智能制造技術的概念匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇智能制造技術的概念范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：G642　文獻標識碼：A

1　引言

“智能科學與技術”專業教育意指將“智能科學與技術的知識體系”傳授給本科生或研究生。構建智能科學與技術的知識體系通常有兩種途徑：(1)經驗歸納法，從社會實踐和科學研究已經獲得的知識集合中選擇出若干，認為這些知識應該歸屬于“智能科學與技術”，且將其結構化與系統化。(2)概念演繹法。追問“智能科學與技術”的確切含義為何，由此聯想其涉及的主要方面，概念推演形成的軌跡即是知識體系。兩種方法的結論應是一致的。就實際操作而言，前者的主要環節是“選擇知識”和“搭建體系”，而“選擇什么”和“搭建成何樣”就與研究者的偏好相關，常出現觀點相左的情形；后者的主要環節是“明確語義”和“語義延伸”，能被稱為概念的東西總是成熟的，即已有大量的先前研究，對此人們的分歧較少，而從概念出發的語義延伸又是遵循演繹邏輯的，由此而得的知識體系就易被公認。

本文的研究采用概念演繹法，具體的討論依層次遞進展開，首先明確“智能科學與技術”的中文語義，其次討論該語義涉及的關鍵概念之內涵，進而合成這些關鍵概念的具體內容，繼之概括“智能科學與技術的知識體系”，最后設計“智能科學與技術專業教育的課程體系”。

2　“智能科學與技術”的語義

盡管有邏輯上的先后，“科學”與“技術”通常被認為是并列的兩種人類文化活動。“智能科學與技術”就應被分為“智能科學”與“智能技術”。

智能是某種行為主體所具有的能力和所表現的行為。這種具有智能的行為主體目前(也許永遠)只有兩類：生物(其中主要是人類)和機器。若以人類代表生物，智能就有兩種表現形態，人類智能(human intelligence)和人工智能(artificial intelligence)，后者是對前者的模仿與延展。

科學是為了獲得所考察對象的知識體系，技術則是依據某種原理設計制造各種人工系統。由此，“人類智能科學”、“人工智能科學”、“人工智能技術”是無歧義的，而“人類智能技術”就不成立(確切地說，是間接地通過“人工智能技術”的方式表現出來)。

基于上述分析，“智能科學與技術”的語義由三部分構成，“關于人類智能的科學”、“關于人工智能的科學”和“應用人工智能的技術”。根據慣常的教育與研究分工，前者是心理科學領域的重點所在，后二者則是信息科學領域的前沿方向。目前國內所開辦的“智能科學與技術”專業教育大多屬于理工科本科，其側重所在自然是“人工智能”。

支撐著“智能科學與技術”及其三部分構成的關鍵概念是“智能”、“科學”與“技術”，對其進行深入剖析有助于推演出“智能科學與技術的知識體系”。

3　關鍵概念的剖析

3.1　“智”對應于Intelligence

漢語中的“智”是“知”的后起字，而“知”是“出于口者疾如矢也”，意指認識的事物可以脫口而出。“知”添加了“曰”即為“智”，再清楚不過，“智，知而道出也”。智，就是人們日常口語中的“知道”。

英語中的Intelligence源于拉丁語的動詞intellegere，意思是to understand。而intellegere是inter(interl與legere(to choose)的合成詞，故它所表達的是“在推理基礎上的理解”。

可見，漢語的“智”關注知識(識，知也。《說文》)及其共享；英文的Intelligence則強調知識及其可靠來源。有所差異并不妨礙將不同文化系統中的這兩個概念對應起來。

3.2　“智”的派生詞

盡管語義十分貼切，卻不可將Intelligence直接漢譯為“智”。在現代漢語中，單字形式的名詞一般不用于表達抽象概念，因為單音節的高頻率使用在言語交流中難以通暢順口。通常都是采用雙字形式的名詞。“智”需要再添加一字。處理的辦法無非兩類，同義重復或附加意義。前者生成的是“智慧”，后者得到的是“智能”和“智力”。

智慧之“慧”，一方面與“智”同義(知或謂之慧。《方言》)，另一方面又與佛教名詞“般若”(Praina)相連，在中國的文化傳統中，佛是高深至上的，這樣，智慧的真理性就毋庸置疑。作為漢語詞匯的“智慧”固定下來之后，除了與英文的Intelligence相對應，還與英文的wisdom(wise“聰明的”+dom“性質或狀態”)相一致。更重要的是，wisdom就是希臘語的sophy，由此構成了philosophia(英文philosophy)。“智慧”連接著中國的佛教(與中國哲學相通)和西方的哲學。智慧是哲學層面的。

“智能”和“智力”都是“智的能力”的簡稱。推敲其中的意味饒是有趣。作為物理學概念的“能”和“力”，二者是一種源流關系，因而在漢語的習慣中，“能”更本質，“力”則外顯，暗含著有高下之分。這樣，智能有“智能人”、“智能機器”、“智能科學”等，智力則是“智力游戲”、“智力玩具”、“智力商數”等。層次的感覺是明顯的。智能和智力是科學層面的。

“智”的派生詞最常用的有三個：智慧、智能和智力，它們均可英譯為Intelligence，但在漢語中分別屬于三個層次，即哲學領域、科學領域(較高層次)和科學領域(較低層次)。

3.3　關鍵概念的文化比較

將與“智”相關的中文概念和與Intelligence相關的英文概念進行對比，可看出中西方文化的相通與差異，有助于更深刻明晰地理解“智能”的語義。表1是基于英語概念的文化比較。從中可見，“智能”較高于“智力”在西方文化中表現為對現在分詞的偏愛。

表2是基于漢語概念的文化比較。英語的Intelligence可以籠統地表示漢語的“智、智慧、智能、智力”。現限定“構建智能科學與技術的知識體系”是一項科學研究(即不考慮“智慧”)，再用“智能”作為“智能”和“智力”的統稱，這樣，“智能”就成為將要繼續討論的唯一概念。

3.4　智能之“能”

前已闡明，智能就是“智的能力”。這種能力究竟為何，學者們曾有過大量的討論。其中一種通俗簡潔的表述 被包含于后者之中。在人工智能中將二者分開，緣于它們的對象不同，前者針對的是自然界，后者則面向人類已有的知識積累。“推理”是生命體存在的基本前提。所以，關于人工智能的科學只有兩個分支：機器感知／發現理論(派生于人的認識論)和機器推理理論(基于人腦推理理論的討論)。

(4)應用人工智能的技術。第3.6節說明，技術就是應用手段、技能和方法設計與制造人工系統。圖4模型所示意要設計與制造的人工系統只有專家系統和機器人。所以，應用人工智能的技術主要有兩個：專家系統技術和機器人技術。

(5)基于現狀的人工智能科學與人工智能技術的內容調整。前面將“機器感知”和“知識發現”歸于科學范疇，其根據就是因為它們均是客觀存在。然而，現在的“機器感知”還非常簡單，對于諸如表情、語氣等稍微復雜的客觀現象就無能為力：“知識發現”也主要依賴于基于語法的關鍵詞匹配，而對于如何有效地理解語義特別是語用還差得很遠。鑒于如此現狀，將“機器感知”和“知識發現”歸于技術更合適一些。

(6)智能科學與技術的知識體系。集成上述的觀點可得圖5所示的知識體系。理論是概念、原理的體系(《辭海》)，本身就是知識體系。技術包括手段、技能和方法，也是知識或知識指導下的操作。所以，智能科學與技術的知識體系由兩個理論和四種技術構成。

圖5的表示是粗線條的。正是因為它沒有將與“智能”有關的科學理論和技術方法全部羅列出來，才有了一個簡潔的框架，以便在此基礎上進一步細分和添加，最終形成一個系統的圖景。

6　“智能科學與技術”專業教育的課程體系

“智能科學與技術”專業教育的使命就是將圖5所示的知識體系教授給本科生或研究生。學校教育總是以課程方式進行的。智能科學與技術的知識體系必須轉化為課程體系。基于圖5所示模型、兼顧目前大學課程設置的現狀、特別是參照國內學者的研究成果和國內率先開辦智能科學與技術專業的大學的探索性經驗，提出“智能科學與技術專業教育的課程體系”的一種方案，見表3。

如表3所示，“智能科學與技術”專業的課程設置對應于智能科學與技術知識體系的主要內容(見圖5)，共六門主干課程：

(1)“腦與認知科學”。包括“腦科學”與“認知科學”。

(2)“機器學習”。推理是學習過程中所采用的主要方法，機器學習包含機器推理，在一般意義上可以認為二者同義。目前講授機器學習的大學課程主要有：“機器學習”、“模式識別”(是實現機器學習的一種方法)、“計算智能”。后者包括“模糊計算”、“神經計算”、“進化計算”，講授一些具有前沿性的理論與方法。

(3)“機器感知”。包括“機器視覺”模仿人類的視覺、“計算機語音技術”模仿人類的聽覺、“自然語言理解”模仿人類對語言與文字的理解。

(4)“知識發現”。包括“信息檢索”和“數據挖掘”，前者在數據庫中進行關鍵字匹配、在萬維網上進行關鍵字匹配、在語義網上進行語義匹配以獲取所需要的信息，后者將信息組織到數據倉庫中以便尋求信息之間的規律性關聯即獲得知識。

(5)“專家系統”。該課程所講授的內容包括管理信息系統、專家系統、決策支持系統、多Agent系統。它們是人工智能為人類提供的實用型信息產品。

(6)“機器人”。利用機器來獲得身心的解放與擴展是人類的夢想和永遠的追求。擬人機器的設計與制造涉及諸多學科，在大學的專業教育中只能講授一些基礎概念。

可以將整個“智能科學與技術的知識體系”看作是一個對知識進行“輸入一加工一輸出”的結構。由表3可見，與知識輸入有關的是“機器感知技術”和“知識發現技術”；與知識加工有關的是“腦科學理論”和“機器推理理論”；與知識輸出有關的是“專家系統技術”和“機器人技術”。在智能科學與技術學科中，分工專門研究知識輸入、知識加工、知識輸出，就構成了其三個主要的研究方向：知識處理、智能理論與方法、智能系統與應用(如表3所示)。

7　結論

(1)智能科學與技術是人類智能科學、人工智能科學和人工智能技術的總稱。技術的標志是用于設計與制造人工系統，因而“人類智能技術”并不直接存在。

(2)“智能”是“智的能力”的統稱。中文的“智”之本義是“知而道出”，與英文的Intelligence(本義“推理基礎上的理解”)盡管側重不同，仍被認為語義相等。現代漢語不習慣單字形式的概念，“智”便有了三個常用派生名詞“智慧”、“智能”和“智力”。前者屬于哲學概念：后二者屬于科學對象，是“智的能力”的兩種不同簡稱，亦有層次高下之分。在科學領域，“智能”通常涵蓋“智能”和“智力”。

(3)智能科學是指，認知智能事實、歸納智能規律、總結智能理論。

(4)智能技術是指，設計與制造人工智能系統的手段、技能和方法。

(5)智能(intelligence)應該是“能智”。即能知、能日、能推理、能理解、能應用。

(6)智能是以知識為主線的三個環節的序貫過程。智能表現為知識在知識獲取、知識推理、知識應用三類活動中的定向流動和逐級提升。

(7)智能首先遇到的問題是知識表示。人類智能的知識表示是在文化傳承中自然實現的，而人工智能的知識表示則依賴于專門的人為規定。這樣，智能的內容就有四個部分：知識表示、知識獲取、知識推理、知識應用。

(8)智能最簡明最本質的定義是：知識+推理。人類智能的特征是，知識用自然語言表示、推理在人腦中進行；人工智能的特征是，知識用機器語言表示、推理用機器實現。

(9)人類智能的內容主要有五個：感官感知、信息檢索、人腦推理、實際問題解決方案、實際問題解決方案的執行。

(10)人工智能是對人類智能的模仿與延伸，其主要內容也相應有五個：機器感知、知識發現、機器推理、專家系統、機器人。

篇（2）

2.智能制造裝備的優點

自20世紀70年代以來，以計算機、信息技術為基礎的高新技術得到迅猛發展。這給傳統的制造業帶來了新的發展機遇。計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統制造技術相結合，形成了先進制造技術。2012年，勞動力成本提升、產業升級以及政策扶持等使得先進制造裝備技術具有較強的發展潛力。自計算機技術問世以來，裝備制造大體沿著兩條線路發展:傳統制造技術的發展和借助計算機與自動化科學的先進制造技術的發展。自20世紀80年代以來，傳統制造技術雖然得到了不同程度的發展，但仍存在著很多問題。先進的計算機技術和制造技術對產品、工藝和系統等設計師和管理人員提出了新的挑戰，傳統的設計和管理方法不能有效地解決現代制造系統中存在的問題。要解決這些問題，需要采用現代的工具和方法。通過集成傳統制造技術、計算機技術與科學及人工智能(artificialintelligent，AI)等發展起來的一種新型智能制造技術(intelligentmanufacturingtechnology，IMT)和智能制造系統(intelligentmanufacturingsystem，IMS)，則有可能使企業走出困境，度過危機。傳統的制造技術與人工智能、自動化等技術相結合，形成了智能化的先進制造技術(advancedmanufacturingtechnology，AMT)。先進制造技術是在市場需求及科學技術帶動下逐步發展形成的。在市場需求不斷變化的驅動下，制造業的生產規模已向多品種、變批量、柔性化的方向發展;在信息科學技術發展的推動下，制造業的資源配置已向信息(知識)密集型的方向發展。發展先進制造技術的目的，不僅是要高效制造出滿足用戶需求的優質產品，而且還要清潔、靈活地進行生產，以提高產品對動態多變的市場的適應能力和競爭能力。作為近兩年國家新確定的高端裝備制造業的重點發展方向之一，智能裝備制造始終與生產制造息息相關，幾乎可以在每一個生產環節中加以運用和體現。智能裝備制造提高了生產效率，降低了成本。

21世紀，先進制造技術的優點主要體現在以下幾個方面。

①精密化:速度、精度和效率是裝備制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動、靜態特性等有效措施，大大提高了機械裝備的速度、精度、效率。

②自動化:先進制造技術的發展是和自動化技術的發展緊密聯系在一起的。自動化技術，特別是智能控制技術，大多首先應用于先進制造技術的發展領域。

③信息化:信息技術，特別是計算機技術，大大改變了制造的面貌，它是先進制造技術發展與制造科學形成的主要條件。但信息技術的發展離不開制造技術的發展，制造業依然是發展信息產業乃至整個知識經濟的基礎工業。當然，制造技術的發展也離不開信息技術的發展。

④柔性化:柔性化包含數控系統本身的柔性和群控系統的柔性兩方面。數控系統本身的柔性是指數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面廣;系統可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求。群控系統的柔性是指同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。

⑤圖形化:用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因此開發用戶界面的工作量極大。當前，Internet、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作，實現藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能。

⑥智能化:早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是調度任務，以確保任務在規定期限內完成;而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。在科學技術不斷發展的今天，人工智能正朝著具有實時響應、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為、更加復雜的應用發展，人工智能和實時系統相互結合，由此產生了實時智能控制這一新的領域。

⑦可視化:科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字表達，而是可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域。這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

⑧多媒體化:多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在先進制造技術領域，應用多媒體技術可以實現信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程序集成電路FPGA、專用集成電路ASIC芯片等，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度;應用LED平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、質量輕、體積小、功耗低、攜帶方便等優點，可實現超大尺寸顯示。應用先進封裝和互聯技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度等方式，降低產品價格、改進產品性能、減小組件尺寸，并提高系統的可靠性。

⑩網絡化:制造裝備聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過制造裝備聯網，可在任何一臺制造裝備上對其他裝備進行編程、設定、操作、運行。不同裝備的畫面可同時顯示在每一臺裝備的屏幕上。智能化是人類利用技術改造自然的極致，而綠色化是人類與自然和諧相處的見證。在綠色化、智能化裝備的生產過程中，能量的消耗更低、材料更少、質量更輕，使用時所需的驅動能量更小、效率更高。

3.智能裝備制造的發展重點

當前，制造業正著朝全球化、信息化、專業化、綠色化、服務化的方向發展;而制造技術則向高精度、自動智能、綠色低碳、高附加值、增值服務、物流聯動等方向發展。在智能裝備制造的發展趨勢中，制造業的發展重點將主要圍繞“綠色化”與“智能化”展開。作為我國高端裝備制造領域重點發展的五大行業之一，智能裝備制造產業是目前唯一未被國內資本市場充分挖掘的“金礦”，智能裝備將成為推進我國裝備制造業邁向“高精尖”的最主要力量。

3．1“綠色化與智能化”

引領世界發展的潮流綠色化與智能化，一直是近年來國際工業領域的主要潮流。這兩大主題，無一不是對當前實際工業需求的高度概括和響應。國際許多知名企業，如西門子、ABB、菲尼克斯電氣、日本三菱集團等，都在各自企業的發展過程中，強調“綠色化與智能化”，而“智能化”則是許多外國企業產品與技術的發展方向。2012年，漢諾威工業博覽會就是以“綠色、智能”為主題，中國是本屆工博會伙伴國。中國展團推出了主題為“綠色、智能”的1500m2中心展區，主要展示新能源、新能源汽車和智能制造的最新產品和技術。2012年11月5日，第14屆中國國際工業博覽會在上海開幕。該展覽會以“創新轉型與戰略性新興產業”為主題，來自全球1600余家中外企業集中展示高端制造、綠色制造的各類新品。

3．2綠色化

目前，綠色經濟受到國際社會的廣泛關注。以里約全球峰會20周年為契機，2012年，里約召開的聯合國可持續發展大會(UNCSD)的主題之一就是“可持續發展和消除貧困背景下的綠色經濟”。聯合國環境規劃署(UNEP)從2008年開始實施綠色經濟倡議，2011年2月發表了綠色經濟報告書(UNEP2011)。經濟合作與發展組織(OECD)從2008年開始制定綠色增長戰略，并將綠色增長作為其成立50周年的紀念主題。隨著世界經濟的發展，一場綠色變革浪潮正在席卷全球。縱觀世界綠色文明的發展趨勢，21世紀必將成為“綠色世紀”。綠色制造是一種綜合考慮環境問題和資源效率的現代制造模式，其目標是使產品在設計、制造、包裝、運輸、使用、報廢處理的整個產品生命周期對環境影響最小、資源利用率最高。隨著人類社會的進步和發展，綠色化是提高可持續發展水平的關鍵。中國政府高度重視發展綠色產業和綠色經濟，把可持續發展作為國家戰略，把建設資源節約型、環境友好型社會作為重點任務。為了適應裝備制造業領域對“綠色化”的迫切需求，必須確立管理、設計、材料、工藝、生產、物流、報廢、回收、循環使用等全生命周期理念。綠色制造是通過改進傳統的制造技術、設計理念和生產方式，實現資源能源的高效清潔利用和環境影響的最小化。制造過程的綠色化是指從環境保護角度出發，在制造的各個階段都要充分考慮環境保護，做到可持續發展，實現人類社會和自然界的統一與和諧。這里的環境不僅指自然環境，還包括社會環境和生產環境。

3．3智能化

3．3．1智能化的概念

通常人們所指的“智能”，是指人的思維能力，從其外延來看，“智能”就是發現規律、運用規律的能力和分析問題、解決問題的能力。通常“智能”包括四個方面的能力，即感知能力、記憶與思維能力、學習能力和自適應能力。而對于智能化，目前尚無明確的、公認的、科學的定義，但通常認為其應當包括兩方面的含義:一是采用“人工智能”的理論、方法和技術來處理各種問題;二是具有“擬人智能”的特性，具備自適應、自學習、自校正、自協調、自組織、自診斷和自修復等功能。“擬人智能”特性可以作為衡量是否為智能化裝置、設備、系統的基本標準。

3．3．2智能化的需求

世界技術進步與經濟發展表明，發展智能制造是提升制造業效能、促進經濟發展的大趨勢。因此，裝備制造業對于智能化的需求十分迫切。產業轉型升級智能制造或將成為新的突破口。智能化是自動化的高級階段，是柔性化和集成化的延伸和發展。專家指出:今后，傳統的制造業仍將朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”方向發展。新型的先進制造技術將朝著小型化(微型化)、集成化、成套化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化、綜合自動化、光機電一體化方向發展;在服務上，將朝著專業化、簡捷化、無維護化以及組裝生產自動化、無塵(或超凈)化等方向發展。在這些“化”中，占主導地位、起關鍵作用的是智能化和網絡化。智能控制是當今多學科交叉的前沿領域之一，其研究重心是解決傳統控制理論與方法所難以解決的不確定性問題。智能控制是自動控制的最新發展階段，它的本質是在宏觀結構和行為能力上對機器人控制器進行模擬。

3．3．3智能制造

在高端制造業發展過程中，智能化是其中一個方向。現在倡導的高端制造業是全方位的發展，智能化只是技術上的要求。隨著原材料價格和人工成本的持續上漲，更多企業寄望于通過制造業與高新技術“聯姻”，孕育出新的產業擴張模式。業內人士表示，我國智能制造產業應通過融合集成先進制造、信息和智能等技術，實現制造業的綠色化、自動化和智能化。智能制造這個概念是面向產品全生命周期的，用來實現泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術，實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化。它是信息技術、智能技術與裝備制造過程技術的深度融合與集成。分析人士普遍認為，制造企業引入機器人折射出三層信息:企業成本再造加速、制造業產業轉型時代到來、議價能力提高。這些趨勢表明，“注入人類知識”的智能制造正不斷地從根本上改變著傳統生產方式。我國高端智能裝備尚處于初級階段，汽車行業萬人工業機器人保有量仍不及發達國家的1/10。雖然2011年，中國汽車工業的增速大幅下降，但是1800萬輛的龐大市場規模仍然預示著以自動化裝備代替高漲的人工成本所帶來的巨大市場空間。“十二五”高端裝備制造發展將選擇五大方向重點突破，它們分別是航空裝備、衛星及應用、軌道交通裝備、海洋工程裝備和智能制造裝備。在智能制造裝備方面，將重點發展智能儀器儀表與控制系統、關鍵基礎零部件、高檔數控機床與基礎制造裝備、重大智能制造成套裝備等四大類產品。

4.智能制造技術走向

2010年10月，《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》明確提出要加大培育和發展高端裝備制造產業等七大戰略性新興產業，并將智能制造裝備列為高端裝備制造產業的重點方向之一。太原科技大學機電工程學院院長孟文俊表示，《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》的出臺給整個制造業的轉型升級帶來了前所未有的機遇，這將會進一步加快我國智能制造裝備產業的發展。相關專家認為，近20年來，我國微電子、通信、計算機、人工智能控制和圖像處理等多學科飛速發展，這為智能制造的發展奠定了堅實的基礎。未來10年，我國智能制造裝備(包括儀器儀表行業)產業，應牢牢抓住發展的戰略機遇期，本著“創新優先、重點突破、技術融合、夯實基礎、多元投入”的原則，面向傳統產業改造提升和戰略性新興產業發展的需求，針對制造過程中的感知、分析、決策、控制和執行等環節，融合集成先進制造、信息和智能等技術，實現制造業的自動化、智能化、精益化和綠色化。

5.加快綠色化、智能化步伐的原因

加快綠色化、智能化步伐的原因分析如下。第一，我國有限的資源和嚴重的環境污染決定了必須走裝備工業綠色制造的發展道路。裝備工業可持續發展的概念可歸納為研發極少產生廢料和污染物的工藝或技術系統，在環境資源不減少的前提下，加強環境系統的生產和更新能力，實現經濟的持續發展，提高人們的生活質量。目前，我國正大力提倡科學發展觀和綠色GDP概念，推進可持續發展戰略。加快發展裝備制造業，尤其是開展綠色先進制造技術的開發和應用，對環境保護和資源的合理利用提出了更高的要求。第二，提高我國裝備制造業國際競爭力的需要。我國加入WTO后，國內企業的環保、技術、法制、經濟理念需要及時更新。WTO體制及其規則允許各成員采取保護人體健康、動植物健康、環境和自然資源等措施，提倡消耗適度、無污染、有利于環保的產品和服務。第三，先進工業國家的智能化水平正在加速提升，這給我國裝備制造業帶來更大挑戰。現在世界先進國家正在展開對工業智能化制高點的爭奪，特別是日本，對于工業機器人和家庭機器人的研究已經開展了十多年，而且開發得非常成功。“十二五”期間，國家將在制造領域成立綠色化、智能化制造聯盟，積極推進業界的發展，加快中國裝備制造業的綠色化、智能化步伐。第四，先進制造技術以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高產品對動態多變市場的適應能力和競爭力為目標。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產品設計、加工和裝配、銷售、維修、服務以及回收再生的全過程。技術、人員、管理和信息的四維集成不僅涉及到物質流和能量流，而且還涉及到信息流和知識流，即四維集成和四流交匯是先進制造技術的重要特點。第五，積極承擔國家科技項目，加強與國內外大型裝備制造商之間的合作。如與石油、化工公司開展從石油煉制到合成加工的各個方面的橫向合作研究;開發系列化綠色機械工藝用油，包括綠色極壓切削油、高速合成型電火花加工油、環保型多功能合成切削液、環保長效防銹油等產品。在“十二五”期間，國家裝備制造業將投入大量精力開發工業機器人和智能控制系統。作為裝備制造業企業，應當抓住這種發展機遇，在“產學研”的合作項目中，吸取豐富的營養。

6.結束語

篇（3）

[關鍵詞]先進制造技術機械制造業發展方向

機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年，積累了許多理論和實踐經驗，但隨著當今社會的發展，人們的生活水平不斷提高，各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前被公認的認識是：先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點：

1．從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發展更加符合人類社會的需要。

2．從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮。

3．從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變，減少層次和中間環節。

4．從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變，縮短工作周期，提高工作質量。

5．機械制造技術的發展趨勢可以概括為：（1）機械制造自動化。（2）精密工程。（3）傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。

下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現以來，經歷了三個階段，即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯系，它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合，旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。

一、集成化

計算機集成制造（CIMS）被認為是21世紀制造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯系的部分（分系統）組成，通常可劃分為5部分：

1．工程技術信息分系統包括計算機輔助設計（CAD），計算機輔助工程分析（CAE），計算機輔助工藝過程設計（CAPP），計算機輔助工裝設計（CATD）數控程序編制（NCP）等。

2．管理信息分系統（MIS）包括經營管理（BM），生產管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），財務管理（FM）等。

3．制造自動化分系統（MAS）包括各種自動化設備和系統，如計算機數控（CNC），加工中心（MC），柔性制造單元（FMS），工業機器人（Robot），自動裝配（AA）等。

4．質量信息分系統包括計算機輔助檢測（CAI），計算機輔助測試（CAT），計算機輔助質量控制（CAQC），三坐標測量機（CMM）等。

二、智能化

智能制造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，該系統在制造過程中能進行智能活動，如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中，“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性（適應性和友好性）。在設計和制造過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對于人，智能制造強調安全性和友好性；對于環境，要求作到無污染，省能源和資源充分回收；對于社會，提倡合理協作與競爭。

三、敏捷化

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求做出快速反應，以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力，虛擬企業的建立是關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路，它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平，是現代集成制造系統的發展方向。

四、虛擬化

“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統建模和計算機仿真技術為基礎，集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發現制造中可能出現的問題，在產品實際生產前就采取預防的措施，從而達到產品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產品開發周期，增強產品競爭力的目的。

五、綠色制造技術的應用及綠色設計

若從節能、降耗、縮短產品開發周期的角度出發，諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業生產的，也是較為成功的應用，只要集中在汽車、家電等支柱產業上。如綠色制造技術在汽車行業上的應用。

（1）節約資源方面：將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷類降低80%等，同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。

（2）采用新設計的加工工藝方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發動機公司，發動了“綠色柴油機行動”，在技術上作了較大的改進，大大降低了汽車尾氣的排放。

（3）適用于環境友好的材料方面：世界上著名的汽車生產企業，使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質，采用輕型材料——鋁材制造車身，使汽車重量減少40%，能耗也降低了。

（4）部件回收在制造方面：從1990年中期，美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項，每年就可獲利數十億美元。

篇（4）

今年10月，廣汽本田第三工廠暨發動機工廠正式落成。該工廠是基于“Smart-SSC”核心理念進行大膽創新從而打造的一座全新的“智慧工廠”，實現了人機物的高度結合。

由于主要生產小型車，該工廠將現有的增城工廠廠房和設備進行最大化活用，采取最合適的“一型”布局，實現人行、物流、完成車不交叉，減少了移動浪費，預留將來能夠擴展的空間。

另外，廣汽本田創造性地在各生產工藝導入先進的自動化設備，將總體工藝制造水平提升到“智造”水準，人員效率與增城工廠相比提升了29%。例如，沖壓車間導入了國內自動裝箱效率最高的高效伺服沖壓線；焊裝車間導入國內領先的智能化的自適應焊接控制器；涂裝車間在中國汽車制造業界首次實現密封膠100%自動化涂抹；發動機工廠導入由加工中心（NC）和多軸箱加工專機（MO）組合而成智能加工線。

不僅如此，焊裝車間還實現聯網監控，讓焊接過程管理更加準確且智能化，并通過無線射頻技術（RFID）、高速互聯網絡（IE-CONTROL）和高精度傳感器，構建MES制造執行系統。同時，還構建了“SPS配膳物流+無線射頻識別+互聯網”的智能物流指示系統。

廣汽本田執行副總經理郁俊表示，作為新一代的“智慧工廠”，第三工廠實現了“資源占用最小化、效能發揮最大化”，讓廣汽本田實現了從“制造”到“智造”的全新跨越。

發力無人駕駛技術

關于無人駕駛技術，谷歌、奔馳、寶馬等企業已經取得了關鍵性的技術突破，并且引領了行業發展的潮流。相比谷歌、奔馳等國外企業，國內的汽車廠商在無人駕駛領域雖然起步較晚，但是發展較快。

盡管由于核心零部件、核心技術的差距使得中國無人駕駛汽車發展的自主性受到制約，以及由于缺乏相關法律法規的支持，使得無人駕駛汽車上路試驗困難重重，但是隨著技術的不斷創新發展以及相關政策法規的日漸完善，無人駕駛技術在中國的發展前景必定十分廣闊。

篇（5）

人工智能產業是新興領域，相關上市公司幾乎沒有打通基礎和應用層的布局，更多使圍繞原有的制造、金融服務、IT等領域進行技術的轉型升。雖然我們已經盡量放寬入選標準，但在眾多候選公司中我們也僅僅選出8家有一定實力的公司。

科大訊飛（002230.SZ）

概念指數：

公司是一家專業從事智能語音及語言技術研究、軟件及芯片產品開發、語音信息服務及電子政務系統集成的國家級骨干軟件企業。是我國眾多軟件企業中為數極少掌握核心技術并擁有自主知識產權的企業之一，其語音合成核心技術代表了世界的最高水平。在國內語音核心技術市場合作開發伙伴已有500家，市場占有率超過80%。公司目前占有中文語音技術市場60%以上市場份額，語音合成產品市場份額達到70%以上，在電信、金融、電力、社保等主流行業的份額更是達到80%以上。公司以智能語音技術起家，但已逐漸在語言，語義領域形成優勢。

機器人（300024.SZ）

概念指數：

公司大股東中國科學院沈陽自動化研究所是我國智能化較前沿的機構，公司潔凈機器人形成系列化產品，主要應用在半導體、平板顯示等高端市場。2012年，公司增資800萬元獲得上海智網絡20%的股權，該公司在中文人工智能分析及信息整合服務領域取得突破，并擁有具有核心專利技術的人工智能信息交互平臺“小I機器人”，小I機器人是中國最大的智能機器提供商，應用覆蓋智能終端、智能客服、互動營銷等方面，用戶超過5000萬，遍布全球200多個國家。小I機器人推出微信版機器人，并幫助招商銀行成功推出國內首個微信上智能互動服務商業應用，小I智能客服機器人擁有全球最領先的第六代中文智能人機對話引擎。

恒生電子（600570.SH）

概念指數：

公司是中國知名的金融、證券等軟件開發商之一，也是電信、期貨、電子政務、安全、軟件外包等領域重要的軟件開發商和系統集成商。公司在大型信息化、電子化應用項目上擁有豐富的開發經驗，對數據庫應用、跨平臺通信、嵌入式系統等技術有著深入的研究，在實時聯機交易、業務管理系統、電子政務、軟件外包等領域有著廣泛的客戶基礎，在多個領域產品市場占有率全國第一。2016年成立了恒生研究院，負責人工智能、區塊鏈、大數據等前沿技術的研發。

紫光股份（000938.SZ）

概念指數：

公司業務領域廣泛覆蓋IT和通訊的主流方向，公司參股公司紫光優藍（占20%），注冊資本為500萬元。紫光優藍是國內領先的家用智能機器人研發銷售公司，并與清華大學、中科院等科研機構形成戰略合作，在人工智能、語音識別、智能感應等各方面都是行業的專家。公司產品覆蓋幼教機器人、老人陪伴機器人等。公司愛樂優家用機器人為“十二五”科研規劃重點課題，獲得科博會科普產品金獎、中國自主創新產品新銳獎等。紫光優藍的國內第一條生產線―巴羅科技愛樂優智能機器人項目成為目前國內最大家用智能機器人產業基地。

拓爾思（300229.SZ）

概念指數：

公司是中文全文檢索技術的創始者，國家重點布局軟件企業。主要從事以非結構化信息處理為核心的軟件研發、銷售和技術服務，核心軟件產品包括企業搜索、內容管理和文本挖掘等相關平臺和應用軟件;從事相關行業的信息化工程咨詢、開發、實施和維護服務;提供基于非結構化信息智能處理技術的在線軟件運營和信息服務。公司自主研發的TRS系列產品已被國內外3000多家企業級機構客戶廣泛使用，覆蓋了眾多國家部委和地方政府部門、國內主要新聞媒體、大型企業集團等。公司是中國非結構化信息處理技術領域的領導者。

梅泰諾（300038.SZ）

概念指數：

公司實現"互聯網大數據+信息基礎設施雙主業"的布局。在新業務領域持續聚焦"大數據+人工智能"，借助研發投入和外延并購實現布局。其中2016-2017年互聯網等新業務盈利占比將分別超過50%， 80%。人工智能算法作為底層技術，大數據是算法實現的基礎。今年3月，梅泰諾發起成立"北京盛世泰諾股權投資基金"，作為北京市政府重點支持《<中國制造2025>北京行動綱要》的政府引導產業基金之一，并且是唯一專注大數據和人工智能的基金，說明梅泰諾在該領域的布局得到了北京市政府的首肯，此次成立大數據和人工智能研究院及新任高管的聘任無疑是其"大數據+人工智能"戰略落地的進一步佐證。

神思電子（300479.SZ）

概念指數：

公司是身份識別領域解決方案的提供商和服務商，專業從事智能身份認證終端和行業應用軟件的研發、生產、銷售與服務。公司以居民身份證閱讀機具應用為業務切入點，針對金融行業賬戶實名制與EMV遷移、公安行業身份核查與實有人口管理、人社行業新型社保體系建設與人證同一認證等快速增長的業務需求為依托，專注智能卡應用技術、生物特征識別技術、電子支付技術等，公司關注大數據處理、智能視頻分析、數字城市與智能社區等新業態，架構差異化行業解決方案，開發了一系列具有自主知識產權的智能終端與行業應用系統軟件。

篇（6）

軟件定義重塑信息產業

軟件定義重塑IT基礎架構，主導信息產業發展。軟件定義網絡（SDN）、軟件定義存儲、軟件定義數據中心從概念進入深化發展，包括網絡、存儲和數據中心三大主業內容的IT基礎架構被軟件重新定義。軟硬件間的角色定位發生逆轉，軟件不再是硬件的附屬品，而是決定硬件品質、功能、靈活性、可用性的首要因素。隨著軟件定義在降低系統復雜性、降低成本、增強IT系統的可伸縮性和適應性等優勢凸顯，軟件將成為硬件的主導和整個信息產業的核心。

軟件與IT其他I域加速融合，驅動信息產業變革。數據量的爆發式增長及數據價值挖掘需求的不斷增長推動軟件與物聯網、人工智能等新一代信息技術加速跨界融合和創新發展，軟件定義硬件、軟件定義系統、軟件定義信息安全等思想、概念和產品不斷涌現，電腦、手機、電子書、家居產品等傳統電子產品也加入被定義的行列，催生智能機器人、電子書、車聯網、可穿戴設備、智能家居等新產品、服務和模式創新。各類產品和服務被軟件定義后，物理功能越來越簡單，應用功能日益豐富，而且功能可以不斷拓展和升級。

軟件定義改造傳統產業

軟件作為信息產業的核心，正重新定義制造、電信、能源、電力等傳統產業，成為傳統產業轉型升級的重要引擎。在與傳統產業加速跨界融合的過程中，軟件技術與制造、電信、能源等領域的專業技術深入融合，促進其業務流程、業務系統的重塑和生產模式、組織形式的變革，驅動傳統行業向數字化、網絡化、智能化轉型升級。

篇（7）

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0103-01

隨著科學技術的不斷發展，航空航天領域也呈現出前所未有的發展新態勢。航空航天材料的設計也在向多樣化、智能化及信息化方向發展。但是在材料的設計過程中仍然面臨著設計成本高、設計精確度要求高等問題，這就要求設計者們必須嚴密地設計出需要的航空材料，并且盡可能地減小誤差，這也給設計者帶來了很大的技術難題。3D打印技術為此類問題的解決提供了新的方案[1]。

1 3D打印技術的概念及發展特點

1.1 3D打印技術的概念

3D打印技術即一種快速打印樣品成型技術。其原理是將金屬粉末或塑料粉末等當做打印“墨”，根據數字模型要求，再通過逐層打印的方式打印出成品，這種技術在國外也被稱為“增材制造”。3D打印技術的發展得益于計算機技術的不斷創新與突破，其打破了傳統打印的意義。此外，隨著3D打印技術的不斷完善與成熟，其越來越多地應用于生活、社會活動以及高科技等各個方面，諸如航天航空領域，對于我國高科技的發展有著重要的意義。

1.2 3D打印技術的發展特點

3D打印技術發展歷程大致如下：1984年的基于數字資源的三維立體模型打印技術、1993年發明的3D印刷技術（3DP）、1996年具有真正意義上的的“3D打印機”問世、2005年第一臺彩色“3D打印機”――Spe問世、2010年可以打印整個身軀轎車的“3D打印機”出現、2011年能夠打印飛機的“3D打印機”出現。3D打印技術在不斷朝著復雜、多樣化以及高科技等領域的方向發展。因為其不需要傳統的機械加工或制造模具就能直接根據計算機圖形數據生成任何形狀的物體，極大地縮短了產品的生產周期，提高了產品的生產效率。這對航空航天材料的智能設計起著很大的作用[2]。

2 3D打印技術運用于航空航天材料設計上的優勢

2.1 節省材料

一個飛機機身的模型需要許多零件和部分組成，而應用3D打印技術之后，不用剔除航空材料的邊角料，提高了材料的利用率。此外，3D打印技術取代了傳統的大規模、占用空間以及耗人力等的生產線，從而最大化地節省了材料，降低了成本。

2.2 制作材料精度高

材料的精確設計是確保航天航空領域安全發展以及快速發展的最基本要求。而傳統的材料設計技術無法保證人為的錯誤以及將誤差降到最低等，這就限制了航天航空的發展。因此，3D打印技術運用于航天航空領域時，給航空航天的智能化材料設計帶來的將是質的飛躍與創新。

2.3 無需傳統模具

3D打印技術在智能化材料設計過程中不用使用傳統的刀具、機床以及其他磨具，通過將產品的外形等通過計算機技術如AUTO CAD技術設計出來，然后直接打印生成實物產品。這在很大程度上簡化了傳統磨具下的制造工藝。

2.4 縮短材料制作周期

3D打印技術可以自動、快速、直接和精準地將計算機中的三維設計轉化為實物模型，甚至能夠直接制造零件和模具，繞過了傳統的制造工序，從而有效地縮短了材料設計的研發與制作周期。

3 3D打印技術對航空航天材料智能化設計的促進作用

3.1 促進了航空航天材料設計技術的革新

3D打印技術的運用加快了其材料智能化的設計進程，打破了傳統的設計思維和方法，使得航天領域設計技術的不斷發展及完善，更是將高科技與制造業設計的結合推向了一個新的高度，加快了智能設計技術的發展與革新。

3.2 促進了航空航天材料設計成本的降低

在航空領域，不管是創新設計還是機械制造，都需要嚴密規整的模型。在造一架飛機時，要經過無數的模型模擬，而每一次模型的制造以及模擬都需要很大的財力支持。而應用3D打印技術，這種資金消耗將得到大幅度降低。3D打印技術依靠高精確度使得設計時模型能夠精準使用物料，這使得設計材料時所使用的資金的到合理的運用。

3.3 促進了航空航天材料設計的創意性發展

在航空航天領域，其運用3D打印技術可以促進材料設計的智能創新，可以促進飛機機身的多形狀化發展、零件的多顏色發展等。在使用3D打印技術之后，我們有理由期待一種更先進更具有創意性的航空航天產品。

3.4 促進航空航天材料設計的人性化發展

運用3D打印技術實現材料設計智能化之后，材料制作可以向著個性化、多樣化方向發展，例如：我們可以根據每家航空公司理念等的不同設計出富有個性化、突出其理念的產品，而不是趨同的制作，比如航天飛機上的座椅可以根據員工的操作習慣以及身體結構量身“3D”打造。這體現出材料制作的個性化，而這得益于3D打印技術的運用。

4 結語

綜上所述，筆者認為基于計算機技術的3D打印技術以其高精確度、高生產率等特點將快速融入航空航天領域材料的智能化設計。但是，目前該技術仍然存在著強度低、材料存在局限性等缺點，因而其應用范圍還不是太廣泛。不過我們相信，3D打印技術的進一步完善會深刻的影響我們生活。

篇（8）

1 引言

在歷史的長河中，人類經歷了三次重大的工業變革，它們代表了三個重要的工業革命時代，分別是蒸汽機時代、電氣化時代以及信息化時代。隨著信息化技術的完善，人類正在經歷著第四個重要時期，它是可以促進產業變革的智能化時代]。現如今，有很多人們指的關注的信息，其中最為重要的幾個信息是：2011年由美國倡導的先進制造伙伴計劃；2012年美國總統奧巴馬在任期間提出了一個新穎的創新網絡，這個網絡用于建設國家的制造行業；2014年，德國的漢諾威舉辦了工業博覽會，在會上，基于信息物理融合系統的智能化概念再一次成為人們熱議的焦點；在2015年的5月18日，我國提出了“中國制造2025”的口號。發達國家關于工業化改革的行動給了我們一個強烈的信息，那就是工業化改革即將迎來大的突破、大的技術變革，每個國家都想在制造業上有所突破、有所作為。面對此種情況，我國的高等教育即將面臨新的挑戰，培養高素質的自動化專業人才是被迫切需求的。

2 滿足“中國制造2025”要求的自動化專業人才

2015年，在只能制造國際會議上，工信部苗圩部長提出“中國制造2015”的主攻方向是智能制造。實現智能制造就是要實現信息化與工業化的融合以及互聯網與傳統制造業的融合。目前，在我國創新型與專業型人才較為短缺，與世界上一些發達國家還存在著不小的差距，培養我國自己的自動化專業人才迫在眉睫。“中國制造2025”需求四個方面的自動化專業人才。

2.1 中國制造2025”的自動化信息技術需要人才

2025中國制造需要的是高端智能人才，智能人才者是信息技術的執行者，自動化的對設備、工程機械及技術參數進行數據重組。只能這些自動化信息技術應用于生產，才標志著我國自動化技術的智能實現。

2.2 需要人工智能技術人才

完善的人工智能技術可以提供有效的解決方法去處理以及分析生產過程中的數據與信息。在生產實踐活動中，如果遇到復雜繁瑣，甚至是人類難以解決的問題時，人工智能技術就會凸顯出它的自身優勢。此種技術如果應用在制造業中必將促進制造業的快速發展。

2.3 需要軟件類人才

智能化制造是一個全方位的概念，從最初的產品開發、設計、外包、生產、最后到達交付環節，這些都有它的身影。智能化工廠的重要基礎就是軟件，優異的軟件性能是決定制造業可否實現智能化的關鍵，軟件性能的好壞取決于多方面因素，例如：操作接口是否人性化、運算平臺連接是否有高的效率、云端運算是否為跨網絡模式等等。

2.4 中國制造2025需要多學科的綜合性技術人才

現階段，網絡技術已經在我國的各類自動化信息技術中廣泛應用，在這種大環境下，制造業中的自動化技術將成為一項復合性的專業技術領域。傳統的單一性專業人才已經不適合未來制造業的發展需求，未來制造業需要的是一專多精、多專多精的復合型專業人才。

3 自動化專業人才培養模式的改革

要想以“中國制造2025”對自動化技術提出的新要求為基準，培養出高素質的自動化專業人才，改革自動化專業人才的培養模式是勢在必行的。首先我們要在培養模式的改革上達成共識，對需要改變的內容、需要革新的內容以及需要增加的內容，都應該深思熟慮，形成共識，最后付諸于實踐，并在實踐中及時發現問題及時完善改革后的內容。

最近幾年，很多試點院校已經對自動化專業人才培養模式進行了改革，共同的特點有三個：

（1）使學生們擁有扎實的自動化專業相關的理論知識，為此開設了多門課程，例如：優化理論、自動控制、系統辨識、智能控制理論等等；

（2）加強學生掌握網絡技術的能力。網絡技術、控制系統仿真原理、嵌入式系統等課程被開設；

（3）具有針對性地補充學生們自動化技術相關領域的專業知識，樓宇自動化、機器人技術等課程都應該被引入日常教學中。雖然這些方式對自動化人才專業的培養模式起到了一定的改革作用，但是并不能滿足未來制造業對人才的需求，因為這些改革項目改變的僅僅是基礎知識的傳授，缺少技術實踐層面的改變，所以我們要對自動化專業教學內容體系進行深入的探討。

“中國制造2025”的出現對很多技術領域都提出了更高的要求，例如：在設計技術方面，國家提出在未來我國的先進設計技術要以綠色環保、智能化、協同性為發展目標。再比如，國家也提出了制造過程的智能化應該被快速實現。在某些重點領域的試點單位，已經建立了智能化車間，在生產過程中，工業機器人、智能物流管理等智能化技術已經得到了應用。面對未來更加快速的技術革新，當前我國高校的自動化專業培養模式還無法培養出高素質的人才去滿足制造業新技術的要求。根據現有形勢，應該調整教學內容，需要在日常的培養模式中加入智能感知技術、智能規劃技術、集成電路原理、物聯網技術以及虛擬化技術等等。

4 結束語

科學技術的發展帶動了知識的快速革新，在校期間，學生們需要學習的專業知識越來越多，只有通過合理的培養模式以及高效的教學方法才能實現培養高素質自動化專業人才的目標。在我國近500所高校設有自動化專業，如果這些高校都可以找到適合本校的自動化專業人才培養模式，就可以為“中國制造2025”輸送更多自動化專業人才。

參考文獻

[1]國務院關于印發“中國制造”的通知[J].中華人民共和國國務院公報，2015（16）.

[2]余東華，新工業革命背景下$中國制造的技術創新路徑和產業選擇研究[J].天津社會科學，2015（04）.

[3]黃群慧，賀俊.中國制造業的核心能力功能定位與發展鷴[J].中國工業經濟，2015（06）.

[4]教育部發展規劃司.中國教育統計年鑒[M].北京：人民教育出版社.2011.

作者簡介

篇（9）

1.機械自動化技術概念

機械自動化技術就是指將自動化技術應用于機械制造行業生產建設中， 對加工對象進行自動化、連續性的生產作業，使得機械制造行業的整個生產過程更加自動化、高效化和安全化。機械自動化技術的應用使得整個制造過程中投入原料的流動速度和加工工藝變化更為迅速及時，從而達到節約機械制造人力資源投入的目的。實踐研究結果證實，機械自動化技術的應用顯著提升了整個機械制造行業的產品質量，強化了生產效率，有效控制了產品的生產周期，提高了產品的更新速度，從而使得整個機械制造行業的生產成本得到了有效控制，提升了經濟效益。

2.機械自動化技術在機械制造中的應用

2.1 智能機械制造的應用

在機械制造行為，通常是勞動密集型的生產模式，需要的從業人員較多，工作任務較重，如果能夠實現智能化生產，可減少人員的使用并提高生產效率，將機械自動化技術應用于機械制造之中可以為實現智能機械制造添磚加瓦。但僅應用機械自動化技術想要實現智能機械制造還是不夠，這需要將多門學科融會貫通，如人工智能技術、機械制造技術等。將相關的科學技術進行整合，形成新的智能化系統，科研人員可通過人工智能將制造工序由機械智能實現。如將人工智能系統安置于機械生產用機械人的操作程序之中等等多種表現形式。

2.2 集成化的應用

集成化主要是用來加強機械制造技術的功能的集成。集成化技術的應用可以對制造技術水平實現提高，同時對相關制造設備及裝置的管理也更為規范和科學合理。例如將現代化計算機網絡技術應用于機械制造中，可以對制造的全過程進行有效管控，并優化制造過程。要想對整個機械制造過程實現統一的管理，且形成機械制造中不同層次級別的集成系統，那么就是將集成化運用到機械制造之中。在機械自動化快速發展的今天，在機械制造中融入集成化技術及管理已經成為機械制造過程的主流技術。

2.3 虛擬化的應用

將自動化虛擬制造技術融入機械制造之中，就是將諸如人工智能學、機械制造工藝以及多媒體技術等多種科學技術整合在一起，從而實現機械制造虛擬化。該技術的使用是基于一定的模擬和仿真技術之上的。例如，利用MasterCAM計算機輔助制造軟件對機械部件的數控制造進行計算機模擬等，將數控程序在計算機上編程并驗證，將出現問題的地方進行改正后再投入真正的生產，大大縮短了生產周期及生產成本，且提高了工作效率和產品質量，為企業帶來了更大的經濟收益，也推動了機械制造業的進步。

2.4柔性自動化的應用

在我國市場經濟的大環境下，現代化科學技術迅猛發展，機械制造企業要想在市場多變且競爭激烈的形勢下生存并發生，就要根據市場需求及用戶需求隨時做出調整及變革。而柔性自動化在機械制造業中的應用可以幫助機械制造企業的改變更加順利和可行。如在機械產品的加工生產過程中，客戶要更改原有的加工方案，這時柔性自動化就能夠提高機械制造的應對變化的能力，根據客戶需求及時做出調整，使用戶需求得到最大化的滿足。這就為產品的生產提供了有力的質量和效率保障，提高了企業的市場競爭力。

3.機械自動化技術的發展

機械自動化技術是機械制造業的主流研究方向，它不僅對機械制造業的發展起到主導作用，同時還對我國國民經濟的進步起到了積極的帶動作用，因此我國的機械制造行業就從我國的行業實際情況出發，開辟出具有中國特色的機械自動化之路。因此在實際的操作中，應注重與生產實際相結合，發展出投資少、成果見效快的自動化技術，并使相關的配套設施更為完善。

3.1 發展適用的自動化技術

機械制造及自動化技術的優勢主要表現在以下幾個方面：

3.1.1生產能力和工作質量得以大幅度提高。

3.1.2提高了產品科技含量，提升了產品的具體功能。

3.1.3產品的可靠性與安全性更高。

3.1.4提高了生產效率，降低了勞動強度。對機械制造及自動化技術的優勢進行探討。從目前我國機械制造及自動化技術在裝備制造業中的應用情況看，機械制造及自動化技術在未來將會朝著多方面發展，以朝著機電一體化、智能化等方向尤為重要。此外， 對我國裝備制造業發展進行分析，機械制造及自動化勢必面向智能化的方向發展，這關鍵在于機械制造的機械技術與自動化技術的優點得到充分發揮，推進智能化產品的發展，從而完善了企業制造生產中產品單一的結構，豐富了裝備制造業產品的種類。

3.2 降低發展自動化技術的成本

在發展自動化技術的過程中，要注重研究成本的控制，使其更符合我國的基本國情，最大限度的節約社會資源，在不影響機械自動化效果的基礎上，開避自動化發展新思路。

4.結語

綜上所述，我們要高度重視高新技術在生產實際中的應用，讓新的、更實用的技術為社會生產提供更多的便利，才能夠促進各行各業快速的發展。機械自動化這門新的科學技術給人們帶來的好處有目共睹，但我國的機械自動化水平相較與發達國家還落后一定的距離，但這樣的差距不是永久性的，只要通過我國科研人員及實踐人員的共同努力和學習，就能夠逐漸縮短差距，提高我國的機械制造水平，趕超發達國家，使我國在機械制造領域走的更快更穩，為我國的社會主義經濟建設提供更為有力的支持。

篇（10）

專家認為，世界上各個國家的經濟競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上，隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進生產制造技術的研究。

1 計算機輔助工藝設計（CAPP）

1.1 CAPP概述

CAPP是將產品零件的設計信息和加工條件輸入計算機，建立工藝數據庫，計算機依據這些些信息自動進行編碼、繪圖、建立工藝文件。CAPP不僅解決了工藝過程設計中的多樣性問題，減少了工藝人員的重復勞動，而且有利于實現標準化和工藝過程的優化，保證工藝設計的質量。

1.2 CAPP的發展趨勢

1）知識化、智能化：基于知識的CAPP系統作為工藝設計的輔助工具，具有將工藝專家的知識和經驗積累起來并加以利用的任務。該系統必將在表達、獲取和處理各種知識的靈活性和有效性上進一步發展。

2）工具化、工程化：CAPP既要適應各企業的具體情況，又要控制針對具體企業的實施工作量、提高通用性，因此，需要加強CAPP系統的工具化和工程化。

3）網絡化、集成化：CAPP是CAD與CAM之間的橋梁，是CAQ、PDM及ERP的重要產品信息來源，必須在并行工程思想的指導下實現CAPP與CAD、CAM等系統的全面集成。網絡化是現代系統集成應用的必然要求。

4）交互式、漸近式：CAPP系統用來幫助而不是取代工藝設計人員，操作者要有足夠的判斷能力和工藝知識，做出關鍵決策。知識庫及使用法則需要逐步建立、完善、驗證，基于知識的、商品化的CAPP工具系統需要有目標、有計劃的漸近式發展。

2 計算機輔助制造技術（CAM）

2.1 CAM概述

CAM有狹義和廣義的兩個概念。CAM的狹義概念是從產品設計到加工制造之間的一切生產準備活動，包括CAPP、數控編程、工時定額的計算、生產計劃的制訂、資源需求計劃的制訂等。CAM的廣義概念包括其狹義定義包含的所有內容，還包括制造活動中與物流有關的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監視、控制和管理。

CAM的工作步驟：準備被加工零件的幾何模型生成加工軌跡（刀位軌跡）校驗加工軌跡后置處理，生成NC代碼反讀數控代碼，檢查加工代碼的重要性數控代碼傳至數控機床。

2.3 CAM的關鍵技術

1）數控編程技術：數控編程是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。合理的數控編程可以保證產品達到很高的加工精度和穩定的加工質量。在實現設計加工自動化和縮短產品研制周期等方面發揮著重要作用。

2）NC刀具軌跡生成技術：數控編程的核心工作是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點，經后置處理產生數控加工程序。

3）數控仿真技術：是利用計算機來模擬實際加工過程，是驗證數控加工程序的可靠性和預測切削過程的有力工具。切削過程仿真分為幾何仿真和力學仿真兩個方面。

3 柔性制造系統（FMS）

3.1 FMS概述

FMS是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。

FMS工程中的柔性有多種涵義，除了加工柔性外，還包含設備柔性、工藝柔性、產品柔性、流程柔性、批量柔性、擴展柔性和生產柔性。

應用FMS可以獲得明顯的制造優勢，FMS是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢。

3.2 FMS的發展趨勢

1）FMS的小型化：FMS需要大量的設備投資，FMC可認為是FMS中最小的一種，或可認為是擴大了功能的加工中心或切削中心。它也能提高機床利用率，增大生產柔性，提高產品質量及生產率。

2）開發經濟型FMS：由于FMS需要先進的技術、投資大，影響了它的推廣。開發經濟型FMS，其規模為2-7臺加工中心，或以NC機床等通用機床為基礎構成。組成的單機可作FMC使用，系統建立可分步擴展。

3）向模塊化和標準化發展：模塊化已成為當前FMS設計、制造和系統擴展的一個主要原則，即FMS的各系統（機床、運貯系統、控制系統及軟件）均采用模塊化和標準化。

4）向功能復雜化方向發展：目前，大多數FMS仍然是以機加工為主，今后的發展將是擴大工藝范圍，如裝配、熱處理等。

5）采用模擬仿真技術：采用計算機仿真技術建立FMS系統的模型，可預先了解系統的運行情況，對系統的相關參數進行評估。目前，FMS系統的建模與仿真技術已經成為國內外的研究熱點。

4 計算機集成制造系統（CIMS）

4.1 CIMS概述

計算機集成制造（CIM）：是企業生產從市場分析、產品設計、加工制造、經營管理到售后服務的全部生產活動，是一個不可分割的整體。整個生產過程實質上是一個數據采集、傳遞和加工處理的過程。最終形成的產品，可以看作數據的物質表現。實際上就是強調整體觀點（即系統觀點）和信息觀點。其實質內容是信息（數據）的集成。

CIM技術是實現CIM理念的各種技術的總稱，而CIMS則是以CIM為理念的一種新型生產系統。CIMS在提高企業競爭方面起著重要的作用。它保障和提高了新產品開發的質量；縮短了新產品上市的周期；降低了產品的成本。

CIMS通過實現信息集成、功能集成和過程集成，提供了改善生產組織方式、提高管理水平的有效手段，加速了企業管理技術的革新。

4.2 CIMS的發展趨勢

1）集成化：從當前企業內部的的功能集成和信息集成，發展到過程集成（以并行工程為代表）并正在步入實現企業間集成的階段（以敏捷制造為代表）。

2）數字化/虛擬化：從產品的數字化設計開始發展到產品全生命周期中各類活動、設備及實體的數字化。在數字化基礎上，虛擬化技術正在迅速發展，包括虛擬產品開發、虛擬現實應用和虛擬制造。

3）網絡化：從基于局域網發展到基于Intranet/Internet/

Extranet的分布網絡制造，以支持全球制造策略的實現。

4）柔性化：正積極研究發展企業間動態聯盟技術、敏捷設計生產技術、柔性可重組機器技術等，以實現敏捷制造。

5）智能化：是制造系統在柔性化和集成化基礎上進一步延伸與發展，引入智能控制技術和人工智能，實現具有智能、自律、敏捷、仿生、分布、分形等特點的新一代制造系統。

6）綠色化：包括綠色制造、生態工廠、清潔化生產、環境意識的設計與制造等。它是全球可持續發展戰略在制造業中的體現。

5 敏捷制造（AM）技術

5.1 AM技術概述

AM是指制造企業采用現代通信手段，通過快速配置各種資源（包括技術、管理和人），以有效和協調的方式響應用戶需求，實現制造的敏捷性，提高企業在不斷變化、不可預測的經營環境中快速應變的能力。

AM的實質是在先進的柔性制造技術的基礎上，通過企業內部和外部多功能項目組，組建虛擬公司，它是一種多變的動態組織結構，可把全球范圍內的各種資源（包括人的資源）集成在一起，實現技術、管理和人的集成，從而在整個產品生命周期內最大限度的滿足用戶需求，提高企業的競爭能力。目的是快速響應市場的變化，在盡可能短的時間內向市場提供適銷對路的環保型產品。

5.2 AM的關鍵技術

1）并行工程技術：強調工作流程的并行進行，即產品的設計過程、生產準備過程甚至加工過程可以同步進行，可及早發現并修改設計方案存在的問題，還可縮短新產品的開發周期，降低成本，提高產品質量。

2）虛擬制造技術：是將制造企業的一切活動，如設計過程、加工過程、裝配過程、生產管理、企業管理等建立與現實系統完全相同的計算機模型即虛擬系統，利用它模擬運行整個企業的一切活動并進行參數的調整，在求得最佳運行參數后再進行實際制造活動，確保整個運行都在最佳狀態。

3）計算機網絡技術：由于敏捷制造和動態聯盟是跨結構、跨地區的全球企業組織方式，計算機網絡通信技術成為其最基本的技術基礎。

4）系統集成技術：開放式體系結構、信息及交換的標準化是實現系統整體集成的關鍵。敏捷制造的系統集成所要面對的是連續變化的動態系統，在系統集成運行的條件下，保證系統各部分功能的獨立性。

5）動態聯盟技術：動態聯盟是由多個本質上獨立的企業，為了完成一個共同的目標而結成的暫時性同盟。動態同盟中的盟主最先發現市場機遇或客戶要求，擁有主要的核心資源，通過合理選擇合作伙伴，組成分布式的制造網絡。各合作伙伴成員充分發揮各自的特長和優勢，聯合完成產品的開發、設計、制造和銷售全過程。

6）產品數據管理（PDM）技術：PDM是一種從數據庫基礎上發展起來的信息集成技術，能管理所有與產品相關的信息和過程。從廣義上講，它可以覆蓋整個企業從產品的市場需求、研究與開發、產品設計、工程制造、銷售、服務與維護等各個領域、全生命周期中的產品信息。

5.3 AM的發展趨勢

1）面向知識和信息網絡，建立一套支持敏捷制造數字化、集成化、智能化、并行化的多模態人機交互信息處理與應用理論及方法，根據用戶的個性化需求和市場的競爭趨勢，以有效地組織敏捷制造的動態聯盟，充分利用各種資源進行多模態人機協同的敏捷制造，盡快響應市場需求。

2）基于知識和信息網絡，對定制產品的外觀形態、方案布局和多模態環境下人機交互等環節的支持加強，以提高敏捷制造系統的可塑性及定制產品的美觀性、宜人性等方面運作過程的可視化。

3）利用多模態人機交互技術改變企業以試制、試驗和改進為主的傳統制造開發過程，使之轉變為市場需求下以分析、設計和評估為主，并基于知識和信息網絡迅速組成動態聯盟的可視化敏捷制造，從而縮短產品開發時間，提高市場競爭力。

6 智能制造系統（IMS）

6.1 IMS概述

IMS是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統。智能制造的概念源于人工智能的研究，它突出了在各個制造環節中，以一種高度集成與柔性的方式，借助計算機模擬人類專家的智能活動，進行構思、分析、判斷、推理和決策，延伸或取代制造環境中人的部分腦力勞動，同時繼承、收集、存儲、共享、完善和發展人類專家的制造智能。

6.2 IMS的特征

1）自律能力：即理解與搜集自身和環境信息，并進行判斷、分析和規劃自身行為的能力。

2）人機一體化：IMS不單純是“人工智能”系統，而是人機一體化智能系統，是一種混合智能。人機一體化突出了人在制造系統中的核心地位，同時在智能機器的配合下，更好地發揮人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事，相互協作、相互“理解”的關系。

3）虛擬現實技術：是實現虛擬制造的支持技術，也是實現高水平人機一體化的關鍵技術。其特點是要按照人們的意愿任意變化，這種人機結合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。

4）自組織與超柔性：IMS能夠依據工作任務的需要，自行組成一種最佳結構，其柔性不僅表現在結構形式上，而且表現在運行方式上，所以稱這種柔性為超柔性，就像人類專家組成的群體，具有生物特征。

5）學習能力與自我維護能力：IMS能夠在實踐中不斷充實知識庫，具有自學習功能。同時，在運行過程中自行進行故障診斷、并具有自行維護、自行排除故障的能力。使智能制造系統能夠自我優化并適應各種復雜的環境。

6.3 IMS的關鍵技術

1）智能設計：把專家系統引入設計領域，將人們從繁重的勞動中解脫出來。目前在CAD/CAPP/CAM領域中應用專家系統已取得了一定的進展。

2）智能機器人：應具有視覺、聽覺、觸覺、語音、分析判斷等功能，與機械手不同。

3）智能診斷：除了計算機的自診斷功能外，還可以進行故障分析、原因查找和故障的自動排除，保證系統在無人狀態下正常工作。

4）自適應功能：目前人們是靠經驗來控制制造系統，加工時不可能達到最佳狀態，產品質量很難提高。要實現自適應功能，在線的自動檢測和自動調整是關鍵技術。

5）智能管理系統：應具備對生產過程的自動調度，信息的收集、整理與反饋以及企業的各種情況的資料庫等。

7 結束語

隨著市場需求個性化與多樣化，未來先進生產制造技術的發展的總趨勢是向柔性化、虛擬化、網絡化、集成化、智能化、清潔化、全球化的方向發展。

參考文獻：