智能制造论文

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智能制造论文范文第1篇

1.1PLC、压力传感器与温度传感器的选型基于生产成本和功能等因素的考究，决定采用晶体管型西门子PLC，型号为西门子S7-200CPU224XPDC/DC/DC的继电器输出型，满足本文低压铸造控制系统设计的转换精度要求[4]。由于PLC模型选用的是晶体管型PLC，出于高温测量稳定性和安全性因素考虑，决定采用西门子压力传感器QBE9000-P16。考虑低压铸造的实际生产状况和测量精度的要求，温度传感器决定采用PT100铂热电阻温度传感器[5]。

1.2电磁阀、比例阀与触摸屏的选型查阅电磁阀相关资料，决定采用广泛用于钢铁冶金，石油化工，矿山电力机械等各种气动系统中的HOPE77系列气动换向电磁阀。该系统比例阀要求调节和切断双重功能，本文采用可靠性高和噪声小的万讯QSTP智能电动引进单座高性能调节阀，是一种可以显示连续控制的气动调节阀，兼具智能控制和PID的相关功能。触摸屏选择灵敏度高、稳定的、无漂移操作、串口触摸接口和内部电源取电的ETWOTOUCH19英寸开放式触摸屏显示器。

2控制系统软件设计

2.1实时智能专家系统本文采用G2实时专家系统作为低压铸造生产的智能决策系统，图2为基于G2实时智能专家系统的低压铸造系统结构。首先将低压铸造生产工艺规范与质量标准输入到G2实时专家系统数据库，通过G2专家系统的NeurOn-Line，快速构建和部署关于低压铸造生产过程中的铸造工艺历史数据和规范的神经网络模型，并进行训练，获取到铸造产品质量与铸造工艺生产条件之间的某种关联关系，及时的根据实时反馈的铸造生产数据，对生产条件进行智能改善和控制，以改进并完善原有的铸造工艺方案，帮助铸造工艺设计人员更好的预测、控制和优化低压铸造复杂的工艺过程。应用智能专家系统于低压铸造生产的优点在于：①通过连续的、即时的虚拟铸造产品质量，测量获得质量一致性的铸造产品；②通过精细铸造生产产品等级来调节铸造生产严格遵守生产规范，减小产品偏离生产工艺与质量规范而造成产品报废；③在加工能力和能源消耗等约束条件下，优化生产经济，并且不会影响产品质量；④自动诊断和解决那些费时费力和需要推理的网络问题，迅速断定问题的根源[6]。

2.2PLC控制系统设计根据低压铸造模拟电压输入模拟量U-T工艺过程输出曲线编制PLC控制模块程序。图3是模拟电压U-t曲线，包括充型，结壳，增压，保压和降压等几个铸造工艺过程。PLC模块利用224XP模拟输入输出接口，需要通过编制相对应的程序调节电源电流来控制比例调节阀流量，从而使铸造过程依据该曲线进行响应的动作。根据低压铸造模拟电压U-t工艺历程曲线，设计如图4所示的低压铸造PLC控制模块程序设计，在step7软件上编写PLC梯形图，程序如图5所示。在通讯连接中，将串口连接到拓扑结构窗口，建立HMI与PLC模块间的通讯参数。可以通过触摸屏对低压铸造智能专家系统铸造参数的预设值进行设定，详见图6。点击开始按钮触发跟踪预设，得到实时跟踪过程仿真截图，每一次取样周期结束时，新的结果数据会从PLC读出来，并在趋势图上进行显示，这样显示结果具有实时性，如图7所示的模拟结果显示所设计的基于智能控制策略的低压铸造控制系统具有很好的实时性、准确性和可靠性。

3小结

智能制造论文范文第2篇

想象力是人类运用储存在大脑中的信息进行综合、分析、推断和设想的思维能力。在电磁感应现象的教学中，我给学生提了这样一个问题：既然电流能够产生磁场，反过来，磁场是否也能产生电流呢？接着我给学生做了一个引导思路的演示实验：将一根铜线直接绕在条形磁铁上，铜线的两端接入检流计。结果：无电流产生。此实验吸引了学生的注意，绝大多数学生自觉进入思考状态，他们会这样想：有了磁场不一定就有电流产生，那么，怎样才能得到电流呢？学生的精神状态使我想到引导他们发挥想象的时机已经成熟。我又提出了一个问题：假定在刚才的演示实验中有电流产生，我们将会得出什么结论？给学生发挥想象的空间和时间之后，我又引导学生作了如下的推演：假定导体中有电流，那就有电能，电能从何而来，凭空产生。至此，绝大多数学生就会产生这样的想法：既然能量不能凭空产生，要得到电流，必须有其它形式的能量向电能转化。此时，我再做课本上电磁感应现象的实验，很顺利地完成了本节教学任务。通过学生作业反馈得知，学生对电磁感应理解较为深刻，能较好地应用电磁感应原理。创立具有创造气氛的情景，恰当设置问题——情境，让学生充分发挥想象，调动其学习的积极性和主动性。

二、利用一题多解，培养发散思维能力。

有许多物理问题，可以从不同角度，不同方向去思考。有着多种解题途径。通过比较选出最合理、最简洁的思路，使学生的发散思维能力得到训练。

例：在与磁场垂直的平面内放一矩形金属框，框的一边AB可紧靠着框架无摩擦地活动。如果AB边质量为m，长度为L，AB边有效电阻是R（框的其它边的电阻忽略不计），磁感应强度为B。求当AB边匀速下落时，它的下落速度是多大？（以上各量均为国际制单位）。本题对职高学生来说，难度较大，作为课堂例题，我引导学生用两种方法完成。

附图

〔解法一〕（学生一般只会想到此法）

a.分析受力：如附图所示F为安培力

b.运动分析：mg＞F时，作加速运动，速度越来越大、F也越来越大，F＝mg时作匀速运动。

于是可由下列方程联立求解

ε

ε＝BLV①I＝─②F＝BIL③

R

mgR

mg＝F④解之得：V＝────

B[2]L[2]

解法一完毕之后，我提醒学生能否从能量角度来解答这道题。

提示：匀速运动时，能量转化有何特点？引导分析：匀速运动时，动能不变，重力势能不断减少，转化为电能。

〔解法二〕：AB匀速运动时，由于重力势能的减少全部转化为电能，根据能量的转化及其守恒有：

ε[2]B[2]L[2]V[2]

mgv＝─＝────────

RR

mgk

V＝────

B[2]L[2]

通过长期一题多解的训练，学生的发散思维能力必然会有所长进。

三、加强直观教学，发展直觉思维。

所谓直觉思维是指不经过一步一步分析而突如其来的领悟或理解。心理学家认为，它是创造性思维活跃的一种表现，是发明创造的先导。也是百思不解之后，突然获得的硕果，在创造发明过程中具有重要的地位，物理学中的很多定律是通过直觉思维获得的。加强实验教学，使学生建立直观的思维形象，有利于接受知识和直觉思维能力的培养。首先要重视演示实验，因为演示实验能使学生对新知识有感性、直观的认识，如在讲到自感现象时，就要做好课本上的两个演示实验，通过实验可以看出，当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生了感生电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流变化的；讲到电流的磁效应，要做好奥斯特实验，通过小磁针的偏转，直观地说明了电流能够产生磁场。有实验为基础，学生就很容易理解。其次，要充分重视学生实验，能做的实验要坚决做，通过学生亲手做实验，在动手能力提高的同时，也激发了学生的求知欲，增强了学习物理的浓厚兴趣，为直觉思维能力的提高创造了有利条件。

四、激发学生强烈的求知欲望，积极发展创造性思维。

古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德认为：积极的创造思维，往往是在人们感到“惊奇”时，在情感上燃烧起来对这个问题追根究底的强烈的探索兴趣时开始的，因此，要激发学生创造性学习的欲望，首先就必须使他们具有强烈的求知欲。

1.采用问题教学法，引起学生需要。例如，我在讲变压器时，提出这样的问题：现有用电设备，电动机额定电压380V或220V，照明电路和家用电器额定电压220V，机床照明只需36V以下电压，电子设备中还需多种电压，而高压输电则需要用110KV或220KV，如果采用许多输出电压不同的发电机来给它们分别供电，存在什么问题？言语不多，却象磁石一般吸引住了学生，使他们的学习动机由潜伏状态转入活跃状态，调动了学生的学习积极性，激发了求知欲。

智能制造论文范文第3篇

关键词：机械制造；智能化技术；体系

一、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。

(4)实时智能化。

早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。

2.2功能发展方向

(1)用户界面图形化。

用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化。

科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化。

多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC。

数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用。

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3体系结构的发展

(1)集成化。

采用高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用LED平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。

(2)模块化

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

(3)网络化

机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

智能制造论文范文第4篇

论文摘要：智能制造是当今世界制造业的重要发展方向，它在全球范围内都得到了广泛的应用和研究。文章从对智能制造的定义开始，介绍了智能制造的概念以及智能制造系统的特点及应用，然后通过分析智能制造在国内外的发展，结合我国实际情况介绍了智能制造在我国的发展趋势。

1智能制造简介

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）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。以智能制造技术（Intelligent Manufacturing Technology，IMT）为基础组成的系统叫做智能制造系统（Intelligent Manufacturing System，IMS），它具有以下特征:

①具有获取信息并以此来决定自身行为的能力。要具有获取信息并以此来决定自身行为的能力，也就是需要智能系统对信息具有一定的分辨能力，这要求系统的模型必须建立在相应的知识库上，系统运用知识库来决定自身行为。

②实现人机一体化。实现人机一体化就是使人和智能机器在制造过程中相互协作，在此系统中不能把人间单的当作操作者来看待，要意识到此时人和智能机器是平等的，可以认为他们是为了完成某些项工作而进行合作的两个个体，他们需要做的就是运用各自的特长来完成任务。

③拥有学习能力和自我维护能力。产品制造是在不断发展和变化的，因此在制造过程中所需要的知识也不断的增加，同时在运行过程中不可避免的会出现故障，为了更好的适应社会对产品制造的要求，需要智能制造系统拥有学习能力和自我维护能力。

智能制造在现代制造业中应用广泛，主要包含产品智能设计、加工过程智能监控、产品在线智能测量、机器故障智能诊断、制造系统的知识处理与信息处理、制造系统的智能运行管理与决策等方面。

2智能制造在中国制造业的应用现状及发展趋势

2.1国内外智能制造的发展状况

自20世纪80年代智能制造提出以来，世界各国都对智能制造系统进行了各种研究，首先是对智能制造技术的研究，然后为了满足经济全球化和社会产品需求的变化智能制造技术集成应用的环境——智能制造系统被提出。智能制造系统是1989年由日本提出的，随后还于1994年启动了先进制造国际合作项目，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[1]。近年来，各国除了对智能制造基础技术进行研究外，更多的是进行国际间的合作研究。 　在我国对智能制造的研究也早在上世纪八十年代末就已开始。在最初的研究中在智能制造技术方面取得了一些成果，而进入21世纪以来的十年当中智能制造在我国迅速发展，在许多重点项目方面取得成果，智能制造产业也初具规模。总的来说我国在智能制造方面的发展是不错的，近年来国家和各大制造企业对智能制造的发展也越来越重视，越来越多的研究项目成立，研究资金也大幅增长。

2.2智能制造在我国的发展趋势

在我国制造业未来的发展中，智能制造必将扮演更加重要的角色。我国必将由制造大国向制造强国转变，这就要求我国制造业由粗放型向集约型转化，这就要求我们必须控制能源消耗的增长，而通过智能制造系统能够更加充分的利用原材料，有助于我国制造业向集约型转化。要发展好智能制造，我们首要的任务是尽快建立起智能制造的理论体系，理论体系是整个智能制造的基础，也是全面发展智能制造的前提。在建立理论体系的同时技术体系也要相应的建立起来，智能制造系统是以智能制造技术为基础建立起来的，它以智能制造技术为基石。最后，结合我国制造业实际情况，建立符合我国制造业发展需要的特色智能制造系统。

3结语

随着全球制造业的发展，智能制造也将随之不断发展，这是制造系统由能量驱动型转变为信息驱动型所带来必然的结果。在这个全球化的智能制造浪潮中，我国当然也不落人后，我国一些高等院校已进行相关研究，随着国家和各大制造企业对智能制造的认识加深，相信将会有越来越多的人力物力将会投入智能制造的研究当中，最终得以在全国范围形成浓厚的研究氛围，国家、企业、高校之间相互合作，统筹规划、集中优势，最终形成符合我国制造业发展的智能制造系统。

智能制造论文范文第5篇

（安徽省新技术推广站，合肥 230061）

摘要：我国制造业规模居世界第一位，但大而不强，能力过剩和结构性短缺反差强烈，高端装备的核心、关键零部件受制于人，成为制造业转型升级瓶颈。国内大部分企业以传统的生产方式已达到极限水平，难以满足高端装备对核心、关键零部件的精密、小体积、高靠性等要求。信息技术与制造业协同创新、深度融合正在引领制造业向智能制造变革。

本文以提高零部件的装配精度为切入点，探索在现有加工设备的条件下，利用成熟的精密测量、数据存储和计算机软硬件等技术，以传统选配工艺和全零件测量数据为基础，解决传统选配方案凭经验和判断性测量，难以确定本企业最优分组数和最佳装配精度，实现企业的制造工艺向拥有核心灵魂的原始创新跨越，突破高端装备核心、关键零部件的制造瓶颈。

关键词 ：高端装备核心零部件; 性能; 装配精度; 集成创新

收稿日期：2015-06-30，修回日期：2015-08-04

作者简介：杨成，男，安徽省新技术推广站推广二室主任。上海交通大学机械制造及工艺专业毕业，长期从事企业信息化和技术创新体系建设的推广工作。对企业信息化和技术创新体系建设内容、步骤及实施方法论有一定造诣，形成了一套数据分析、建模及异常数据模型优化的方法论，主持编制了安徽省地方标准《中小企业成长性评价》（DB34/T 2330 ～ 32）。

1 装备制造转型升级的瓶颈和机遇

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。经过几十年快速发展，我国制造业规模跃居世界第一位，但制造业大而不强，总体仍处于国际分工和产业链的中低端，尤其在经济增速放缓以及市场需求下降的今天，高端装备核心、关键零部件为发达国家所掌控，受制于人的矛盾会愈发突出，能力过剩和结构性短缺反差强烈，加剧了产业“国退洋进”风险，严重制约了制造业转型升级，是制造业“由大变强”的瓶颈。如挖掘机的液压系统和发动机两项组成的核心零部件就占成本的42%，工业机器人三大核心零部件减速器、控制器和伺服电机占成本的75%，市场份额占据了国内70% 以上，且外商凭借市场垄断制定了大量“霸王条款”，要求国内企业提前订货期，甚至延长订单交货期等，严重影响了行业正常生产秩序。

当前，新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革。基于信息系统的智能装备、数字车间和智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革。跨领域、跨行业协同创新，为高端核心、关键零部件等重点领域关键共性技术的突破提供了新的路径。本文以提高零部件装配精度为切入点，将现代精密测量、大数据存储计算与传统的选配工艺融合，探索跨领域跨行业协同创新的新路径。

2 改善零部件装配精度的理论思考

高端装备的核心、关键零部件结构复杂、精密度高，且要求体积小、重量轻、噪音低、振动小、可靠性高、运行平稳和寿命长。随着相关产业的快速发展，对产品的性能指标提出了越来越高的要求。在制造上，业内基本是提高零件的加工精度或装配精度来解决。作为本身精密度要求极高的产品，大部分零件的加工精度己经达到了当前生产设备的极限水平。如果再提高零件的加工精度，势必要对加工设备更新换代，这将使生产成本以指数级增加，如没有批量和高技术工人保障，不具有可行性。在现有的生产设备的条件下，调整装配工艺是可行的途径。

对传统手工模式而言，调整精密产品的装配工艺难度极高。一方面，精密产品零件数量多、精度高，且零件间配合关系复杂，任何细微差错都会体现在产品的最终性能上；另一方面，调整选配方案，无论是方案设计、验证工作量，还是执行过程中的测量、保管、运输和分组等工作量都将呈指数倍增加。随着高精度检测、计算机和存储技术的发展，网络化、数字化和智能化闭环制造系统成为高端制造的发展方向，制约选配方案优化的零件检测量、检测精度、人工分组计算验证工作量和生产成本等制约因素得到了很大改善。

3 关联技术的发展现状

3.1 传统的装配工艺

（1）机械装配。

按照设计的技术要求，实现机械零件或部件的连接，组合成机器。机械装配是机器制造的重要环节，装配工作的好坏对机器的效能、修理的工期、工作的劳力和成本等都起着非常重要的作用。零件的装配有互换、选配、修配和调整4 种配合方法，批量生产主要是互换法和选配法。

（2）互换法。

装配的同一种零件能互换装入。零件加工公差要求严格，它与配合件公差之和应符合装配精度要求，装配质量稳定可靠，装配过程简单，装配效率高，易于实现自动装配,便于组织流水作业，产品维修方便，主要适用于生产批量大的产品。但是对设备精度要求较高，尤其组成环数较多时，组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工成本高。

（3）选配法。

对于组成环数少而装配精度又要求特别高的机器结构，为了提高加工经济性，将精度高的零件的加工公差放宽,然后按照实际尺寸的大小分成若干组, 使各对应的组内相互配合的零件仍能按配合要求实现互换装配。特点：①零件的制造精度不高，却可获得很高的装配精度；②组内零件可以互换，装配效率高；③凭经验和判断性测量来分组，在很大程度上取决于人的技术水平，不易准确控制装配精度；④零件的分组数不宜太多，否则会因零件测量、分类、保管和运输工作量的增大而使生产组织工作变得相当复杂；⑤难以控制各组零件数完全匹配，多余零部件浪费大。

3.2 数字化精密量具的发展现状及趋势

数字化测量是高端制造的关键技术。高环境适应性、亚微米、纳米级测量仪器从计量室进入生产现场，为高端制造网络化、数字化和智能化奠定了的基础。

（1）数字化量具发展现状及趋势。

在生产实践中，根据普通的工件精度要求，一般使用直尺、游标卡尺和千分尺等测量工具数字显示已基本普及，位移传感器的测量精度从微米量级向纳米量级提升已经成为发展趋势。Heindenhain、日本三丰及SONY 等国外公司近年来都相继推出精度达到纳米级的光栅式长度计，北京标普公司采用了有自主知识产权开发的SGG-01 型0.1 纳米测长仪, 分辨力达0.1nm，示值误差±（3+0.03L）nm。

量具基本都有数据通讯接口，但这些测量手段的准确率和效率往往与操作者的经验和工作态度有关，难以满足一些现代化生产制造场合的高效的在线100％检测要求，同时测量的数据极少在线存储。

（2）机器视觉引领高精度尺寸测量。

基于机器视觉的检测技术，以其自动化、非接触、高可靠性和多工件多尺寸（长度、距离、角度、形状和位置）高精度测量，不受操作者的疲劳度、责任心和经验等因素影响的特点，在国内外制造业得到了深入研究和广泛应用。测量仪从检验室进入车间、对生产现场零部件100%检测成为发展趋势。目前机器视觉测量精度已经达到亚微米级以上，能够满足绝大部分高精度零部件的检测要求。

德国MAHR 公司、瑞士TESA 公司和日本三丰公司等三维视像测量系统，仪器分辨力0.01μm，测量精度XY 轴（0.3+L/1000）μm，Z 轴（1+2L/1000）μm。国内西安爱德华、东莞万濠、苏州怡信、深圳鑫磊以及北京天地宇等公司也有类似产品，贵阳新天光电公司的仪器测量精度达到（1.0+L/100）μm。

3.3 数据存储发展现状与演变趋势

数据存储是增长最快的半导体技术。每12 到18 个月，存储能力就会提升一倍。如今，台式机硬盘存储容量最高可达4TB，这意味着能装下1 万张照片或562 个小时的高清视频。硬盘制造商希捷表示，到2020 年，热辅助磁记录技术将给世界带来60TB 台式机硬盘，足够存储12 万张照片或6,750 小时高清视频。

与有着60 年悠久历史的硬盘驱动器技术不同，NAND 闪存技术还很年轻，有很大的发展提升空间。如今，NAND 闪存的存储能力以每年175% 的速度增长。

MicroSD NAND 存储卡的体积比指甲还小，存储容量却超过100 亿字节。

大数据时代，云存储(Cloud Storage) 应运而生。与传统存储设备相比，云存储不再仅是一个硬件，而是一个由网络设备、存储设备和应用软件等多个部分组成的复杂系统。“云存储可颠覆磁盘阵列所代表的传统存储需求。”基于x86 服务器的分布式存储系统、虚拟化技术和闪存的广泛普及，以及软件定义的存储技术等，都使云存储能够以更低的成本快速向前发展。数据量的大小由TB 级增长至PB 级，云环境下的大数据存储成为未来的发展趋势。

4 大数据环境下的选配工艺技术实现

4.1 前期准备

（1）建立机器视觉检测线或利用现有数字化量具100% 测量加工零件精度，并在线存储，建立全部零件加工精度数据库，积累海量的零部件精度数据，通过数据统计，找到各零件基本尺寸、公差和偏差稳定的分布概率。

（2）制定产品精度提升的目标，确定组成环零件组的基本尺寸、偏差和配合公差，按照产品装配图进行数字装配，仿真运行，检查、验证验证各组成环精度可行性；并根据装配合格率、零件剩余率和生产效率，建立优化模型，经反复优化，确定加工零件分组数和选配公差。

（3）预测投入产出，确定建立数字化检测线和自动分拣生产线的可行性。

4.2 过程优化

（1）建立数字化检测线和自动分拣生产线，保证零件加工精度100% 的记录和存储。

（2）实施基于物联网的库房库位管理，对全部零部件可识别分类包装。库管人员只需将生产指令、数量输入电脑，系统会自动匹配各组别零件的库存数量，选择最佳的组别，并将所需零部件从库位上取出，送往装配车间。

（3）详细记录每个产品的出厂质量，建立产品可追溯档案；尽可能多地收集客户对产品的满意度，对客户返厂产品进行质量分析和记录。

（4）按照装配合格率、零件剩余率、生产效率、客户满意度和返厂产品质量等因素，准确及时掌握工艺系统的工作状态和误差变化趋势，持续完善优化模型、优化加工零件选配公差和分组数

（5）产品升级。利用国家的扶持政策，充分发挥科研机构理论研究优势，构建经实践验证的产品全生命周期的大数据平台，研究全生命周期数据统一模型及现场运行过程检测技术、面向故障与效率的数据关联分析技术，形成面向产品的海量实践数据和理论研究深度融合的产学研合作，实现产品从模仿设计向拥有核心灵魂的原始创新跨越。

5 大数据环境下的选配工艺的意义

5.1 低投入、高产出，突破制造业“由大变强”的瓶颈增加的检测、工艺优化和分拣设备的投入，相对研发试制高端装备核心、关键零部件巨额的研发成本微不足道。零部件制造厂商转换产品升级换代观念，走从中低端向中高端的策略，即企业以现有满足主机厂中低端产品，通过优化装配工艺，主动提高产品的性能指标，必然完全满足主机厂中低端产品的要求，一方面使主机厂用户在原机型无障碍采用，经一段时间应用后，以“实效”树立主机厂的信心，逐步推动主机厂在高端机型的核心、关键零部件上应用；另一方面，零部件制造厂商通过海量数据的积累，不断优化装配工艺，形成具有真正灵魂的、稳定的、难以模仿的工艺，保证产品的性能质量，形成经济增长新动力，塑造国际竞争优势。

5.2 效益驱动，推动零部件制造厂商智能工厂建设

通过零部件制造厂商将新一代信息技术与装配过程融合，建立零部件加工精度和装配过程的数字化——建设数字化装配车间，形成的产学研合作经验，其成果可有效树立企业两化深度融合的信心，推动企业进一步推进信息技术与制造过程深度融合，建立从毛坯、粗加工、热处理、精加工、毛刺和飞边清理打磨等到零件加工全过程的数字化，并在海量数据积累的基础上，持续优化改造现有加工工艺流程，在有限的设备投入下，实现零件的加工精度或装配精度双向提高——建设智能工厂，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，新一轮产业竞争中，抢占智能制造这一制高点。

5.3 零件精度分组工艺不可复制，成功经验可推广

基于企业个性化设备和人员加工出零部件海量精度数据的概率分布，并根据装配合格率、零件剩余率、生产效率、客户满意度和返厂产品质量等因素，确定组成环分组数，每组零件的基本尺寸、配合公差等工艺参数和优化模型是企业产品的核心灵魂，同行企业简单复制无效，也就是企业的核心知识沉淀不可复制，可以有效保护企业产品的竞争力。本文以提高装配精度为切入点，技术创新上，需要将现代精密测量、大数据存储计算与传统的选配工艺融合，实施跨领域跨行业的协同创新，企业可完成海量的数据采集和存储，提出客户的要求，大量的理论研究、数字仿真、模型提炼优化等研究工作，企业不具优势，势必要引进专业研究机构，进行产学研合作。因此，通过项目实施，总结出的实施方法论，采用的检测设备，数字仿真软件、优化模型规则的提炼方法等，以及形成的专家团队，可在行业内共享，推动行业内企业从模仿设计向拥有核心灵魂的原始创新跨越。

6 结语

我国经济发展进入新常态，经济增速放缓，市场需求下降，资源和环境约束不断强化，劳动力等生产要素成本不断上升的环境下，整机生产企业在核心、关键零部件受制于人的背景下，难以继续通过内部挖潜以及产品提价等方式部分的转嫁上游供货商提高配件价格产生的高成本，维持较稳定的盈利能力；而新一代信息技术与制造业深度融合，基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革。以市场需求为导向，利用相关领域的创新成果，通过创新链的资源配置，实施跨行业协同创新，建立以企业为主体，政产学研用相结合的制造业创新体系，是可以突破制造业核心、关键零部件的瓶颈，促进制造业数字化网络化智能化，走创新驱动的发展道路。

《智能制造》杂志征稿通知

一、征文范围

1. 数字化设计与制造

2. 智能设计理论、方法及系统

3. 自动化与现代制造系统

4. 机器人技术及应用

5. 虚拟设计与虚拟样机

6. 网络化控制与制造技术

7. 绿色设计与绿色制造中的智能技术

8. 智能加工、智能检测与控制

9. 数字企业与数字化工厂

10. 制造系统建模、运行、控制、优化与调度

11. 先进制造模式与战略

12. 制造信息与知识处理

13. 数控技术与数字化装备

14. 现场总线与无线传感网技术

注：以上内容范畴供参考，围绕智能制造全领域，具体题目请自拟。

二、论文遴选、刊录出版和基本要求

1.《智能制造》编辑部组织编委会有关专家，对投稿进行审查、遴选，择优刊登。审查遴选期限为自编辑部收到稿件后的三个月。

对于刊登的论文，编辑部提供正式录用通知。

2. 论文内容必须是作者未正式发表过的研究成果，论文主题与智能制造相关，投稿作者须恪守学术道德规范，文责自负，严禁一稿多投及中途撤稿。论文字数4000 ～ 7000 字。

3. 论文应包括以下项目：论文题目；作者简介（200 字以内，包括姓名、工作单位、通信地址、电话、手机、电子信箱等）；中文摘要、

关键词 、标题和正文、

参考文献。

三、编辑部投稿联系方式

联系人：张友苹