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智能制造技术概念范文1
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.
智能制造技术概念范文2
尽管互联网造车如今已不再是个新鲜的概念，但公众仍然对此褒贬不一，其备受争议的重要原因之一就是喊了这么久，鲜有成绩。无论是半路出家的互联网企业，还是汽车行业的“老和尚”―传统汽车厂商到目前为止都没有太多可拿得出手的干货，只放出一些PPT来博眼球。最典型的就是2015年7月，仅仅成立一年、团队不到50个人的游侠汽车在北京召开了一场会，并展示了一款游侠电动车样品，但车型样品只是一个壳子并没有实车，而展示出的那些令人惊叹的性能数据，基本都停留在PPT演讲稿上。除此之外还有打情怀牌、玩概念的，如智车优行宣称要打造“懂你的智能电动车”，要成为“汽车界的小米”；蔚来汽车要成为车主的“避风港”，更多的是在讲故事，玩噱头、作秀。
他们如此费尽心思的主要目的便是获得投资人关注，但却陷入了骗取投资人钱财的漩涡。比如汽车之家创始人李想在2015年4月注册的车和家，初期注册资金仅为10万元人民币，而就在刚刚过去的5月，李想在微博宣布，车和家完成7.8亿元人民币A轮融资，估值29.8亿元人民币。之前乐视汽车在会上把汽车开上台来也被指是为吸引投资人的视线。如今互联网造车应验了互联网经济就是想象力经济的说法。加入到互联网造车大军的互联网公司都希望榜上互联网造车的概念，为自己寻求新的资本故事。
雪上加霜，智能汽车被曝出严重问题
除了被质疑是“PPT造车”，智能汽车本身的问题更是给智能汽车厂商当头一棒，比如谷歌汽车迟迟不能上路的重要原因就是上路测试遭遇多次事故，根据谷歌2016年1月向加州政府提交的最新无人自驾车测试报告，341次的安全事件中，共有272个次属于技术性故障，包含电线断裂和GPS不准确等等。同样的事特斯拉也未能幸免，4月19日，美国《消费者报告》率先报道了Model X出现的一系列故障，其中之一就是鹰翼式车门的问题。这一事件也让互联网车企的制造能力备受质疑。
问题背后，是互联网造车自身的不足
这所有问题的出现都在暴露同一个事实：互联网造车仍有诸多不足，尽管从逻辑上来说，如果特斯拉、谷歌和苹果能造车，那么国内的互联网公司也有可能成功。但事实上，海外互联网公司、科技公司背后拥有强大的技术优势以及美国高效、高端的制造业实力，大多数中国的互联网公司在这方面望尘莫及，而且汽车行业的核心技术没有实现共享，即便有钱也买不到，再加上车联网的研发涉及比如联网、云计算和交互等上万个信息零件，绝非造手机、电视那样简单。对于技术积累几乎为零的互联网公司单靠招募几位传统汽车领域的高管是解决不了技术短板的。更何况造车是一个漫长的过程，有业内人士分析，汽车的基础研发周期为3～5年，汽车电子系统需要3年，软件部分和操作系统需要2～3年，也就是说一辆靠谱的概念车至少需要3年的研发周期。于是更多的互联网公司开始把注意力放在设计上，比如前文说到的LESEE，在外形上”天马行空”，而智车优行之前的奇点概念车，在外形上也十分炫酷，但却引发网友吐糟，其原因就是太过超前，并不完全符合大众审美。
更为关键的是互联网造车缺少核心科技，多是停留概念上，比如无人驾驶、智能车载系统、安全和搭载各种高科技产品等。正如吉利董事长李书福所言，互联网汽车不是简单地把手机功能集成到汽车上，更不是搞电子商务。
互联网造车，对传统车企有何影响？
就在各类智能汽车大行其道之时，传统车企的态度和应对方式也变得颇为敏感，那他们具体又是如何处理的呢？
一部分是自己开始研发智能汽车。据媒体报道，奔驰、奥迪和沃尔沃的智能汽车都已经亮相。其中宝马公司与Karma汽车公司达成重要合作伙伴关系，Karma将结合宝马技术资源推出一系列混合动力和纯电动豪华汽车。
另一部分则选择与互联网企业合作，比如上汽与阿里巴巴合作。除此之外，还有奇瑞汽车与博泰，以及前文提到的长安汽车与百度。
当然也有个别传统车企直接沦为了代工厂。这一方面是因为制造工厂和地盘结构等部分本身就是传统汽车厂商最大的核心竞争力。另一方面，中国每年有大量产能过剩，传统车企从事代工也能获得不错利润，江淮汽车就是一例。今年4月7日，江淮公告，证实与蔚来汽车签订战略合作框架协议，双方将全面推进新能源汽车、智能网联汽车产业链合作，预计整体合作规模约100亿元人民币。这也意味着在蔚来汽车第二款量产车“落地”之前，江淮是它唯一的汽车制造合作企业。
当智能汽车之潮滚滚而来时，传统车企无论主动还是被动，都得加快脚步，否则下一个掉队的就可能是自己。
未来，我们期待第四次“工业革命”
说了这么多，最后我们不妨来畅想下互联网造车的未来。
首先必须承认的是：未来的汽车将不再只是一个交通工具，而是一个智能互联的终端，但它首先还是交通工具，智能汽车依然是汽车，必须要像传统汽车一样可靠和安全，所以对于一款智能汽车的制造，研发、设计、制造、测试和量产等各个环节，一个都不能少，同时还需要大规模的资金消耗、大量的人员协作，以及各个环节上极强的技术研发能力。这对于互联网公司来说，单纯招募车企高管与技术人员仍旧解决不了技术的短板，尤其是汽车行业的核心专利仍旧集中在传统汽车企业手中的当下。这就使得无论是BAT还是乐视、蔚来汽车先从操作系统等软件方面入手，再与整车企业深度合作，同时拓展汽车行业上下游资源，丰富自己的技术积累和供应链，来实现汽车智能化、信息化。
其次即便越来越多的互联网汽车已经从PPT中走了出来，但造车仍然不是一件一蹴而就的事。除了成品外，安全测试还要面临很多的考验，因此理论上两三年造不出来，甚至三四年都不一定能投入生产，各互联网汽车厂商和消费者都应该沉得住气，耐心等待。
而对于未来的智能汽车，在时代浪潮的推动下，汽车自然会顺势向电动化、智能化与共享化发展。而且汽车行业的商业模式也将会从硬件模式向服务模式转变，智能汽车一定是车辆技术和互联网技术的大融合，是信息技术、智能化技术、车辆高科技技术以及全新商业模式等方方面面的大融合，这就需要具备两个能力，“上半身”和“下半身”。“上半身”是应用的能力，“下半身”则是数据的能力，这看起来更像是第四次“工业革命”。
智能制造技术概念范文3
什么叫做工业1.0？就是用蒸汽推动机械化。什么叫做工业2.0？就是用电力推动大规模生产化。什么叫做工业3.0？就是用电子信息技术推动自动化。那么叫做工业4.0呢？就是生产智能化。具体来说，就是原料、机械设备、工厂、运输、销售这五大模块不再是生产的固定流程，而是统统独立出来了，每一个模块都有自己的软件，自己的传感器，以及自己的通信系统，五大模块可以根据消费者的需求自己进行高效组合。
结果就是，同一个生产线，过去只生产一种产品，而现在可以通过智能化生产出许多不同型号的产品，满足消费者的个性化需求。
2015年5月8日，国务院公布《中国制造2025》行动纲领，这是中国版的“工业4.0”规划。我们计划用十年时间步入制造强国行列，就像《中国制造2025》开始的第一句：“制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。”
那么，“中国制造2025”战略的基本思路是什么呢？主要有两个方面。第一，我们计划在2020年着力形成15家左右制造业创新中心，力争到2025年形成40家左右制造业创新中心。各位注意，这个思路和美国奥巴马总统在2010年之后推行的重振制造业思路是一致的。第二，着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。这和德国推出的工业4.0本质是一样的。
所以各位请注意，我们这个“中国制造2025”的制造强国理念，主要是学习美国和德国。2014年10月，总理访问德国期间，签订了一个“工业4.0”的战略合作框架。这是什么目的？我相信就是为目前已经处于困境的中国制造业寻找一个新的方向。
1、德国的工业4.0
在2013年4月的汉诺威工业博览会上，德国首次提出工业4.0的概念，并将其作为国家战略由总理默克尔亲自推动。根据工业4.0提出的设想，德国将运用互联技术与高度集成化，使工厂的各个生产模块智能化，从而将工厂变为具备自律分散系统的智能工厂。
我以德国飞梭哈雷机车的生产工厂为例。在过去工业3.0以前的时代，生产一台哈雷机车需要21天，因为它的生产过程全部都是固定的、不可更改的。但到了工业4.0时代，客户在早上九点下单，购买一台个人定制化的摩托车，到下午三点就可以收到这辆完全按照其要求生产的摩托车。过去需要21天，现在只需6小时，怎么做到的呢？就是这五大模块统统激活了，可以按照客户的需求自动进行加工组合，在6小时之内完工，这就是智能化的力量。
你会发现，在工业4.0的时代，生产商不需要做广告，因为这个产品本身就是为客户量身定制的。生产商也不需要仓储、批发、零售，因为产品一生产出来就直接送到客户手上，这是非常有意思的。所以工业4.0打破了我们过去制造行业的传统观念，制造业6 1的产业链概念也不复存在，而是真正实现了全产业链整合。
并且，工业4.0的智能化生产在大幅提高效率的同时，成本下降了大约40%，这是一个非常不得了的进步。请各位想一想，目前主要发达国家的制造业，如德国、日本、法国、瑞士、英国，它们的成本只比中国高10%～20%，如果它们全面实现了工业4.0，成本将比中国低得多，到时候我们哪还有竞争机会？因此可以说，中国推动工业4.0是势在必行。
2、美国的工业互联网
既然讲到德国，就不能不讲到美国，美国也推动工业4.0了吗？不，美国提出了一个新的概念叫工业互联网，比工业4.0更伟大。美国五家行业龙头企业，包括通用电器、英特尔、思科、AT&T、IBM等，联手组建了工业互联网联盟（IIC），将这一概念大力推广开来。
工业互联网是个伟大的工程，涵盖五大行业，除了德国人讲的制造之外，还有电力、能源、交通、医疗等四大行业，共有九个平台。而德国工业4.0，只是美国工业互联网九大平台里面的一个平台，其他平台都是德国所没有的。通用电器在2012年11月26号发表的工业互联网研究报告中指出，美国推动的工业互联网可以在未来增加10万亿到15万亿美元的产值，而这等于是再建一个新的美国。
上海交通大学谷来丰教授指出，目前中国举国上下正在搞轰轰烈烈的“互联网”，而美国则通过工业互联网计划悄悄进入了“新硬件时代”。如今天的多轴无人飞行器、无人驾驶汽车、3D打印机、可穿戴设备、机器人厨师等等，都是之前无法想象的东西。谷歌、亚马逊、Facebook等一大批传统互联网公司，如今都在布局围绕硬件的产业。如谷歌开始进军无人驾驶汽车、智能机器人；亚马逊正在完善多轴无人飞行器来送快递；苹果公司推出智能手表；等等。随着这些技术的普及，制造业将迎来颠覆性的革命，未来的生产组织形态、用工模式将产生重大变革。
其实早在2011年，美国奥巴马总统就提出了制造业网络创新计划，准备在全美各地设立45个创新研发中心，其中15个是制造业的研发中心。目前已经建设完成了4个，是政府跟民间力量共同推动的，包括3D打印、可弯曲的芯片、传感器等等。政府的强力介入，使得美国制造业如虎添翼。因此，必须将发展制造业当成一个国家战略来推动，我们才有可能搭上工业4.0甚至工业互联网的顺风车。
3、中国发展工业4.0的瓶颈
无论是德国的工业4.0，还是美国的工业互联网，其核心都是智能化生产，而进行智能化生产的智能工厂是由许多小的智能模块组合而成的。以中国制造业目前的实力来看，每个小模块我们都能够生产，这不是难事，已经是相当成熟的技术了。问题是如何将这些小模块整合成一个工业4.0的智能工厂，这就是我们的短板所在。我们一定会碰到两个阻碍，一个是标准化，一个是稳定性。
智能制造技术概念范文4
“工业4.0”的概念源于2011年德国汉诺威工业博览会，其初衷是通过应用物联网、“务（服务）联网”等新技术提高德国制造业水平。它通过信息物理系统（CPS）将资源、信息、物体和人紧密联系在一起，构成一个智能生产网络，从而实现纵向（企业内部）、横向（企业之间）和端对端（整个价值链）的高度集成，将实体物理世界和虚拟网络世界相融合。德国是雄冠全球的制造业强国，期望借助“工业4.0” 进一步提高制造业的自动化和信息化水平，继续领跑全球制造业。
位于德国安贝格的西门子电子制造厂被认为是最接近“工业4.0”概念的工厂，实现了75%的生产作业自动化，产品可追溯性高达100%。安贝格工厂将微型化处理器、存储装置、传感器和发送器等装置嵌入几乎所有机器、半成品和材料，以及用于组织数据流的职能工具和新型软件中，使产品和机器之间能够相互通信并交换命令，采集和分析与设计、开发、生产有关的所有数据，形成自组织、超柔性、可自律的智能生产系统。
“工业互联网”的概念最早由通用电气于2012年提出，随后AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔等美国五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟（IIC），以期打破技术壁垒，促进物理世界和数字世界的融合。相比德国“工业4.0”的“硬”，美国工业互联网更加注重软件、网络、大数据等“软”对于工业生产与服务领域的颠覆。“工业互联网”是美国重塑其制造业全球竞争优势的重大战略部署，依托GE、苹果等制造业巨头和Google、IBM等IT明星，借助互联网带动制造业的重构。
通用电气通过设备与IT的深度融合，逐渐由设备制造商向智能设备、智能分析、智能决策三位一体的智能服务商转型。在航空领域，通用电气通过在飞机发动机上安装各种传感器，实时采集发动机的运转情况、温度和耗油量等许多数据，利用智能软件系统分析后，可以精确监控发动机运行状况，提前预测故障等，实现航空发动机的在线维护；在风力发电领域，通用电气通过安装在风机上的传感器，不仅能预测风场的风况，而且能对风机关键部件的疲劳载荷进行分析，可使风机发电量提高5%，相当于每个风机的利润增加20%。
日前，国务院印发了《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（以下简称《意见》），协同推进“中国制造2025”和“互联网+”行动，加快制造强国建设。根据《意见》，制造业与互联网融合发展就是把制造业、“互联网+”和“双创”紧密结合起来，提出了打造制造企业互联网“双创”平台、推动互联网企业构建制造业“双创”服务体系、支持制造企业与互联网企业跨界融合、培育制造业与互联网融合新模式、强化融合发展基础支撑、提升融合发展系统解决方案能力、提高工业信息系统安全水平等七项主要任务。
智能制造技术概念范文5
关键词:智能制造;机械设计及自动化;发展方向
0引言
机械设计与制造是支撑我国经济稳定发展的关键技术，综合发达国家的发展历史，无不是以工业发展保障国家国际地位，我国机械设计及自动化技术的发展已经进入平稳发展的时期，同时整个社会已经进入运用人工智能等技术促进技术发展的时代，如何借助新一代数字化、智能化技术，推动我国机械设计及自动化技术升级换代，以强有力机械能力助力我国工业发展，成为当下相关学者研究的热门问题。
1智能制造的概念及特点
1．1智能制造的概念
智能制造概念的提出已有近30年历史，最初是由日本在1990年倡导的“智能制造系统IMS”国际项目中提出的，可以被认定为一种由智能机器和人类专家系统共同组成的人机一体化智能系统，其通过运用神经网络、机器学习等智能算法对制造过程中的人的各项工作活动进行取代，完成对事件的分析、推理、判断构思和决策。智能制造的提出和应用，极大地延伸了人类专家在制造过程中的脑力劳动，推动着自动化的概念向柔性化、智能化和集成化方向发展。
1．2智能制造的内涵
1．2．1数字化
数字化是智能制造的基础，智能制造旨在减少人对于制造过程的干预，使设备具有自主决策和工作的能力，相对于人对各项生产要素的主观决策分析能力，机械设备对于外部环境的感知能力较弱，因此，且由于设备的决策过程是通过计算机智能算法实现的，因此，实现传统制造向智能制造的转型升级，就必须先要实现设备运行过程的数字化。
1．2．2可视化
可视化是智能制造实现过程的必要环节，由于人类对于数字的处理也均通过计算机网络实现，当有大量生产数据出现时，仅靠人类的脑力难以进行控制和察觉，因此需要借助可视化工具，将各项生产数据表现的更为直观，有助于人类对于生产过程的检测和调整。
1．2．3自动化
自动化是实现智能制造的基础，也是将人类从制造活动中解放的有力工具，且伴随着近年来数控技术的不断发展，自动化水平也在逐年提升，通过添置自动化设备，实现生产过程的无人化，同时，自动化技术的应用也能极大保证生产过程各项活动的精准性，对于提高制造水平具有重要意义。
1．2．4协同化
任何一款产品的设计与制造过程都是分步进行的，往往需要借助多种设备依次对部件进行加工，才能实现产品的设计功能，因此，就需要不同设备之间的协调与配合。生产过程协同化主要涉及到复杂产品的生产过程，通过协同，减少生产过程中不必要的等待与迂回，进而提高整个生产过程的流畅性，是实现智能制造的重要保证。
2我国现阶段机械设计及自动化技术发展现状
尽管近年来我国的机械设计与自动化技术已经得到快速发展，但由于各项科学技术的不断应用，加快了我国智能制造计划的实现进程，不可避免对现有的机械设计及自动化技术产生冲击，具体可从以下三个方面进行概述。
2．1自主创新能力弱，科技成果转换低
自主创新能力弱，科技成果转换率低是我国现阶段机械设计及自动化技术发展面临的问题。据统计，从21世纪初，我国国家知识产权局授权的发明专利已经连续数年位居世界第一，但由于我国各项生产工艺和母机产品对国外依赖性强，导致科技成果转换不完全，对于设备的关键零部件、系统软件及高端设备产品，我国还未具备自主的生产和加工能力，这也是限制我国机械设计及自动化技术发展的关键因素。
2．2资源利用率低，环境污染严重
改革开放以来，我国因为各项生产资源丰富，吸引了大量的外国企业来到我国进行发展，快速提高了我国的设计与制造水平，同时也对于我国生态环境造成了不可磨灭的影响。由于我国的机械设计与自动化技术是在外资企业的影响下快速发展起来的，因此，现阶段各项产品的设计与使用过程中，未考虑对于生态环境的影响。根据我国近年来的环境监测公报，在全国地级及以上城市，控制质量超标的比例达到3/4。当前，我国的主要矛盾发生改变，我国的经济也从高速发展转变为高质量发展，这必然对我国机械设计制造及自动化行业产生影响。
2．3高端产品少，信息技术应用不全面
高端产品少，信息化技术应用不全面是我国现阶段机械设计制造与自动化技术面临的一大难题。改革开放40年，对我国国民经济发展产生了重大影响，如果减少生产过程对于生产资源的过度消耗，提高我国机械设计与制造过程的信息化智能化水平成为当前我国经济产业转型的一大瓶颈。在经济全球化背景下，推动信息化技术在制造业中的应用是未来工业发展的主要内容，加快我国在产品研发、设计、制造、管理和服务过程中的信息化技术应用是解决我国当前产品不够高端的主要途径。
3未来发展方向及支撑技术
3．1发展方向
综合现阶段机械设计及自动化技术发展现状，以及我国在设计研发方面的资金投入和成果转换力度，多学科耦合集成、模块化与网络化将成为未来我国机械设计及自动化技术的发展方向。
3．1．1多学科耦合集成化设计
随着人们对于产品功能的需求越来越充满个性，产品的结构也越来越复杂，仅靠单一学科的产品设计已经不能满足人们的需求，机械、电气、通信、控制等多学科耦合必然成为未来机械设计与自动化技术的发展趋势。通过多学科进行耦合，进一步减少生产过程中对于人工的依赖，利用计算机进行产品功能仿真，并具有针对性的迭代优化设计，最终实现产品功能的完备性和可靠性。
3．1．2模块化与网络化相结合
模块化与网络化的机械设计模式能统筹各项资源，将任务进行分配与整合，从而提高机械设计与自动化水平，按照设计团队的专业技能或者对产品的功能进行拆解，对任务分配，实现模块化产品设计，即并行工程作业，能极大提升设计的进程，保证产品设计的质量。同时，通过网络化，将各模块化的功能结构设计进行连接，实现各工作小组之间的资源共享和及时沟通，从而保证产品整体的工作性能，最终提升了机械设计与自动化水平。
3．2关键支撑技术
智能制造背景下机械设计与自动化技术朝着多学科耦合与网络化等方向发展，需要大量的科学技术进行支撑。
3．2．1分布式网络布局设计技术
现阶段，几乎所有的机械与自动化设计过程均在计算机上完成，分布式网络布局设计则为实现并行工程作业所必须的技术，将各工作小组团队的计算机进行连接，实现设备的交互，能有效减少因流程和资源传输导致的设计过程资源浪费。
3．2．2计算机三维可视化仿真技术
计算机三维可视化仿真技术包括两部分内容，第一是三维可视化，即通过计算机辅助设计软件，将客户的需求进行可视化呈现，与传统二维视图相比，三维可视化能直观明了的将产品细节进行展示，避免因设计问题而导致的产品报废;第二是计算机仿真技术，由于现阶段大多数产品均为多系统复杂产品，通过计算机仿真技术，将产品的工作过程进行数据化分析，找出关键点进行功能加强。
3．2．3数据云存储与共享技术
数字化是实现智能制造的基础，机械设计与自动化实现的过程会产生大量过程数据，数据云存储与共享技术能有效实现部门之间的数据交流，并通过减少纸质化存储，保证了数据的安全性和可转移性，便于后续深度开发和经验分享。
4结语
智能制造技术概念范文6
[关键词]先进制造技术 机械制造业 发展方向
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。作为已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。它具有如下一些特点：
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。
5．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）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
下面对自动化技术给予论述和展望。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。
一、集成化
计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：
1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。
2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。
3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。
4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。
二、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。
三、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集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。
四、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。
五、绿色制造技术的应用及绿色设计
若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发，诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的，也是较为成功的应用，只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。
（1）节约资源方面：将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。
（2）采用新设计的加工工艺方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，大大降低了汽车尾气的排放。
（3）适用于环境友好的材料方面：世界上著名的汽车生产企业，使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质，采用轻型材料――铝材制造车身，使汽车重量减少40%，能耗也降低了。
（4）部件回收在制造方面：从1990年中期，美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项，每年就可获利数十亿美元。
六、清洁化
清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。
综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
参考文献：
[1]张世昌.机械制造技术基础.天津大学出版社.
