智能制造路径范文第1篇
工信部节[2017]265号
各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门，有关企业，有关单位：
为贯彻落实《中国制造2025》《工业绿色发展规划(2016-2020年)》和《绿色制造工程实施指南(2016-2020年)》，加快发展高端智能再制造产业，进一步提升机电产品再制造技术管理水平和产业发展质量，推动形成绿色发展方式，实现绿色增长，制定《高端智能再制造行动计划(2018-2020年)》。现印发你们，请结合实际组织实施。
工业和信息化部 2017年10月31日
高端智能再制造行动计划 (2018-2020年)
为落实《中国制造2025》《工业绿色发展规划(2016-2020年)》和《绿色制造工程实施指南(2016-2020年)》，加快发展高端再制造、智能再制造(以下统称高端智能再制造)，进一步提升机电产品再制造技术管理水平和产业发展质量，推动形成绿色发展方式，实现绿色增长，制定本计划。
一、必要性
我国作为制造大国，机电产品保有量巨大，再制造是机电产品资源化循环利用的最佳途径之一。再制造产业已初具规模，初步形成了“以尺寸恢复和性能提升”为主要技术特征的中国特色再制造产业发展模式。在再制造产业发展过程中，高端化、智能化的生产实践不断涌现，激光熔覆、3D打印等增材技术在再制造领域应用广泛，如航空发动机领域已实现叶片规模化再制造，医疗影像设备关键件再制造技术取得积极进展，首台再制造盾构机完成首段掘进任务后已顺利出洞。
当前我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。在近十年的机电产品再制造试点示范、产品认定、技术推广、标准建设等工作基础上，亟待进一步聚焦具有重要战略作用和巨大经济带动潜力的关键装备，开展以高技术含量、高可靠性要求、高附加值为核心特性的高端智能再制造，推动深度自动化无损拆解、柔性智能成形加工、智能无损检测评估等高端智能再制造共性技术和专用装备研发应用与产业化推广。推进高端智能再制造，有利于带动绿色制造技术不断突破，有利于提升重大装备运行保障能力，有利于推动实现绿色增长。
二、工作思路和主要目标
全面贯彻党的十九大精神，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实新发展理念，深化供给侧结构性改革，深入落实《中国制造2025》，加快实施绿色制造，推动工业绿色发展，聚焦盾构机、航空发动机与燃气轮机、医疗影像设备、重型机床及油气田装备等关键件再制造，以及增材制造、特种材料、智能加工、无损检测等绿色基础共性技术在再制造领域的应用，推进高端智能再制造关键工艺技术装备研发应用与产业化推广，推动形成再制造生产与新品设计制造间的有效反哺互动机制，完善产业协同发展体系，加强标准研制和评价机制建设，探索高端智能再制造产业发展新模式，促进再制造产业不断发展壮大。
到2020年，突破一批制约我国高端智能再制造发展的拆解、检测、成形加工等关键共性技术，智能检测、成形加工技术达到国际先进水平;发布50项高端智能再制造管理、技术、装备及评价等标准;初步建立可复制推广的再制造产品应用市场化机制;推动建立100家高端智能再制造示范企业、技术研发中心、服务企业、信息服务平台、产业集聚区等，带动我国再制造产业规模达到2000亿元。
三、主要任务
(一)加强高端智能再制造关键技术创新与产业化应用。培育高端智能再制造技术研发中心，开展绿色再制造设计，进一步提升再制造产品综合性能。加快增材制造、特种材料、智能加工、无损检测等再制造关键共性技术创新与产业化应用。进一步突破航空发动机与燃气轮机、医疗影像设备关键件再制造技术，加强盾构机、重型机床、内燃机整机及关键件再制造技术推广应用，探索推进工业机器人、大型港口机械、计算机服务器等再制造。
专栏1 高端智能再制造关键技术创新与产业化应用
航空发动机与燃气轮机关键件再制造技术创新与产业化应用。开展航空发动机与燃气轮机压气机转子叶片(整体叶盘)、定向柱晶涡轮转子和静子叶片、定向单晶涡轮转子和静子叶片、定向金属间化合物涡轮静子叶片以及大型薄壁机匣等关键件再制造技术创新与产业化应用。
医疗影像设备关键件再制造技术创新与产业化应用。开展CT、PET-CT等医疗影像设备CT球管、高压发生器、高转速液态金属轴承、CT滑环、数字化探测模组的再制造关键技术创新与产业化应用。
(二)推动智能化再制造装备研发与产业化应用。以企业为主导，联合行业协会、科研院所和第三方机构等，促进产学研用金结合，面向高端智能再制造产业发展重点需求，加快再制造智能设计与分析、智能损伤检测与寿命评估、质量性能检测及智能运行监测，以及智能拆解与绿色清洗、先进表面工程与增材制造成形、智能再制造加工等技术装备研发和产业化应用。
专栏2 智能化再制造装备研发与产业化应用
智能再制造检测与评估装备研发与产业化应用。加快研发应用基于声、光、电、磁多物理参量融合的再制造旧件损伤智能检测与寿命评估设备，以及基于智能传感技术的再制造产品结构健康与服役安全智能监测设备等。
智能再制造成形与加工装备研发与产业化应用。加快研发应用再制造旧件损伤三维反求系统以及等离子、激光、电弧等复合能束能场自动化柔性再制造成形加工装备等。
(三)实施高端智能再制造示范工程。培育一批技术水平高、资源整合能力强、产业规模优势突出的高端智能再制造领军企业，形成一批技术先进、管理创新的再制造示范企业，建设绿色再制造工厂，带动行业整体水平提升。重点推进盾构机、重型机床、办公成像设备等领域高端智能再制造示范企业建设，鼓励依托再制造产业集聚区建设示范工程。
(四)培育高端智能再制造产业协同体系。鼓励以高值关键件再制造龙头生产企业为中心形成涵盖旧件回收、关键件配套及整机再制造的产业链条。面向化工、冶金和电力等行业大型机电装备维护升级需要，鼓励应用智能检测、远程监测、增材制造等手段开展再制造技术服务，扶持一批服务型高端智能再制造企业。建立高端智能再制造检测评价体系，鼓励开展第三方检测评价。
专栏3 高端智能再制造产业协同体系建设
培育盾构机高值关键件再制造配套企业。开展刀盘、主驱动变速箱、中心回转装置、减速机、高端液压件、螺旋输送机等关键件再制造，形成基本完整的盾构机再制造产业链。
培育服务型再制造企业。鼓励应用激光、电子束等高技术含量的再制造技术，面向大型机电装备开展专业化、个性化再制造技术服务，培育一批服务型高端智能再制造企业。
(五)加快高端智能再制造标准研制。加强高端智能再制造标准化工作，鼓励行业协会、试点单位、科研院所等联合研制高端智能再制造基础通用、技术、管理、检测、评价等共性标准，鼓励机电产品再制造试点企业制订行业标准及团体标准。支持再制造产业集聚区结合自身实际制定管理与评价体系，探索形成地域特征与产品特色鲜明的再制造产业集聚发展模式，建设绿色园区。
(六)探索高端智能再制造产品推广应用新机制。鼓励由设备维护和升级需求量大的企业联合再制造生产和服务企业、科研院所等，创新再制造产学研用合作模式，构建用户导向的再制造产品质量管控与评价应用体系，促进再制造产品规模化应用，建立与新品设计制造间的有效反哺互动机制，形成示范效应。
(七)建设高端智能再制造产业公共信息服务平台。探索建立再制造公共信息服务和交易平台，鼓励与互联网企业加强合作，充分应用新一代信息化技术实施再制造产品运行状态监控及远程诊断，探索建立覆盖旧件高效低成本回收、再制造产品生产及运行监测等的全过程溯源追踪服务体系。
(八)构建高端智能再制造金融服务新模式。积极利用融资租赁、以旧换再、以租代购和保险等手段服务高端智能再制造，推进逆向物流与再制造产品信息共享，探索基于电子商务的再制造产品营销新模式，逐步建立盾构机、医疗影像设备关键件、办公成像设备等再制造产品市场推广新机制。
四、保障措施
(一)完善支持政策。充分利用绿色制造、技术改造专项及绿色信贷等手段支持高端智能再制造技术与装备研发和产业化推广应用，重点支持可与新品设计制造形成有效反哺互动机制的再制造关键工艺突破系统集成项目建设。推动将经认定的再制造产品纳入政府采购目录及绿色工艺技术产品目录。推动通过国家科技计划支持符合条件的高端智能再制造工艺、技术、装备及关键件研发。对符合条件的增材制造装备等高端智能再制造装备纳入重大技术装备首台套、首批次保险等财税政策，加大扶持力度。
(二)规范产业发展。加大对高端智能再制造标准化工作的支持力度，充分发挥标准的规范和引领作用，建立健全再制造标准体系，加快制修订和宣贯再制造管理、工艺技术、产品、检测及评价等标准。进一步完善再制造产品认定制度，规范再制造产品生产，促进再制造产品推广应用。充分发挥相关行业协会、科研院所和咨询机构等作用，强化产业引导、技术支撑和信息服务等，探索建立以产品认定、企业信用为基础的行业自律机制。推动开展第三方检测评价，促进行业规范健康发展。
(三)促进交流合作。充分利用多双边国际合作机制与交流平台，加强高端智能再制造领域的政策交流，推动产品认定等标准互认。支持科研院所等机构围绕高端智能再制造积极开展国际技术交流与学术研讨等活动。深入落实国家自由贸易试验区扩大开放的相关政策，探索开展境外高技术、高附加值产品的再制造。鼓励高端智能再制造企业“走出去”，探索市场化国际合作机制，服务“一带一路”沿线国家工业绿色发展。
智能制造路径范文第2篇
关键词：智能制造 高职院校 教学改革 建设策略
Research on the Adaptability of Teaching Reform of Intelligent Manufacturing Specialty in Higher Vocational Colleges under the Background of Intelligent Manufacturing
ZHENG Mengdong
(Chongqing Aerospace Polytechnic， Chongqing， 400021 China)
1 智能制造背景下進行高职院校智能制造专业教学改革的意义
(1)中国的大多数高职学院是从中等职业学院升级而来的，教学水平和教学设施远远达不到现阶段的教学要求。近年来一些高职院校增加了对教育设施的投资，硬件设施也得到了很大的改善，但是培训教育体系仍在保持比较传统的水平阶段。存在非常严重的辅助工作色，无法充分利用硬件设施的潜力。因此，对于高职院校的智能制造专业而言，在完善教育硬件基础设施的基础上重构实际教育教学体系是提高人才教育质量的必要条件。
(2)如今，随着智能制造行业的飞速发展，一些原始的智能制造设备变得越来越流行，甚至一些原始的非常复杂的设备也变得非常普遍，一些小公司也可以购买和使用它。对职员的需求在增长，对高职院校的需求也在增加。因此，完善智能制造的专业培训体系是满足企业需求的现实需要。
(3)由于过去20年中高职业教育的飞速发展，师资和培训设备培训的不断提高，中国现代制造业的迅猛发展，各种新型制造设备的不断出现，对高职业人才的需求质量不断提高。在这种背景下，调整和升级机械制造专业教育和高职院校的教育体系已成为提高人才教育质量的客观要求[1]。
2 高职院校智能制造专业群教学现状
2.1 资源建设深度和设计架构的丰富性有待提升
为了促进高职院校教学工作信息化，提高学生信息技术应用技能，促进教学资源共享，高职院校智能制造团队可以整合各种教学资源。同时，学校网络平台作为信息资源披露的媒介，有效地促进了高职院校智能制造专家组教育信息化水平的提高。然而，在现实世界中，许多高职院校在这一过程中通常缺乏深层次的资源建设和使用单一的设计结构。学校网络平台上发布的相关资源一旦通过相应上级部门的检查验收，大部分学校将不再有专职人员对平台上的资源进行补充，更新和维护，资源建设缺乏连续性。从设计结构来看，许多职业院校缺乏以学生为中心的教学理念，大部分资源建设都是在专业教师的努力下完成的。与企业的密切合作，对产业发展趋势的认识不足，导致职业教育的偏差，严重影响教学活动的长期发展[2]。
2.2 缺乏智能制造专业群教师团队
(1)师资队伍结构缺乏足够的合理性。研究表明，目前高职院校智能制造专家队伍的年龄结构往往不合理。青年教师的比例相对较高，他们热情饱满，精力充沛，但没有足够的教育经验，难以达到预期的教育效果。其次，就高职院校智能制造专业教师的职称结构而言，缺乏专业学科带头人是一个非常普遍的问题。 标题结构不能形成单一完整的层次结构，不仅影响教学的正常发展，而且与科研的发展背道而驰。 最后，在大多数高校中，女性教师在智能制造专业团队教师中所占的比例很大，存在着团队中性别不平衡的问题。
(2)现有的教师不能完全满足教育需求。与发达国家相比，中国的高等职业教育发展时间较短，但在发展的高峰期，高等职业教师团队已经渐渐吸收了许多高层次人才。学生还像其他具有高学历的老师一样执行繁重的教育任务。鉴于该领域教师的教育背景，这些教师中的大多数来自普通大学，对高职院校的教育模式知之甚少，许多教师将普通大学的教育理念应用于实践教育。教师的整体水平不仅不能满足教育的需要，而且不能满足学生发展的实际需要。
(3)教师需要提高教学观念。高职院校智能制造专业团队应致力于人才培养发展中的技术人才的培养，在此基础上，学生可以进入社会工作。因此，为了更好地适应实际课程中的初级生产任务，教师必须强调提高学生应用知识能力的重要性。但是，在现实世界中，许多教师在教学中更加重视理论教育，而对培养学生的实践技能却较少重视。有必要提高教师的教学观念，要求充分认识高职院校的教育特色，选择合理的教学方法，并以此为基础，促进学生养成自学的习惯，不断提高自身实践技能。
2.3 资源的管理介质和存储介质有待改善
现阶段，在高职院校的智能制造教育中，多数教师将教育资源作为学校的内部管理资源，与其他高校缺乏沟通，资源共享效率低。在一些学校官方主页上登载教育资料后，只有学校内的教师和学生才能访问，外部的人无法访问。随着学校资源的增加，在学校寻找资源变得困难起来。因此，这不仅会提高学校资源的管理难度，还会给学校资源的存储媒体带来更大的负担。另外，由于高职院校智能制造专家组在实际工作过程中没有统一的师资管理标准，学校的师资非常丰富，素质参差不齐，大部分师资都不是系统性的，而且整体教学水平偏低。在进行教育资源管理和存储任务的过程中，许多高职院校都采用传统的管理模式，这在学生需要大量使用学习资源时会导致网络硬件故障。限制了教育活动的正常开展。另外，如果存储介质损坏，如果不备份资源，则会发生资源丢失问题，这在改善资源共享方面非常不利[3]。
3 高职院校智能制造专业教学改革适应性建设策略
3.1 整合专业教学资源，丰富专业建设内涵
以开放的心态发展智能制造专业，通过双赢合作整合教育资源，丰富专业建设的内涵，培养高技能人才。该专业以双赢为导向，专注于方法创新，并解决了有关谁构建专业培训资源，如何构建它们，如何使用它们以及如何管理它们的一系列问题。优质的服务包括“服务平台”的创建，透明管理的实施，开放共享渠道的形成，政府，银行，企业，学校联合建设和共享方法，各种服务项目的开发，社会培训和技术建筑开发与服务项目教育资源库，为高职院校的類似专业，公司和政府部门以及本地学院和大学提供了出色的相关服务。目前，智能制造专业拥有由教授、医生、管理专家、技术人员组成的混合教授团队，已开发了多项与智能制造密切相关的课程标准和教科书，并拥有成千上万种PPT、照片、动画、视频。专业教育资源库，微课程和其他信息库存储了该专业自身研究和校企联合研究开发实例。通过开发教育资源，将公司资源转化为教育资源，并引入优质的海外资源，它丰富了专业建设的意义，并为智能制造专业形成了良好的影响力[4]。
3.2 提高智能制造专业群教师团队建设
(1)调整教学团队组织结构：高素质的教师团队的一个重要特点是教师可以相互补充，例如职称、年龄、技能、学历、性别和个性，并在此基础上合理地匹配团队中的教师并介绍公司的技术专家。技术专家等加入老师团队，使学校的专职老师和兼职老师可以互相合作，并从整体上提高老师团队的稳定性。同时，有必要合理地控制教师队伍的规模。原则上智能制造专家组的教师人数应控制在12人左右，过多或过少都会影响团队的整体效率，但也要考虑相关人员。根据教学任务的难度，教学团队的教师数量应根据实际需要进行合理调整。
(2)促进教学团队整体实践能力的提升：一方面，高职院校管理人员应带头引进技术型教师，以大幅度提高高职院校智能制造专业组师资队伍力量，并在此基础上充分满足实际教育的需要。另一方面，学校可以加强与企业的合作，制定相关政策，为学生提供更多的企业实践机会，指导学生获得与企业特定生产环节相对应的专业资格证书。在此基础上，老师应该完全熟悉公司的运行机制，并对行业的最新发展有更深刻的了解，以提高教师的整体素质，以便教师可以从特定的实践培训中学到更多。它可以更好地满足学生的发展需要。
(3)引导教师主动转变教学观念：高等职业教育是我国现行高等教育体系中一个非常重要的组成部分。它不仅承担着国家生产、建设、服务和管理人员的重要培养任务，而且还承担着重要的技术研究任务[5-7]。因此，在实践教育活动中，教师必须积极转变观念，使学生能够真正运用所学知识，并在毕业后通过对理论人才的培训，在实践中解决生产问题。尤其是在一群智能制造专家的教育中，由于大多数学生毕业后都会进入高科技行业，因此教师需要积极改变教学观念，以真正满足实际的教育需求，使学生取得更好的成绩[8-9]。
4 结语
在智能制造的背景下，智能制造专业课程的教学改革仍在继续。想要确保教学质量和教学效率，教师就必须满足高标准的严格要求，并为学生提供最专业的指导。科学研究和设备指导的优势都是改革和创新的重要内容，而教师的教学方法则依赖于这些外部设备和内部决定因素。开放的网络平台对提高智能制造专业人员的素质具有非常重要的影响。核心课程教育系统的创新和重组也是师资队伍重组的关键组成部分。通过广泛的创新和优化，智能制造专业培训可以提高我们自己的质量水平，并为社会培养更多的专业人才。
参考文献
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智能制造路径范文第3篇
作者：王玉石
湖北文理学院机械与汽车工程学院工业工程1311班 学号2013123106
摘要：介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标,人工智能与IMT、IM的关系,IMS和CIMS,智能制造的物质基础及理论基础,智能制造系统的特征及框架结构,并简要介绍了智能加工中心IMC,智能制造技木的发展趋势，以及智能制造系统研究成果及存在问题。
关键词：智能制造，IMS,IMC,IMT。 1. 主要研究内容和目标
智能制造在国际上尚无公认的定义。目前比较通行的一种定义是, 智能制造技术是指在制造工业的各个环节,以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。因此,智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业, 其主要研究开发目标有二: ①整个制造工作的全面智能化,它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取代人的部脑力劳动作为主要目标,，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力;②信息和制造智能的集成与共享, 强调智能型的集成自动化。目前,IMT和IMS的研究方向已从最初的人工智能在制造领域中的应用(AiM)发展到今天IMS,研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、信息管理、设备维护等技术型环节的自动化,发展到今天的面向世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力,包括制造智能处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能生产管理信息系统、多级竞争式控制网络、全球通讯与操作网等。 2.人工智能与IMT， IMS 人工智能的研究一开始就未能摆脱制造机器生物的思想,即“机器智能化”。这种以“自主”系统为目标的研究路线,严重地阻碍了人工智能研究的进展。许多学者已意识到这一点, Feigenbaum、Newell、钱学森从计算机角度出发,提出了人与计算机相结合的智能系统概念。目前国外对多媒体及虚拟技术研究进行大量投资,以及日本第五代智能计算机研制计划的搁浅等事例, 就是智能系统研究目标有所改变的明证。人工智能技术在机械制造领域中的应用涉及市场分析、 产品设计、生产规划、过程控制、质量管理、材料处理、设备维护等诸方面。结果是开发出了种类繁多的面向特定领域的独立的专家系统、基于知识的系统或智能辅助系统,形成一系列的“智能化孤岛”。随着研究与应用的深入,人们逐渐认识到, 未来的制造自动化应是高度集成化与智能化的人—机系统的有机融合, 制造自动化程度的进一步提高要依赖于整个制造系统的自组织能力。如何提高这些“孤岛”的应用范围和在实际制造环境中处理问题的能力, 成为人们的研究焦点。在80 年代末和90年代初,一种通过集成制造自动化、新一代人工智能、计算机等科学技术而发展起来的新型制造工程—— IMT和新——代制造系统—— IMS 便脱颖而出。人工智能在制造领域中的应用与 IMT 和IMS 的一个重要区别在于, IMS 和 IMT 首次以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标, 而不再仅起“辅助和支持”作用,在一定范围还需要能独立地适应周围环境, 开展工作。四IMS和CIMS发展的道路不是一帆风顺的。今天,CIMS的发展遇到了不可逾越的障碍,可能是刚开始时就对CIMS提出了过高的要求,也可能是CIMS本身就存在某种与生俱来的缺陷,今天的CIMS在国际上已不像几年前那样受到极大的关注与广泛地研究。从CIMS的发展来看,众多研究者把重点放在计算机集成上,从科学技术的现状看,要完成这样一个集成系统是很困难的。CIMS作为一种连接生产线中的单个自动化子系统的策略,是一种提高制造效率的技术。它的技术基础具有集中式结构的递阶信息网络。尽管在这个递阶体系中有多个执行层次,但主要控制设施仍然是中心计算机。CIMS存在的一个主要问题是用于异种环境必须互连时的复杂性。在CIMS概念下,手工操作要与高度自动化或半自动化操作集成起来是非常困难和昂贵的。在CIMS深入发展和推广应用的今天,人们已经逐渐认识到,要想让CIMS真正发挥效益和大面积推广应用,有两大问题需要解决:①人在系统中的作用和地位;②在不作很大投资对现有设施进行技术改造的情况下亦能应用CIMS。现有的CIMS概念是解决不了这两个难题的。今天,人力和自动化是一对技术矛盾,不能集成在一起,所能做的选择,或是昂贵的全自动化生产线,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造设备之间的相容性,人机工程只是一个方面的考虑,更重要的相容性考虑要体现在竞争、技能和决策能力上。人在制造中的作用需要被重新定义和加以重视。
3.智能制造的物质基础及理论基础
3.1.智能制造系统的物质基础主要有：
(1)数控机床和加工中心美国于1952年研制成功第一台数控铣床,使机械制造业发生一次技术革命。数控机床和加工中心是柔性制造的核心单元技术。 (2)计算机辅助设计与制造提高了产品的质量和缩短产品生产周期,改变了传统用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技木管理模式。
(3)工业控制技术、微电子技术与机械工业的结合———机器人开创了工业生产的新局面,使生产结构发生重大变化,使制造过程更富于柔性扩展了人类工作范围。
(4)制造系统为智能化开发了面向制造过程
中特定环节、特定问题的“智能化孤岛”,如专家系统、基干知识的系统和智能辅助系统等。
(5)智能制造系统和计算机集成制造系统用计算机一体化控制生产系统,使生产从概念、设计到制造联成一体,做到直接面向市场进行生产,可以从事大小规模并举的多样化的生产;近年来,制造技术有了长足的发展和进步,也带来了很多新问题。数控机床、自动物料系统、计算机控制系统、 =机器人等在工业公司得到了广泛的应用,越来越多的公司使用了“计算机集成制造系统(CIMS)”、“柔性制造系统(FMS)”、“工厂自动化(FA)”、“多目标智能计算机辅助设计(M1CAD)”、“模块化制造与工厂(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系统(ICS)”以及“智能制造(IM)”、“智能制造技术(IMT)”和“智能制造系统(IMS)”等等新术语。先进的计算机技术、控制技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计师和管理人员提出了新的挑战,传统的设计和管理方法不能再有效地解决现代制造系统提出的问题了。要解决这些问题、需要用现代的工具和方法,例如人工智能(AI)就为解决复杂的工业问题提出了一套最适宜的工具。 3.2.智能制造技术的理论基础
智能制造技术是采用一种全新的制造概念和实现模式。其核心特征强调整个制造系统的整体“智能化”或“自组织能力”与个体的“自主性”。“智能制造国际合作研究计划JIRPIMS”明确提出:“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动,并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统“。基于这个观点,在智能制造的基础理论研究中,提出了智能制造系统及其环境的一种实现模式,这种模式给制造过程及系统的描述、建模和仿真研究赋予了全新的思想和内容,涉及制造过程和系统的计划、管理、组织及运行各个环节,体现在制造系统中制造智能知识的获取和运用,系统的智能调度等,亦即对制造系统内的物质流、信息流、功能决策能力和控制能力提出明确要求。作为智能制造技术基础,各种人工智能工具,及人工智能技术研究成果在制造业中的广泛应用,促进了智能制造技术的发展。而智能制造系统中,智能调度、智能信息处理与智能机器的有机融合而构成的复杂智能系统,主要体现在以智能加工中心为核心的智能加工系统的智能单元上。作为智能单元的神经中枢——智能数控系统,不仅需要对系统内部中各种不确定的因素如噪声测量、传动间隙、摩擦、外界干扰、系统内各种模型的非线性及非预见性事件实施智能控制,而且要对制造系统的各种命令请求做出智能反应。这种功能已远非传统的数控系统体系结构所能胜任,这是一个具有挑战性的新课题。对此有待研究解决的问题有很多,其中包括智能制造机理、智能制造信息、制造智能和制造中的计算几何等。总之,制造技术发展到今天,已经由一种技术发展成为包括系统论、信息论和控制论为核心的、贯穿在整个制造过程各个环节的一门新型的工程学科,即制造科学。制造系统集成与调度的关键是信息的传递与交换。从信息与控制的观点来看,智能制造系统是一个信息处理系统,由输入、处理、输出和反馈等部分组成。输入有物质(原料、设备、资金、人员)、能量与信息;输出有产品与服务;处理包括物料的处理与信息处理;反馈有产品品质回馈与顾客反馈。制造过程实质上是信息资源的采集、输入、加工处理和输出的过程,而最终形成的产品可视为信息的物质表现形式。 4.结语
制造业是国家经济和综合国力的基础,被称为“立国之本”。而我国的制造工业与发达国家相比,差距很大,主要表现为自主开发能力和技术创新能力薄弱,核心技术、关键技术仍依赖进口。对此,我国已引起重视,在“九五”科技规划和15年科技发展规划中,将先进制造技术列为重点发展领域之一。进入21世纪,经济全球化的进程日益加快,制造业领域的竞争日益加剧,而竞争的核心是先进制造技术。在此环境下,我们只有抓住机遇,迎接挑战,利用先进制造技术改造传统产业,实现技术创新、机制创新、管理创新及人才创新,才能实现我国跻身世界制造强国的目标。
参考文献
智能制造路径范文第4篇
1142813203 吴文乐
摘要：现代制造技术是在传统制造技术的基础上, 不断吸收和发展机械、电子、能源 、材料、信息及现代管理技术的成果, 将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理服务等产品生命周 期的全过程, 以实现优质、高效、低耗、灵活、清洁的生产技术模式,取得理想的技术经济效果的制造技术的总称传统的自动化生产技术可以显著提高生产效率，然而其局限性也显而易见，即无法很好地适应中小批量生产的要求。随着现代制造技术的发展，特别是自动控制技术、数控加工技术、工业机器人技术等的迅猛发展，柔性制造技术(FMI)应运而生。
关键词：现代制造技术;自动控制技术;柔性制造技术
1.现代制造技术发展综述
现代制造技术在系统论、方法论、信息论和协同 论等的基础上形成制造系统工程学，是一种广义制造的概念，亦称之为“大制造”的概念，它体现了制造概念的扩展。广义制造概念的形成过程主要有以下几方面原因[1]。
1).制造设计一体化。体现制造和设计的密切结合，形成了设计制造一体化，设计不仅是指产品设计，而且包括工艺设计、生产调度设计、质量控制设计等。
2).材料成形机理的扩展。现在加工成形机理明确地将加工分为去除加工、结合加工和变形加工。
3).制造技术的综合性。现代制造技术是一门以 机械为主体，交叉融合光、电、信息、材料等学科的综合体，并与管理科学、社会科学、文化、艺术、人机工 程、生物工程和生命科学等相结合，拓展了新领域。 现代制造技术应包括硬件和软件两大方面，硬/软件工具、平台和支撑环境有了很大的发展。
4).产品的全生命周期。制造的范畴从过去的设计、加工和装配发展为产品的全生命周期，包括市场调研、设计、制造、销售、维修和报废处理等。
5).生产制造模式的发展。计算机集成制造技术 是制造技术与信息技术结合的产物，集成制造系统强 调信息集成，其后出现了柔性制造、敏捷制造、虚拟制 造、网络制造、大规模定制、绿色制造、智能制造和协 同制造等多种制造模式，有效地提高了制造技术的水平，扩展了制造技术的领域[2]。
现代制造技术的发展主要沿着“广义制造”或称 “大制造”的方向发展，其具体的发展可以归纳为四个方面和多个大项目[3]，如图1所示：
图1：现代制造技术方向
针对现代制造技术，本文从柔性制造技术的角度对现代制造技术进行学习，对柔性制造在实际中的应用进行深入的研究;
2.柔性制造
2.1 柔性制造简述
所谓“柔性”，是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。柔性可分为瞬时、短期和长期柔性[4]。瞬时柔性是指设备出现故障后，自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力;短期柔性是指系统在短时期内，适应加工对象变化的能力，包括在任意时期混合进行加工2种以上零件的能力;长期柔性则是指系统在长期使用中，能够加工各种不同零件的能力。迄今为止，柔性还只能定性地加以分析，尚无科学实用的量化指标。因此，凡具备上述3种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统都可以称为柔性制造系统。柔性制造技术是计算机技术在生产过程及其装备上的应用，是将微电子技术、智能技术与传统制造技术融合在一起，具有自动化、柔性化、高效率的特点，是目前自动化制造系统的基本单元技术[5]。
柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和[6]。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为[7]：
(1)柔性制造系统(FMS)：关于柔住制造系统的定义很多，权威性的定义有：美国国家标准局把FMS定义为：“由一个传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放征其他联结装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动化。
(2)柔性制造单元(FMC)：M S是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它是由l～2台加工中心、工业机器人。数控机床及物料运送存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
(3)柔性制造线(FML):它是处于单一或少品种人批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心，CNC机床;亦可采用争用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(D C S)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日趋成熟，迄今已进入实用化阶段。
(4)柔性制造工厂(FMF) :FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化屯体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整F M S。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统 柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化[8]。
2.2柔性制造所采用的关键技术
1.计算机辅助设计未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将二维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图彤对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各斤状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便呵制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊摔制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息井自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术迄今，柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基础规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题(如解释、预测，诊断、查找故障、设汁、计划、监视、修复、命 令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强综合性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造(尤其智能型)中起着非常重要的关键性的作用。目前对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列到专家系统和模糊控制系统，成为现代自动化系统中的一个组成部分[9]。
3.国内现代制造技术状况
近年来，世界各国都投入了巨大的财力和物力，强化作为光机电一体化制造业基础的先进制造业的技术和产业发展的战略研究。美国、德 国、日 本 等 国 已 经 开 发 出 了 数 控(NC)、计算机数控(CNC)、直接数控(CAM)、计算机集成制造系统(CIMS)、制造资源规则(MRP)、柔性制造单元(TMC)、柔性制造系统(FMS)、机器人、计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)、精益生产(LP)、智能制造系统(MS)、并行工程(CE)和敏捷制造(AM)等多项现代制造技术与制造模式。这些技术的推广与应用，不仅使本国企业的国际竞争力得到巩固，也使得世界先进制造业发展迅猛[10]。我国制造业市场的巨大潜力，为现代制造技术发展提供了广阔的市场空间。但是，与制造业发达国家和地区相比，国内的现代制造技术的研发与市场拓展还不均衡。其中，国内机械基础件制造行业中的数控化率极低，不足1.6%，先进加工工艺、技术和装备的普及程度不足10 % ;CAD/CAM 系统应用的普及率在国内骨干企业仅有35% ，产业规模较小。另外，在相关行业中如印刷业、电力行业和医疗器械行业等，技术装备的低数控化率也远不能满足市场对中高档先进产品的需求。纵观国际制造业的竞争与发展，面对国际、国内两个制造业市场的日渐融合，如何立足国内制造业的市场需求，整合分散的科研与企业资源，尽快形成自己在先进制造产业竞争中的技术优势，已经是摆在我国制造业面前的迫在眉睫的课题了[11]。
总之，重视制造业和现代制造技术已成为全球化的大趋势。现代制造技术不是一项具体技术，而是利用系统工程技术将各种相关技术集成的一个有机整体;现代制造技术是一种动态技术，而不是一成不变的，它需要不断吸收各种高新技术成果，并将其渗透到产品的所有领域，结合成一个有机整体，实现优质、高效、低耗、清洁和灵活的生产[12];现代制造技术的目的是提高制造业的综合效益，其不摒弃传统技术，而是有赖于不断用科技新手段去研究它和传承它，并应用科技新成果去改造它和充实它;现代制造技术在强调环境保护的同时，还强调各专业学科之间的相互渗透、融合和淡化，并消除其间的界限。我国先进制造技术的发展应结合自身的特点，形成特色，大力发展一些关键前沿技术，比如新一代材料成型技术、微米及纳米技术、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的将来，现代制造技术将得到更大的发展和壮大，发展和应用先进制造技术是每个国家为提高企业的国际竞争力和技术创新能力的必然选择。
参考文献：
[1]张强.浅谈柔性制造技术的现状及发展[J].技术与市场，2008.(5):39-40. [2]沈向东.柔性制造技术[M].北京：机械工业出版社，2013.2. [3]吴立.关于柔性制造的研究[J].机床与液压，2010，38(14):9-11. [4]陈琪.制造业企业推行柔性制造的意义及对策[J].企业经济，2005(4):7-8. [5]崔培枝，朱胜，姚巨坤.柔性再制造系统研究[J].机械制造，2003(11):7-9
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[7]盛晓敏，邓朝辉.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2003. [8]李楷模.LI Kai-mo 现代制造技术的发展动向[J]-科技成果管理与研究2008(6). [9]蒋新松.21世纪企业的主要模式一敏捷制造企业[J].计算机集成制造系统一CIMS，1996，2(4)：3—8.
[10]罗振壁，周兆英，汪劲松，等.制造的革新[J].机械工程学报，1995，31(4)：31—37.
智能制造路径范文第5篇
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。5月19日，备受瞩目的《中国制造2025》正式对外公布，标志着我国在全面推进实施制造强国战略的征途中迈出了关键性一步，中国制造也再次站到了转型升级、创新驱动的风口上。
国家统计局数据显示，2005年～2013年，我国制造业总产值年均增长20%左右，2012年我国制造业增加值为2.08 万亿美元，在全球制造业占比约20%，成为世界上名副其实的“制造大国”。
我国工业如今在全球竞争中的优势更多地体现为拥有完整的产业链条。根据联合国工业发展组织数据，我国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类(39个工业大类、191个中类、525个小类)的国家，形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系。同样是来自于联合国工业发展组织数据，目前，中国工业竞争力指数在136个国家中排名第七位，制造业净出口居世界第一位。
按照国际标准工业分类，在22个大类中，中国在7个大类中名列第一，钢铁、水泥、汽车等220多种工业品产量居世界第一位。2013年，我国装备制造业产值规模突破20万亿元，占全球比重超过1/3;2013年，发电设备产量达1.2亿千瓦，约占全球总量的60%;造船完工量达4534万载重吨，占全球比重的41%;汽车产量达2211.7万辆，占全球比重的25%;机床产量达95.9万台，占全球比重的38%，我国制造业占世界的1/3强。
当前，我国经济发展进入新常态，制造业面临产能过剩、大而不强的困局，转型升级犹如逆水行舟，不进则退。可以说，现在我国比以往任何时候都更需要强大的制造强国战略。因为“中国制造”在世界上成了“低端廉价”的代名词，技术含量较低，加上中国的人口红利优势即将消失，现在制造企业的利润率普遍只有10%左右，有的甚至更低，大量中小制造企业苦苦挣扎在死亡线上。
5月13日，在中国工程院、工信部和中科院主办的“2015智能制造国际会议”上，原全国人大常委会副委员长、两院院士、中国机械工程学会荣誉理事长路甬祥在主旨报告中称，2014年中国装备制造产值占全球比重1/3，机电产品进出口额2.16万亿美元，占进出口总额55.7%，已成为全球制造大国。整体而言，发展主要依靠要素投入和低成本优势，付出了沉重的资源与环境代价，仍处于价值链的低中段，还不是制造强国。
的确，中国制造业与先进国家相比还有较大差距。主要表现在：自主创新能力弱，关键核心技术与高端装备对外依存度高，以企业为主体的制造业创新体系不完善;产品档次不高，缺乏世界知名品牌;资源能源利用效率低，环境污染问题较为突出;产业结构不合理，高端装备制造业和生产性服务业发展滞后;信息化水平不高，与工业化融合深度不够;产业国际化程度不高，企业全球化经营能力不足。
2008年国际金融危机之后，面对新一轮科技革命和产业变革，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球贸易投资新格局。一些发展中国家也在加快谋划和布局，积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，拓展国际市场空间。“前有堵截，后有追兵”，我国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战。
没有强大的制造业，我国很难突破“中等收入陷阱”，也无法从大国走向强国。建设制造强国，必须紧紧抓住战略机遇，积极应对挑战，加强统筹规划，突出创新驱动，制定特殊政策，发挥制度优势，以我为主，跨越发展。
《中国制造2025》是中国第一次从国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，确立了发展世界制造业强国的战略目标，同时提出两个实施阶段、三步走战略目标、五项重大工程、九大战略任务和十个重点领域。
中德制造业战略殊途同归
“中国制造2025”和“德国工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下，针对制造业发展提出的重要战略举措，具有相同的战略使命和核心理念。战略使命方面，两国新战略都是为了应对新一轮科技革命和产业变革。
在理念层面，两国新战略都是推进信息技术与制造技术的深度融合。德国工业4.0着眼于高端装备，提出建设信息物理系统，并积极布局智能工厂，推进智能生产。《中国制造2025》提出以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，构建信息化条件下的产业生态体系和新型制造模式。
从不同点来看，中德两国新战略无论是发展基础、产业阶段还是战略任务都具有各自特点。在发展基础方面，德国制造业具有强大的技术基础，在两化(工业化和信息化)融合、“互联网+”方面都具有优势，而且德国是世界制造业强国和领先的工业制成品出口大国，制造业研发投入强度超过美国和日本 ，树立了德国制造的品牌形象。中国是制造大国，但还不是制造强国，依然处于产业链“微笑曲线”的中间，核心技术和品牌价值薄弱。
在产业阶段方面，德国工业4.0是在顺利完成工业1.0、工业2.0，基本完成工业3.0之后，提出的发展战略，是自然的串联式发展。中国制造业尚处于工业2.0和工业3.0并行发展的阶段，必须走工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范的并联式发展道路，不仅要兼顾自己传统产业的转型升级，同时还要实现在高端领域的跨越式发展，所以我国的任务就比德国实现工业4.0更加复杂、更加艰巨。
在战略任务方面，德国工业4.0就是瞄准新一轮科技革命制定的措施，主要聚焦制造业的高端产业和高端环节。《中国制造2025》不是专门为应对新一轮科技革命制定的规划，是对制造业转型升级的整体谋划，不仅要提出培育发展新兴产业的路径和措施，还要加大对量大面广的传统产业的改造升级力度，同时还要解决制造业创新能力、产品质量、工业基础、节能环保等一系列阶段性的突出矛盾和问题。
根据德勤与中国机械工业联合会2013年调研200家制造企业所发布的首份中国智造现状及前景报告显示，中国智能制造处于初级发展阶段，同样也是大部分处于研发阶段，仅16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看，52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%，60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。
而90%的中小企业智能制造实现程度较低的原因在于，智能化升级成本抑制了企业需求，其中缺乏融资渠道影响最大。德勤的调研显示，年收入小于5亿元人民币的企业中，50%的企业在智能化升级过程中采用自有资金，25%为政府补贴，银行贷款和资本市场融资各占11%。而企业收入规模大于50亿元人民币的企业，其智能化升级资金来源中自有资金占67%，银行贷款占比25%。整体而言，中小微型企业的银行贷款比例低于大中型企业，占企业数量绝大多数的中小企业只能依靠自有资金进行智能化改造。
所以，《中国制造2025》明确把智能制造作为两化深度融合的主攻方向，并在保障措施中提出要完善金融扶持政策和中小微企业政策，加大财税政策支持力度，包括运用政府和社会资本合作(PPP)模式，引导社会资本参与制造业重大项目建设、企业技术改造和关键基础设施建设;加快设立国家中小企业发展基金等。
智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。
智能制造需要顺应“互联网+”的发展趋势，促进移动互联网、工业互联网、云计算、大数据在企业全流程和全产业链的综合集成应用，改造提升中国制造业。
中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平认为，《中国制造2025》对经济向“双中高”(中高速增长、向中高端水平)迈进具有重要意义，互联网将帮助中国推进智能制造，提高工艺水平和产品质量，促进生产性服务业与制造业融合发展，提升制造业层次和核心竞争力。
4月23日，由浪潮联合20多家机构发起的“中国智能制造信息化推进联盟”在北京成立。该联盟致力于打造协同创新平台与成果转化应用推广联合体，共同推动国家智能制造产业相关标准制定和推广工作。联盟首批成员包括中国航天科技集团、大连船舶重工集团、江南造船、山东常林、北京神舟航天软件等20多家机构，其中也包括天职国际会计师事务所、赛迪顾问等咨询机构。
浪潮集团执行总裁王兴山在会上表示，传统制造业与互联网的融合正在加快，智能制造成为当前热点，这也是中国从制造大国通往制造强国的必由之路。
为推进智能制造发展，2015年3月9日，工业和信息化部印发了《关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知》，并下发了《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》(下称《实施方案》)，决定自2015年启动实施智能制造试点示范专项行动，以促进工业转型升级，加快制造强国建设进程。
根据《实施方案》，将分类开展流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6方面试点示范专项行动。
第一，针对生产过程的智能化，主要涉及流程制造和离散制造。根据《实施方案》，在石化、化工、冶金、建材、纺织、食品等流程制造领域，选择有条件的企业，推进新一代信息技术与制造技术的融合创新，开展智能工厂、数字矿山试点示范项目建设，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;在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器及电子信息等离散制造领域，组织开展数字化车间试点示范项目建设，推进装备智能化升级、工艺流程改造、基础数据共享等试点应用。
第二，针对装备和产品的智能化。也就是把芯片、传感器、仪表、软件系统等信息技术嵌入到装备和产品中去，使得装备和产品具备动态感知、存储、处理和反馈能力，实现产品的可追溯、可识别、可定位。《实施方案》提出，加快推进高端芯片、新型传感器、智能仪器仪表与控制系统、工业软件、机器人等智能装置的集成应用，提升工业软硬件产品的自主可控能力，在高档数控机床、工程机械、大气污染与水治理装备、文物保护装备等领域开展智能装备的试点示范，开展3D打印、智能网联汽车、可穿戴设备、智能家用电器等智能产品的试点示范。
第三，针对制造业中的新业态新模式的智能化，即工业互联网方向。根据《实施方案》，在家用电器、汽车等与消费相关的行业，开展个性化定制试点示范;在电力装备、航空装备等行业，开展异地协同开发、云制造试点示范;在钢铁、石化、建材、服装、家用电器、食品、药品、稀土、危险化学品等行业，开展电子商务及产品信息追溯试点示范。
第四，针对管理的智能化。在物流信息化、能源管理智慧化上推进智能化管理试点，从而将信息技术与现代管理理念融入企业管理。物流信息化试点示范，主要是指加快无线射频识别(RFID)、自动导引运输车(AGV)等新型传感、识别技术的推广应用。
第五，针对服务的智能化。移动互联网蓬勃发展，开放、去中心化的互联网思维已经潜移默化到各行各业，用户的需求更加多元化。根据《实施方案》，在工程机械、输变电、印染、家用电器等行业，开展在线监测、远程诊断、云服务及系统解决方案试点示范。工信部电子信息司副司长安筱鹏认为，服务的智能化，既体现为企业如何高效、准确、及时挖掘客户的潜在需求并实时响应，也体现为产品交付后对产品实现线上线下(O2O)服务，实现产品的全生命周期管理。两股力量在服务的智能化方面相向而行，一股力量是传统的制造企业不断拓展服务业务，一股力量是互联网企业从消费互联网进入到产业互联网。
前者的案例有海尔，2012年底，海尔集团进入了网络化发展战略阶段，并致力于由传统企业向平台型企业转型。在这样的战略指导下，海尔服务也在积极转型，时刻以用户为中心不断演进与升级，从单纯的售后服务转型为打造全流程的用户最佳体验。
智能制造路径范文第6篇
“3D打印”是通俗的叫法，学术名称为“快速成型技术”，也称为“增材制造技术”。这种技术是依据物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式，制成实物模型，甚至直接制造零件或模具，从而缩短产品研发周期、并缩减生产成本。3D打印是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。说得简单点，就是由点堆积成面，再由面堆积成实体。
3D打印的概念早在几十年前就已提出。上世纪70年代，随着3D辅助设计的兴起，设计师能在电脑软件中看到虚拟的三维物体，但要将这些物体用粘土、木头或是金属做成模型却非常不易，可以用费时费力费钱来形容。3D打印的出现，使平面变成立体的过程一下简单了很多，设计师的任何改动都可在几个小时后或一夜之间重新打印出来，而不用花上几周时间等着工厂把新模型制造出来，这样一来可以大大降低制作成本，节省产品开发成本。
1 国外3D打印发展现状
3D打印被用作《经济学人》杂志封面，主题为《看制造业新技术如何改变世界》，详细介绍了3D打印的历史和发展，可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。2010年8月11日，美国总统奥巴马签署了《美国制造业促进法案》，力图以此刺激本国出口并创造更多就业机会。奥巴马表示，制造业是美国经济复苏的重要动力，因此降低制造业成本、促进其就业是该法案的宗旨。而3D打印就成了其首选。2011年6月，美国总统奥巴马宣布一项新政策，并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。2012年7月17日，美国《外交政策》杂志网站发表题为《制造业的未来在美国而不在中国》，称“技术进步将使中国的制造业像过去20年里美国制造业那样迅速衰落”。
纽约另一家利用3D技术生产消费品的公司Quirky拥有20万的注册用户，他们在线搜集用户的创意，产品设计图纸，用3D打印机以最快的速度成型，再上传讨论，最终确定方案后批量生产。届时在线上和线下都会有销售，他们最成功的产品是一排可折叠的接线板，设计者常从一个创意就获得不少的收入，有的用户一年能赚几万美元。
而美国加利福尼亚州的Legacy Effect公司，利用Objet 3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型，为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道具，在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用。
日本一家公司甚至推出了面向个人的“Baby复原服务”：只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片，他们便可以复原成三维图像后，打印出一个“肚子里的婴儿”模型作为纪念。
3D打印还能实现一些传统制造方式难以实现的复杂结构。2011年巴黎春夏时装展上，荷兰时尚设计师Iris van Herpen发布了他直接用3D打印机制作的立体服装，这些超太空感的服装由锦纶打印而成。
2 国内3D打印发展现状
从“天津2012夏季达沃斯论坛”到刚刚闭幕的“浙商新动力”论坛，都不约而同地提到了“3D打印”技术。被英国《经济学人》扣上“工业革命”帽子的3D打印也因此备受关注。日前，证券时报记者通过实地采访发现，3D打印技术在国内广泛应用尚需时日。
位居杭州下沙工业区的杭州先临三维科技股份有限公司号称是国内综合实力最强的3D打印公司，可以向客户提供快速三维扫描、快速制造、快速模具、三维测绘等服务。目前，先临三维拥有十几个型号的3D打印机，掌握六种生产工艺。不过，先临三维的现有设备主要来自欧美等国制造。一台从德国EOS公司引进的设备售价近400万元人民币，它是基于高性能材料(塑料与金属)的高端3D打印机。事实上，在经过近20年的研发，国内的3D打印设备也在不断取得突破，华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米×1.2米的“立体打印机”，是目前世界上最大成形空间的快速制造装备，远远超过国外同类装备水平，并因此获得2011年国家技术发明二等奖。
“3D打印达到了人们对其期望值的顶峰。”从事3D打印机代理生意的徐鹏认为。事实上，大众对3D打印的了解仍然十分粗浅。
通过上述比较枯燥的技术解读可以得出3D打印相比传统制造的三个优势：第一，产品制造速度快，一次性完成而非分步优化;第二，制造出的产品形状想象空间更大，可以用软件做出传统制造不方便完成的形状;第三，产品修改成本小，只需要在软件中修改部分参数就可以快速制出相对应的新版本产品。但和传统制造方法相比，3D打印因客观条件的制约也存在诸多问题，比如可打印材质范围小、打印的精度低、用于打印的耗材费用较高等。 虽然3D打印的概念开始逐渐为人所知，但就目前的实际生产成果看，仍属于自90年代就开始普及的快速成型技术，而快速成型技术早已被涉及到产品原型设计制造的企业或高校所使用。快速成型机器在国内也并不是十分新鲜的玩意，除了引进国外的机型，国内一些高校也有自己研发的机子在国内外售卖。在我国，深圳、东莞、浙江也有众多企业涉足快速成型。
当新闻开始频频出现3D打印机能够打印飞机、汽车、鲜肉、鞋子和衣服时，大家仿佛觉得这个远在天边的神器如果能够进入自己的家门，就如同自家拥有了万能工厂。以该形象露面的3D打印机代替了现实中只能生产模具的快速成型机器进入了大众心中。但被忽略的事实是，这样的事例仍只是实验性项目，有人甚至将其称为“行为艺术”。
3D打印机目前的实际使用仍属于快速成型范畴，即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造，业内也将这类原型称作手板。据统计，3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型，仅有20%是最终产品。
使用3D打印机制作模型的优点一方面是速度快，另一方面是可制作更灵活的形状。国外知名3D打印机Stratasys系列的国内代理商徐鹏介绍，一汽、上汽、北汽和西门子都是其客户。但该类3D打印机的价格从10万元到500万元之间，高昂的机器价格和材料费让购买者更多集中于大型企业和高校。
在模型生产领域，3D打印机相比传统制造仅占很小部分。其中可打印的原材料稀少是一个严重问题。目前可利用的原材料包括光敏树脂、尼龙、石膏和金属粉末等。不同种类的3D打印机可使用的原材料不同。对于价格稍便宜的3D打印机，可打印塑料模型，但坚硬度过低，精准度不高。更多企业想要金属类模型，但这种类型的打印机价格最低也需500万元。
虽然3D打印机技术近年来已取得不小的进步，比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降，但从目前看，依旧是一项年轻的技术，在没有变得更加成熟和廉价前，并不会被企业大规模采用。3D打印技术咨询师泰瑞·沃尔斯(Terry Wohlers)预计3D打印市场将在今年达到21.4亿美元，远超去年的17.1亿美元。不过，这一数字仍然仅占全球制造市场0.02%。
伴随3D打印概念的兴起，从事快速成型和3D打印业务的本土公司受到了前所未有的关注。部分企业除了代理售卖国外的3D打印机，另一部分也在提供3D打印服务。铭展科技创始人金涛在2010年从游戏模型定制转向3D打印业务，通过购买国外机器以及和国内院校合作，为工业设计、产品设计、建筑行业等提供3D打印服务，但一年的销售收入也只能达到百万元，同地一家更大规模的3D打印公司也仅有千万元规模。金涛介绍，国内纯做3D打印业务的公司不超过十家。更多公司仍集中于快速成型业务。
对于大众而言，很多人并不能分清3D打印、快速成型和传统制造之间的区别。一些国内和快速成型、激光制造有关的公司受3D打印概念的追捧，8月和9月的股价都开始大幅上扬，如光韵达的公司股票就连续两日涨停。为此，公司发出澄清公告称，自己公司的激光技术属于“减成法”工艺，不同于3D打印技术的“加成法”工艺，二者的工艺原理不一样，公司最近一年不会开展3D打印技术方面的产品和服务。近日，有关3D打印概念开始呈现回归理性趋势，大部分公司股票回落。
3 原材料——3D打印的瓶颈
几乎每一项新技术应用，都会经历很长的市场培育期。3D打印技术虽然已有近20年的发展历程，但仍存在缺陷。
耗材的局限性是3D打印不得不面对的现实。目前，3D打印的耗材非常有限，现有的市场上的耗材多为石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。如果真要“打印”房屋或汽车，光靠这些材料是远远不够的。比如最重要的金属构件，这恰恰是3D打印的软肋。
耗材的缺乏，也直接关系到3D打印的价格。黄智拿着一件3D打印品对证券时报记者说，“这是一件飞机零部件，打印这种样品的金属粉末耗材一斤就要卖4万元，所以3D打印样品至少要卖2万元。但是，如果采用传统的工艺去工厂开模打样，几千元就可以做到。”
直接面向市场的先临三维对耗材难题感受最深。因为价格的问题，他们很多客户往往望而止步，除非在需求紧急的情况下。否则，客户们还是通过传统的方式。
成型精度和质量问题，也在困扰先临三维。他们称，由于3D打印工艺发展还不完善，特别是对快速成型软件技术的研究还不成熟，目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用，不能作为功能性部件，只能做原型使用。
以Stratasys公司3D打印车为例，车子固然能“打印”出来了，但是否能在路上顺利跑起来?使用寿命又有多长?从现有的技术来看，恐怕有点够呛：由于采用层层叠加的增材制造工艺，层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美，这意味着在一定外力条件下，“打印”的部件很可能会散架。
2004年成立至今，先临三维年复合增长率在100%以上。“今年，先临三维的营业收入应该会在7000万元左右。”但是，过去的高速增长主要源自基数低，而且这7000万元的收入，还包括前期的三维扫描。
4 数字化制造趋势
个人3D打印机是3D打印技术普及的助推力量。以美国Makerbot公司推出的1299美元至2700美元的3D打印机为代表，相比几万甚至几百万美元工业级3D打印机，个人3D打印机亲民的价格让更多普通爱好者有机会亲自动手做一些小玩意。自2009年公司成立，Makerbot卖出的3D打印机数已达到13000台。当然，这台设备也仅能做些玩偶模型或者浴帘环等结构简单的小东西。对于更多人而言，购买的动机也仅是试着用一用。但创作的乐趣在于激发创造力。
“我们并不是要用3D打印机打印所有的东西，数字制造时代的意义是我们可以在大规模生产和个性化生产之间进行选择。”《连线》杂志点出了3D打印机的实质。传统制造中，越复杂的产品如果需要改动的地方越多，意味着越高的成本。但在数字化制造中，这一切在改变。制作个性化的产品并不会花费更多额外的成本，让产品更多样、复杂和灵活变得简单，因为只需要改动模型参数，另一个想要的产品就会出现。
由此看来，3D打印技术某种程度上已被过度神化了。正如凯文·凯利在《科技想要什么》一书中所指出的：“新技术的首版几乎总是仅仅略微强于它想要取代的旧技术，对于新技术的将带给使用者的麻烦和未知，仅有少数热情的先驱倾向于做第一个吃螃蟹的人。” 凯文·凯利同时指出，随着创新技术的改进，新技术的益处和先进程度将被前期用户挑选出来展示给大家，同时不确定性减小，技术得以传播。“但这样的推广既不是立刻发生的，也不稳定。”
4 总结
3D打印技术的确可以改变产品的开发、生产，但赋予3D打印“第三次工业革命”有点言过其实。单件小批量、个性化、及网络社区化生产模式，决定了3D打印技术与传统的铸造建模技术，是一种相辅相成的关系。