第一篇：智能制造开发范文
中国制造2025,主攻智能制造
在全面推进实施制造强国战略的征途中迈出了关键性一步，中国制造也再次站到了转型升级、创新驱动的风口上
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。5月19日，备受瞩目的《中国制造2025》正式对外公布，标志着我国在全面推进实施制造强国战略的征途中迈出了关键性一步，中国制造也再次站到了转型升级、创新驱动的风口上。
国家统计局数据显示，2005年～2013年，我国制造业总产值年均增长20%左右，2012年我国制造业增加值为2.08 万亿美元，在全球制造业占比约20%，成为世界上名副其实的“制造大国”。
我国工业如今在全球竞争中的优势更多地体现为拥有完整的产业链条。根据联合国工业发展组织数据，我国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类(39个工业大类、191个中类、525个小类)的国家，形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系。同样是来自于联合国工业发展组织数据，目前，中国工业竞争力指数在136个国家中排名第七位，制造业净出口居世界第一位。
按照国际标准工业分类，在22个大类中，中国在7个大类中名列第一，钢铁、水泥、汽车等220多种工业品产量居世界第一位。2013年，我国装备制造业产值规模突破20万亿元，占全球比重超过1/3;2013年，发电设备产量达1.2亿千瓦，约占全球总量的60%;造船完工量达4534万载重吨，占全球比重的41%;汽车产量达2211.7万辆，占全球比重的25%;机床产量达95.9万台，占全球比重的38%，我国制造业占世界的1/3强。
当前，我国经济发展进入新常态，制造业面临产能过剩、大而不强的困局，转型升级犹如逆水行舟，不进则退。可以说，现在我国比以往任何时候都更需要强大的制造强国战略。因为“中国制造”在世界上成了“低端廉价”的代名词，技术含量较低，加上中国的人口红利优势即将消失，现在制造企业的利润率普遍只有10%左右，有的甚至更低，大量中小制造企业苦苦挣扎在死亡线上。
5月13日，在中国工程院、工信部和中科院主办的“2015智能制造国际会议”上，原全国人大常委会副委员长、两院院士、中国机械工程学会荣誉理事长路甬祥在主旨报告中称，2014年中国装备制造产值占全球比重1/3，机电产品进出口额2.16万亿美元，占进出口总额55.7%，已成为全球制造大国。整体而言，发展主要依靠要素投入和低成本优势，付出了沉重的资源与环境代价，仍处于价值链的低中段，还不是制造强国。
的确，中国制造业与先进国家相比还有较大差距。主要表现在：自主创新能力弱，关键核心技术与高端装备对外依存度高，以企业为主体的制造业创新体系不完善;产品档次不高，缺乏世界知名品牌;资源能源利用效率低，环境污染问题较为突出;产业结构不合理，高端装备制造业和生产性服务业发展滞后;信息化水平不高，与工业化融合深度不够;产业国际化程度不高，企业全球化经营能力不足。
2008年国际金融危机之后，面对新一轮科技革命和产业变革，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球贸易投资新格局。一些发展中国家也在加快谋划和布局，积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，拓展国际市场空间。“前有堵截，后有追兵”，我国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战。
没有强大的制造业，我国很难突破“中等收入陷阱”，也无法从大国走向强国。建设制造强国，必须紧紧抓住战略机遇，积极应对挑战，加强统筹规划，突出创新驱动，制定特殊政策，发挥制度优势，以我为主，跨越发展。
《中国制造2025》是中国第一次从国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，确立了发展世界制造业强国的战略目标，同时提出两个实施阶段、三步走战略目标、五项重大工程、九大战略任务和十个重点领域。
中德制造业战略殊途同归
“中国制造2025”和“德国工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下，针对制造业发展提出的重要战略举措，具有相同的战略使命和核心理念。战略使命方面，两国新战略都是为了应对新一轮科技革命和产业变革。
在理念层面，两国新战略都是推进信息技术与制造技术的深度融合。德国工业4.0着眼于高端装备，提出建设信息物理系统，并积极布局智能工厂，推进智能生产。《中国制造2025》提出以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，构建信息化条件下的产业生态体系和新型制造模式。
从不同点来看，中德两国新战略无论是发展基础、产业阶段还是战略任务都具有各自特点。在发展基础方面，德国制造业具有强大的技术基础，在两化(工业化和信息化)融合、“互联网+”方面都具有优势，而且德国是世界制造业强国和领先的工业制成品出口大国，制造业研发投入强度超过美国和日本 ，树立了德国制造的品牌形象。中国是制造大国，但还不是制造强国，依然处于产业链“微笑曲线”的中间，核心技术和品牌价值薄弱。
在产业阶段方面，德国工业4.0是在顺利完成工业1.0、工业2.0，基本完成工业3.0之后，提出的发展战略，是自然的串联式发展。中国制造业尚处于工业2.0和工业3.0并行发展的阶段，必须走工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范的并联式发展道路，不仅要兼顾自己传统产业的转型升级，同时还要实现在高端领域的跨越式发展，所以我国的任务就比德国实现工业4.0更加复杂、更加艰巨。
在战略任务方面，德国工业4.0就是瞄准新一轮科技革命制定的措施，主要聚焦制造业的高端产业和高端环节。《中国制造2025》不是专门为应对新一轮科技革命制定的规划，是对制造业转型升级的整体谋划，不仅要提出培育发展新兴产业的路径和措施，还要加大对量大面广的传统产业的改造升级力度，同时还要解决制造业创新能力、产品质量、工业基础、节能环保等一系列阶段性的突出矛盾和问题。
根据德勤与中国机械工业联合会2013年调研200家制造企业所发布的首份中国智造现状及前景报告显示，中国智能制造处于初级发展阶段，同样也是大部分处于研发阶段，仅16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看，52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%，60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。
而90%的中小企业智能制造实现程度较低的原因在于，智能化升级成本抑制了企业需求，其中缺乏融资渠道影响最大。德勤的调研显示，年收入小于5亿元人民币的企业中，50%的企业在智能化升级过程中采用自有资金，25%为政府补贴，银行贷款和资本市场融资各占11%。而企业收入规模大于50亿元人民币的企业，其智能化升级资金来源中自有资金占67%，银行贷款占比25%。整体而言，中小微型企业的银行贷款比例低于大中型企业，占企业数量绝大多数的中小企业只能依靠自有资金进行智能化改造。
所以，《中国制造2025》明确把智能制造作为两化深度融合的主攻方向，并在保障措施中提出要完善金融扶持政策和中小微企业政策，加大财税政策支持力度，包括运用政府和社会资本合作(PPP)模式，引导社会资本参与制造业重大项目建设、企业技术改造和关键基础设施建设;加快设立国家中小企业发展基金等。
智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。
智能制造需要顺应“互联网+”的发展趋势，促进移动互联网、工业互联网、云计算、大数据在企业全流程和全产业链的综合集成应用，改造提升中国制造业。
中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平认为，《中国制造2025》对经济向“双中高”(中高速增长、向中高端水平)迈进具有重要意义，互联网将帮助中国推进智能制造，提高工艺水平和产品质量，促进生产性服务业与制造业融合发展，提升制造业层次和核心竞争力。
4月23日，由浪潮联合20多家机构发起的“中国智能制造信息化推进联盟”在北京成立。该联盟致力于打造协同创新平台与成果转化应用推广联合体，共同推动国家智能制造产业相关标准制定和推广工作。联盟首批成员包括中国航天科技集团、大连船舶重工集团、江南造船、山东常林、北京神舟航天软件等20多家机构，其中也包括天职国际会计师事务所、赛迪顾问等咨询机构。
浪潮集团执行总裁王兴山在会上表示，传统制造业与互联网的融合正在加快，智能制造成为当前热点，这也是中国从制造大国通往制造强国的必由之路。
为推进智能制造发展，2015年3月9日，工业和信息化部印发了《关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知》，并下发了《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》(下称《实施方案》)，决定自2015年启动实施智能制造试点示范专项行动，以促进工业转型升级，加快制造强国建设进程。
根据《实施方案》，将分类开展流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6方面试点示范专项行动。
第一，针对生产过程的智能化，主要涉及流程制造和离散制造。根据《实施方案》，在石化、化工、冶金、建材、纺织、食品等流程制造领域，选择有条件的企业，推进新一代信息技术与制造技术的融合创新，开展智能工厂、数字矿山试点示范项目建设，全面提升企业的资源配置优化、实时在线优化、生产管理精细化和智能决策科学化水平;在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器及电子信息等离散制造领域，组织开展数字化车间试点示范项目建设，推进装备智能化升级、工艺流程改造、基础数据共享等试点应用。
第二，针对装备和产品的智能化。也就是把芯片、传感器、仪表、软件系统等信息技术嵌入到装备和产品中去，使得装备和产品具备动态感知、存储、处理和反馈能力，实现产品的可追溯、可识别、可定位。《实施方案》提出，加快推进高端芯片、新型传感器、智能仪器仪表与控制系统、工业软件、机器人等智能装置的集成应用，提升工业软硬件产品的自主可控能力，在高档数控机床、工程机械、大气污染与水治理装备、文物保护装备等领域开展智能装备的试点示范，开展3D打印、智能网联汽车、可穿戴设备、智能家用电器等智能产品的试点示范。
第三，针对制造业中的新业态新模式的智能化，即工业互联网方向。根据《实施方案》，在家用电器、汽车等与消费相关的行业，开展个性化定制试点示范;在电力装备、航空装备等行业，开展异地协同开发、云制造试点示范;在钢铁、石化、建材、服装、家用电器、食品、药品、稀土、危险化学品等行业，开展电子商务及产品信息追溯试点示范。
第四，针对管理的智能化。在物流信息化、能源管理智慧化上推进智能化管理试点，从而将信息技术与现代管理理念融入企业管理。物流信息化试点示范，主要是指加快无线射频识别(RFID)、自动导引运输车(AGV)等新型传感、识别技术的推广应用。
第五，针对服务的智能化。移动互联网蓬勃发展，开放、去中心化的互联网思维已经潜移默化到各行各业，用户的需求更加多元化。根据《实施方案》，在工程机械、输变电、印染、家用电器等行业，开展在线监测、远程诊断、云服务及系统解决方案试点示范。工信部电子信息司副司长安筱鹏认为，服务的智能化，既体现为企业如何高效、准确、及时挖掘客户的潜在需求并实时响应，也体现为产品交付后对产品实现线上线下(O2O)服务，实现产品的全生命周期管理。两股力量在服务的智能化方面相向而行，一股力量是传统的制造企业不断拓展服务业务，一股力量是互联网企业从消费互联网进入到产业互联网。
前者的案例有海尔，2012年底，海尔集团进入了网络化发展战略阶段，并致力于由传统企业向平台型企业转型。在这样的战略指导下，海尔服务也在积极转型，时刻以用户为中心不断演进与升级，从单纯的售后服务转型为打造全流程的用户最佳体验。
后者的案例是阿里巴巴。今年3月，阿里巴巴与富士康宣布合作，富士康基于阿里云将其包括专利、测试、工程制造经验等制造能力开放出来助力中小企业加速智能制造。还是在这个月，阿里巴巴宣布与上海汽车集团共同出资10亿元设立“互联网汽车基金”，组建合资公司，围绕互联网汽车、车联网等展开合作，未来研发的技术成果与服务平台将开放给其他汽车制造企业。
第二篇：智能制造
智能制造是先进制造技术的最新的制造模式之一，智能制造系统是一个信息处理系统，它的原料、能量和信息都是开放的，因此智能制造系统是一个开放的信息系统。智能制造技术是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。智能制造是新世纪制造业的发展方向。由于其实施方案可以在整个制造的大系统(产品的全生命周期)进行，也可以在单元技术(例如模具设计专家系统、数控机床诊断专家系统、智能机器人等)上逐步推进，从经济性、实用性讲，也是我国实现制造业跨越发展的必经之路。 引言
智能制造「‘」(工M:Intelligent Manufacturing)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展。 1.1智能制造系统概述
智能制造系统「2」就是要通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉与机器人控制等来对制造技术的技能与专家知识进行模拟，使智能机器在没有人工干预情况下进行生产。智能制造系统就是要把人的智力活动变为制造机器的智能活动。智能制造系统的物理基础是智能机器，它包括具有各种程序的智能加工机床，工具和材料传送装置，检测和试验装置，以及装配装置等。 1.2智能化制造的特点
川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以及革新，它是硬件、软件、智能(人)与组织的系统集成。
2.智能化制造数控设备的关键技术
机械制造设备的智能化、网络化、以及对神经元网络、云计算技术的研究与应用，使机械制造工)‘智能化技术得到了跨越式的发展，可以说这是又一次具有划时代意义的工业技术革命。目前，智能化制造数控设备的关键技术，除了机械主体以外，主要是由智能数控系统技术、智能感知技术、智能自适应技术、智能神经元网络技术、智能云计算技术和智能专家系统等主要技术构成。
(1>智能化数控系统数控设备智能化的发
展是以数控系统完善的软硬件功能及高灵敏度、高精度感知检测系统为基础，以适应智能化、信息化、数字化集成技术发展的要求。为追求数控设备加工效率和加工质量，数控系统不但有自动编程、前馈控制、模糊控制、自学习控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等智能化功能，并有故障诊断专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋势完善。伺服驱动系统智能化，能自动感知负载变化，自动优化调整参数。如发那科推出的HRV控制，通过共振追随型HRV滤波器，可以避免因频率变动而造成设备的共振。通过融合旋转伺服电动机，高精度、高响应和高分辨率脉冲编码器，实现高速和高精度的伺服控制，保证极其平稳 的进刀。
(2)智能自适应控制技术自适应控制分为 工艺自适应和儿何自适应。工艺自适应又分为
最佳自适应控制系统(ACO)和约束式自适应(ACC)。自适应控制自20世纪60年代已开始研究，但用于生产实践尚不普遍。目前应用面较广的还是结构简单的ACC系统，已用于铣、车、钻、磨、电加工和加工中心等机床上;而ACO多用于加工因素相对简单的磨削和电火花加工(ED M)上。影响加工的因素很多很复杂，不仅建立数学模
型困难，而且要实时采集和实时调整参数也有很大难度，有待深入研究。 (3)智能化神经元网络技术最智能的莫过于人的大脑，人工神经元网络
(ANN)是一种模拟
人的神经结构，即类似人的大脑神经突触连接的结构进行信息处理的复杂网络系统。人工神经网络具有自学习功能、联想记忆功能、非线性映射功能和高速寻找优化解的功能等。目前，神经元网络多用于数控设备可靠性预测和优化工艺参数方面，神经元网络在机床数控系统方面的研究与应用尚不多见。随着神经元网络技术的发展，在数控机床方面的应用可能会有很好的前景，或许会把数控系统的智能化水平推向高级阶段。未来儿年希望能有一个较快的发展。 (4)智能专家系统专家系统是一个智能计算i机程序系统，其专家知识库中含有某个领域大量的l专家知识与经验，就是利用这些专家知识、经验和土解决问题的方法来处理该领域的技术问题。它能够f应用人工智能技术，根据该专家系统中的知识和经验进行推理和判断，模拟专家的决策过程，来解决·需要专家处理的复杂问题。目前，数控设备领域尚l缺乏这种专家系统。 (5)云计算将把智能化制造推向更高级阶右段国外工业技术发达国家的大型工业企业、研究机构和高等院校对云计算的研究和发展都极为重视，之认为这是一种具有划时代意义的技术。如美国宇航!局和通用汽车公司都在研究和应用云计算技术;我1国北京建有云计算基地，华为技术有限公司和TCL集团也都特别关注云计算的发展、研究和应用。 3.智能化工厂
智能化机械工)‘是以“智能化”为核心，以智能化、数字化、网络化为主要特征的生产、经营实体。智能化工)‘将逐步分层次实现。智能工业机器人在智能自动化制造工)‘中扮演着重要角色。 (1>智能工业机器人在智能化数控设备中
除了各种数控设备和相关数控配套设备以外，智能工业机器人在智能制造单元、智能制造系统和智能制造工)‘中具有重要作用。
(2)智能化自动化工)‘在各种智能化自动化数控设备的基础上，智能化工)‘将由工厂‘局部智能自动化、逐步分层次地发展到全工)‘智能自动化和社会化智能制造。
第一层次:单机或单元智能自动化。
单机或单元智能自动化，可以实现长时间无人值守。国内外都有用于生产
的实例。
第二个层次:生产制造系统智能自动化。
在第三代“智能机器人化单元”的基础上，实现计算机网络控制生产车间全自动化系统。包括毛坯仓储管理，再制品仓储管理，成品零件仓储管理及其搬运、装卸、装配作业和质量检验等。
第三个层次:智能化数字化网络制造系统。
在第二层次生产制造系统智能自动化的基础上，配置网络综合管理系统，来实现全工)‘的智能化数字化网络制造。智能化工)‘的实现主要是靠信息通信技术(ICT)和智能网络的可靠运行加以保证。具有实时资料搜集与传输功能、高效能计算机与分析预测功能、远程监控与诊断功能及模拟功能等。智能化工)‘最核心的部分是生产过程和全面经营运行的智能自动化，包括设计智能化，生产排序自动化，生产线自动化，测试检验自动化，仓储自动化，电力管理智能自动化等等，进一步发展到自动化无人化工)‘(绝大多数设备可以无人值守)。
第四个层次:智能化社会化生产。
智能化网络化社会化制造，将山企业内部局域网经因特网向企业外部传输。这就是所谓的Internet/Intranet。网络可使企业与企业之间进行跨地区协同设计、协同制造、信息共享、远程监控、远程诊断和服务等。网络能为制造提供完整的生产数据信息，可以通过网络将加工程序传给远方的设备进行加工，也可远程诊断并发出指令调整。网络使各地分散的数控机床联系在一起，互相协调，统一优化调整，使产品加工不局限于一个工)‘内而实现社会化生产。智能化社会化制造能够借助Internet网实现跨行业、跨国际智能化制造，进人Internet/Intranet时代。云计算借助Internet网整合了计算机资源，为智能化制造开了先河。智能化网络化社会化制造将引领社会和全球资源的整合与优化运用，同时将有效地提高人类的生活质量，逐步地减少人类的体力劳动而扩大脑力劳动的比重，进入知识社会，智能社会。
智能制造具有高科技高水平的先进制造系统，面临一些极具挑 战性的问题。当然也需要我们投入大量的研究去攻克这些技术难题。产品和制造过程的数字建模理论及混合约束求解方法，几何表示与推理在运动规划、抓取、夹持、
装配、NC加工、计算机视觉、测量中的应用，制造技能和制造知识的表示、获取与推理。智能制造单元的Agent建模及智能制造系统的多Agent建模理论、多Agent系统学>-j及重构理论、多Agent系统动力学分析方法及性能评价标、多Agent系统规划、调度、控制与协调等。制造资源的Holon模型Holonic系统组成及其分别式协调与控制等。由于人类智能问题本身的复杂性，智能制造理论与技术的研究任重而道远，上述问题的深入研究，不仅将促进智能制造理论与技术的发展与进一步完展具有积极的推动作用。不仅要提高机器设备的智商，更要协调好人与机器的关系，建立一种新型的人机一体化关系，从而产生高效高性能的生产系统。总之，随着智能制造技术的普及以及其带来的优势愈发明显，可以预见在不远的将来，智能制造将成为下一代重要的生产模式。 参考文献：
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第三篇：智能制造系统
智能制造系统
摘要：智能制造渊于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基 摘要 础， 后者是指获取和运用知识求解的能力。 智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统， 智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库， 具有自学习功能， 还有搜集与理解环信 息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力 关键词：人工智能 自动化 专家 制造系统 关键词 Summary: Smart manufacturing-Yuan in artificial intelligence research. General considers that smart is the sum of knowledge and intelligence, the former is
二、智能制造的发展历史 和人类专家共同组成的人机一体化智能 智 能 制 造 系 统 ( intelligent 系统，它在制造过程中能进行智能活动， manufacture system，MS)由部分或全部具 诸如分析、推理、判断、构思。和决策 有一定自主性和合作性的智能制造单元组 等。通过人与智能机器的合作共事，去 成的、 在制造活动全过程中表现出相当智能 扩大、延伸和部分地取代人类专家在制 行为的制造系统。 智能制造系统最主要的特 造过程中的脑力劳动。它把制造自动化 征是在工作过程中知识的获取、表达与使 的概念更新，扩展到柔性化、智能化和 用。 智能制造系统根据其知识来源的不同可 高度集成化。 分为两种类型：(1)以专家系统为代表的非 毫无疑问，智能化是制造自动化的 自主式的制造系统， 其特点是系统的知识是 发展方向。在制造过程的各个环节几乎 根据人类的制造知识总结归纳而来， 系统知 都广泛应用人工智能技术。专家系统技 识依赖于人工进行扩展， 因而有知识获取瓶 术可以用于工程设计，工艺过程设计， 颈、适应性差、缺乏创新能力等缺陷;(2) 生产调度，故障诊断等。也可以将神经 建立在系统自学习、 自进化与自组织基础上 网络和模糊控制技术等先进的计算机智 的自主型的智能制造系
统， 其特点是系统的 能方法应用于产品配方，生产调度等， 知识可以在使用过程中不断自动学习、 完善 实现制造过程智能化。而人工智能技术 与进化， 从而具有很强的适应性以及开放式 尤其适合于解决特别复杂和不确定的问 的创新能力。随着以神经网络、遗传算法与 题。但同样显然的是，要在企业制造的 遗传编程为代表的计算智能技术的发展， 智 全过程中全部实现智能化，如果不是完 能制造系统正逐步从非自主式的向具有自 全做不到的事情，至少也是在遥远的将 学习、 自进化与自组织的具有持续发展能力 来。有人甚至提出这样的问题，下个世
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的自主式智能制造系统过渡发展。 【1】 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。 加拿大制定的 1994~1998 年发展战 略计划，认为未来知识密集型产业是驱 动全球经济和加拿大经济发展的基础， 认为发展和应用智能系统至关重要，并 将具体研究项目选择为智能计算机、人 机界面、机械传感器、机器人控制、新 装置、动态环境下系统集成。 日本 1989 年提出智能制造系统，且 于 1994 年启动了先进制造国际合作研究 项目，包括了公司集成和全球制造、制 造知识体系、分布智能系统控制、快速 产品实现的分布智能系统技术等。 欧洲联盟的信息技术相关研究有 ESPRIT 项目，该项目大力资助有市场潜 力的信息技术。 1994 年又启动了新的 R&D 项目，选择了 39 项核心技术，其中三项 ( 信 息 技 术、 分 子 生物学 和 先 进 制造 技 术)中均突出了智能制造的位置。 中国 80 年代末也将“智能模拟”列 入 国 家 科 技发 展 规 划的主 要 课 题 ，已 在 专 家 系 统 、模 式 识 别、机 器 人 、 汉语 机 器 理 解 方 面取 得 了 一批成 果 。 最 近， 国 家科技部正式提出了“工业智能工程” ， 作 为 技 术 创新 计 划 中创新 能 力 建 设的 重 要 组 成 部 分， 智 能 制造将 是 该 项 工程 中 的重要内容。
三、智能制造的发展现状
智能制造渊于人工智能的研究。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
智能信息库 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
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。目前， 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。 因此，它是制造技术发展，特别是 制 造 信 息 技术 发 展 的必然 ， 是 自 动化 和 集成技术向纵深发展的结果
四、智能制造的优缺点 智能制造系统(Intelligent Manufacturing System---IMS)是一种 由智能机器和人类专家共同组成的人机 一体化系统，它突出了在制造诸环节中， 以一种高度柔性与集成的方式，借助计 算机模拟的人类专家的智能活动，进行 分析、判断、推理、构思和决策，取代
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或延伸制造环境中人的部分脑力劳动， 同时，收集、存储、完善、共享、继承 和发展人类专家的制造智能。由于这种 制造模式，突出了知识在制造活动中的 价值地位，而知识经济又是继工业经济 后的主体经济形式，所以智能制造就成 为影响未来经济发展过程的制造业的重 要生产模式。 智能制造系统是智能技术 集成应用的环境，也是智能制造模式展 机器人手机 现的载体。 一般而言，制造系统在概念上认为 是 一 个 复 杂的 相 互 关联的 子 系 统 的整 体 集 成 ， 从 制造 系 统 的功能 角 度 ， 可将 智 能 制 造 系 统细 分 为 设计、 计 划 、 生产 和 系统活动四个子系统。在设计子系统中， 智 能 制 定 突出 了 产 品的概 念 设 计 过程 中 消 费 需 求 的影 响 ; 功能设 计 关 注 了产 品 可制造性、可装配性和可维护及保障性。 另 外 ， 模 拟测 试 也 广泛应 用 智 能 技术 。 在 计 划 子 系统 中 ， 数据库 构 造 将 从简 单 信 息 型 发 展到 知 识 密集型 。 在 排 序和 制 造 资 源 计 划管 理 中 ，模糊 推 理 等 多类 的 专 家 系 统 将集 成 应 用;智 能 制 造 的生 产 系 统 将 是 自治 或 半 自治系 统 。 在 监测 生 产 过 程 、 生产 状 态 获取和 故 障 诊 断、 检 验 装 配 中 ，将 广 泛 应用
智 能 技 术 ;从 系 统 活 动 角 度， 神 经 网络技 术 在 系 统控 制 中 已 开 始 应用 ， 同 时应用 分 布 技 术和 多 元 代 理 技 术、 全 能 技术， 并 采 用 开放 式 系 统 结 构 ，使 系 统 活动并 行 ， 解 决系 统 集成。 智能制造的未来发展趋势 五﹑智能制造的未来发展趋势
1、人工智能技术。因为 IMS 的目标 单是“人工智能系统，而且是人机一体 是计算机模拟制造业人类专家的智能活 化智能系统，是一种混合智能。想以人 动，从而取代或延伸人的部分脑力劳动， 工智能全面取代制造过程中人类专家的 因此人工智能技术成为 IMS 关键技术之 智能，独立承担分析、判断、决策等任 一。IMS 与人工智能技术(专家系统、人 务，目前来说是不现实的。人机一体化 工神经网络、模糊逻辑)息息相关。 突出人在制造系统中的核心地位，同时 在智能机器的配合下，更好的发挥人的 潜能，使达到一种相互协作平等共事的
2、并行工程。针对制造业而言，并 行工程是一种重要的技术方法学，应用 于 IMS 中，将最大限度的减少产品设计 的盲目性和设计的重复性。
3、信息网络技术。信息网络技术是 制造过程的系统和各个环节“智能集成” 化的支撑。信息网络同时也是制造信息 及知识流动的通道。
4、虚拟制造技术。虚拟制造技术可 以在产品设计阶段就模拟出该产品的整 个生命周期，从而更有效，更经济、更 灵活的组织生产，实现了产品开发周期 最短，产品成本最低，产品质量最优， 生产效率最高的保证。同时虚拟制造技 术也是并行工程实现的必要前提。
5、自律能力构筑。即收集和理解环 境信息和自身的信息并进行分析判断和 规划自身行为的能力。强大的知识库和 基于知识的模型是自律能力的基础。
6、人机一体化。智能制造系统不单
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关系，使二者在不同层次上各显其能， 相辅相成。
7、自组织和超柔性。只能制造系统 中 的 各 组 成单 元 能 够依据 工 作 任 务的 需 要 ， 自 行 组成 一 种 最佳结 构 ， 使 其柔 性 从智能制造的系统结构方面来考虑, 未来智能制造系统应为分布式自主制造系 统, 该系统由若干个智能施主组成, 根据 生产任务细化层次的不同, 智能施主可以 分为不同的级别。 如一个智能车间称为一个 施主, 它调度管理车间的加工设备, 它以 车间级施主身份参与整个生产活动; 同时 对于一个智能车间而言, 它们直接承担加 工任务。 无论哪一级别的施主, 它与上层控 制系统之间通过网络实现信息的连接, 各 智能加工设备之间通过自动引导小车实现 物质传递。 在这样的制造环境中产品的生产 过程为: 通过并行
第四篇：智能制造（定稿）
智能制造综述
冯剑龙 1043115257 摘要
本文评述了智能制造技术与智能制造系统，指出了智能制造确系21世纪的制造技术，分析了智能制造在发展中的问题，提出我国智能制造的近期研究重点应为其关键基础技术。
关键词智能制造智能制造技术智能制造系统智能机器 集成化智能化
1 智能制造系统的研究背景与发展现状
近来年，人们对制造过程的自动化程度赋予了极大的研究热情，这是因为从1870年到1980年间，制造过程的效率提高了20倍，而生产管理效率只提高了1.8～2.2倍，产品设计的效率只提高了1.2倍。这表明体力劳动通过采用自动化技术得到了极大的解放，而脑力劳动的自动化程度(其实质是决策自动化程度)则很低，制造过程中人的因素尚未得到充分的认识，人尚未真正地从复杂的生产过程中解放出来，各种问题求解的最终决策在很大程度上仍依赖于人的智慧。因而，人类群体所面临的众多问题(包括社会问题、生理问题等)在制造过程中都有所反映。面对批量小、品种多、质量高、更新快的产品市场竞争要求以及各种社会因素的综台影响.制造过程的自动化程度的提高面临众多问题，譬如;(1)专家人才的短缺和转移致使一些专门技能不能及时或长久地得到提供;(2)现代制造过程中信息量大而繁杂，传统的信息处理方式已不能满足要求，大量的信息资源需要开发与共享;(3)制造环境柔性要求更大，决策过程更加复杂，决策时问要求更短。各种迹象表明，“我们正处在制造历史上的一个危险时期” 幸运的是，计算机与计算机科学以及其它高技术的发展，通过集成制造技术、人工智能等而发展起来的一种新型制造工程—— 智能制造技术(intelligent manufacturing technology，IMT)与智能制造系统(intelIigent manufacturingsystem，IMS)使我们有可能走出这个危机，“带来真正的第二次工业革命”。这是因为，制造过程所面临的众多问题的核心是“制造智能(nlanufacturing itelIigence)”和制造技术的“智能化(intellecturallzation)。IMT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，通过计算机模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在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、存贮、完善、共享、继承与发展。未来工业生产的基本特征应该是知识密集型.制造自动化的根本是决策自动化。目前，IMT~IMS的研究正迅速受到众多国家的政府、工业界和科学家们的广泛重视，研究方向从最初的“人工智能在制造领域中的应用”发展到今天的IMS，研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内部的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、材料处理、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。总之，智能制造是21世纪的制造技术，作为其特征的双I(integration& intelligence)将是21世纪制造业赖以行进的基本轨道。从更深刻的意义上讲，智能制造是从信息时代走向智能时代面临的第一个严重任务。
2 存在的问题
总的说来，目前IMS的研究仍处在人工智能在制造领域中应用的阶段，研究课题涉及到市场分析、产品设计、制造过程控制、材料处理、信息管理、设备维护等众多方面，取得了丰硕的成果.开发了种类繁多的面向特定领域的专家系统、基于知识的系统和智能辅助系统，甚至智能加工工作站(IMW)，形成了一系列“智能化孤岛”(islands of intelligence)。这中间包括CIMS研究中所取得的有关进展然而，随着研究与应用工作的深入，人们逐渐地认识到自动化程度的进一步提高依赖制造系统的自组织能力，研究工作还面临着一系列理论、技术和社会问题，问题的核心是“智能化”。一般说来，现代工业生产作为一个有机的整体要受技术(包括生产系统)、人(包括间接影响生产过程的社会群体)和经济(包括市场竞争和社会竞争)-方面因素的制约。从技术的角度来看，对于一个企业来说，市场预测、生产决策、产品设计、原料订购与处理、制造加工、生产管理、原料产品的储运、产品销售、研究与发展等环节彼此相互影响，构成产品生产的全过程。该过程的自动化程度取决于各环节的集成自动化(integrated automatlon)水平，而生产系统的自组织能力取决于各环节的集成智能(inte—grated intelligence)水平。目前，尚缺乏这种“集成”制造智能的技术，这也是目前“并行工程”的研究重点。由日本提出的国际合作研究计划对IMS的解释可看出，IMS的研究包括三个基本方面：智能活动、智能机器和两者的有机融合技术，其中智能活动是问题的核心。在IMS研究的众多基础技术中.制造智能处理技术(manufacturing in—telligence processing technology)是最为关键和追切需要研究的问题之一，因为它负责各环节的制造智能的集成和生成智能机器的智能活动。从人的因素方面来看，其一，企业内部负责各个环节的专家和技术人员有着各自不同的知识背景和解决问题的策略，他们应该“坐”在一起，通过相互之间充分的合作、协商与理解，“并行”地开睫制造过程中各环节的工作，把以后可能出现的“隐患”和“反复”降低到最低程度。其二，人们参与制造过程的智能行为和知识存在着多种层次水平、多种类型。因而要采用多种表示方式。其三，参与制造过程的群体，作为社会中的一子集，受社会发展变更的影响，这种影响都将对制造过程产生既有积极又有消极的作用 最后.人与人之间存在生活、语言、社会背景等方面的差别。总之，人的因素对现代生产的自动化程度有着关键作用。事实证明，人的因素是IMS中制造智能的重要来源。从经济因素来看，它包括三个方面：第一，IMS系统的主要目标之一是全面提高制造过程的生产与经济效益，它将把制造过程自动化的概念更新和拓宽到“集成化”和“智能化”的高度，从而具有更强的市场竞争能力 但如何设定和评价IMS的各项经济性指标和性能则是一个问题。第二，目前，在工业发达国家普遍存在着劳动力昂贵，所占生产成本的比例越来越高的问题。从当前的经济利益出发，大量的制造企业被转移至发展中国家，致使生产技术和劳动者因素等方面受到牵制，存在丧失他们产品市场竞争力的危险这也是智能制造国际合作研究计划提出的重要原因之一。
3 方向与课题
根据国内现有的工作基础和国家的需要，以及IMT&IMS研究与开发工作的特点，我们认为近期的研究点应该放在IMT&IMS的关键基础技术上，它主要包括以下内容：
3.1 智能制造系统理论基础与设计技术IMS的概念正式提出至今仅二三年时间。作为制造工程中的一个全新的概念，IMS理论基础与体系尚未完全形成.它的精确内涵和设计技术亟待进一步研究，具体研究内容应包括：
3.1.1 体系结构与发展战略 需要建立IMS统一的概念体系，研究IMS的系统组成和发展方向以及跟踪国际上该领域的研究前沿
3.1.2 开发环境与设计方法学IMS的开发与设计方法将有别于现有任何制造系统的设计方法，因为IMS是面向整个制造过程的系统和各个环节的“智能化”的 因此.有必要研究IMS的设计策略和开发环境(包括开发语言、操作系统、开发工具等) 必须强调IMS设计过程的标准化、模块化和通用化。
3.1.3 评价技术研究制造过程中的设计评价、生产评价、材料评价、管理评价、市场评价、经济评价、报价评价和功能评价等问题。
3.2 制造智能理论及处理技术现代工业生产作为一个有机整体不仅是指各制造环节之间存在的技术型联系，而且还表现在人类专家的制造智能的统一体特性方面。制造智能理论及处理技术就是要研究整个制造环境中的各种智能源的开发、描述、集成、共享与处理，最后生成智能机器的智能活动，具体研究内容包括： 3.2.1 制造环境的描述与建模研究描述制造环境的一致性概念体系、制造过程建模，影响制造过程的多因素分析与不确定性处理。
3.2.2 制造智能处理技术重点研究制造智能源的开发与获取、制造智能的表示、制造智能的集成与共享
3.2.3 智能活动的生成与融合研究智能活动的生成策略，智能活动的机器化技术。 3.3 智能制造单元技术的集成近10年来，人工智能在制造领域中的应用研究取得较大进展，建立了一些智能制造单元技术。为了应用于实际制造过程和面向21世纪制造工业，这些单元技术除了需要进一步完善与发展外，更重要的是研究如何集成这些单元技术。
3.3.1 并行智能设计并行工程方法学这一概念是1986年由美国国防部定义，并首先应用于美国军事武器系统开发计剞DOs CALS的。.为了制造过程的设计阶段能有效地模仿由来自各环节制造专家组成的专家组(expeit team)的智能行为，集成和共享各环节与各方面的制造智能，并行地开展产品环节的设计工作，必须研究并行智能设计的支撑环境、产品描述的统一模型、设计智能交互和并行智能设计方法学。
3.3.2 生产过程的智能调度、规划、仿真与优化现代生产过程要面临多信息源、多因素、多对象的及时处理问题，生产过程的调度与规划中的智能决策问题的研究是迫在眉睫的。仿真与优化是实现设计和过程评估的有效途径。目前，更强调对设计、制造、装配、使用、维修等过程的优化与动态仿真。
3 3.3 产品质量信息的智能处理系统研究整个制造过程的“全质量 (total quality)模型和建立相应的质量数据库，研究质量状态的智能决策和质量过程的智能控制. 3.3.4 制造过程与系统的智能监视、诊断、补偿与控制研究面向在强干扰、多因素条件下监视与诊断模型，研究制造过程的动态辨识与自适应技术。
3.3.5 生产与经营管理的智能决策系统研究多因素、多目标智能决策模型，研究生产过程的实时跟踪技术，研究产品市场评估与预测模型。
3.4 知识库系统与网络技术知识库系统与信息网络技术是制造过程的系统与各环节“集成智能化”的支撑，在IMT&IMS研究中占有重要地位。
3.4.1 分布式异构联想知识库系统研究知识库异构、知识库分布式策略与维修、知识库联想和分布数据库技术。
3.4.2 信息控制与网络通讯技术研究IMS中各种信息的交换接El、网络通讯技术、系统操作控制策略。
3.5 智能机器的设计智能机器是IMS中模仿人类专家智能活动的工具之一，是新一代的制造工具，因而，研究智能机器的设计方法及其相关技术将有划时代的意义。
3.5.1 机器人智能技术智能机器人将在IMS中占有重要的地位，主要体现在机器的视觉和机器^控制两个方面。有必要研究智能机器眼(视觉)、信息感知与智能传感器、智能机器手(控制)和智能机器的自适应定位与夹具设计等技术。
3.5.2 机器自学习与自维护技术研究智能机器的自适应学习模型，系统误差的自动恢复与维护技术。
3.5.3 智能制造单元机的设计与制造研究智能制造单元机的结构组成与设计方法、新型材料的应用技术。
3.6 制造中人的因素IMS的宗旨之一就是减轻人类制造专家的艰苦的脑力劳动负担，因此.与脑力劳动有密切联系的制造中人的因素理应受到充分的重视，研究内容包括：
3.6.1 人一系统柔性交互技术研究人一系统柔性、联想、容错交互模型以及交互环境。 3 6.2 未来制造环境的设计研究人在未来制造环境中的地位和作用以及未来舒适、友好的制造环境的设计。
3.6.3 人才培养与教学系统研究面向IMT&IMS的^才培养计划.研制教学示范系统。
第五篇：智能制造、企业互通
------2014年智能制造研讨与创美工业4.0现场体验会
2014年10月31日在苏州白金汉爵大酒店举行了智能制造研讨与创美工业4.0现场体验会。来自全国的300余名制造行业客户莅临现场，热情参与了本次大会。此次大会以智能制造，协同合作这一主题进行研讨，就企业间如何实现共同互联、智能互通以及如何迈向工业4.0来展开，创美集团及用友软件专家一道共同探讨了制造企业的信息化之路。
大会开始大迁总经理回顾了创美集团与用友的合作历史，从与用友王文京董事长缔结战略协议、系统原型客户的确立、NC项目开始到用友集团的大力支持，逐步讲述了创美与用友战略好伙伴的一个个美好瞬间，也为体验会的现场拉开了精彩的序幕。会上由用友集团执行总裁章培林董事长发表致辞，提出在企业互联网化时代制造企业应利用新技术将互联网和工业深度融合，并剖析NC6如何为制造业塑造核心竞争优势。随后金工场长也发表了精彩的演讲。演讲以国际产业转移趋势作为背景，讲述了创美工艺与用友的协同合作来进行管理信息化项目的实施，逐步实现了设计敏捷化、制造智能化、业务过程实时化，客户协同化、集团管控化的智能工厂这一辉煌过程。并分享了制造业生产力发展方向和总体趋势。会上作为特邀嘉宾进行本次发言的还有用友项目经理岳伟龙、创美生产革新部主任金垠博、UAP中心技术支持部总经理彭立东、摩托罗拉制造经验专家等。用友咨询与实施业务部专家岳伟龙先生为大家讲述如何为创美实现信息化价值这一经验分享。生产革新部主任金垠博就创美工业4.0的实践案例进行分享，描述了工厂制造从自动化到智能制造这一改革创新的道路。UAP中心技术支持部彭立东总经理就UAP平台与客户联合创新作为主题，进行了本次演讲。紧接着大会现场体验阶段展示了由我们创美工艺自主研发的工业4.0的原型机。该系统在2014年用友广州展会上第一次以创新的姿态展现给大家。它打穿了从生产执行系统、生产管理系统到生产设备控制系统的隔阂，并同手机移动客户端结合起来，用户只需手机上轻轻一按，就能下发订单，控制生产。会上体验的人群更是络绎不绝将大会的气氛推上了高潮。随后金工场长同用友集团执行总裁章培林董事长参加了用友产业链合作伙伴创美授牌仪式。这是即9月用友广州展会后又一大事件。本次授牌是基于用友公司与创美工艺的专业分工和战略契合。利用双方互补优势，为更多制造类企业提供更多专业类服务。会议现场，用友、创美、新华都、畅通天元领导签署了四方协议，通过四方合作将进一步推动产品伙伴招募和深化合作，标志着创美将与伙伴的形式共同实现合作开发，达成产业链共赢目标。
31日下午还进行了创美工厂车间的现场体验，来自用友的200多名制造行业客户参观了创美工厂。参观团分为4组，分别参观了第一事业部、第三事业部、第三事业部、登车平台、生产革新和新品开发车间以及金牌模具工厂等生产车间。创美向用友参观团全面展示了全自动的冲压生产线、精密的3D模具技术和测控设备、直线式机械手臂和机器点焊机、数据采集系统等等半自动甚至全自动的智能设备，让用友的各界朋友们全面感受到创美工艺正在从传统劳动力密集型向自动智能化的转变。随后的三个小时，开展了创美与用友的交流会，会场主分为：制造、财务供应链、UAP系统等三个个分会，交流会在轻松又包含成长的环境中度过，各个会场中开展了智者与智者的对话，共同体验了一次行业间的深入研讨。
创美工艺与用友集团共同打造了一整套适应于“工业4.0时代的信息化系统。基于UAP平台，创美对28个业务小系统、涉及NC18个核心业务单据的信息进行集成。除了将内部管理数据进行整合之外，通过UAP平台，创美又将智能化管理延伸到了机械设备上。即通过UAP平台，构建了一套物联网中间件，帮助创美实现了设备之间的数据互操作、设备的全面数据分析以及可视化运营，为创美集团的全球化战略奠定了坚实的基础。
未来创美工艺将率先迈入了工业4.0时代，工业4.0的内涵已经远远超越机器的自动化，甚至数字制造本身。它让设备与设备开启对话，产品和生产设备之间相互沟通，建立虚拟世界与现实世界之间的对话窗口。我们让设备开始了愉快的“生产旅行”，即将到来的机械技术与信息化技术高度融合，让机械数据和管理数据全部整合到一个数字化企业平台中，“信息平台”作为企业智能制造的中枢，将成为智能制造体系的核心。