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智能制造定义范文1
近年来，“软件定义”之风在IT业界越刮越猛，各种软件定义概念不断涌现， “软件定义”成为最先进技术的代名词。在互联网+、“中国制造2025”等国家战略推动以及云计算、大数据等新技术迅速落地应用的推动下，软件与各个领域融合渗透加剧，软件的巨大使能作用和辐射带动作用正在加速体现。
软件定义重塑信息产业
软件定义重塑IT基础架构，主导信息产业发展。软件定义网络（SDN）、软件定义存储、软件定义数据中心从概念进入深化发展，包括网络、存储和数据中心三大主业内容的IT基础架构被软件重新定义。软硬件间的角色定位发生逆转，软件不再是硬件的附属品，而是决定硬件品质、功能、灵活性、可用性的首要因素。随着软件定义在降低系统复杂性、降低成本、增强IT系统的可伸缩性和适应性等优势凸显，软件将成为硬件的主导和整个信息产业的核心。
软件与IT其他I域加速融合，驱动信息产业变革。数据量的爆发式增长及数据价值挖掘需求的不断增长推动软件与物联网、人工智能等新一代信息技术加速跨界融合和创新发展，软件定义硬件、软件定义系统、软件定义信息安全等思想、概念和产品不断涌现，电脑、手机、电子书、家居产品等传统电子产品也加入被定义的行列，催生智能机器人、电子书、车联网、可穿戴设备、智能家居等新产品、服务和模式创新。各类产品和服务被软件定义后，物理功能越来越简单，应用功能日益丰富，而且功能可以不断拓展和升级。
软件定义改造传统产业
软件作为信息产业的核心，正重新定义制造、电信、能源、电力等传统产业，成为传统产业转型升级的重要引擎。在与传统产业加速跨界融合的过程中，软件技术与制造、电信、能源等领域的专业技术深入融合，促进其业务流程、业务系统的重塑和生产模式、组织形式的变革，驱动传统行业向数字化、网络化、智能化转型升级。
以制造领域为例，以软件为主的信息技术与信息技术加速融合和倍增发展，通过工业技术的软件化，激发了研发设计、仿真验证、生产制造、经营管理等环节的创新活力，提升制造业产品、装备、生产、管理和服务的智能化水平，支撑智能制造发展。工业信息系统、工业软件和管理软件、工业云、工业大数据等融合创新应用以及个性化定制、网络化协同、服务型制造、云制造等新模式的发展，再造工业企业的业务流程和生产模式，推动工业企业信息实时交互和生产过程精准协同，满足企业对市场预测、创新研发、生产线分析、供应链优化等需求，提高制造企业的生产效率，促进智能化生产和管理。软件定义成为实现智能制造的为基础和核心，推动生产型制造向生产服务型制造转变，引发影响深远的产业变革。
智能制造定义范文2
2013年4月，德国政府在汉诺威工业技术博览会上正式推出 “工业4.0”高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。德国学术界和产业界将机械制造设备定义为工业1.0，电气化定义为工业2.0，生产工艺自动化定义为工业3.0，将物联网和制造业服务化带来的智能制造定义为工业4.0。
德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统(CPS)相结合的手段，推动制造业向智能化转型。包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。“工业4.0”主要分为三大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，使需求方能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
二、工业4.0在医疗行业智能化中推演
医疗行业正在通过云计算、物联网、大数据、移动设备、互联网技术等相结合的手段，向信息化迈进。对照“工业4.0”，推演医疗信息化与工业化的融合与创新，可以设计出两大医疗智能化主题，分别为：“智能医院”和“智能医疗”。
2.1 智能医院
智能医院是在数字化医院的基础上，利用物联网技术和设备监控技术加强信息管理和服务;通过大数据与分析平台，将云计算中由大型医疗设备产生的数据转化为实时信息，并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效安全、环境舒适的人性化医院。其基本特征主要包含有医疗设备使用过程管控可视化、系统监管全方位两个层面。
医疗设备使用过程管控可视化是指在医疗设备使用过程上，包括医用耗材管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，医疗设备的现况亦可实时掌握，减少因系统故障造成医疗偏差。医疗设备工作过程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依医疗设备的现况规划机器的维护;可根据信息的整合建立医疗设备的智能组合。
系统监管全方位是指通过物联网以传感器做连接，使医疗设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能;这类医疗装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。
2.2 智能医疗
主要涉及整个医疗过程的物流管理、人机互动、3D打印等技术在医疗过程中的应用。
智能医疗是指由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在医疗过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在医疗过程中的脑力劳动。与传统的医疗相比，智能医疗具有学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。
近年来，由人工智能、医用机器人和数字化辅助医疗技术等相结合的智能医疗技术，正引领新一轮的医疗变革。智能医疗技术开始贯穿于检验、手术、护理和康复等医疗的各个环节。当今世界医疗行业智能化发展呈现两大趋势。
一是以3D打印为代表的“数字化”技术在医疗行业率先应用。尤其是康复医学领域个性定制化需求显着，而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在。目前，3D打印在医疗生物行业的应用主要包括1、体外医疗器械如假肢、助听器、齿科手术模板，医疗模型等;2、永久植入物，如骨骼。对人体身体部位的复制是高度定制化的产品，通过3D打印，这些部件可以与身体完全契合，与身体融为一体。3、细胞3D打印，这是一种基于微滴沉积的技术。
能够为再生医学、组织工程、干细胞和癌症等生命科学和基础医学研究领域提供新的研究工具;为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术，推动外科修复整形、再生医学和移植医学的发展;应用于药物筛选技术和药物控释技术，在药物开发领域具有广泛前景。
二是智能医疗技术创新及应用贯穿医疗行业全过程，使得医疗行业的诊断、治疗、管理、服务各个环节日趋智能化，主要体现在以下四个方面。
(1)建模与仿真：如用于跨部门复杂医疗流程诊断，医院医疗应急响应系统，生理系统的建模与仿真等，可以极大的提升医疗诊断的准确率。
(2)以医疗机器人为代表的智能医疗装备：如医疗机器人已经在脑神经外科、心脏修复、胆囊摘除手术、人工关节置换、整形外科、泌尿科手术等方面得到了广泛的应用。机器人在手术的准确性、可靠性和精准性上远远超过了外科医生。
(3)基于无线、嵌入式技术的智能资产管理解决方案：可整合医院资产信息，全面了解设备资产的成本消耗及使用情况，实现设备维护管理标准化和电子信息化升级，提供资产投资和使用分析的依据，帮助医院制定成本控管、设备采购计划，优化医院运营和资产管理。
(4)智能医疗服务业急速发展：通过各种可佩戴装置、嵌入式软件，互联网连接和在线服务的启用整合成新的“智能”医疗服务业模式，院内院外制之间的界限日益模糊，融合越来越深入。
三、改进之路
工业4.0在医疗领域的发展之路将会是一段革命性的进展。现有的医疗科技和经验必将进行改变和革新，而且对于医疗新领域和新市场的创新解决方案将层出不穷。为此，医疗行业需要在标准化与架构、复杂系统管理、医疗宽带设施、安全和安保、工作的组织和设计、培训和职业发展、监管框架和资源效率等方面进行持续和适应性改进。
四、价值
通过智能医院和智能医疗的建设。可以推动医疗行业设备及服务升级，帮助医院提高生产率和运营力，提升医师软实力。可提高医生工作效率、疾病检出率，扩大医疗可及性。帮助医院实现智能化临床管理、预算及资产优化、智能化运营和决策支持，从而提升生产率和工作效率，降低运营成本。分析预测特定高发疾病的病因、防治路径以及成本进行科研研究，为进一步降低发病率、降低医药成本、提升诊断率提供科学的依据。
智能制造定义范文3
【关键字】SML；AMI；AMR；MUC；IEC62056
引言
随着信息技术和通讯技术的发展，电网系统不断的进行更新换代，迈向了更加智能化的道路。从最初的人工抄表系统，到后来的AMR（Automatic Meter Reading）系统，再到现在的AMI系统，通讯技术起到了举足轻重的作用。由于通讯技术发展迅速，更新换代频率高，导致刚上市不久的电力产品就面临被淘汰的局面。拿PLC（Power Line Communication）来说吧，2008年法国EDF启动LINKY项目，其主推的PLC技术为S-FSK，并成为主流的通讯技术，但不到两年的时间，PLC主力正营开始偏向于PRIME技术，可PRIME技术好景不长，现在PLC主力正营又开始偏向于G3技术。发展如此迅速的通讯技术，导致电力产品制造公司面临很大的经济损失。在这种形势下，几个国际上知名的能源公司和电表制造商开始合作，设想研发出一款通讯模块可更换的智能电表，并因此，成立了Sym2（Synchronous Modular Meters）项目。SML通讯协议也因Sym2项目而诞生，并成功应用到德国智能电表的改造项目当中。
1、AMI系统架构
AMR系统被认为是AMI系统的前身，其主要完成电网数据的抄读功能。随着电力用户用电负荷的不断上升，对电网的调度带来了很大的难度，因此需要对用户的负荷进行控制，当用户超负荷时，需要远程断开继电器；当断电时间结束时，需要远程闭合继电器。另外根据不同的时期，需要远程更新电能表的费率表，使其运行新的尖峰平谷收费政策，实现远程费控。由于以上各种情况的出现，AMI系统开始慢慢取代AMR系统。因为AMI系统不仅具备抄读功能，同时还具备远程设置功能，以及点对点实时操控功能等。
（6）手持单元（Handheld Units）：主要用于智能电表和集中器在安装和维护阶段的数据抄读和参数修改。另外当远程通讯出现问题时，可以用它进行本地数据抄读和现场维护。
2、SML通讯协议
3、SML的应用
（I1）这类通讯接口主要用于数据集中器和智能电表之间，另外当主站无法与智能电表通讯的时候，也可通过它采用手持单元对数据集中器进行维护，典型的应用有PLC通讯。
（I2）这类通讯接口用于主站和智能电表之间的通讯，典型的应用有GPRS网络和以太网。
（I3）这类通讯接口用于智能电表和手持单元之间的通讯，在智能电表安装或无法远程通讯的时候，可通过手持单元进行设置参数和维护，典型的应用有近（远）红外通讯、RS485通讯等。
（I5）这类通讯接口用于家庭内部网络的智能电表和用户终端电气设备之间的通讯，例如IHD可通过该接口获取智能电表的数据并进行显示，典型的应用有无线M-bus通讯、Zigbee通讯等。
SML通讯协议可应用于AMI系统下的I1、I2、I3、I4、I5等通讯接口，德国智能电表项目采用SML协议贯串了整个AMI系统。
德国AMI系统的特点是电表功能简单，MUC功能复杂，其设计思路为电表尽量简单，提供其可靠性和使用寿命，当通讯方式更新换代时，电表无需更换，仅更换MUC即可。从短期看，一个电表需要搭配一个MUC，该方案的成本上升了，但从长期看，该方案却可以大大减少成本。
智能制造定义范文4
关键词：机械制造 自动化 发展趋势
1 机械自动化的定义
对于现代机械的定义，由于研究的角度不同，进而给出不同的定义。例如美国机械工程师协会，在1984年将其定义为：“现代机械就是通过计算机信息网络协调与控制的机械和（或）机电部件相互联系的系统，该系统可以完成机械力、运动和能量流等动力学任务”。而国际机器与机构理论联合会将现代机械定义为：机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。
2 机械设计制造及自动化的设计原则
2.1 满足机器的功能要求 机械自动化系统通过处理进入系统的物质、能量和信息等，进而在一定程度上输出所需特性的物质、能量与信息。
2.2 利用先进技术进行创新 基于物料搬运、加工、能量转换、信息处理等功能构成原理，便于对各种机械自动化的产品进行设计或分析。
3 机械自动化系统的应用
3.1 锅炉汽包水位控制
3.1.1 单冲量控制系统
汽包水位控制是通过对给水控制来实现的，单冲量控制系统如图1所示：
3.1.2 双冲量控制系统
引入蒸汽流量信号，购入双冲量控制系统，如图2所示：
3.1.3 三冲量控制系统
在实施方案方面，三冲量控制系统比较多，典型控制方案如图3所示：
三冲量控制系统的方框图，如图4所示：
加法器可以接在控制器之前或者之后，如图5（a）、（b）所示：
3.2 冷却器控制方案的研究
3.2.1 冷却剂流量的控制
如图6所示：
物料出口温度与液位的串级控制方案，如图7所示，对液位的上限进行限制。或者采用选择性控制方案，如图8所示：
3.2.2 控制气氨排量
4 机械自动化的优势
4.1 提高工作质量 根据设计的要求，机械的执行机构完成预定的动作，自动化控制系统提供了精确地保证，工作质量和产品合格率得到有效地保证。
4.2 安全和可靠性高 机械自动化产品在工作过程中，由于使用电子元器件，可动构件和磨损部件在机械产品中明显减少，在一定程度上确保了灵敏度和可靠性。
4.3 调整和维修方便 借助被控对象的数学模型和外界参数的变化，高级机械自动化产品在一定程度上寻找最佳的工作程序，进而对自动化操作进行最优化。
4.4 复合功能 自动化控制，以及自动补偿、校验、调节、保护等，以及智能化是机械自动化产品必须具备的基本功能，通常情况下都能满足用户的需要。
4.5 改善劳动条件 机械自动化产品自动化程度高，工厂、办公、农业、交通等的自动化，以及家庭的自动化等，在一定程度上都可以实现。
4.6 节约能源 对于机械自动化产品来说，通过降低驱动机构的能耗，通过调节控制，在一定程度上提高了能源的利用率，实现节能效果。
5 机械设计制造自动化的发展方向
5.1 机电一体化 机械工业发展的唯一出路就是向着机电一体化的方向发展和延伸。
5.2 智能化 机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能。
5.3 模块化 电气产品的模块化在一定程度上为机械自动化企业指明方向。
5.4 网络化 以计算机为中心，将各种家用电器利用家庭网络进行连接，构成计算机集成家电系统，让人民享受高科技带来的便利和快乐。
5.5 微型化 微机械自动化具有不可比拟的优势。
5.6 绿色化 通常情况下，机械自动化产品的绿色化是指使用时不对环境构成污染，报废后能回收利用。
5.7 人性化 一方面人是机械自动化产品的最终使用者，另一方面结合生物机理、研制机械自动化产品。
6 结论
综上所述，我们可知，机电一体化的发展从本质上就是机械自动化的发展，为此，广大设计人员需要对机械设计制造提高认识，因为只有机械自动化设计制造才是未来的发展方向。
参考文献：
[1]刘武发，刘德平.机电一体化设计基础[M].北京化学工业出版社，2007.5.
智能制造定义范文5
跨国软件企业正在积极进行战略转型
在新一轮科技革命和产业变革背景下，软件正在成为新型工业基础设施，跨国软件企业正是基于这一判断，积极布局工业软件和进行战略转型。
向工业云服务提供商转型。企业认为，SaaS 模式是当前和今后一段时期全球最主要的软件服务交付方式，并积极投身工业云平台建设。达索公司2009年开始布局业务转型，研发了3D EXPERIENCE云平台，其旗舰产品CATIA 在工业设计软件领域遥遥领先。
向行业系统解决方案提供商转型。面对产品、工艺和需求的日趋复杂化，智能制造需要专业化的系统解决方案，向行业系统解决方案提供商转型已成为跨国软件企业的重要战略方向。达索公司已不把自己界定为软件公司，而是科技公司，公司编程人员只占30%，其他人员均是工程背景出身，可提供面向制造业、建筑业、医疗等12个行业的系统解决方案。SAP积极致力于智能制造、智慧城市、安全驾驶等行业系统解决方案的研发和产业化。IBM推出的人工智能系统Watson目前已在制造业等17个行业开展应用。
积极构建智能制造产业生态。智能制造产业生态系统是未来竞争的制高点。近年来，跨国软件企业面向生产制造全过程、全产业链、产品全生命周期，开展了对研发设计工具、制造执行系统、管理软件等领域工业软件企业的收购，来完善产品业务体系，构建产业生态以提升市场竞争力。SAP自2001 年起先后收了 TopTier、Business Objects、Sybase等公司，软件产品体系覆盖了制造全流程。Siemens自2007年收购UGS 成立了Siemens PLM Software，之后又相继收购了 Vistagy、Kineo、TESIS、Camstar等公司，将工业软件技术与工业自动化技术融合，强化以PLM为代表的综合数字化能力，提供软硬一体的数字工厂解决方案。
未来工业发展方向
通过调研分析，由软件支撑和定义的未来工业将是由数据和知识协同驱动，由平台主导向服务化转型的工业。
未来工业将是数据和知识协同驱动的工业。当感知无所不在、连接无所不在，数据一定也会无所不在，未来工业将由数据和知识协同驱动。一方面，通过数据的自动流动解决复杂问题的不确定性，另一方面，通过隐性知识的显性化实现生产制造全过程的标准化和模块化。西门子研发的贯穿于产品生命周期各环节的“数字化双胞胎”――“产品数字化双胞胎”“生产工艺数字化双胞胎”“设备数字化双胞胎”，它们将 PLM（生命周期管理软件）、MES（制造执行系统）和TIA（全集成自动化） 集成在Teamcenter数据平台上，可实现数据的自动流动和隐性知识的显性化，代表了未来工业发展方向。
未来工业将是由平台主导的工业。未来工业将是平台之争，谁掌控了工业云和大数据平台，谁将拥有规则的制定权、标准的话语权和生态的主导权，也将抢占制造业竞争的制高点。Siemens搭建的 Sinalytic平台、SAP搭建的HANA平台，覆盖了工业产品的研发设计、工艺仿真、原型测试、生产制造、远程服务等各环节，其本质都是以开放化平台为核心，向下整合硬件资源，向上承载软件应用，构建智能制造产业生态，引领未来工业方向。
未来工业将是向服务化转型的工业。随着制造和服务之间的界限越来越模糊，以产品制造为核心的传统发展模式正在向提品服务系统转变，服务型制造将是未来工业的重要方向之一。微软、SAP、PTC等跨国软件企业均积极与制造企业合作，为制造企业开展智能服务提供技术支撑。
对策建议
下大力气培育平台化工业软件企业。我国尚没有Siemens PLM software、GE digital、SAP这样的可提供工业云和大数据服务的工业软件企业。应积极落实《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》，加快工业软件产业化，开展跨界合作，合力打造工业云和大数据公共服务平台。
智能制造定义范文6
如今，“工业4.0”已上升为德国的国家级战略。而对于“工业4.0”，德国人将其定义为“以CPS系统为基础的智能化生产”。对于CPS系统，中国科学院院士何积丰认为，CPS的意义在于将物理设备联网，特别是连接到互联网上，从而使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。而这五大功能最终要实现的就是产品生产过程中的实时感知、动态控制和信息服务。综合来说，也就是我们眼中的智能化生产。
按照德国工业4.0体系设想，智能产品将集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息。在这样的情况下，智能产品具有三个方面的特征：智能产品是信息的载体，智能产品在整个完整的供应链和生命周期中都一直带有自身信息；智能产品是一个AGENT（），将会影响其所在环境；智能产品具有自我监测能力，产品会对其自身状态和环境进行监测。
现在，众多相关的国内专家、学者在谈到“工业4.0”的时候，无不提到德国西门子安贝格工厂。可以说，安贝格工厂已成了德国工业发展的一个缩影和最好代表，并被誉为德国“工业4.0”的模范工厂。
在安贝格工厂的产品生产过程中，无论是元件、半成品还是待交付的产品，均有各自编码，在电路板安装上生产线之后，可全程自动确定每道工序；生产的每个流程，包括焊接、装配或物流包装等，一切过程数据也都记录在案可供追溯。更重要的是，在一条流水线上，可通过预先设置控制程序，自动装配不同元件，流水生产出各具特性的产品。
由于“产品”与“机器”实现了“沟通”，整个生产过程都为实现IT控制进行了优化，生产效率因此大大提高：只有不到四分之一的工作量需要人工处理，主要是数据检测和记录；工厂每年生产元件30亿个，每秒钟可生产出一个产品，产能较数字化前提高了8倍，而由于对所有元件及工序进行实时监测和处理，工厂可做到24小时内为客户供货。此外，由于实时监测并挖掘分析质量数据，次品率大大降低。
从生产、装配、物流到数据追溯、分析、监测以及控制，整个安贝格工厂的生产过程充分应用了CPS技术。基于CPS在智能工厂应用当中的重要作用，是不是可以理解为CPS可以应用到所有的场景当中，或是智能工厂的解决方案就是CPS的解决方案？其实不然。两种理解都存在问题，前者忽视了智能工厂当中还有其他非CPS系统的存在，后者则缩小了CPS可以帮助制造企业解决问题的范围。
在一个基于CPS的智能工厂当中，CPS虽然是智能工厂应用的主要技术，但在CPS之外，还有诸如MES、CAD、ERP以及PLM等应用系统，从严格意义上讲，这些系统并不属于CPS的一部分，而是较为独立的一些系统体系。
另外， 在“工业4.0”体系中，传统的工厂将因为应用CPS等技术，成为智能工厂。这样一来将促使工厂内的生产力大大提升，生产的柔性也将显著提高，一条生产线可以实现更多的产品型号的生产，从而最终实现大规模个性化生产的目的。
