。

（二）柔性制造和虛擬仿真技術(shù)

柔性制造技術(shù)是建立在數(shù)控設(shè)備應(yīng)用基礎(chǔ)上并正在隨著制造企業(yè)技術(shù)進步而不斷發(fā)展的新興技術(shù)。它和虛擬仿真技術(shù)，在智能制造的實現(xiàn)中，扮演著重要的角色。虛擬仿真技術(shù)包括面向產(chǎn)品制造工藝和裝備的仿真過程、面向產(chǎn)品本身的仿真和面向生產(chǎn)管理層面的仿真，從這三方面進行數(shù)字化制造，才能實現(xiàn)制造產(chǎn)業(yè)的徹底智能化。首先在設(shè)計階段，開發(fā)實現(xiàn)具有高度交互性的虛擬環(huán)境；其次要運用數(shù)字化制造的理念，通過虛擬仿真技術(shù)，進行風(fēng)險評估，以及物聯(lián)網(wǎng)信息共享和系統(tǒng)優(yōu)化。并在此基礎(chǔ)上，提出數(shù)字化工廠的概念，進一步對數(shù)字化工廠的工藝設(shè)備協(xié)調(diào)進行數(shù)字規(guī)劃。

（三）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

智能制造系統(tǒng)的運行，需要物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)籌細化，基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)、RFID、傳感器的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，用無線傳感網(wǎng)絡(luò)對生產(chǎn)現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，與生產(chǎn)有關(guān)的各種數(shù)據(jù)，實時傳輸給控制中心，上傳給大數(shù)據(jù)系統(tǒng)并進行云計算。為了能有效管理一個跨學(xué)科、多企協(xié)同的智能制造系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)是必需的。

三、智能制造領(lǐng)域未來發(fā)展

（一）智能機器

未來的智能機器并不是特指某單一機器具有智能特性，而是指多種機器、裝備和團隊在新一代智能傳感器的連接下形成網(wǎng)絡(luò)化的信息互通，相互協(xié)作、分析與決策，從而形成一個廣義上的智能多體（intelligentmulti-body），達到智能融合的目的。未來的智能機器可能是智能工廠和智能生產(chǎn)的一個綜合體的縮影，并且為了適應(yīng)未來更加個性化的消費需求，企業(yè)產(chǎn)品制造必須滿足快速化、敏捷化的要求，因此未來的智能機器必須滿足多功能化和可移動化要求，現(xiàn)有制造系統(tǒng)的決策、配置、組織方法必須重新設(shè)計或加以改進才能達到智能制造的功能要求。

（二）高級算法

基于不斷發(fā)展的物理分析方法、計算機技術(shù)、預(yù)測算法、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等多元學(xué)科領(lǐng)域，未來的智能算法完全整合人工智能自主分析功能，是多個團隊的綜合分析決策的體現(xiàn)，并且使分析具有單點性與延展性，更好地實現(xiàn)智能制造大范圍、大領(lǐng)域的分析決策，實現(xiàn)信息成果共享。

（三）“以人為本”

一方面是指智能制造時代的工作人員將在廣義上互聯(lián)協(xié)同，不同職位、不同場所的工作人員都將實時廣泛互聯(lián)，使用即時通訊來協(xié)助更加智能的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)與后期維護。企業(yè)將不得不充分考慮和尊重消費者的多元化個性需要，并由此產(chǎn)生“大規(guī)模個性化定制”、“個性化規(guī)模定制”兩種新型制造模式。隨著3D打印、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的日趨成熟，以后制造不僅僅局限于企業(yè)的工廠和車間，個人、家庭、社區(qū)團體等也將形成小規(guī)模個性化制造單元，并可以互聯(lián)，與企業(yè)智能控制中心交換數(shù)據(jù)，使整個社會制造模式變得更加智能化。

總之，目前智能制造領(lǐng)域的國際競爭日益激烈，深入探索智能制造的發(fā)展路徑和創(chuàng)新措施，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機和主導(dǎo)權(quán)，對于我國建設(shè)制造強國具有重要戰(zhàn)略意義，需要進一步加強對其研究，從而滿足發(fā)展需求。

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