導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇智能制造技術概念，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

機電一體化又稱機械電子學(Mechatronics，由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成)。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，它的發展使冷冰冰的機器有了人性化和智能化。如今的現代化企業已經進入了嶄新的智能制造時代。

一、智能制造的概念

智能制造應當包含智能制造技術(IMT)和智能制造系統(IMS)。因本文不涉及智能制造技術本身，只側重于論述制造模式，所以重點討論智能制造系統。智能制造技術是指利用計算機模擬制造專家的分析、判斷、推理、構思和決策等智能活動，并將這些智能活動與智能機器有機地融合起來，將其貫穿應用于整個制造企業的各個子系統，以實現整個制造企業經營運作的高度柔性化和集成化，從而取代或延伸制造環境中專家的部分腦力勞動，并對制造業專家的智能信息進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發展的一種極大地提高生產效率的先進制造技術。智能制造系統是指基于IMT，利用計算機綜合應用人工智能技術、智能制造機器、技術、材料技術、現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、并行工程、生命科學和系統工程理論與方法，在國際標準化和互換性的基礎上，使整個企業制造系統中的各個子系統分別智能化，并使制造系統形成由網絡集成的、高度自動化的一種制造系統。

IMS是智能技術集成應用的環境，也是智能制造模式展現的載體。IMS理念建立在自組織、分布自治和社會生態學機制上，目的是通過設備柔性和計算機人工智能控制，自動地完成設計、加工、控制管理過程，旨在解決適應高度變化的環境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知識在制造活動中的價值地位，而知識經濟又是繼工業經濟后的主體經濟形式，所以智能制造就成為影響未來經濟發展過程的制造業的重要生產模式。

二、智能制造系統的特點

IMS具有以下幾個特征:

一是自組織能力，二是自律能力，三是自學習和自維護能力，四是整個制造系統的智能集成，五是人機一體化智能系統，六是虛擬現實。

綜上所述，可以看出IMS作為一種模式，它是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不斷向縱深發展的先進制造系統。

三、智能制造的支撐技術

人工智能技術；

并行工程；

虛擬制造技術；

信息網絡技術。

四、智能制造主要研究內容及目標

1.智能制造主要研究內容

（1）智能制造理論和系統設計技術；

（2）智能制造單元技術的集成；

（3）智能機器的設計。

2.智能制造主要研究目標

（1）整個制造過程的全面智能化，在實際制造系統中，以機器智能取代人的部分腦力勞動作為主要目標，強調整個企業生產經營過程大范圍的自組織能力。

（2）信息和制造智能的集成與共享，強調智能型的集成自動化。

五、智能制造的發展簡況

1.國外發展簡況

自20世紀80年代美國提出IMS概念以來，IMS一直受到眾多國家的重視和關注。日本、美國、加拿大、澳大利亞、瑞士和歐洲自由貿易協定國在1991年1月聯合開展了由日本首先于1990年4月提出的為期10年的IMS國際合作計劃。

2.國內發展簡況

我國20世紀80年代末也將“智能模擬”列入國家科技發展規劃的主要課題，已在專家系統、模式識別、機器人方面取得了一批成果。1993年，中國國家自然科學基金委員會重點項目“智能制造技術基礎的研究”獲準設立，1994年開始實施，由華中理工大學、南京航空航天大學、西安交通大學和清華大學聯合承擔。研究內容為IMS基礎理論、智能化單元技術、智能機器等。至今，已取得了不少可喜的研究成果。

篇2

一、工業4.0的概念及現實意義

 

近年來，為提升制造業的智能化水平，德國政府推出了“工業4.0”計劃，美國制造業產生了“工業互聯網”概念，我國也于2015年5月推出了中國版的“工業4.0”規劃──《中國制造2025》。除此以外，日本、韓國、法國也不甘落后，分別推出“再興戰略”，“新增動力戰略”和“新工業技術法國”方案。工業4.0概念，正在引發全球性的關注。

 

德國2013年4月報告《保障德國制造業的未來：關于實施工業4.0戰略的建議》，報告認為：在制造業領域，技術的突破和發展將工業革命分為四個階段。前三次工業革命分別是機械化、電氣化和自動化、簡單智能化，而目前物聯網和制造業服務化宣告著第四次工業革命——工業4.0的到來。第四次工業革命是以深度網絡化為重要特征的。推動工業4.0的原動力是互聯網。工業4.0的實施過程，實際上就是制造業創新發展的過程。在工業4.0時代，虛擬世界將與現實世界相融合，物聯網、服務網、數據網將取代傳統封閉性的制造系統，智能工廠的定制通過App完成，到那時，我們的消費方式和消費內容將徹底被顛覆。

 

德國工業4.0，不僅為中國的工業生產提供了一種全新思路，而且與我國正在實施的工業化與信息化深度融合戰略，不謀而合。德國工業4.0，與《中國制造2025》的核心點是智能制造。連接，是工業4.0不變的主題詞，推進制造業向智能化轉型，也是從互聯開始的。將信息技術與互聯網思維融入到制造業中，通過物聯網實現產品制作過程中各個環節的信息互聯和大數據的收集與處理，在搭建智能網絡的基礎上實現橫向、縱向和端對端的高度集成，在生產形態上，從大規模生產轉向個性化定制，使整個生產的過程更加柔性化、個性化、定制化。

 

工業4.0的核心是單機智能設備的互聯，不同類型和功能的智能單機設備的互聯組成智能生產線，不同的智能生產線間的互聯組成智能車間，智能車間的互聯組成智能工廠，不同地域、行業、企業的智能工廠的互聯組成一個制造能力無所不在的智能制造系統，這些單機智能設備、智能生產線、智能車間及智能工廠可以自由地、動態地組合，以滿足不斷變化的制造需求，這是工業4.0區別于工業3.0的重要特征。

 

工業4.0是數據。數據是區別于傳統工業生產體系的本質特征。在工業4.0時代，制造企業的數據將會呈現爆炸式增長態勢。所有的生產裝備、感知設備、聯網終端，包括生產者本身都在源源不斷地產生數據，這些數據將會滲透到企業運營、價值鏈乃至產品的整個生命周期，是工業4.0和制造革命的基石。數據又可分為產品數據、運營數據、價值鏈數據和外部數據。通過對采購、倉儲、銷售、配送等供應鏈環節上的數據采集和分析，將帶來效率的大幅提升和成本的大幅下降，并將極大地減少庫存，改進和優化供應鏈。利用銷售數據、供應商數據的變化，可以動態調整優化生產、庫存的節奏和規模。此外，基于實時感知的能源管理系統，能夠在生產過程中不斷實時優化能源效率。

 

工業4.0是創新。工業4.0的實施過程實際上就是制造業創新發展的過程，制造技術、產品、模式、業態、組織等方面的創新將會層出不窮。

 

第一是技術創新。未來工業4.0的技術創新在三條軌道上進行，一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動互聯、大數據在信息技術創新體系中不斷演進，并為新技術在其他行業的不斷融合滲透奠定技術基礎。二是傳統工業在信息化創新環境中，不斷優化創新流程、創新手段和創新模式，在現有的技術路線上不斷演進。三是傳統工業與信息技術的融合發展，它既包括信息物理空間(CPS)、智能工廠整體解決方案等一系列綜合集成技術，也包括集成工業軟硬件的各種嵌入式系統、虛擬制造、工業應用電子等單項技術突破。

 

第二是產品創新。信息通信技術不斷融入工業裝備中，推動著工業產品向數字化、智能化方向發展，使產品結構不斷優化升級。一方面，傳統的汽車、船舶、家居的智能化創新步伐加快，如汽車正進入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時代，萬物互聯(IOE)時代正在到來。另一方面，制造裝備從單機智能化向智能生產線、智能車間到智能工廠演進，提供工廠級的系統化、集成化、成套化的生產裝備成為產品創新的重要方向。

 

第三是模式創新。工業4.0將發展出全新的生產模式、商業模式。在生產模式層面，工業4.0對傳統工業提出了新的挑戰，要求從過去的“人腦分析判斷+機器生產制造”的方式轉變為“機器分析判斷+機器生產制造”的方式，基于信息物理系統(CPS)的智能工廠和智能制造模式正在引領制造方式的變革。

 

第四是業態創新。伴隨信息等技術升級應用，從現有產業領域中衍生疊加出的新環節新活動，將會發展成為新的業態。進一步來講，在新市場需求的拉動下，將會形成引發產業體系重大變革的產業。就目前來看，工業云服務、工業大數據應用、物聯網應用都有可能成為或者催生出一些新的產業和新的經濟增長點。制造與服務融合的趨勢，使得全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等加速重構產業價值鏈的新體系。

 

第五是組織創新。在工業4.0時代，很多企業將會利用信息技術手段和現代管理理念，進行業務流程重組和企業組織再造，現有的組織體系將會被改變，符合智能制造要求的組織模式將會出現。基于信息物理系統(CPS)的智能工廠將會加快普及，進一步推動企業業務流程的優化和再造。

 

企業組織管理創新，也是兩化融合管理體系標準的重要內容，兩化融合管理體系的九大原則、四大核心要素、四個管理域中都涉及如何圍繞企業獲取可續的競爭優勢，不斷優化企業的業務流程和組織架構。

 

二、溫州企業對接工業4.0的現狀分析

 

改革開放之初，溫州小商品制造以其強大的生命力搶占全國市場，創造了溫州制造業的輝煌。如今溫州電氣、服飾、鞋業、汽摩配、泵閥五大支柱產業在全國同行業中具有一定的制造實力與規模。

 

溫州制造能否走上工業4.0快車道，重現過去的輝煌，擺在了市政府和各企業的面前。正值市政府重振溫州實體經濟，打造時尚產業，轉型溫州制造發展之路時刻，迎來了世界新一輪工業革命，應該說這是一個很好的難得的機遇。據悉，在溫州制造向溫州智造躍遷的路上，溫州民企中也涌現出了一些擁抱工業4.0的急先鋒，他們結合企業自身特征，選擇適合自己的智能化制造路徑，成效初顯。

 

樂清康泰電器是一家集科技型、外向型、規模型于一體的電子企業，經由市科技局、溫臺生產力促進中心牽線，與臺灣管顧鉅群聯盟和華宇企業管理公司開展合作，進行生產線的診斷與優化，改善電氣設備、車間管理，達到精益生產和智能制造管理，獲得了“施耐德供貨商大獎”。

 

報喜鳥服飾從2014年開始布局工業4.0智能化生產，通過近一年的規劃、實施、試運行，第一條智能化生產線已經改造完成，通過工業4.0智能化生產，克服服裝個性化生產品質和生產效率降低的瓶頸，率先實現“個性化縫制不降低品質，單件流不降低效率”這一服裝定制的最高生產目標。接下來，報喜鳥將以工業4.0智能化生產為支撐，打破個性定制難以規模生產的瓶頸，做深全品類個性化定制領域。計劃到2017年，定制將占公司自有品牌總銷售額的50%。

 

然而，由于溫州的制造業大型企業少，以中小型企業為主。工業制造技術在工業2.0-3.0的階段上。在走向工業4.0的路上，仍有許多制約條件。

 

1.溫州企業工業設備大多數處于中低端技術水平，需要完成自動化改造，達到工業3.0階段，才向工業4.0智能化沖刺。工業設備技術條件仍待提高，工業技術基礎薄弱制約企業發展。

 

2.工業4.0需要高級管理人才和高級技能人才。除了大型企業有一定高級人才聚集之外，中小企業人才普遍不足。人才招聘困難，聚集困難，流失容易，是中小型企業的通病，不管是高級管理人才，還是高級技能人才，中小型企業普遍短缺，這是掣肘企業發展的重要因素。

 

3.工業技術設備需要升級換代，技改資金如何融資又是一個難題。中小企業資本金大多帶有沾親帶故因素聚集的、家族式的居多。雖然資金的聚集比較容易，安全性有一定的保障，但是聚集帶有很大的排外性，一般只限于家族成員入股，不利于擴大化再生產，不利于企業設備升級換代。

 

4.從目前看，許多中小型企業主及企業高級管理人員對工業4.0的認識只略有知曉，認為目前還用不上。很多企業還不知道工業4.0狀況。企業界對第四次工業革命的認識不足仍然存在，輿論宣傳不夠，行業協會理論水平不足，無力引導企業了解，掌握工業4.0知識。

 

三、溫州發展工業4.0的建議

 

雖然，制約溫州工業4.0發展的主要因素是技術設備先進性不高，高級別人才不足，中小型企業融資的局限性及中小型企業主的認識不足等。針對上述制約因素建議如下：

 

1.高級人才引進企業實行兩條腿走路，即直接引入企業。另一種是引進人才有難度。我們不妨遠程聘用，即高級人才可以不在企業辦公室上班，卻時時在辦公的電腦上。人員在國內國外都如在工廠一樣，通過互聯網就象上班一樣解決企業的技術、管理、設計、方案、問題等等，使受聘人員身在家庭心在工廠。為愿意受聘用但又不愿意來溫州的人才找到解決辦法。

 

2.政府牽頭建立以高校為依托，溫州龍頭企業參股的科研中心，負責溫州企業核心技術的研究開發，既可解決中小企業人才不足，資金緊缺的局面，又能為溫州在知識產權研發領域開創成果。

 

3.普通高校畢業生學非所用嚴重。高技能高技工人才短缺，亟需培養。溫州高校應該多招技能技工專業，對準溫州支柱產業，為企業輸送人才。

 

4.出臺鼓勵企業股份向高管和職工擴張以及允許向職工集資政策，使企業走出家族內部集資的藩籬。引進企業高管、職工的股金，以及債券集資，解決企業融資難問題。

 

5.成立溫州工業4.0指導委員會，實施政府發展計劃，制定計劃進程，指導分析企業具體方案，解答企業管理技術疑難。

 

篇3

1當前機電一體化產品概念設計國內外研究現狀

1.1國內研究現狀

我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發展，目前我國的工業化整體處于“工業3.0”左右的階段。（1）數控技術方面：截止2016年，我國數控技術經歷58年，目前國產數控機床可供品種達2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業的發展拉動高端數控機床的發展，進而推動機電一體化進程。（2）工業機器人方面:目前，國內機器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統地攻關，在原有的良好基礎上更上一層，后期能立于世界先進行列之中。（3）激光術方面：近年來，激光技術發展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又擴大了緊湊型的高功率激光器的應用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發動機的發展或用于空間探索的推進器系統改造。（4）互聯網應用方面：推行互聯網思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團有限公司分別運用CAX系統和SPC工具進行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。通過這幾方面可以看出機電一體化產品概念設計有著很大發展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。

1.2國外研究現狀

機電一體化的相關研究在國外最早在上個世紀60年代開始，在九十年代后期機電一體化進入深入發展階段，并出現了“機電液”和“機電光”等一些新的分支，現階段以德國和美國為代表的發達國家工業化發展已經達到了“工業4.0”，并在國際上處于領先地位。

2未來建立機電一體化的產品概念設計理論與方法的意義

未來建立機電一體化產品概念設計理論與方法意義深遠，在新的技術不斷沖擊下，機電一體化會不斷提高，能提高我國的機械工業化水平，也是社會生產力的必然要求，能在追求特定價值功能的基礎上，實現系統的最優化，能很好地代表當今機械工業主要趨勢。

3未來機電一體化的發展展望

未來，隨著微電子技術和機械電子技術的迅猛發展，機電一體化必將注入更多新的內容，各個學科將繼續相互交叉、相互支持和互相發展，并且機電一體將朝著更加智能化、微型化、系統化和環保化方向發展，總理在政府工作報告中指出，實施“中國制造2025”計劃，堅持創新驅動，智能轉型，強化基礎，綠色發展，加快從制造大國轉向制造強國，并且我國今年推出了“工業互聯網”和“互聯網+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯網+”創新比賽，并取得不錯的效果，讓機電一體概念設計理論與方法化不斷升級，加強了工業化與信息化的緊密結合，下一階段我們將運用信息—物理融合系統（CPS）,實現大型大型工程系統實時感知、動態控制和信息服務，更好利用機電一體化解決實際問題，不斷促進中國工業化發展。

4結語

在“中國制造2025”計劃的推動下，機電一體化的研究和相關領域必將出現突飛猛進的發展，當然，與機電一體化相結合的技術（機電液和機電光）很多，相信未來在機電一體化的促使下中國工業將邁向“工業4.0”。

作者:于志業 單位:太原科技大學

參考文獻：

[1]孫彥廣。工業智能控制技術與應用[M].北京:科學出版社，2007.

篇4

自從美國奧巴馬政府提出“智能電網”這一全新的能源領域概念后，各國政府及電力提供企業、電力設備制造企業迅速反應，紛紛提出建設智能電網的計劃或者是意向。各類電力企業，尤其是電力設備制造企業也迅速提出自己的發展方向和應對措施，期望借由此次機遇，實現自身的巨大發展。面對智能電網推廣發展帶來的機遇與挑戰，電力設備制造企業之間的競爭日益加劇，甚至已經處于白熱化的程度。

一、智能電網

智能電網一詞由美國奧巴馬政府的能源智囊首先提出，其旨在建立安全、可靠的電力供應體系。智能電網必須具備安全、可靠、環保、經濟和高效的特點。首先，智能電網必須安全，保證用電安全及國家供電安全，有有效的措施避免出現重大安全事故和電力事故，保證電力供給和使用的安全性；其次，智能電網必須可靠，即用戶可以隨時隨地使用電力，保證用戶的電力供給，簡單說就是實現隨時供應用戶電力的狀態；第三是環保，也就是說，智能電網必須實現環境友好，不可以環境為代價實現電力供應和電力使用的方便快捷目的，低碳環保；第四，智能電網必須實現經濟用電，即減少用電成本和用電帶來的損失，經濟實用、能為大眾所接受；第五，智能電網必須具備高效的特點，即電力能源高效運用，盡可能的減少電力損耗，實現電力能源的最大化傳輸與使用。

二、智能電網對于電力設備制造企業的新要求

智能電網概念的提出對于電力發展的方向影響巨大，它使得國家電力發展方向發生了根本性的改變，與此同時，其也改變了電力設備制造企業的發展模式，對其提出了新的要求。

1、智能電網要求電力設備制造企業必須增加研發投入，提高設備自動化程度

由于智能電網要求電力供應的常規化和安全化，保障用戶用電的及時性和高效性，因此，電力設備需要實現自動化運行。這要求目前在線運行的電力設備必須更新換代，而這對于電力設備制造企業來說就意味著巨大的商機。這個商機需要電力設備制造企業不斷更新自身產品，在研發上投入巨大的資源和精力，改變和改進以往產品的技術含量，大力研發自動化電力設備，以滿足智能電網對于電力設備的要求。

智能電網的自動化程度和智能化程度是以往各類電力能源供給方式所無法比擬的，電力設備制造企業需要不斷研制新的、更加智能化和安全的電力傳輸與使用設備，保證智能電網的推廣和發展。智能化的要求不僅僅在于管理的智能化，更在于電力生產過程中的智能化、電力傳輸中的智能化以及電力使用的智能化，更重要的一點是實現電力體系的“自愈”，即自我檢查、自我修復、自我改進的功能，全面實現電力系統的智能化。

2、智能電網要求電力設備制造企業不斷提高自身產品安全性

智能電網的一個重要要求就是電力能源的安全性，這不僅僅是指電力能源生產的安全性，更是指電力運輸與電力使用的安全性，保證這個安全性需要電力設備制造企業不斷提高自身產品的質量，增加產品的安全性。智能電網由于處于智能化及自動化控制之中，因此需要電力設備具有一定的“自愈”能力，即實現電力設備的自我調節，一個重要的關鍵點就是電力設備的自我安全保護系統，實現電力設備的安全運行，達到智能電網對于電力設備的安全性要求，電力設備制造企業需要不斷從自身的產品出發，研發和改進自身的產品生產模式和產品種類，進一步提高電力設備的產品安全性。

電力能源的全程安全包含了電力生產設備的安全、電力輸送設備的安全、電力使用過程的安全，特別要提出的一點是電力維修的安全。在這些安全要求之下，電力設備制造企業被要求將其產品的安全系數提高到一個前所未有的程度，以在嚴謹的意義上提供安全保障。

3、降低電力設備的制造和使用成本，實現智能電網的經濟化目的

智能電網不是高成本工程，它是涉及到千家萬戶的用電便捷和經濟化的工程，這需要電力設備制造企業不斷降低生產成本，從而降低整個電網的建設和運行成本。在此過程中，電力設備制造企業需要不斷提高自身產品的科技含量，大膽使用新原料新技術，積極開發節能產品，實現產品的升級換代和產品自身生產成本的降低。

降低電力設備及整個電網的建設成本需要電力設備制造企業不斷努力，根據實際情況合理利用社會資源，積極開拓新的方式和方法，降耗節能，使用新的制造技術和國際先進的管理經驗，實現自身的制造成本降低，進而降低電力建設成本，實現智能電網經濟化的目的。

近年來，隨著世界電力設備生產技術的不斷發展，各種新型的電力制造技術不斷涌現，這些技術在帶來新的電力電網變革的同時也帶來了成本的降低。低成本、低投入，高產出成為了當今世界各國電力設備生產企業的共識，搶占這一機遇，降低設備生產成本是一個重要的著手點。

4、提高電力設備效率，減少電力輸送損耗，實現電網高效運行

現在世界各國的電力能源在輸送過程中造成的損耗成為電力浪費的一個重要的現象，這不僅使得大量的電力能源白白浪費，還給整個電力電網運輸帶來的不小的安全隱患。智能電網需要一個高效運作的電力輸送系統和電力能源生產系統以及電力配送系統。

高效的電力能源生產系統即實現電力生產的最大化運作。例如提高煤炭向電力的轉化利用率，提高核電燃料的利用率等。最大限度的實現能源的轉化，將有限的資源轉化為電力能源。高效的電力輸送系統指的是實現電網輸送的最小損耗，利用高科技手段，提高傳輸的效率，減少損耗和不必要的電力能源丟失。高效電力配送體系指的是利用現代化手段提高電力到用戶的配送調節度，實現電力能力的合理配置，盡量減少損耗，實現電網高效運行。

智能電網要求電力設備制造企業在這三個方面著手，大力研發新材料，使用新技術，實現真正意義上的節能和提效。減少損耗，提高電網乃至整個電力系統的效率是智能電網建設對于電力設備制造企業的根本要求。

三、智能電網推廣發展對于我國電力設備制造企業的啟示及建議

智能電網概念在我國的提出和發展是近幾年才提出的，其在我國還處于初級階段，我國電網運行還處在傳統的狀態，電力設備制造企業普遍存在技術含量低，重復建設嚴重等問題，其核心競爭力和核心技術不強，缺乏必要的人才隊伍，整體上還處于比較薄弱的發展階段。

1、增加研發投入，加大對于電力設備自動化及智能化的研究

加大電力設備研究力度，投入資金和資源進行核心技術開發和核心產品的研制以及升級換代成為我國電力設備制造企業面臨的首要問題。我國電力設備制造企業應該以此次智能電網推廣發展為契機，積極開展新產品、新技術的研發工作，形成我國電力設備制造業的核心競爭力，培養一批具有先進技術和研發能力的隊伍，為我國智能電網的建設做出應有的貢獻。

企業應積極聯系相關電力設備研發的國家機構及實驗室，將新技術應用于實際生產，從而提高我國電力設備的自動化和智能化程度，進而為我國智能電網的推廣和發展鋪平道路。電力設備制造企業應該充分認識到目前國際電力設備發展的新形勢和新動向，積極參與國際技術合作，引進先進技術和資金，用于我國智能電網設備的開發與生產，促進企業的全面發展。

2、把握機遇，積極參與國家智能電網建設

對于我國電力設備制造企業來說，智能電網建設是一次難得的機遇，把握這個機遇可以幫助企業發展更進一步，使得企業發展跨入一個嶄新的階段。因此，各類電力設備制造企業應該積極參與國家智能電網建設。

電力設備制造企業應積極研究促進智能電網建設發展的方案，制定自身對策，積極準備，應時而上，為智能電網改造做出企業自身的貢獻。在企業發展和國家建設雙豐收的前提下，智能電網的發展必然會給企業帶來巨大的社會效益和經濟效益。參與國家智能電網建設不僅要提供優質高效的電力設備，還要積極參與智能電網建設的技術研發和技術改進計劃，這不僅可以幫助企業樹立自身品牌，還可以借此提高企業自身的核心競爭力，使企業在激烈的國際競爭中處于領先地位，從而獲得企業的迅猛發展。

3、完善自身管理，規范電力設備制造企業管理規范化

良好的管理是企業發展的必然要求，電力設備制造企業同樣如此。面對智能電網發展帶來的巨大機遇，電力設備制造企業應該積極加強自身管理，規范自身的內部控制規程，防止出現質量問題；提高內部員工的自律性和規范性，保障產品的質量安全性和可靠性。加強自身管理更重要的是加強產品質量管理，建立健全自身自量監督機制，實現內部產品質量的可控可查，杜絕問題產品出廠，這不僅僅是對于自身產品負責，更是對國家和生命負責。

結語：

發展智能電網對于國家電力能源安全是一項重大工程，電力設備制造企業只有不斷發展自己，才能抓住這次機遇，發展壯大自己，從而在國際電力設備制造業占據一席之地。

參考文獻：

[1] 古麗. 國外智能電網發展概述. 深信服科技.2010.8

篇5

2011年，德國聯邦教育局和研究部推出德國“工業4.0”，與美國倡導的“工業互聯網”和我國提出的“中國制造2025”相似，核心是智能制造，,主要是為了提高德國制造工業的智能化水平和競爭力[1]。“工業4.0”是德國政府對整個工業發展過程重新劃分而提出的一個新穎概念。提出這個概念的德國產業界和學術界人士認為，技術不斷精進的情況下，工業發展歷經機械化的“工業1.0”、電氣化的“工業2.0”和自動化的“工業3.0”三個時代后必然會步入智能化的“工業4.0”階段。智能化時代，核心技術特征是“虛擬—實體系統”。“虛擬—實體系統”是指工業發展會以原有的互聯網和信息系統為基石，融入服務網和物聯網的新血液，緊密銜接實體世界與虛擬的信息網絡，形成新的智能整體[2-3]。在工業范疇中，“虛擬—實體系統”可演變為以智能代替人控的“智能工廠”。在“智能工廠”中，可進行交互控制的智能機器提供生產，保證生產信息可以實時監控和傳輸；大數據存儲系統保障核心控制系統，串聯起生產原料采購入庫、產品制造檢測、成品物流輸送等整個完整的流水線，同時可收集各環節傳來的信息，以人工智能對其分析判斷，決定具體的生產方案，并自動完成加工制造。這樣就形成了精準按需生產、高度個性化制造的模式，達到降低成本、提高附加值的目的。德國“工業4.0”的出現無疑會撼動傳統加工制造的機械產業部分，并迫使其產生重大變革，所以從事該行業的相關人員必須緊跟產業改革的步伐，提高自身的專業素養，做到改革與發展一致前進。同時，機械行業相關的人員需要具備更高的專業素養，因此必須改革模具設計與制造專業的教學模式，從教育源頭抓起，逐步提高人員的專業素養，最終變革產業模式。

1建立綠色智能化制造的新理念

“工業4.0”概念的核心為智能制造，希望工業生產全面使用智能系統指導生產過程，做到人機互動，甚至可以將3D技術融入工業生產中。因此，培養儲備力量的教學環境必須主動適應這一工業變革，無論教師還是學生都需要打破傳統粗放生產的舊觀念，形成創新的智能制造新思想。作為未來生力軍的學生，尤其是機械、電子等相關專業的學生，需要在高校學習中形成符合“工業4.0”要求的智能化生產新思想，這也要求高校相關專業的教師在教學過程中做出與智能化制造相關的引導。

2教學內容多樣化和具體化

雖然德國“工業4.0”的技術涵蓋的領域較為廣泛，但核心基礎均為機械。因此，要求未來的機械工程師不僅要在自己的機械專業做到高精尖，還需要對相關電子、信息等專業知識有足夠的儲備，而學校機械專業在其培養計劃中都應意識到學科的交叉學習，并做出相應改動。全面改革的德國“工業4.0”是希望智能化的工廠和生產系統能夠代替傳統方式。因此，機械專業學生的課程計劃應涵蓋與此智能化相關的軟件工程、計算機網絡技術、傳感器、通信系統等課程。因為課時無法兼顧的學校，也應盡量利用課外實踐課、選修課等方式引導學生進行自學，并在完成教學任務的前提下，盡可能擠出時間為學生解答疑問，幫助學生彌補相關知識，從而拓展機械專業學生的眼界和知識面。

3引導學生向著知識多元化發展

“工業4.0”的實現要求其從業人員掌握了解自身專業和相關領域的知識。因此，作為未來生力軍的學生，在儲備知識的階段需要涉獵多方面知識，多元化發展，做到本專業高精尖，相關專業全了解，以成長為全能人才。但是，現在的高校教育制度仍舊是學分制，造成了學生學習十分局限的現狀。學生很少主動與其他專業學生交流，學習知識面狹窄。所以，專業教師在教學過程中應該適當為學生安排與其發展相關的系列專題講座，定期舉辦跨專業學習交流會，激發學生相互交流的學習熱情，提高學生自身知識素養，鼓勵和引導學生成長為適應時展需要的復合型人才。

4基于學科競賽提高學生創新意識

德國“工業4.0”的另一個重要內容創新，但目前國內大部分高校的模具設計與制造專業還是沿用傳統的教學內容和教學體系。因此，積極參與專業學科競賽不僅可以提高學生的學習熱情，還可以激發學生的創新能力，提高學生的動手能力。

5培養學生的團隊意識和愛崗敬業的職業素養

“工業4.0”采取新的協作工作方式使工作可以脫離工作場地，直接利用虛擬網絡和移動遙控的方式指導生產，員工管理自更高，大大提高了生產工作的積極性。因此，高校在配套的教學過程中應注意轉變學生對行業工作環境的舊觀念，以培養未來的優質機械工程師為目的，不僅提高學生動手能力，還要注重培養學生的興趣，讓學生提前適應智能化生產的工作氛圍。“工業4.0”是德國提出的工業發展的必經之路，我國也同樣提出了“中國制造2025”戰略，其中提高高校機械專業的教學水平和學生素養是重要的基礎工作。模具設計與制造專業應做出相應的教學改革來適應機械行業的發展，致力于培育專業突出、綜合能力強的全能型人才。

作者:程婧璠 陳帆 付娟娟 畢立彩 劉小寧 單位:武漢軟件工程職業學院

參考文獻

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盡管互聯網造車如今已不再是個新鮮的概念，但公眾仍然對此褒貶不一，其備受爭議的重要原因之一就是喊了這么久，鮮有成績。無論是半路出家的互聯網企業，還是汽車行業的“老和尚”—傳統汽車廠商到目前為止都沒有太多可拿得出手的干貨，只放出一些PPT來博眼球。最典型的就是2015年7月，僅僅成立一年、團隊不到50個人的游俠汽車在北京召開了一場會，并展示了一款游俠電動車樣品，但車型樣品只是一個殼子并沒有實車，而展示出的那些令人驚嘆的性能數據，基本都停留在PPT演講稿上。除此之外還有打情懷牌、玩概念的，如智車優行宣稱要打造“懂你的智能電動車”，要成為“汽車界的小米”;蔚來汽車要成為車主的“避風港”，更多的是在講故事，玩噱頭、作秀。

 

他們如此費盡心思的主要目的便是獲得投資人關注，但卻陷入了騙取投資人錢財的漩渦。比如汽車之家創始人李想在2015年4月注冊的車和家，初期注冊資金僅為10萬元人民幣，而就在剛剛過去的5月，李想在微博宣布，車和家完成7.8億元人民幣A輪融資，估值29.8億元人民幣。之前樂視汽車在會上把汽車開上臺來也被指是為吸引投資人的視線。如今互聯網造車應驗了互聯網經濟就是想象力經濟的說法。加入到互聯網造車大軍的互聯網公司都希望榜上互聯網造車的概念，為自己尋求新的資本故事。

 

雪上加霜，智能汽車被曝出嚴重問題

 

除了被質疑是“PPT造車”，智能汽車本身的問題更是給智能汽車廠商當頭一棒，比如谷歌汽車遲遲不能上路的重要原因就是上路測試遭遇多次事故，根據谷歌2016年1月向加州政府提交的最新無人自駕車測試報告，341次的安全事件中，共有272個次屬于技術性故障，包含電線斷裂和GPS不準確等等。同樣的事特斯拉也未能幸免，4月19日，美國《消費者報告》率先報道了Model X出現的一系列故障，其中之一就是鷹翼式車門的問題。這一事件也讓互聯網車企的制造能力備受質疑。

 

問題背后，是互聯網造車自身的不足

 

這所有問題的出現都在暴露同一個事實：互聯網造車仍有諸多不足，盡管從邏輯上來說，如果特斯拉、谷歌和蘋果能造車，那么國內的互聯網公司也有可能成功。但事實上，海外互聯網公司、科技公司背后擁有強大的技術優勢以及美國高效、高端的制造業實力，大多數中國的互聯網公司在這方面望塵莫及，而且汽車行業的核心技術沒有實現共享，即便有錢也買不到，再加上車聯網的研發涉及比如聯網、云計算和交互等上萬個信息零件，絕非造手機、電視那樣簡單。對于技術積累幾乎為零的互聯網公司單靠招募幾位傳統汽車領域的高管是解決不了技術短板的。更何況造車是一個漫長的過程，有業內人士分析，汽車的基礎研發周期為3～5年，汽車電子系統需要3年，軟件部分和操作系統需要2～3年，也就是說一輛靠譜的概念車至少需要3年的研發周期。于是更多的互聯網公司開始把注意力放在設計上，比如前文說到的LESEE，在外形上”天馬行空”，而智車優行之前的奇點概念車，在外形上也十分炫酷，但卻引發網友吐糟，其原因就是太過超前，并不完全符合大眾審美。

 

更為關鍵的是互聯網造車缺少核心科技，多是停留概念上，比如無人駕駛、智能車載系統、安全和搭載各種高科技產品等。正如吉利董事長李書福所言，互聯網汽車不是簡單地把手機功能集成到汽車上，更不是搞電子商務。

 

互聯網造車，對傳統車企有何影響?

 

就在各類智能汽車大行其道之時，傳統車企的態度和應對方式也變得頗為敏感，那他們具體又是如何處理的呢?一部分是自己開始研發智能汽車。據媒體報道，奔馳、奧迪和沃爾沃的智能汽車都已經亮相。其中寶馬公司與Karma汽車公司達成重要合作伙伴關系，Karma將結合寶馬技術資源推出一系列混合動力和純電動豪華汽車。

 

另一部分則選擇與互聯網企業合作，比如上汽與阿里巴巴合作。除此之外，還有奇瑞汽車與博泰，以及前文提到的長安汽車與百度。

 

當然也有個別傳統車企直接淪為了代工廠。這一方面是因為制造工廠和地盤結構等部分本身就是傳統汽車廠商最大的核心競爭力。另一方面，中國每年有大量產能過剩，傳統車企從事代工也能獲得不錯利潤，江淮汽車就是一例。今年4月7日，江淮公告，證實與蔚來汽車簽訂戰略合作框架協議，雙方將全面推進新能源汽車、智能網聯汽車產業鏈合作，預計整體合作規模約100億元人民幣。這也意味著在蔚來汽車第二款量產車“落地”之前，江淮是它唯一的汽車制造合作企業。

 

當智能汽車之潮滾滾而來時，傳統車企無論主動還是被動，都得加快腳步，否則下一個掉隊的就可能是自己。

 

未來，我們期待第四次“工業革命”

 

說了這么多，最后我們不妨來暢想下互聯網造車的未來。

 

首先必須承認的是：未來的汽車將不再只是一個交通工具，而是一個智能互聯的終端，但它首先還是交通工具，智能汽車依然是汽車，必須要像傳統汽車一樣可靠和安全，所以對于一款智能汽車的制造，研發、設計、制造、測試和量產等各個環節，一個都不能少，同時還需要大規模的資金消耗、大量的人員協作，以及各個環節上極強的技術研發能力。這對于互聯網公司來說，單純招募車企高管與技術人員仍舊解決不了技術的短板，尤其是汽車行業的核心專利仍舊集中在傳統汽車企業手中的當下。這就使得無論是BAT還是樂視、蔚來汽車先從操作系統等軟件方面入手，再與整車企業深度合作，同時拓展汽車行業上下游資源，豐富自己的技術積累和供應鏈，來實現汽車智能化、信息化。　其次即便越來越多的互聯網汽車已經從PPT中走了出來，但造車仍然不是一件一蹴而就的事。除了成品外，安全測試還要面臨很多的考驗，因此理論上兩三年造不出來，甚至三四年都不一定能投入生產，各互聯網汽車廠商和消費者都應該沉得住氣，耐心等待。

 

而對于未來的智能汽車，在時代浪潮的推動下，汽車自然會順勢向電動化、智能化與共享化發展。而且汽車行業的商業模式也將會從硬件模式向服務模式轉變，智能汽車一定是車輛技術和互聯網技術的大融合，是信息技術、智能化技術、車輛高科技技術以及全新商業模式等方方面面的大融合，這就需要具備兩個能力，“上半身”和“下半身”。“上半身”是應用的能力，“下半身”則是數據的能力，這看起來更像是第四次“工業革命”。　結束語

 

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自動化不是智能化

CEI：不管是國家戰略層面還是一些企業的發展層面，都已經把智能制造作為一個重要的發展方向。你如何看待中國當前智能制造的發展？

盧秉恒：中國是制造大國，當前，制造業已經開始向智能制造轉型發展。然而中國現在的智能制造還處于起步階段，一些對于智能制造的認識還存在偏差。有的人把數字化認為是智能制造，有的人認為自動化就是智能制造，這存在一些誤讀。制造業的自動化、早已有之，智能化是最近的概念。

簡單而言，自動化是節約人的體力，智能化是節約人的腦力，智能化充分體現了知識經濟的價值，它是在數字化、自動化的基礎上發展的，是更前沿的階段。以機床為例，第一階段是電動機和機床結合在一起，形成機床，而不是古代使用馬拉進行運轉的工具。第二階段是將計算機和機床結合在一起，變成數控機床，實現程序化控制，這是數字化時代的產物。第三階段的智能機床，需要傳感器，隨時感知其工作狀況、參數，需要根據工藝知識而設計的智能控制軟件，智能控制軟件體現了人們對加工工藝過程優化的知識。傳感器、數控機床、智能控制三者共同構成智能機床。這亦可看出數字化、自動化和智能化的區別。當然，智能制造還包括車間級、企業級等制造系統的智能化。

但是，現在很多人的意識中，包括國家立的一些科研項目把二者都混淆起來，將智能制造的經費也用到了其他的技術方面。作為企業來說，也需要認識到這二者的區別，智能化將比數字化、自動化能帶來更大的受益。

還是以機床加工來看，數控機床是編好程序以后，機床按照程序規定的命令執行，如果加工的過程中出現問題，震動、主軸發熱等情況，機床自身是無法控制的。而智能機床可以隨時監測刀具是否出現磨損、主軸是否有發熱、震動等狀態的變化會影響到加工的質量，智能機床可以隨時干預加工過程，改變運行參數，降低轉速、減少進給速度，保護機床或者停止運轉等。

CEI：你所說的這類智能制造技術應用情況如何？智能制造應該是一種什么概念？

盧秉恒：這種技術在國外已經開始應用，如德馬吉的機床已經可實時監測機床振動。其把機床的振動分為3個檔位。當振動在0～3個重力加速度時，說明機床的運行穩定；當震動在3～7，認為是需要密切監視；當震動達到7～10就會立即停止機床運行，認為這可能帶來機床故障。當加工狀態的溫度過高等情況出現時，智能機床還能將故障警示通過手機發送給操作者，一個操作者可以管理數臺機床，哪臺機床報警了操作員將直接收到信號，甚至操作者在工作的同時能夠聽音樂也不耽誤工作。

智能技術還能監測機床溫度升高引起變形的情況，也就是熱伸長。熱伸長影響加工精度，可能導致加工零件變成廢品，而智能技術在自動檢測到潛在問題后，能夠通過數控機床進行溫度補償，仍然加工出合格的產品。

在智能技術下，機床還可以通過加工程序的設置，實現按照最好的產品質量水平或者最大生產率運行，提供兩套程序選擇。當需要進行粗加工時，提高加工效率即可，而需要精加工時，則可以選擇質量最優方案，在保證質量的基礎上，再提升加工效率。

過去，依靠工人編程的數控機床無法解決這些問題，制造過程中發生的變化無法控制，而智能機床就可以實現。

當然智能制造還有更廣泛的意義，包括整個生產過程、生產系統智能化，讓所有設備按照最優布局分配加工任務，使整體加工效率達到最高。智能制造既體現在智能制造裝備上，也體現在整體的生產系統的控制上。

短板在于傳感技術

CEI：在中國現有的技術基礎上發展智能制造，關鍵點在哪里？

盧秉恒：國家應該有規劃、有計劃推進智能制造業的發展。當前，中國在發展智能制造業上存在一個薄弱的環節——傳感器行業。這個行業的研發嚴重不足，智能制造應用的傳感器，需要實現不干擾設備的工作狀態，體積要小，質量要好，需要足夠的靈敏度。中國目前傳感器產品主要依靠進口，這導致傳感器產品的價值很高，供應不及時。由于傳感器不是大批量產品，價格高就會增加企業的成本，最終可能導致企業放棄智能化的發展。

此外，傳感器需要的品種很多，企業往往選不到所需的傳感器產品，一些傳感器無法安裝在設備上。現在微納制造可以制造非常小的傳感器，比較符合智能制造需要的傳感器。但是這種技術在中國還停留在個別高校的科研階段，沒有形成產業化技術和商品化的產品。

因此，中國的智能制造發展，首先應該從國家層面重視傳感器技術的研發、生產和商品化。

CEI：由于智能制造是信息技術和制造技術的結合，但事實上有的信息人才并不熟悉制造業，制造業人才不熟悉信息技術。在實現軟硬兩種技術產品的結合上，你有何建議？

盧秉恒：確實是存在這個問題，這需要實現學科的交叉，從事信息技術的人不熟悉制造業，從事制造業的人不了解信息技術，需要雙方面人才、產業的交叉發展。

智能控制的軟件研發，基礎應該建立在對制造工藝的研究之上。必須對工藝過程非常熟悉，深入研究工藝過程，對不同行業的制造任務、具體制造環節、工藝過程都要有深入的了解，才能實現對制造過程的優化，每個優化方案都需要建立在對工藝的深刻理解上。

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中圖分類號：TP文獻標識碼：A文章編號1673-9671-(2012)042-0099-01

1機電一體化概述

隨著微電子技術逐漸滲入到機械工程中，導致機械工程與微電子技術有機結合，從而形成一個新概念—機電一體化。機電一體化是一門新興交叉學科，它把自動控制技術、計算機技術、電子技術及機械技術有效融為一體，促使設計人員從系統的角度出發，采用現代方法發現問題、分析問題和解決問題。

2智能控制

2.1智能控制概念及作用

智能控制系統是指能夠模擬人工智能或具有人工智能的系統。智能控制系統是一個知識處理系統，可以分為兩部分：智能控制器和外部環境。如圖1所示為智能控制系統的結構示意圖。智能控制通過分析歸納廣義被控對象的各類固有知識和信息，并對這些知識和信息進行處理，使系統處于最優狀態。

2.2智能控制的特點

智能控制理論源于傳統控制理論，但又不同于傳統控制理論，傳統控制理論只是智能控制理論的一部分。傳統控制理論研究的是被控對象，而智能控制研究的是控制器本身，并且該控制器的模型為知識系統和數學模型相結合的廣義模型。相比于其他控制理論與方法，智能控制具有以下特點。

1）智能控制可以模擬工人智能，模擬人的學習能力、對知識的運用能力和對問題的推理和求解能力。

2）高層控制是智能控制的核心，智能系統能從全局出發，求解廣義問題和控制復雜系統。

3）智能控制系統不僅具有變結構的特點，還具有自學習、自適應、判斷決策和較高的容錯能力，從而促使系統處于最優

狀態。

4）智能控制系統具有補償能力。

5）智能控制遵循“智能遞增，精度遞降”的基本原理，具有較高的安全性和可靠性。

3智能控制在機電一體化系統中的應用

3.1智能控制在機器人領域的應用

在控制參數方面，機器人要求控制參數是多變的；在動力學方面，機器人具有時變性、非線性和強耦合的要求；在傳感器信息方面，機器人具有多信息要求；在控制任務方面，機器人具有多任務的要求。分析機器人和智能控制的特點可以發現，智能控制非常適合應用于機器人領域。

如今，在機器人領域的很多方面都應用了智能控制技術。例如，利用智能控制技術可以有效控制機器人手臂的動作、姿態；利用多傳感器信息融合技術、信息處理技術和控制技術對機器人的行走路徑、停留位置和躲避障礙物等動作進行控制。

隨著智能控制方法的不斷發展，它們的實用性、可靠性和優越性已經在很多應用系統中得到證明。神經網絡控制具有很強的魯棒性和容錯功能，通過利用神經元之間的聯結和權值的分布表示特定的信息，并對各傳感器接受到的信息進行處理，最后以直接自校正控制等方式對機器人進行控制；模糊控制具有很強的魯棒性，建立在模糊集合、模糊推理和模糊語言變量的基礎之上。模糊控制廣泛應用于機器人的建模、控制等很多方面。模糊控制首先對被控對進行建模，在同時考慮控制規則和模糊變量的隸屬度函數的基礎上，利用模糊控制器，對機器人機械控制；在設計與規劃機器人路徑的時候主要用到免疫算法，再結合遺傳算法和進化算法，可以對控制程序和控制技術進行優化。

3.2智能控制在數控領域的應用

智能化是當今數控系統的一個發展趨勢，隨著科學技術的發展，人們對加工質量提出了更高的要求，尤其是在數控領域應用智能控制成為人們越來越迫切的要求，如對制造網絡通行能力、加工運動的模擬、推理和決策能力、智能編程、智能監控、自尋優等功能的要求。數控系統中的某些模塊通過數學建模及傳統的控制方法可以實現，但是數控系統中的很多環節因為缺乏準確的信息，無法通過數學建模和傳統的控制方法實現，這時就需要通過智能控制方法和理論實現。利用模糊推理對數控機床進行故障診斷，利用模糊控制優化加工過程，利用模糊集合理論對某些控制參數進行調整；利用神經網絡技術可以實現插補計算、故障診斷；利用專家系統可以實現對某些難以確定算法或結構不明確的情況進行推理計算。另外，利用專家系統對多個數控機床維修專家的經驗進行綜合，并收集現場故障信息，再根據合理的推理規則，結合故障情況提出相應的維修意見。

3.3智能控制在交流伺服系統中的應用

伺服系統是機電一體化典型產品的重要組成部分，它屬于一種轉換裝置，通過轉換電信號以實現機械操作。交流伺服系統非常復雜，由于存在強耦合、負載擾動、參數時變等諸多不確定因素，所以不可能建立起精確的數學模型，只能建立起與實際情況相近的模型，該模型難以滿足某些廠家對系統高性能指標的要求。如果能引入智能控制系統，交流伺服系統將不再需要精確的控制器參數和數學模型就能使系統具有較高的性能指標。

3.4智能控制在機械制造中的應用

隨著計算機技術、智能控制技術和傳統機械理論的有效結合和制造機電一體化系統的飛速發展，機械制造技術不斷向著智能化方向發展。機械制造系統利用智能控制技術，模擬機械制造專家的智能活動，從而提高制造機電一體化的技術水平。要在機械制造中實現智能控制，首先必須結合機械制造特點不斷發展與完善智能控制理論、技術和方法；其次，利用神經網絡的學習功能和對信息的處理功能，對零部件的加工信息進行處理；最后，利用控制技術控制機電一體化系統加工機械零部件。

4總結

智能控制是機電一體化發展的必然趨勢，控制水平的高低直接影響機電一體化系統的運行質量。智能控制相對于傳統控制具有明顯的優越性，目前為止，智能控制已經在機電一體化中得到廣泛應用，但仍有很大的發展空間。因此，為了實現機電一體化系統的高度智能化，我們仍需不斷努力與探索。

參考文獻

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[4]董勇,謝士敏.機電一體化系統中智能控制的應用體會[J].數學技術與應用,2011,10:93.

篇9

工業是強國之本，建設制造強國勢在必行。中國服裝業在此背景下恰逢歷史性機遇，同時也將與世界性挑戰正面交鋒。

中國是制造大國，但大而不強，中國制造業目前仍處于“工業2.0”和“工業3.0”并行發展階段。用清華大學設計戰略與原型創新研究所蔣紅斌博士的話來說，就是“我們的主體經濟特質是左腿已經邁入了4.0時代，但是右腿還在2.0版本里。”與德國等制造強國相比，無論是在研發投入、技術水平、產品質量還是品牌形象上都存在較大差距。

當前，世界范圍內新技術、新應用、新產業、新業態蓬勃興起，正在引發影響深遠的產業變革。面對新一輪科技革命和產業變革帶來的機遇和挑戰，各國紛紛抓緊調整各自的戰略，日益重視制造業在促進經濟復蘇和轉變發展方式中的作用。因此，全球制造業發展格局在近幾年發生深刻變化，中國制造業發展正在面臨發達國家和發展中國家的“雙重競爭”。如美國制定了先進制造業國家戰略計劃，德國推出了“工業4.0”戰略，法國出臺了“新工業法國”。去年9月，印度也了“印度制造”戰略，將制造業作為立國之本。

由此，工業和信息化部部長苗圩提出，中國必須走“工業2.0”補課、“工業3.0”普及、“工業4.0”示范的“并聯式”發展道路。而對于始終走在變革尖峰上的服裝業而言，創新能力不足、勞動力數量拐點初現等信號無一不在警示――制造業的傳統發展方式已難以為繼，涅重生還是銷聲匿跡？答案或許就在一念之間。

智能時尚玩轉產業鏈整合

“中國制造2025”提出了用三個十年實現由制造業大國向制造業強國轉變的戰略目標，中國紡織工業聯合會副會長孫瑞哲認為，紡織服裝業具有先期邁進世界紡織強國陣營的基礎和優勢。具體而言，紡織服裝業智能制造包括智能裝備、智能產品和智能零售三個方面，但從“大時尚”的層面來說，脫下智能制造“冰冷的鎧甲”搭界服裝業，智能時尚的概念應運而生。

我們可以從紛繁變化的市場動態中捕捉到智能時尚的洶涌來襲。近兩年，可穿戴設備產業趨于成熟，國內外企業層出不窮的新產品滲透至消費者生活的方方面面，根植“可穿戴”背后的天然視覺優勢，作為智能產品的重要分支，為智能化與時尚化的結合吹響了沖鋒號。

智能裝備方面，和鷹、寶盈等龍頭企業深耕自動測體CAT、模板縫制系統等尖端領域，串聯縫制智能設備產業鏈，為智能時尚打下堅實基礎。智能零售則是在創新型零售概念的基礎之上，作為“工業4.0”時代催生出的新產品，直抵終端，讓消費者通過更便捷的方式將智能時尚“穿上身”。如運動品牌匡威就在今年夏天選擇北京、上海、廣州的三家門店，設置三塊“Made by you互動櫥窗”，顧客通過掃碼進入系統，上傳圖片來打造屬于自己的Chuck Taylor 鞋款。

是的，身處其中，每個人都感受到了移動互聯、大數據、云計算帶來的興奮、憧憬、敬仰、恐懼，但你所看到的可能只是冰山一角，藏在冰山底下產業結構的變化，你或許根本不曾知曉。

大勢所趨、不得不為。“中國制造2025”提出以推進信息化和工業化深度融合為主線，大力發展智能制造，構建信息化條件下的產業生態體系和新型制造模式。

中國服裝企業勇于嘗試與創新，并且得出金科玉律――智能制造不只是設備，而是在塑造一種觀念，在危機意識中，“工業4.0”既是機遇，也有挑戰。

從現有路徑來看，紡織服裝業大力推進制造過程的智能化，勢必將從產品設計智能化、關鍵工序智能化、供應鏈優化管控等方面，推進重點行業智能制造單元、智能生產線、智能車間、智能工廠建設，還要積極培育新型生產方式，結合汽車、機床、通信設備、紡織等行業特點，推進重點行業智能制造應用示范，不斷探索大規模個性化定制、云制造等新型制造模式。

智能思維去陳出新進行時

智能時尚憑借著互聯網和制造基因開始“飛入尋常百姓家”，智能科技正在擺脫以往“噱頭”的固定角色，日益成為服裝企業應對“數量增長慢下來，質量增速提上去”的“新常態”發展的不二法寶。然而，面對“只見其聲，未見其形”技術革命浪潮，服裝企業探路智能制造升級沒有快車道。

另一方面，“中國制造2025”不是專門為應對新一輪科技革命制定的規劃，而是對制造業轉型升級的整體謀劃，不僅要提出培育發展新興產業的路徑和措施，還要加大對量大面廣的傳統產業的改造升級力度，同時還要解決制造業創新能力、產品質量、工業基礎等一系列階段性的突出矛盾和問題。

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一、工業4.0的概念

工業4.0是德國政府提出的一個高科技戰略計劃。該項目由德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟技術部聯合資助，投資預計達2億歐元。旨在提升制造業的智能化水平，建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業伙伴。其技術基礎是網絡實體系統及物聯網。德國所謂的工業四代（Industry4.0）是指利用物聯信息系統（Cyber―PhysicalSystem簡稱CPS）將生產中的供應，制造，銷售信息數據化、智慧化，最后達到快速，有效，個人化的產品供應。

二、工業4.0的內涵

“工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變，產業鏈分工將被重組。德國學術界和產業界認為，“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統―信息物理系統（Cyber-Physical System）相結合的手段，將制造業向智能化轉型。“工業4.0”項目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者；三是“智能物流”，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

三、工業4.0的發展現狀

工業自動化是德國得以啟動工業4.0的重要前提之一，主要是在機械制造和電氣工程領域。目前在德國和國際制造業中廣泛采用的“嵌入式系統”，正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內部，是一種特定應用設計的專用計算機系統。數據顯示，這種“嵌入式系統”每年獲得的市場效益高達200億歐元，而這個數字到2020年將提升至400億歐元。有專家預計，不斷推廣的工業4.0將為德國的西門子、ABB、通快（Trumpf）等機械和電氣設備生產商，以及菲尼克斯電氣（Phoenix Contact）、浩亭（Harting）以及魏德米勒（Weidmuller）等中小企業帶來大量訂單。德國聯邦貿易與投資署專家Jerome Hull在接受時代周報記者專訪時表示，工業4.0是運用智能去創建更靈活的生產程序、支持制造業的革新以及更好地服務消費者，它代表著集中生產模式的轉變。Jerome Hull介紹：所謂的系統應用、智能生產工藝和工業制造，并不是簡單的一種生產過程，而是產品和機器的溝通交流，產品來告訴機器該怎么做。生產智能化在未來是可行的， 將工廠、產品和智能服務通聯起來，將是全球在新的制造業時代一件非常正常的事情。工業4.0是涉及諸多不同企業、部門和領域，以不同速度發展的漸進性過程，跨行業、跨部門的協作成為必然。同樣是在2013年漢諾威工業博覽會上，由德國機械設備制造業聯合會（VDMA）、德國電氣和電子工業聯合會（ZVEI）以及德國信息技術、通訊、新媒體協會（BITKOM）三個專業協會共同建立的工業4.0平臺正式成立

四、工業4.0的本質分析

1.本質是基于“信息物理系統”實現“智能工廠“

第一次工業革命始于18世紀后半期由蒸汽機實現工廠的機械化；第二次工業革命始于19世紀后半期用電力來實現大規模化批量生產；第三次工業革命始于20世紀后半期通過電氣和信息技術實現制造業的自動化。第四次工業革命――工業4.0，其實就是實現“智能工廠”。工業4.0將在前三次工業革命的基礎上進一步進化，基于信息物理系統（Cyber Physical System）實現新的制造方式。信息物理系統是指通過傳感網緊密連接現實世界，將網絡空間的高級計算能力有效運用于現實世界中，從而在生產制造過程中，與設計、開發、生產有關的所有數據將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產系統。

2.核心是動態配置的生產方式

工業4.0報告中描述的動態配置的生產方式主要是指從事作業的機器人（工作站）能夠通過網絡實時訪問所有有關信息，并根據信息內容，自主切換生產方式以及更換生產材料，從而調整成為最匹配模式的生產作業。動態配置的生產方式能夠實現為每個客戶、每個產品進行不同的設計、零部件構成、產品訂單、生產計劃、生產制造、物流配送，杜絕整個鏈條中的浪費環節。與傳統生產方式不同，動態配置的生產方式在生產之前或者生產過程中，都能夠隨時變更最初的設計方案。

3.首要目標是工廠標準化

德國工業影響力的一個側面就是“標準化”。PLC編程語言的國際標準IEC61131-3（PLCopen）主要是來自德國企業；通信領域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生于德國。工業4.0工作組認為，推行工業4.0需要在8個關鍵領域采取行動。其中第一個領域就是“標準化和參考架構”。標準化工作主要圍繞智能工廠生態鏈上各個環節制定合作機制，確定哪些信息可被用來交換。為此，工業4.0將制定一攬子共同標準，使合作機制成為可能，并通過一系列標準（如成本、可用性和資源消耗）對生產流程進行優化。以往，我們聽到的大多是“產品的標準化”，而德國工業4.0將推廣“工廠的標準化”，借助智能工廠的標準化將制造業生產模式推廣到國際市場，以標準化提高技術創新和模式創新的市場化效率，繼續保持德國工業的世界領先地位。

總的來看，工業4.0戰略的核心就是通過CPS網絡實現人、設備與產品的實時連通、相互識別和有效交流，從而構建一個高度靈活的個性化和數字化的智能制造模式。在這種模式下，生產由集中向分散轉變，規模效應不再是工業生產的關鍵因素；產品由趨同向個性轉變，未來產品都將完全按照個人意愿進行生產，極端情況下將成為自動化、個性化的單件制造；用戶由部分參與向全程參與轉變，用戶不僅出現在生產流程的兩端，而且廣泛、實時參與生產和價值創造的全過程。

參考文獻：

[1]程曉蕾.工業4.0架構下的工業大數據的需求、環境及服務化[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015（08）