智能制造技术的概念
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智能制造技术的概念范文第1篇
关键词：先进制造；技术机械制造业；发展方向
一：机械制造技术的概念
机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一，是国家重要的支柱产业。机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验，但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前被公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
（1）从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要（2）从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。（3）从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。（4）从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。
发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。20世纪下半页，日本丰田汽车集团首创的精节生产LP（LeanProduction）模式，就是以最小的投入，取得最大的产量的具体表现。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，应以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CAD/CAM技术，充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心，以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途徑。从长远看，在发展中循序渐进的搞好制造业生产，实现可持续发展是需要每一个企业家和国家共同努力完成。
机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
三、机械制造技术的新趋势
（一）、机械智能化
智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。
（二）、机械敏捷化
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
（三）、机械虚拟化
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
四：结束语
总之，我国机械制造业发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术，坚持提高与普及相结合的方针，我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
参考文献
[1]黄华梁、彭文生.创新思维与创造性技法.北京：高等教育出版社，2007
[2]李学志.计算机辅助设计与绘图[M].北京：清华大学出版社.2007
智能制造技术的概念范文第2篇
关键词：工业4.0；智能制造；模具制造业；3D打印技术
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.018
1 工业4.0与智能制造
工业4.0的核心理念是信息系统和物理系统的深度融合，从而产生具有“人-机”、“机-机”相互通信能力的信息物理融合系统（CPS）。CPS将是一个包含计算、网络和物理世界的复杂系统，通过计算机技术、通信技术和控制技术的有机融合与深度协作，来实现信息世界与物理世界的紧密融合。结合制造业的发展，工业4.0提出了智能制造的概念，它是基于现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能技术，通过感知、人机交互、决策、执行和反馈的方式，来实现产品设计过程、制造过程和企业管理及服务过程的智能化，是信息技术与制造技术的深度融合与集成。智能制造是一种可持续的制造模式，它有助于优化产品的设计和制造过程，大幅度减少生产资料和能源的消耗以及各种废弃物的产生，能够同时实现循环再生和减少污染。实现智能制造的智能工厂将由物理系统和虚拟信息系统组成，被称为信息物理生产系统（CPPS），它是未来制造业的重要组成单位。
2 工业4.0对模具制造业的影响
2.1 3D打印技术的使用
3D打印制造技术作为工业4.0生产模式的突破口，具有分布式制造的重要特征。3D打印制造技术是根据计算机的三维设计和计算，通过软件程序和数控系统将特定功能材料逐层堆积固化的快速成型制造技术。
传统的模具制造技术存在其自身局限，比如生产成本高，一般适用于与之对应的注塑件或冲压件的大规模生产。而且模具的开发技术难度大，特别是对于外观复杂的工业产品或零件而言，其外观越复杂，模具的研发费用越高，开模周期越长，加工成本越高。
3D打印技术可用来加工外观复杂的产品，同时缩短产品研发周期。对于那些生产成本较高的新模具，可以先通过3D打印的方式得到少量产品，待其投放市场后观察动态，再制造更多的模具来进行大批量生产，这样可以避免模具开发前期的投入过高对企业造成的潜在风险；3D打印技术可以精确地制造出零件中的任意结构细节，这些组成整套模具的零件被3D打印技术制造出来后，可以有效地知道模具的装配工艺，避免模具在机构和工艺上的设计失误；在高端精密模具中，随形冷却水道的设计和应用是很广泛的，然而这里无法使用传统的机械加工技术来完成，但3D打印技术能够被用来制造此类复杂的模具，其效果可使模具在需要的部分快速降温，缩短注塑件的成型周期，从而提高生产效率。
2.2 模具的智能制造
根据工业4.0的特点，模具制造业可以通过运用人工智能、物联网、大数据、云计算等手段改造生产流程、管理系统和商业模式，从而缓解该行业的生产成本高、开发周期短的压力。营造智能制造的生产环境，可以改变模具制造业的生产模式，提高产品质量和生产效率。例如日本最大的模具标准零件供应商――米思米（MISUMI）公司，通过使用附着在零件上的RFID电子标签来自动识别相应的作业和制造流程，并通过这些信息，自动重组、配置最适合的生产单元、生产线及工厂，从而不断完善多品种、小批量的生产模式，使得更加灵活机动的多品种、多需求生产和订单管理成为可能。该公司的独特业务模式，构筑了其全球迅速交货体制，实现了商业创新和流程、生产方式的再造；例如某模具制造公司通过对大规模生产的注塑件或冲压件的产品的三维形态扫描和具体尺寸的大数据分析，将产品的尺寸缺陷反馈给模具制造设备，从而发现了用于规模生产的模具的局部缺陷。然后，该公司便可通过模具的三维CAD数字模型的改进，指导3D打印设备，对已使用的模具进行缺陷修复（局部三维再加工和局部修正）或者设计、制造新的模具来替代。整个测量、分析系统的数字化以及产品测量设备与模具制造设备的互联，使得模具开发和改进变得更加智能化；例如通过分析注塑件或冲压件的产品订单、库存情况和半成品信息，智能化的模具制造工厂能够合理地分析出目前生产线的产能状况，并对是否需要制造更多的模具来支持生产线的问题作出判断。
2.3 模具的云制造
随着制造业逐渐进入大数据时代，智能制造需要高性能的计算机和网络设备来实现互联，这样通过上游的计算机安装SCADA数据采集和监控系统，可以将数据发送给云端进行处理、存储和分配，并在需要的时候从云端接受指令。如图1所示的是一群机器人的云端控制模型。同样的，通过上游计算机将模具制造的任务信息发送到云端，并将模具各个部分零件的三维制造信息合理地分配给相互连接的多台3D打印设备，从而分布式地完成整个模具的3D打印制造任务。这样就更加有效地实现了模具的快速开发，提高了模具的生产效率。
3 结束语
工业4.0所倡导的信息系统与物流系统正在深度融合中，而智能制造和智能工厂的概念也必将导致整个工业机构、经济结构和社会结构从垂直向扁平的分布式方向转变。模具制造业作为制造业的重要组成部分，在加入智能制造的概念后，必然能够实现信息和物质的智能互联，更大程度地降低产品成本，提高劳动生产率，这需要我们每一个人的智慧和努力。
参考文献：
[1].工业4.0和智能制造[J].机械设计与制造工程，2014（08）：1-5.
智能制造技术的概念范文第3篇
随着工业和信息化的不断融合，工业制造也迎来了新的发展阶段。当前，人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等技术相结合的智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节。这3种技术将重新构筑制造业的竞争格局引领新一轮制造业变革。中国作为制造大国，十分重视装备制造业的发展，根据《“十二五”智能制造装备产业发展规划》，中国将实现智能制造装备产业销售收入超过1万亿元，年均增长率超过25%。在中国制造业举起智能化发展大旗的同时，究竟在如何补足短板，确定方向，实现有序、健康发展？中国工程院院士、机械制造与自动化领域著名科学家卢秉恒在接受《中国经济和信息化》记者专访时表示，当前中国的智能制造发展还处于起步阶段，一些认识上的误区还需要改变，同时需要夯实产业发展基础，通过智能技术切实提升制造业整体水平。
自动化不是智能化
CEI：不管是国家战略层面还是一些企业的发展层面，都已经把智能制造作为一个重要的发展方向。你如何看待中国当前智能制造的发展？
卢秉恒：中国是制造大国，当前，制造业已经开始向智能制造转型发展。然而中国现在的智能制造还处于起步阶段，一些对于智能制造的认识还存在偏差。有的人把数字化认为是智能制造，有的人认为自动化就是智能制造，这存在一些误读。制造业的自动化、早已有之，智能化是最近的概念。
简单而言，自动化是节约人的体力，智能化是节约人的脑力，智能化充分体现了知识经济的价值，它是在数字化、自动化的基础上发展的，是更前沿的阶段。以机床为例，第一阶段是电动机和机床结合在一起，形成机床，而不是古代使用马拉进行运转的工具。第二阶段是将计算机和机床结合在一起，变成数控机床，实现程序化控制，这是数字化时代的产物。第三阶段的智能机床，需要传感器，随时感知其工作状况、参数，需要根据工艺知识而设计的智能控制软件，智能控制软件体现了人们对加工工艺过程优化的知识。传感器、数控机床、智能控制三者共同构成智能机床。这亦可看出数字化、自动化和智能化的区别。当然，智能制造还包括车间级、企业级等制造系统的智能化。
但是，现在很多人的意识中，包括国家立的一些科研项目把二者都混淆起来，将智能制造的经费也用到了其他的技术方面。作为企业来说，也需要认识到这二者的区别，智能化将比数字化、自动化能带来更大的受益。
还是以机床加工来看，数控机床是编好程序以后，机床按照程序规定的命令执行，如果加工的过程中出现问题，震动、主轴发热等情况，机床自身是无法控制的。而智能机床可以随时监测刀具是否出现磨损、主轴是否有发热、震动等状态的变化会影响到加工的质量，智能机床可以随时干预加工过程，改变运行参数，降低转速、减少进给速度，保护机床或者停止运转等。
CEI：你所说的这类智能制造技术应用情况如何？智能制造应该是一种什么概念？
卢秉恒：这种技术在国外已经开始应用，如德马吉的机床已经可实时监测机床振动。其把机床的振动分为3个档位。当振动在0～3个重力加速度时，说明机床的运行稳定；当震动在3～7，认为是需要密切监视；当震动达到7～10就会立即停止机床运行，认为这可能带来机床故障。当加工状态的温度过高等情况出现时，智能机床还能将故障警示通过手机发送给操作者，一个操作者可以管理数台机床，哪台机床报警了操作员将直接收到信号，甚至操作者在工作的同时能够听音乐也不耽误工作。
智能技术还能监测机床温度升高引起变形的情况，也就是热伸长。热伸长影响加工精度，可能导致加工零件变成废品，而智能技术在自动检测到潜在问题后，能够通过数控机床进行温度补偿，仍然加工出合格的产品。
在智能技术下，机床还可以通过加工程序的设置，实现按照最好的产品质量水平或者最大生产率运行，提供两套程序选择。当需要进行粗加工时，提高加工效率即可，而需要精加工时，则可以选择质量最优方案，在保证质量的基础上，再提升加工效率。
过去，依靠工人编程的数控机床无法解决这些问题，制造过程中发生的变化无法控制，而智能机床就可以实现。
当然智能制造还有更广泛的意义，包括整个生产过程、生产系统智能化，让所有设备按照最优布局分配加工任务，使整体加工效率达到最高。智能制造既体现在智能制造装备上，也体现在整体的生产系统的控制上。
短板在于传感技术
CEI：在中国现有的技术基础上发展智能制造，关键点在哪里？
卢秉恒：国家应该有规划、有计划推进智能制造业的发展。当前，中国在发展智能制造业上存在一个薄弱的环节——传感器行业。这个行业的研发严重不足，智能制造应用的传感器，需要实现不干扰设备的工作状态，体积要小，质量要好，需要足够的灵敏度。中国目前传感器产品主要依靠进口，这导致传感器产品的价值很高，供应不及时。由于传感器不是大批量产品，价格高就会增加企业的成本，最终可能导致企业放弃智能化的发展。
此外，传感器需要的品种很多，企业往往选不到所需的传感器产品，一些传感器无法安装在设备上。现在微纳制造可以制造非常小的传感器，比较符合智能制造需要的传感器。但是这种技术在中国还停留在个别高校的科研阶段，没有形成产业化技术和商品化的产品。
因此，中国的智能制造发展，首先应该从国家层面重视传感器技术的研发、生产和商品化。
CEI：由于智能制造是信息技术和制造技术的结合，但事实上有的信息人才并不熟悉制造业，制造业人才不熟悉信息技术。在实现软硬两种技术产品的结合上，你有何建议？
卢秉恒：确实是存在这个问题，这需要实现学科的交叉，从事信息技术的人不熟悉制造业，从事制造业的人不了解信息技术，需要双方面人才、产业的交叉发展。
智能控制的软件研发，基础应该建立在对制造工艺的研究之上。必须对工艺过程非常熟悉，深入研究工艺过程，对不同行业的制造任务、具体制造环节、工艺过程都要有深入的了解，才能实现对制造过程的优化，每个优化方案都需要建立在对工艺的深刻理解上。
CEI：你认为中国发展智能制造，应该形成何种氛围才更利于产业的发展？
智能制造技术的概念范文第4篇
关键词：机械制造；智能化；发展方向
计算机技术是二十世纪人类伟大发明之一，它改变了人们的生活方式，也加快了各行各业的发展步伐。对于机械制造这个古老又充满活力的行业，计算机技术可谓掀起了一场跨时代的技术革命。它使机械制造业步入了智能化发展时代，将人们的想象化为现实，也为机械制造行业发展开拓了新的思路。
1机械制造智能化发展的必然趋势
智能化是近年来科技发展中的一个热词，也是人类社会物质文明发展到一定程度的产物。所谓智能化是基于计算机技术、现代通信技术、信息技术、互联网技术以及自动化控制技术发展的基础上所产生的一种技术概念［1］，它涵盖了住宅、家居、医疗、机械、化工等多个领域，已成为当今科技创新发展的一个重要方向。智能化技术具有四大特点：一是从人类的感知能力出发，通过科学技术放大人类对外部世界的感知体验，并引导人类从中获取所需的信息，这一过程也是智能化技术诞生的前提；二是人类的思维能力和记忆力，这一点与人类的分析、判断、决策、联想等能力相关，智能化技术的目的是从技术角度帮助人类做出正确的判断和决策；三是自适应能力，人类总在适应不断变化的自然环境和社会环境，智能化技术的出现，大大缩短了人类的感知过程；四是人类决策的辅助工作，决策是人类在受到外界刺激后做出的反应，智能化技术帮助人类认知自身对外界刺激的反应，进而辅助人类做出正确的决策。［2］可以说，智能化概念已融入人们的思维意识中，而智能化技术也成为各行各业技术革新的利器。机械行业融入智能化理念后，也积极着手研究智能化与机械技术的融合创新。机械行业是我国经济的支柱型产业，在我国市场经济发展中占有重要地位。机械行业是一个庞大的产业链，涵盖了汽车、发动机、机床等重型工业行业，也包括元器件生产、零部件加工等行业。我国机械行业发展的主力军是机械制造行业。机械制造专指运用动力机械、化工机械、起重运输机械、纺织机械、仪表仪器、各项工具及其他机械设备从事生产活动的组织。［3］那么，机械制造行业一旦融入智能化理念与技术，将大大节省制造周期，提高机械制造质量和速度。机械制造智能化是指机械制造技术与智能化技术的融合，这种整合既是观念上的，也是技术上的，它运用人工智能、机器智能、新型材料技术、系统工程等先进技术融合为一体，提供一体化制造方案，为专家提供分析数据、技术可行性分析，以帮助专家进行推理、演示，从而做出正确的决策，并最终形成一个完整的、高度智能化的机械制造系统，使机械制造生产步入柔性管理和集成化管理时代。
2机械制造迈向智能化发展的现状
作为传统的机械行业，在历经几百年的发展中，特别是自上世纪八十年代计算机技术由军用向民用扩大后，机械行业也迎来了技术革新的里程碑。到了本世纪，计算机技术得到普及，已渗入各行各业。尤其与机械行业的结合，带来了两个行业的双赢，同时也催生了机械制造走向智能化发展的道路。但就我国机械制造行业发展来看，起步较晚是行业发展迟滞的一个重要原因。加之智能化技术主要应用于轻工行业，对于重型机械加工领域还未做到广泛应用。主要呈现几大现状：从基础来看，我国机械设计水平远远落后国际水平。机械设计是机械制造行业发展的前提，且计算机、电子等智能化技术最先应用于机械设计领域。如CAD、Pro-E等计算机辅助设计软件的应用，绝大多数设计人员只是将这些软件作为绘图工具使用，而忽略了其自带的数据分析、加工演示等重要功能；由于前端设计中运用智能化技术不多，给后期的机械制造智能化环节带来了一定的影响。从技术和工艺水平来看，机械制造智能化的应用程度不高。当前国际机械制造智能化正在向超薄化、超小化方向发展，模糊控制、计算机控制方面都已融入日常生产中。而我国虽然誉为机械制造大国，但多运用传统机械制造工艺，甚至在很多地区仍然沿用手动机床，能够熟练操作数控机床的技术人员并不多；而能够掌握数控加工中心这样的精密加工技术的技术人员更是少之又少。
3机械制造智能化发展方向探讨
要探讨机械制造智能化的发展方向，还需要追根溯源，回归机械制造智能化技术的几大特点，从其自身优势出发，探讨其可持续发展的可能性及发展方向，才具有坚实的理论依据。
3.1机制制造智能化技术可持续发展的优势
一项技术、一个产业能够实现可持续发展必然具有其不可取代的价值，即核心竞争力。对于机械制造智能化技术来讲，其自身优势正是维持其可持续发展的动力。从技术价值来看，机械制造行业与智能化技术的结合，顺应了未来科学技术发展的潮流趋势。随着计算机技术的飞速发展，人工智能成为当今乃至未来科技发展的一个重要方向。机构制造智能化将人工智能技术、软件系统、自动化控制技术完美地融合在一起。从技术角度实现了无人干预生产，运用机械制造智能化代替了人工劳动，避免了生产过程中因人为因素导致的失误；同时也规范了生产过程，使机械制造真正意义上步入了自动化和精准化生产的时代，大大提高了生产效率。对于一项技术来讲，技术价值无疑是其最为核心的竞争力，但使其广泛应用并最终形成经济效益和社会效益的还是其经济价值。机械制造智能化解放了劳动力的同时，也为生产企业节省了人工成本，改变了机械制造行业原来依靠密集劳动力实现盈利的模式。同时机械制造智能化技术也大大提高机械产品的精确度，高质量产品带动了市场运作的规范化发展，也为生产企业带来了高额利润，使生产企业在技术研发方面投入更多的资金。而研发能力已成为当今工业企业一项重要的核心竞争力，也是我国乃至世界机械制造行业发展的趋势。
3.2机械制造智能化发展方向分析
结合当前我国机械制造智能化发展现状，以及其固有的技术价值与经济价值，综合分析之下，我国机械制造智能化技术未来将向三个主要方向发展：第一，人机交互方向。随着计算机技术的发展，“人机交互”这个工业上的常用术语已不再是人类的美好憧憬，早在数年前就已成为现实。人机交互（Human-ComputerInteraction,简写HCI）指人与计算机通过某种语言实现对话，并采取“有来有往”的交互式对话方式，在人与计算机之间形成“信息”交换的过程。在机械制造智能化领域中，人与计算机共同承担生产任务，甚至在工作中形成了默契的伙伴关系。计算机为人类提供了人机交互接口，也可以把它理解为人、机对话的数据线。操作人员先将制造任务中需要运用到的数据按照一定程度通过人机交互平台输入计算机中，完成了“人机对话”的第一步；计算机在接收到人类传输的数据后进行数据处理，计算制造加工中需要用到的数据以及技术可行性分析，并迅速向操作人员反馈结果。通过这样的“人机对话”实现了数据的快速处理，也提高了制造加工效率。目前我国机械制造智能化技术采取最多的是CAD、UG等软件设计和编写加工程序的方法。这些软件不但可提供数据测算和三维成型等技术，还可通过加工演示环节展示制造过程中的不足之处，便于操作人员第一时间修改参数和设计方案，实现图纸的优化。在未来，这种技术和制造模式仍然占有绝对的优势。尤其在制造过程演示方面需进一步完善三维成像效果，增加声音模拟、数据纠错、图文处理等功能；并就加工过程进行实时监控，对其中的故障问题进行检测、处理，强化“人机交互”平台对生产过程的监控、管理。第二，柔性发展趋势。所谓柔性是专指制造系统用于满足个性化生产条件而进行变化的能力。智能化技术本身既具备了满足生产条件变化的能力，计算机技术提高了机械制造的精准度，也使原有的机械制造技术灵活度大幅提高，能够满足不同生产需求的需要。柔性技术发展较早，从数控技术发展时代就已经开始了。尤其在发达国家，工业技术发展超前，数控技术发展相对成熟，尤其一些加工中心对于医疗机械、精密仪器加工都具备了极高水准，能够满足用户越来越高的要求，并使柔性化技术形成一种长期发展的趋势。第三，精密发展趋势。当机械制造技术水平达到一定程度、且大众化机械产品的市场饱和度逐渐提高后，机械制造行业必然走向精密化发展之路。机械制造智能化技术依赖电子技术、微加工技术、精密加工技术的发展，大幅提高了机械产品的精密度的加工实效性，减少了人力加工时代残次品率，使机械制造产业步入了精密加工时代。目前发达国家已由传统机械制造行业向精密制造行业转型，而这也必将成为未来机械制造产业的主流趋势。同时，人工智能技术的融入提高了机械制造过程中的处理环节，提高了机械制造的实效性，也成为未来机械制造行业的发展趋势。机械制造作为工业经济时代产物，智能化发展将为我国机械制造行业带来新的发展机遇，增强了人机互动功能，实现了柔性制造技术，同时也提高了制造精度与可靠性，为我国机械制造行业参与国际竞争奠定了基础。
作者:张爽 单位:北华大学机械工程学院
参考文献：
［1］赵宇龙.金属加工自动化:智能化—机床自动化发展的高级形式［J］.金属加工:冷加工,2013(13):7-9.
智能制造技术的概念范文第5篇
【关键词】制造技术；生产模式；柔性；信息；对策
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。
（二）敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。
虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。
（三）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和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、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。
（二）加强政策与法规建设， 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
（四）建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造( IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
