智能制造技术发展

第一篇：智能制造技术发展

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

[1]李伟。先进制造技术。北京：机械工业出版社，2005 [2]张世昌。先进制造技术。北京:天津大学出版社，2004 [3]颜永年。先进制造技术。北京：化学工业出版社，2002 [4]张迪妮。现金制造技术。北京：北京大学出版社，2006 [5]周育才，刘忠伟。先进制造技术。北京：国防工业出版社,2011 [6]王隆太。现金指导技术。北京：机械制造出版社，2012 [7]赵云龙。先进制造技术。北京：机械工业出版社，2005 [8]张平亮。先进制造技术。北京：高等教育出版社，2012 [9]李发致。模具先进制造技术。北京;机械工业出版社，2003 [10]刘延林。柔性制造自动化概念。武汉：华中科技大学出版社，2001

第二篇：《汽车智能制造技术》课程教学大纲

课程代码：020242024

课程英文名称：

Intelligent

Manufacturing

of

Vehicle

课程总学时：24

讲课：24

实验：

0

上机：0

适用专业：车辆工程

大纲编写(修订)时间：2017.9

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是车辆工程专业的一门专业选修课。通过本课程的学习，使学生了解工业4.0智能制造在汽车生产中的应用，通过相关章节的学习，使学生能够掌握汽车智能制造理论、智能制造工艺、智能制造设备、智能管理系统等方面的知识，使学生能够学习到汽车生产制造中的前沿思想和技术，紧紧的把握汽车生产制造的发展方向。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

通过本课程的学习使学生掌握智能制造在汽车生产过程中的应用，包括：智能制造在机械加工、冶金及塑料成型的应用;智能制造在发动机箱体、连杆、曲轴及装配中的应用;智能制造在底盘悬架、轴类、制动系统、车轮及装配中的应用;智能制造在车身冲压、装焊、涂装中的应用;智能制造在总装中的应用。重点掌握制造设备、工艺及其管理系统。使学生能够掌握工业发展的前沿知识，具备将前沿技术与汽车实际生产过程相结合能力。

（三）实施说明

1.教学方法：以讲授教学为主，包括对主要原理和理论的讲解，对重点和难点问题，采用实例教学、启发式教学，增强学生对知识点的理解和记忆，并增加学生的互动环节，如分组讨论并进行讲解，课堂提问等形式，调动学生的积极性及课堂的参与度。

2.教学手段：结合本课程内容特点，以多媒体教学为主，通过电子讲义展示智能制造相关的内容、视频及图片，使学生能够直观的学习工业4.0的智能制造，避免教材内容晦涩，不直观的缺点，提高课堂信息量及学生学习效率。

（四）对选修课的要求

本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有：汽车构造，汽车理论，汽车制造工艺学。

（五）对习题课、实践环节的要求

对课堂所讲授的重要知识点，在课堂上安排习题或者思考题，增强学生的思考能力和解决问题能力，通过对习题或思考题的讲解，增强学生对知识的理解和记忆。

（六）课程考核方式

1.考核方式：考查

2.考核目标：重点考核学生对智能制造的理解及智能制造在汽车生产中的应用。

3.成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩(包括课堂表现、出勤情况等)占30%，期末成绩占70%(期末成绩以小论文或者课堂测试的方式进行)

按优、良、中、及格、不及格五等级给出最终成绩。

（七）参考书目

《智能制造》，国家制造强国建设战略咨询委员会编，电子工业出版社出版，

2016

《智能制造之路：数字化工厂》，陈明等编，机械工业出版社，2016

《智能制造：关键技术与企业应用》，谭建荣等编，机械工业出版社，2017

《汽车制造工艺及装备》，丁柏群等编，中国林业出版社，2014

二、中文摘要

课程围绕汽车智能制造的相关知识展开，涵盖了智能制造在汽车发动机、底盘零部件、车身制造、总装等方面的应用，通过课堂讲解及演示，使学生学习智能制造在汽车未来生产中的应用，提高学生对智能制造的认识和理解。

三、课程学时分配表

序号

教学内容

学时

讲课

实验

上机

1

汽车智能制造概论

2

2

2

汽车零件智能制造基础

4

4

2.1

机械加工

2

2.2

冶金及塑料成型

2

3

汽车发动机智能制造

6

6

3.1

箱体类零件制造

2

3.2

连杆、曲轴制造

2

3.3

发动机装配

2

4

汽车底盘智能制造

4

4

4.1

底盘零部件制造

2

4.2

底盘总成装配

2

5

车身智能制造

6

6

5.1

车身冲压

2

5.2

车身装焊

2

5.3

车身涂装

2

6

汽车智能总装

2

2

合计

24

24

四、大纲内容

第1部分

汽车智能制造概论

总学时2学时

讲课

2学时

实验0学时

上机0学时

具体内容：

1)汽车智能制造背景和内涵

2)汽车智能制造基础

3)汽车智能制造的发展路径

重

点：

汽车智能制造基础设备，自动化在汽车行业的应用，信息化在汽车制造中的应用

难

点：

汽车智能制造的理论基础

习题内容：

如何描述智能化技术?

第2部分

汽车零件智能制造基础

总学时4学时

讲课

4学时

实验0学时

上机0学时

第2.1部分

机械加工(讲课

2学时)

具体内容：

1)智能制造在铸造、锻造中的应用

2)智能制造在冲压、焊接、切削中的应用

重

点：

智能铸造系统，智能切削技术的设备及加工过程

难

点：

智能切削技术的原理

习题内容：

智能切削技术可以应用于汽车哪些零部件的加工?

第2.2部分

冶金及塑料成型(讲课

2学时)

具体内容：

1)智能制造在冶金中的应用

2)智能制造在塑料成型中的应用

重

点：

智能化设计在钢铁冶炼中的应用，3D打印技术在塑料成型中的应用

难

点：

钢铁冶炼中管控架构及物理架构

习题内容：

智能化钢铁冶炼有哪些优势?

第3部分

汽车发动机智能制造

总学时6学时

讲课

6学时

实验0学时

上机0学时

第3.1部分

箱体类零件制造(讲课

2学时)

具体内容：

1)数控技术在箱体加工中的应用

2)柔性生产线在箱体加工中的应用

重

点：

柔性生产线的组成，数控技术加工箱体的具体方式

难

点：

柔性生产线的原理

习题内容：

柔性生产线与传统生产线的主要区别?

第3.2部分

连杆、曲轴制造(讲课

2学时)

具体内容：

1)智能制造在连杆加工中的应用

2)智能制造在曲轴加工中的应用

重

点：

曲轴、连杆加工中的智能制造设备，工艺及流程

难

点：

曲轴线自动监控管理系统的基本原理

习题内容：

连杆的智能制造设备有哪些特点?

第3.3部分

发动机装配(讲课

2学时)

具体内容：

1)发动机装配线智能管理

2)发动机装配线智能设备

重

点：

发动机混流装配线的智能管理，智能检测装配系统

难

点：

发动机混流装配线管理策略

习题内容：

发动机装配线智能设备有哪些?

第4部分

汽车底盘智能制造

总学时4学时

讲课

4学时

实验0学时

上机0学时

第4.1部分

底盘零部件制造(讲课

2学时)

具体内容：

1)智能制造在悬架中的应用

2)智能制造在轴类中的应用

3)智能制造在制动系统中的应用

4)智能制造在车轮、轮胎中的应用

重

点：

减振器，弹簧的智能加工，轮胎的智能加工

难

点：

制动系统的智能加工

习题内容：

悬架智能加工设备有哪些?

第4.2部分

底盘总成装配(讲课

2学时)

具体内容：

1)底盘总成装配的自动化生产

2)底盘总成装配的智能设备

重

点：

底盘总成装配自动化流程，底盘总成装配主要设备及原理

难

点：

自动化生产的基本原理

习题内容：

智能制造如何应用在底盘总成装配过程中?

第5部分

车身智能制造

总学时6学时

讲课

6学时

实验0学时

上机0学时

第5.1部分

车身冲压(讲课

2学时)

具体内容：

1)计算机辅助冲压技术

2)模具智能制造工艺

重

点：

计算机模拟技术，计算机虚拟技术

难

点：

模块式冲压技术基本原理

习题内容：

计算机控制技术是如何提高冲压质量的?

第5.2部分

车身装焊(讲课

2学时)

具体内容：

1)焊接机器人

2)

装焊生产线

重

点：

装焊机器人组成及分类，装焊机器人在装焊线的应用

难

点：

装焊生产线机器人布局策略

习题内容：

装焊生产线机器人一般如何布局?

第5.3部分

车身涂装(讲课

2学时)

具体内容：

1)智能涂装材料及工艺

2)

涂装生产线智能控制

3)涂胶机器人

4)喷涂机器人

重

点：

水性涂装材料，柔性运输系统，生产线能耗控制

难

点：

涂装生产线的实时监控

习题内容：

智能生产线如何对能耗进行控制?

第6部分

汽车智能总装

总学时2学时

讲课

2学时

实验0学时

上机0学时

具体内容：

1)总装自动化

2)物流系统智能控制

重

点：

总装自动化设备及生产线布局，数字化物流配送系统及其设备

难

点：

数字化物流的信息监控原理

习题内容：

AGV系统的基本构成

第三篇：关于上海发展智能制造的思考与建议

制造业是上海经济发展和社会稳定的重要支柱。然而近年来，受到全球金融危机的冲击，在资源、成本、环境等因素的制约下，“上海制造”已经面临着严重的发展困境，迫切需要寻找新的出路。智能制造是当前全球新工业革命的重要趋势;是传统制造业转型升级、创新突破的重要方向。为了发挥科技作用，引领上海制造业在新的时代迈上更高层级，上海市科委于2012年9月22日举办了“2012年上海智能制造高峰论坛”，组织产业界、学术界高水平专家以及市府各部门、企业和科研机构负责人就上海应如何发展智能制造的主题开展了深入的讨论。与会专家一致认为，智能制造代表了人类生产力的巨大革命和产业模式的深刻变革。跟上国际潮流，抢滩智能制造是我们不能错过的历史机遇，当前上海制造业向“智造”的转型势在必行，刻不容缓。

一、 智能制造是当前新产业革命的核心趋势

近年来，关于科技革命、产业革命的提法在国际国内受到了越来越多的讨论。英国《经济学人》杂志2012年4月封面文章提出“第三次工业革命”，认为以人工智能、机器人、3D打印和数字制造技术等为代表的智能化、信息化趋势对制造业的影响当前可能已到了临界点，将引起一场制造业革命。进而，随着生产的本地化、个性化趋势，将可能导致制造业向发达国家回流，引起全球产业体系的革命性重组。这一预见受到了全球产业界、学术界和政策制定者的重视。 当前正在发生的新产业革命是上世纪90年代开始的信息革命的延续和发展。随着信息技术越来越深入地融入到全球产业各个领域，带来了生产方式的变革、生产效率的提升和业态模式的创新。可以预见：未来10年信息技术仍将是产业革命的主要引领者和驱动力。近年来，随着新兴信息技术在制造业领域的应用不断深入拓展，促使制造技术发展的热点与前沿由简单提升生产的效率和规模转变为提高制造系统对信息处理的能力、效率及规模，制造系统正在由原先的能量驱动型向信息驱动型转变。智能制造技术是在现代传感技术、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、制造过程和制造装备智能化，是信息技术、智能技术与制造技术的深度融合与集成。智能制造不仅仅意味着制造业自身的革命性发展，也为服务、管理等领域的创新提供了有力的支撑，开拓了广阔的空间。

智能制造的核心意义和价值体现在信息技术支撑下形成的，融合了创意、设计、生产、物流、销售、服务的一体化网络。由个别企业内部的产业链出发，以信息技术为支撑，可以延伸出覆盖全球的产业链、供应链、服务链、创新链网络;形成信息化框架下自反馈、自决策、自组织的全球化产业体系，从而在极大程度上优化资源配置，提升生产效率，激发创新活力。如苹果、IBM等跨国企业，目前已经初步将这种智能制造的理念变为了现实。美国波音公司的波音787飞机从设计、研发、制造到融资、采购、物流每一步几乎都通过全球网络实现，其中近90%的生产工作外包到全球40余家合作企业。据统计，智能制造网络使波音787飞机缩短了33%的进入市场的时间，并且节省了50%的研发费用。

智能制造是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、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、制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。20世纪80年代以来，随着自动化技术、信息技术、互联网技术和人工智能技术的飞速发展，全球制造业向智能化的方向实现了巨大跨越。随着智能制造技术的创新及应用贯穿制造业全过程，以工业机器人、3D打印机为代表的智能制造装备应用日趋广泛;产品创新响应市场需求的效率大大加快;生产管理的精益化程度显著提升;分散化、个性化的生产模式开始兴起;全球供应链整合程度日益提高;企业智能决策能力有效增强;设计、生产、服务一体化的新业态、新模式加速崛起。以上趋势都代表着制造业发展的未来主流方向。吴启迪教授就此指出：通过智能系统，构建智慧企业，实现人、信息与技术的高度协调，将是未来制造业竞争力提升的关键所在。

二、当前国内外智能制造发展态势

当前，智能制造已成为全球主要发达国家的竞争热点，各国都将智能制造业作为重振制造业战略的重要抓手。2011年6月，美国正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”，2012年2月又出台“先进制造业国家战略计划”，提出要加大政府投资、建设“智能”制造技术平台，以加快智能制造的技术创新。2012年美国投资10亿美元建立全美制造业创新网络，其中智能制造的框架和方法、数字化工厂、3D打印等均被列为优先发展的重点领域。欧盟在《未来制造业：2020年展望》报告中明确提出了提高制造业智能化水平的发展目标，并于2009年9月出台了智能制造路线图，提出以实现可持续及精益制造为目标的发展战略。德国通过国家政府、弗劳恩霍夫研究所和各州合作，投资于数控机床、制造和工程自动化应用技术研究;日本提出加快发展协同式机器人、无人化工厂，提升制造业的国际竞争力。

我国国家层面也对发展智能制造予以了高度的重视，已编制完成《智能制造装备产业“十二五”发展规划》，并于2011年设立“智能制造装备创新发展专项”，今年3月，我国又出台了《智能制造科技发展“十二五”专项规划》。2012年8月30日召开的中国工程院院企合作交流会议上，工程院院长周济作专题报告，强调必须抓住“数字化智能化”这一新的工业革命的核心技术，让中国制造业走上创新驱动发展的轨道。2012年2月，国家工信部批复广东顺德为全国首个智能制造试点区域。2012年8月，浙江省正式开展以企业为主体的智能装备制造产业重大科技创新专项综合试点。国家和兄弟省市的积极布局行动，更增强了上海发展智能制造的紧迫感。

三、上海智能制造发展的现状基础

上海作为国际化大都市和我国传统的制造业产业高地，为发展智能制造提供了得天独厚的条件和坚实的基础：

上海具备支撑智能制造发展的技术基础。上海集聚了一批高水平的高校、科研院所，近年来已取得了一大批相关的基础研究成果;掌握了一批智能制造所需的关键技术，如机器人技术、感知技术、复杂制造系统、智能信息处理技术等;攻克了一批智能制造核心高端装备，如光刻机、自动化控制系统、高端加工中心等;实现了一批先进制造成套设备的产业化，如核电、火电装备、物流设备、轨交装备、海洋工程装备等;建设了一批有关的高水平研发平台、基地;培养、引进了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高技术人才。

上海具备智能制造发展的企业基础。通过市科委“九五”到“十一五”制造业信息化示范工程的推进，在数字化制造技术在战略产品研制中的应用、国家级应用示范企业的数量、相关技术服务能力建设等方面，上海一直走在全国前列，这为进一步加快智能制造技术发展和深化应用奠定了良好的企业基础。上海在航空航天、成套装备、船舶、汽车、钢铁、石化等优势制造领域，培育形成了6家数字化综合集成示范企业，带动了560余家企业信息化深化应用;示范企业新产品贡献率平均提高22%，设计效率平均提高27%。面向生产性服务业的培育，率先开展制造业数字化促进服务转型的示范，推进制造与服务的融合。依托“科技小巨人”计划，在一批具有行业示范作用和较好成长性的创新型中小企业中开展数字化建设，产生了良好的示范带动效应和技术辐射效应。

上海具备有利于智能制造发展的产业环境。上海制造业经过多年发展已形成了较为完善的产业体系，产业结构多样化，商业环境成熟，配套设施齐全。在汽车、飞机、船舶、电子、电机、计算机、装备制造、仪器仪表、先进材料等领域，上海都有较为成熟的产业支撑，为智能制造提升传统制造业提供了良好的发展基础和广阔的发展空间。上海作为国际化大都市，吸引了众多世界知名企业及研发中心落户，如FANUC、ABB、川崎、安川四大国际机器人巨头企业在华总部均设立于上海，这为上海制造业消化吸收国际先进技术和经验、通过国际合作提升自身水平创造了有利条件。

四、上海发展智能制造当前面临的问题

目前，智能制造技术对上海制造业转型升级的支撑能力，还有较大差距;上海智能制造的进一步提升发展还面临着一些严重的瓶颈问题，主要体现在：

一是智能制造发展战略有待明确。目前国家已发布了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》、《“十二五”制造业信息化科技工程规划》和《智能制造科技发展“十二五”专项规划》，上海市也被列入国家“十二五”制造业信息化科技工程首批五个重点省市。但上海目前智能制造的总体发展战略仍有待明确，技术路线图还不清晰，全市层面对智能制造发展的协调和管理尚待完善。

二是产业技术体系有待完善提升。目前，上海企业的智能制造发展仍处于较为分散和较低水平的局面，企业技术对外依存度高，自身创新能力、消化吸收能力相对不足，关键技术环节薄弱，许多重要装备、核心技术和关键零部件主要依赖进口。智能制造产业技术体系不够完整，先进材料、3D打印等前沿领域发展滞后;自主技术的智能制造高端装备尚未实现市场化;应用于各类复杂产品设计和企业管理的智能化高端软件产品缺失;在计算机辅助设计、资源计划软件、电子商务等关键技术领域与发达国家差距依然较大。

三是重硬件轻软件的现象突出。杨海成院士指出：智能制造新型工业装备包含硬装备和软装备两个方面，其中软装备包括工业软件、信息、流程、标准规范、知识经验等无形要素，是智能制造的“大脑”。当前上海多数制造企业对于设备、生产线等“硬装备”投入较大，而对于 “软装备”缺乏充分重视，在应用中存在较严重的“重生产、重结果”现象，过分依赖人的经验，对制造过程中的知识发现、积累和传承重视不足，影响到企业的长效发展和行业竞争力。

四是产业技术服务能力尚待强化。政府主导的制造业信息化技术服务与支撑体系，在技术应用初期，对加快数字化、信息化技术在上海企业的应用和普及发挥了积极的推进作用。然而随着企业数字化制造理念的普及和技术应用水平的提高，这种单一的推进模式显现出了一定的局限性，部分共性技术服务平台支撑能力不足，利用率偏低等问题也逐渐显示出来。林忠钦院士指出：上海制造产业现有的产学研合作模式往往只关注当前问题，采取一事一议的项目合作方式，而长效性合作机制欠缺。当前，上海还缺少有能力面向产业长远发展，提供智能制造共性技术服务的专业组织和机构。

五、促进上海智能制造发展的建议

当前上海在智能制造方面已经具备了良好的产业环境，骨干企业具备了较为良好的技术基础和条件，智能制造技术服务与支撑体系有了良好的前期布局和基础。为贯彻落实“创新驱动，转型发展”战略，加快推进上海智能制造发展进程，促进上海制造业迈进国际先进水平行列，提出以下发展建议：

一是把握当前有利时机，制定上海智能制造发展战略。吴启迪教授建议：上海当前应主动对接国家战略规划，抓紧研究、编制上海智能制造发展规划、行动计划和路线图。应将智能制造技术的发展作为上海科技创新重大专项来部署推进，从全市层面对上海智能制造发展路径进行顶层设计，加大对技术创新和产业应用的支持力度。

二是搭建智能制造产业联盟，帮助企业提升竞争力。与会专家普遍认为，应统筹发挥本市现有重点实验室、工程技术中心等核心技术创新资源作用，围绕上海智能制造重点领域，以骨干企业为依托，组建智能制造产业联盟。产业联盟主要发挥以下三方面的作用：一是推动技术创新，承担共性技术、关键技术研发任务;二是服务企业应用，提供技术支持、咨询服务，人才培育交流等;三是促进行业发展，为产业谋划方向，为行业制订标准。

三是整机牵引，重点突破，带动产业。据预测，2015年我国智能制造装备产业销售额将达到10000亿元。其中整机制造环节处在技术和价值的高端，对产业链、创新链具有强大的牵引作用。建议以工业机器人和高端智能装备为重点，集中力量重点突破核心制造技术，实现自主成套设备的产业化，把智能制造装备产业打造成为上海的支柱产业，并带动相关零部件、感知器件、信息系统、设计和控制软件等配套产业的全面发展。

四是促进制造服务业和智能制造专业应用软件产业的发展。大力发展具有自主知识产权的智能制造技术、软件产品、标准规范等，加大对本地智能制造软件企业的扶持力度，促进有能力的企业向提供智能制造整体解决方案的信息集成服务商转型，帮助制造业企业实现智能制造与信息、知识以及业务流程等要素的全面融合。鼓励制造业企业以智能制造技术为依托，进行跨领域的业务拓展和业态创新，积极扶持和培育集产品、技术、管理和服务于一身的新兴商业模式。

五是进一步推进实施智能制造领军与高端人才战略。鼓励重要企业实施智能制造领军和高端人才培养战略，率先创建一批具有国际视野和技术创新能力的智能制造技术团队;在政府各类人才计划中，加大向具有智能化、数字化技术和制造业背景的复合型人才倾斜;加强智能制造技术的高端培训组织;引导和支持建立企业与高校院所联合培养人才的模式，逐步建立复合型人才培养、提升的长效机制。

第四篇：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。

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第五篇：《智能制造科技发展“十二五”重点专项规划》解读

问：什么是智能制造?

答：智能制造是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造，是在现代传感技术、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，实现设计过程智能化、制造过程智能化和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与制造装备和过程的深度融合与集成。

问：《智能制造科技发展“十二五”重点专项规划》出台的意义?

答：《智能制造科技发展“十二五”重点专项规划》的出台，是为了贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》，推进高端装备制造业的发展，提升和改造传统制造业，提高我国制造业和装备的自动化与智能化水平，为实现我国从制造大国向制造强国转变奠定技术基础，提高我国制造业的综合竞争力。

问：“十一五”期间，我国在智能制造科技工作方面主要开展了哪些工作? 答：《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中，明确将“智能制造”作为未来重点突破的先进制造技术之一。在过去的几个五年计划里，科技部就智能制造中的高端装备、关键支撑技术及核心基础部件、制造过程智能化技术与装备，通过 863计划、科技支撑计划，部署了一批智能制造的相关任务，通过任务的完成，初步提升了我国制造业的自动化、信息化与智能化水平。 问：“十一五”期间，我国在智能制造科技工作方面取得了哪些成绩?

答：“十一五”期间，通过有效组织，突破了一批长期制约我国产业发展的智能制造技术，如机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、控制技术、可靠性技术、机械制造工艺技术、数控技术与数字化制造、复杂制造系统、智能信息处理技术等;攻克了一批长期严重依赖进口并影响我国产业安全的核心高端装备，如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等;建设了一批相关的国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家级企业技术中心等研发基地，培养了一大批长期从事智能制造相关技术研究开发工作的高技术人才。

问：智能制造技术发展趋势是什么?

答：制造业是国民经济的基础，随着信息技术和互联网技术的飞速发展，以及新型感知技术和自动化技术的发展，新一代制造业正发生着巨大转变，智能制造正在向信息化、网络化、自动化和智能化的主要技术方向发展，并已经成为下一代制造业发展的重要内容。

问：“十二五”时期，我国经济社会的发展对智能制造提出了怎样的要求? 答：智能制造是信息技术、智能技术与装备制造过程技术的深度融合，具有鲜明的时代特征，内涵在不断地完善和丰富。“十二五”时期，我国经济社会的发展

对智能制造提出的要求：使我国制造业具有制造过程可视化、智能人机交互、柔性自动化等特征，并实现可持续、高效能、绿色制造。

问：我国在智能制造方面存在着哪些差距?

答：我国制造业目前发展的主要表象是以跟踪模仿为主、自主创新为辅;产品组装为主、功能创新为辅;系统集成为主、部件攻关为辅;应用研究为主、基础研究为辅。在产业发展的共性基础支撑技术的研究方面比较薄弱，核心基础部件较为缺乏，产品的智能化和自动化水平还比较低，制造过程信息化应用面还不够普及。

问：发展智能制造的总体思路是什么?

答：按照科学发展观和建设制造强国的要求，面向我国国民经济重大需求和国际智能制造领域的发展趋势，坚持前瞻布局、重点突出、创新跨越，引领产业发展的思路;针对我国制造业在产品设计、生产制造、生产管理和高端装备制造方面的差距，研发相关的智能化高端装备、制造过程智能化技术与系统、关键支撑技术及基础核心部件，形成智能制造的理论体系和系统框架，攻克瓶颈技术，实现重大突破并建立标准体系，为我国制造业的低碳、高效、安全运行和可持续发展，提供成套的解决方案;通过示范、推广实现产业升级，促进高端装备制造业的发展，增强我国制造业的全球竞争力。

问：发展智能制造的基本原则是什么?

答：发展智能制造的基本原则为：抓住高端、突出重点，企业主体、服务发展。

(1)抓住高端、突出重点

以制约我国产业安全的高端装备为突破口，以有影响力和带动作用的技术和装备作为主攻方向，重点突破智能化的高端装备、攻克一批智能制造的基础理论与共性关键技术。

(2)企业主体、服务发展

发挥企业的主体作用，产、学、研、用相结合，突破瓶颈的关键核心技术，逐步提高关键技术与装备的自主化率，形成具有自主品牌和自主知识产权的产品，提高企业核心竞争力。

问：智能制造的发展目标是什么?

答：根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《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》，以设计与工艺技术、智能机器人技术和系统控制技术等为代表的高端装备和系统集成技术是智能制造的核心，按照“储备一代、研发一代、推广一代”的技术路线，突破智能制造基础技术与部件、攻克一批智能化装备、研发若干制造过程自动化生产线，制定相应技术与安全标准，增强产业竞争力。系统布局创新基地和平台，培养创新创业领军人才和团队。推动制造业向价值链高端发展，促进制造业结构升级和战略调整。

问：“十二五”智能制造基础理论与技术体系方面要开展哪些工作?

答：研究包括泛在感知条件下的新型感知理论与技术、智能控制与优化理论、设计过程智能化理论、制造过程智能化理论与技术、制造装备智能化理论与技术，

完善智能制造基础技术、技术规范与标准，解决未来智能制造所需的理论框架和未来共性技术，最终实现拟人化智能制造。

问：“十二五”智能制造基础技术与部件方面要开展哪些工作?

答：研发一批与国家安全与产业安全密切相关的共性基础技术，重点突破一批智能制造的核心基础部件，研发解决一批与国家安全与产业安全紧密相关的共性关键技术。重点研究核心基础部件、微纳制造技术、智能传感器与仪器仪表、嵌入式工业控制芯片、高速/高精制造工艺与技术、制造业信息化技术、数控制造技术、制造过程安全与安防技术等。

问：“十二五”智能制造高端装备方面要开展哪些工作?

答：重点研究箱体类精密工作母机、智能化工程机械与成套装备、新能源装备等，突破一批标志性的智能化高端装备，缩小与国际先进水平的差距，增强我国高端装备和智能制造技术的国际竞争力。

问：制造过程智能化技术、装备方面要开展哪些工作?

答：重点研究工业机器人，自动化生产线、流程工业的核心工艺和成套装备等，提升制造过程智能化水平，促进我国制造业快速发展。

问：智能制造产业示范应用方面要开展哪些工作?

答：针对七大战略性新兴产业和传统制造业，集成应用智能制造理论与技术、智能制造基础技术与部件、智能化的高端装备和智能化制造过程，研究实施示范应用和产业化相关技术，促进智能制造技术和装备的推广应用以及新兴高技术产业的发展。

问：在建立健全规划实施保障机制方面将要做哪些方面工作?

答：根据有关科技管理改革的要求和部署及“十二五”智能制造重点专项的实施特点，将通过以下五个方面的措施保障重点专项的有效实施：一是，建立真正有效的产学研用联盟;二是，充分发挥政策的引导作用;三是，完善技术规范和标准，掌握核心技术的知识产权;四是，发展产业集群促进成果转化;五是，加大高素质人才培养力度。