技术革新与智能制造

技术革新与智能制造（精选8篇）

技术革新与智能制造 第1篇

人工智能是智能制造的起源。人工智能的定义:用计算机来模拟人的意识和思维的信息过程来代替人工。现今各国政府均将此列入国家发展计划,大力推动实施。中国80年代也将"智能模拟"列为国家重点发展的科技,现已在机器人、专家系统、导弹制导、检测技术方面取得了一些成绩。国家提出了"工业智能工程",作为技术创新的重要部分,智能制造就是该项工程中的重要内容。在2016的开年之初,工信部副部长冯飞表示,智能制造是中国制造2025最重要的方面。

2 存在的问题

现今国内装备制造业存在自主创新能力薄弱、智能制造基础理论和技术体系建设滞后、高端制造装备对外依存度还较高、关键智能控制技术及核心基础部件主要依赖进口。智能制造标准规范体系也尚不完善。智能制造顶层参考框架欠缺,我国尚没有建立完整的智能制造顶层参考框架,智能制造框架逐层逻辑递进关系尚不清晰。

3 研究课题与方向

根据国家现有的技术和国家未来的需要,还有IMT&IMS工作的特点,我认为现今我们应该从IMT与IMS的基础技术开始研究这也是关键技术。它主要包括以下四个方面。

3.1 智能制造系统理论基础与设计技术

需要继续发展IMS体系的技术,研究IMS的系统以及紧跟国际上在该方面发展的步伐。

IMS与现在的任何制造系统的设计方法都不同。因为IMS是面向市场发展评价与前景预测,IMS目的是使整个系统及各步骤都实现“智能化”。因此研究IMS的开发环境与设计策略是很有必要的,开发环境包括开发工具、操作系统、开发语言等。在IMS设计过程中必须遵循通用化、集成化和标准化。

3.2 制造智能理论和处理技术

现代工业生产就是一个有机整体,不仅指各制造环节间存在的联系,制造智能统一的特性也体现在内。制造处理技术和智能理论包括整个制造过程中的智能的描述、开发、集成、处理与共享,最后生成成品—智能机器,以及智能机器产生的智能活动。研究内容包括:

(1)智能活动的机械化、生成与集成。

(2)主要研究怎样开发与获取智能制造源,怎样表达制造智能,如何集成制造智能。

(3)研究制造过程的一致性相关问题,研究建模,影像制造的多因素与的影响与发生事故的概率分析。

3.3 智能制造单元技术的集成

进入21世纪,人工智能的应用研究得到了很大的发展,建立了一些智能制造单元技术。为了适应21世纪制造工业发展的需求,完善和发展这些单位技术以外,更重要把这些单元技术集成在一起。

为了让机器工作过程中能有效地模拟来自各环节制造的智能行为,集成和共享这些制造智能。为了同时进行产品的设计工作,就必须研究并行技术,产品描述的一致模型,研究智能交互技术。

现代生产过程中需要及时处理多个信息,多个因素,多个对象对制造过程产生影响的问题,及时调整决策问题。解决设计与评测最好的方法是仿真与优化。研究制造过程标准模型和建立相对的质量数据库,研究标准状态的决策和标准过程的控制方法。研究在强干扰,多因素条件下对控制过程监视与诊断,研究制造过程的动态检测与适应技术。研究多因素,多目标干扰下调整决策,研究生产过程的实时跟踪技术。

3.4 知识库系统与网络技术

制造过程“集成智能化”的关键在于知识库系统与信息网络技术,在IMT&IMS中相当重要。

其主要是研究知识库的异步构造,知识库分布式决策与维护、知识库连接和数据库技术。研究信息互换的接口,控制操作运算与决策以及网络通讯技术。

4 结语

综上所诉,我国的智能制造技术还存在着一些问题,需要我们去挖掘更有效的方法来解决,我们更应该着重于思路的创新性,与国际化接轨。目前,世界各国都对智能制造系统进行了各种研究,未来智能制造技术也会不断地发展。

摘要：介绍智能制造技术与智能制造系统国内外的发展现状与前景。分析国内智能制造存在的关键问题;简单探讨了智能制造技术及系统的研究方向与课题;提出了发展智能制造系统所的需要发展的关键技术,强调人的思维在系统中的作用。了解到智能制造技术及系统是未来科技的重要组成部分,以后的智能制造系统定是以高度的集成化与智能化为特点的自动化系统。

关键词：智能制造技术,智能制造系统,人工智能化

参考文献

[1]杨叔子,丁洪.智能制造技术与智能制造系统的发展与研究[J].中国机械工程,1992,3(2):15~18.

[2]孙大勇.先进制造技术[M].北京机械工业出版社,2000,12~13.

[3]史忠直.高级人工智能.北京科学出版社,1998.

技术革新与智能制造 第2篇

会议背景

中国是世界机器人需求增长率最高的国家之一，去年销量为2.26 万台，同比大增51%,而美德等国的比例均在40%以下，预计2014 年中国的工业机器人销量将成为全球第一。国内市场上已有5 万台左右工业机器人在服役，占全球总量的4.5%,保有量位居日、韩之后排亚洲第三，市场需求增速位列全球第一。

随着我国产业结构不断调整升级，全球制造业中心向中国转移，我国的机器人市场将会进一步扩大。有统计显示，2004 年以来，国内机器人市场年平均增长率达到40%以上;2011年增长率达到51%,机器人新安装量达到23000 台。国际机器人联合会预测，到2014 年中国将成为全球最大的机器人市场。国家有关部门加大了对工业机器人产业的关注程度，“十二五”规划中明确了对工业机器人产业予以重点扶持。

中国碰到非常尴尬的情况是，整机可以做出来，但是整体价格下不来，在成本上面根本没有竞争优势，所以走成本优势出路不大。中国机器人生产企业面临着机遇与挑战：一方面是巨大的市场空间;另一方面则是要与狼共舞，跟国际巨头短兵相接，争夺市场。

会议组织机构

主办：重庆市人民政府

重庆市商委

重庆市经信委

MMI现代机械工业杂志 协办：重庆市立嘉会议展览有限公司 承办：上海信闻信息科技有限公司

会议议程

9：00—9：10 开幕致词

把加快发展智能制造放在突出位置 工业和信息化部装备工业司相关领导

机器人产业规划与政策导向，倾力打造“机器人之都” 重庆市领导（经信委/商委/两江新区主管领导）

主题：工业机器人产业发展趋势及应用领域案例解析

9：10—9：40

第一讲 中国机器人产业发展及国产化趋势解析 蔡鹤皋 院士

9：40—10：10 第二讲

计算机模式识别与智能系统在机器人应用中的最新技术与趋势 郑南宁院士 所长 西安交通大学人工智能与机器人研究所 10：10—10：30 茶歇或自由交流时间

10：30—10：50 第三讲

IT软件服务商与机器人生产商之间无缝合作，实现真正的智能制造 赞助商发言

10：50—11：20 第四讲

新型机器人及其应用领域前景、许礼进

奇瑞汽车

11：20—11：40 第五讲

打造匹配中国市场需求的机器视觉产品及服务 赞助商

11：40—12：30 领袖对话: 分享机器人在汽车行业的最新应用与经典案例

※ 汽车制造中冲压/涂装/焊接生产线上的机器人成功应用案例，汽车及汽车发动机总装中的整体解决方案

※ 汽车厂商对工业机器人的需求及要求

※ 工业机器人在汽车领域应用的常见故障/问题及其解决方案 ※ 工业机器人厂商的产品线规划及新推出机器人的应用优势 李刚

机器人部总经理，中国区

ABB Alwin Berninger

董事总经理，亚太区

库卡自动化设备（上海）有限公司 李世航

规划总监

江淮汽车

Breuillot Marc

焊接经理，亚洲区

雪铁龙汽车有限公司 胡昌华

制造工程部总装技术总师

东风汽车公司技术中心

12：30—14：00 午宴

主题：工业机器人前沿技术与先进加工工艺

14：00—14：30 第五讲

全球领先电机技术助力工业机器人制造 赞助商（电机技术企业）如：减速机、伺服电机、控制器 14：30—15：00 第六讲

机器人关键零部件制造技术 发那科

15：00—15：30 茶歇或自由讨论时间

15：30—16：00 第七讲

借鉴前沿机热处理加工以及相关防锈经验，增加工业机器人控制精度

16：00—16：30 第八讲

3D测量技术在工业机器人制造中的应用 赞助商

16: 30—17：30

技术讨论：分享工业机器人研发难点及制造工艺 徐方

院长

中央研究院，沈阳新松机器人自动化股份有限公司 李伯基 副总经理

广州数控设备有限公司

后藤英树 总经理

安川電機（中国）有限公司 朱世强

副主任

浙江大学机器人研究中心

诚邀赞助企业

赞助商向主办方交纳30000元（人民币；叁万元整）会议赞助费，赞助商冠名享受以下优惠条件。

A、享受独家冠名权(AAA第X届海峡两岸功能材料科技与产业峰会)会前，赞助商公司名称、商标和演讲题目将展示在会议相应的媒体广告上，包括第十四届重庆立嘉机械展览会会刊杂志和网站上。B、赞助企业领导拥有15-30分钟演讲时间；

C、会前，赞助商的公司名称、商标和演讲题目、将通过直邮、传真及电子

邮件等方式通知到与会单位；

D、赞助商宣传资料可由会议主办方夹放至会议资料中； E、赞助商的公司名称、商标将出现在会场背景上；

F、赞助商的公司名称、商标、产品图片和演讲内容将出现在会议资料上； G、会后，赞助企业名称和大体演讲内容将出现在与之合作的网站和杂志上； H、赞助商将得到会议参会人员的名单和具体联系方式； I、赞助企业有5人免费午餐供应和出席酒会资格； J、赞助商有可享受4星级酒店2个标间住宿两晚。

K、会后，赞助企业将获得立嘉机械展相关展报、会刊杂志及精美礼品；

重庆立嘉会议展览有限公司

联系电话：023—86308309 传真：023--86308301

技术革新与智能制造 第3篇

本次论坛由中国第一汽车股份有限公司技术中心、一汽模具制造有限公司、中国第一汽车集团公司科学技术协会、《汽车工艺与材料》杂志编辑部主办;《汽车工艺与材料》杂志编辑部、一汽模具制造有限公司承办;吉林省模具工业协会、武汉益模科技股份有限公司赞助;中国模具工业协会、国家汽车质量监督检验中心(长春)、吉林省汽车工业协会、中国汽车工程学会汽车制造技术分会、中国汽车工程学会汽车产品技术分会、长春市汽车行业协会、一汽-大众汽车有限公司规划部、AI《汽车制造业》杂志、长春市工商联机械制造行业商会协办;《上海汽车》杂志、《汽车工程师》杂志、《汽车技术》杂志、《汽车文摘》杂志、汽车制造网为合作媒体。

一汽技术中心副主任刘蕴博先生、一汽技术中心副主任、《汽车工艺与材料》编委会主任吴涛先生、一汽集团公司生产制造技术部副部长陆波先生、一汽模具制造有限公司副总经理李悦先生、一汽技术中心副总工程师董学锋先生等相关领导出席了开幕式并致辞。本次论坛名家云集、内容精彩纷呈。一汽模具制造有限公司高级专家李靖出席会议并做了题为《智能装备在自动化焊装生产线的示范应用》的主题报告,2015年一汽模具承担的国家智能专项《基于机器人的汽车焊接自动化生产线》项目获得中国汽车工业科学技术奖一等奖,李靖专家从智能装备技术指标、智能部件技术创新点、智能装备在自动化焊装生产线的示范应用以及社会和经济效益成果等几方面进行了详细的解读。上海交通大学机械与动力工程学院副院长、上海智能制造研究院常务副院长习俊通出席会议并从多光刀三维视觉测量系统、多机器人协同白车身在线检测系统、发动机缸盖燃烧室容积在线检测系统等几方面对在线智能检测与质量管控系统及其在汽车制造中的应用进行了阐述。华中科技大学柳玉起教授出席会议并做了题为《汽车覆盖件智能化设计与成形模拟》的专题报告,针对汽车车身模具制造4.0技术、大数据和云技术、自动化智能化模具设计技术、模具设计智能化机器人、冲压成形精模拟技术、冲压成形智能优化技术等行业热点问题与参会嘉宾进行了深入探讨。武汉益模科技股份有限公司董事长兼总经理易平出席会议并做了题为《模具制造2025数字化工厂规划建议暨汉诺威工业展最新趋势报告》的主题演讲,并与参会嘉宾探讨了模具行业的现状与挑战、汽车覆盖件模具的现状与发展趋势、模具制造2025发展建议等行业关注的热点问题。一汽模具制造有限公司高级专家张健与会并从全型面回弹补偿技术、同步工程技术、冲压工艺设计、加工数模设计、数控加工技术、模具调试技术等几个方面针对汽车覆盖件尺寸精度控制及相关模具制造技术与参会嘉宾进行了交流。一汽-大众汽车有限公司冲压工艺规划专家张秀花出席会议并做了题为《伺服压力机的自动化柔性应用》的主题报告,从主驱动系统的柔性化结构、柔性化行程曲线、CFB的使用增强零件传输的柔性化、冷却氮气缸的应用、伺服压力机自动化柔性系统的应用等方面进行了详细的介绍。一汽技术中心工艺部总监姚远出席会议并从汽车产品研发发展趋势与瓶颈、3D打印技术概述、3D打印在汽车开发中的具体应用3个方面对激光3D打印在汽车开发中的应用进行了详细的讲解。一汽模具制造有限公司尚校专家出席会议并做了题为《白车身焊装技术发展趋势与展望》的主题报告,并对同步工程技术的深度应用、数字化焊装工艺规划与仿真验证、先进焊连接工艺技术的集成应用等行业共同关注的问题进行了总结。一汽大众规划部工艺规划部总装规划科罗钟南主管出席会议并从总装加注介质分类、加注设备、液体加注过程、加注设备的智能应用等方面详细介绍了加注技术的智能化应用。

本次会议的特点如下。

a.引领汽车前沿技术。本次论坛关注行业热点,智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势,世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。中国制造2025将智能制造作为主攻方向,发展智能制造既符合我国制造业发展的内在要求,也是重塑我国制造业新优势,实现转型升级的必然选择。

b.产学研多方交流的舞台。本次论坛邀请包括行业组织、整车与零部件企业、知名高校和研究机构,以及在智能制造领域有影响力的专家、学者共同参会并参与研讨,实现本次论坛组织主体多元化,演讲嘉宾多元化,以及参会嘉宾多元化,有利于各方加深交流和了解,推动对话与合作。

c.推动中国一汽汽车白车身装备智能制造技术发展。随着“工业4.0”的逐步实施,制造业整体正在向着智能化与信息化方向转型升级,而汽车行业是智能制造的重要突破口。智能制造通过制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化是打造汽车企业未来核心竞争力的关键环节。因此,汽车企业需要立即采取行动准备迎接智能制造。因此,推动智能制造装备的发展既是行业重要课题,也是中国一汽关注的重点技术发展领域,通过此次论坛的成功举办,促进了中国一汽智能制造装备的进一步发展。

“2016《汽车工艺与材料》技术论坛——智能制造技术”取得了圆满成功,同时也获得了行业广泛关注,《汽车工艺与材料》杂志技术论坛也将以此为契机,借助《汽车工艺与材料》技术论坛的平台继续开展不同专业领域的技术交流,为推动行业技术交流和科技进步做出更大的贡献。

技术革新与智能制造 第4篇

智能制造领域区块链技术应用分析

智能制造行业痛点

实施智能制造，重点任务就是要实现制造企业内部信息系统的纵向集成，以及不同制造企业间基于价值链和信息流的横向集成，从而实现制造的数字化和网络化。在现实中，由于制造设备和信息系统涉及多个厂家，原本中心化的系统主要采用人工或中央电脑控制的方式，实时获得制造环节中所有信息的难度大。同时，所有的订单需求、产能情况、库存水平变化以及突发故障等信息，都存储在各自独立的系统中，而这些系统的技术架构、通讯协议、数据存储格式等各不相同，严重影响了互联互通的效率，也制约了智能制造在实际生产制造过程中的应用。

中投顾问在《2017-2021年区块链技术深度调研及投资前景预测报告》中指出，利用区块链技术，可有效采集和分析在原本孤立的系统中存在的所有传感器和其他部件所产生的信息，并借助大数据分析，评估其实际价值，并对后期制造进行预期分析，能够帮助企业快速有效地建立更为安全的运营机制、更为高效的工作流程和更为优秀的服务。数据透明化使研发审计、生产制造和流通更为有效，同时也为制造企业降低运营成本、提升良品率和降低制造成本，使企业具有更高的竞争优势。智能制造的价值之一就是重塑价值链，而区块链有助于提高价值链的透明度、灵活性，并能够更敏捷地应对生产、物流、仓储、营销、销售、售后等环节存在的问题。

智能制造应用场景

一、应用场景1：组建和管理工业物联网

组建高效、低成本的工业物联网，是构建智能制造网络基础设施的关键环节。在传统的组网模式下，所有设备之间的通信必须通过中心化的代理通信模式实现，设备之间的连接必须通过网络，极大提高了组网成本，同时可扩展性、可维护性和稳定性差。

中投顾问在《2017-2021年区块链技术深度调研及投资前景预测报告》中指出，区块链技术利用P2P组网技术和混合通信协议，处理异构设备间的通信，将显著降低中心化数据中心的建设和维护成本，同时可以将计算和存储需求分散到组成物联网网络的各个设备中，有效阻止网络中的任何单一节点的失败，而导致整个网络崩溃的情况发生。另外，区块链中分布式账本的防篡改特性，能有效防止工业物联网中任何单节点设备被恶意攻击和控制后带来的信息泄露和恶意操控风险。最后，利用区块链技术组建和管理工业物联网，能及时、动态掌握网络中各种生产制造设备的状态，提高设备的利用率和维护效率，同时能提供精准、高效的供应链金融服务。

二、应用场景2：生产制造过程的智能化管理

中投顾问·让投资更安全 经营更稳健

中投顾问产业研究中心

在传统的生产模式下，设备的操作、生产和维护记录是存储在单

一、孤立的系统中，一旦出现安全和生产事故，企业、设备厂商和安全生产监管部门难以确保记录的真实性与一致性，也不利于后续事故的防范及设备的改进。

区块链技术能够将制造企业中的传感器、控制模块和系统、通信网络、ERP系统等系统连接起来，并通过统一的账本基础设施，让企业、设备厂商和安全生产监管部门能够长期、持续地监督生产制造的各个环节，提高生产制造的安全性和可靠性。同时，区块链账本记录的可追溯性和不可篡改性也有利于企业审计工作的开展，便于发现问题、追踪问题、解决问题、优化系统，极大提高生产制造过程的智能化管理水平。

经营更稳健

技术革新是再制造产业的生命 第5篇

另一方面,从更长远的行业乃至社会发展需求来看,由于我国资源环境压力巨大,迫切需要转变经济发展方式。所以,综合环保需求、市场需求和企业需求等多重因素,工程机械再制造产业已经到了前所未有的突破期。

2012年4月26日,第三届亚太非道路用车及后市场峰会在北京召开,再制造成为了此次峰会的重点内容之一。目前,工程机械再制造业务在中国的发展还稍显缓慢和无序,政策、标准和操作等方面的问题仍然阻碍着再制造的具体实施。此次峰会就为行业人提供了一个交流平台,通过与世界工程机械尖端企业的切磋,使国内企业能够进一步深入认识到再制造行业并为接下来的实际操作提供参考。

会议中,卡特彼勒政府事务经理王珊说,“再制造就是在工业生产环境下将到寿命的产品重新加工恢复成具有等同于新产品的质量和性能的过程。而为了达到这其中“等同”的要求,技术修复和质量控制环节尤为重要。”

与加工新产品一样,卡特彼勒再制造业务拥有一套适用于指导制造及检验的技术标准,产品的生产流程包括拆解、筛选、处理、清洗和组装测试等环节。尤为值得一提的是,为了进一步保障产品品质,在清洁环节,除了传统的超声波清洗设备外,卡特彼勒还加入了更为先进的熔盐处置及无磨损喷砂清洁等设备;而在修复环节,激光覆层或熔焊丝喷涂设备也确保了再制造产品能够达到新品的质量标准。王珊强调,再制造产品不等于旧产品,精益求精的发展理念以及一流的设备与技术是让再制造产业不断进步的基础。此外,王珊表示,随着中国企业海外开拓步伐的不断加快,再制造水平的提升将改善中国企业的全球竞争力,深耕再制造的发展将使中国企业在全球市场塑造一个“绿色”企业的形象。

会议中,拜罗伊特大学教授Rolf Steinhilper也说,再制造技术的革新重点在于清洗技术的攻克,再制造能够让产品获得持久的生命周期,而技术则是再制造发展的生命。

太阳能薄膜电池的制造技术革新 第6篇

关键词：太阳能,太阳能薄膜电池,技术革新

1 太阳能的优势

太阳能具有其它能源都无法比拟的优点。首先是太阳光的覆盖范围广, 不受地域的限制, 矿产被开采或核能的能量产生后, 必须要有运输的过程, 而太阳能则不同, 可以现场采集现场使用。其次, 太阳能的开发使用潜力大, 矿产的开采总是有限度的, 但太阳能却几乎可以说是取之不尽, 用之不竭的, 只要太阳继续向地球辐射能量, 那我们就可以一直利用太阳能。

再者, 太阳能属于清洁能源, 对环境没有任何危害, 但在各种矿产的开采和使用过程中, 无论是对人体的伤害还是对环境的污染作用都是巨大且不可避免的;对于核能, 也存在很大的核污染隐患, 核废料和核泄漏都是很严重的问题。在国内, 雾霾时时触动着人们的神经, 各种河流海洋的污染问题也层出不穷, 环境保护更加得到人们的重视, 这种情况下, 清洁无污染的太阳能就更显得难能可贵。将来太阳能可以更好的工业化推广后, 相信即使其成本会稍高, 也必定会更加受国家、社会和消费者的青睐。因此, 在应用太阳能已经得到越来越多的重视的同时, 如何高效环保的利用太阳能就成了至关重要的问题。

2 太阳能电池大规模应用的瓶颈

若想有效的利用太阳能, 就必须要用到太阳能电池。在太阳光的照射下, 太阳能电池可以瞬间输出电压并产生电流, 通过光电效应或光化学效应将太阳能转换成电能。

对于太阳能电池, 主要有2 方面问题阻碍了其大规模应用, 一是成本, 二是光电转换的效率。目前, 虽然一部分太阳能电池的成本较低, 但其光电转换效率非常不理想;另一部分太阳能电池虽然光电转换效率稍好, 技术也较为成熟, 但由于成本太高, 难以被大规模推广。因而, 从这两个方面解决太阳能电池本身的问题, 才有可能进一步的对太阳能进行推广。

利用太阳能电池时, 除了上面提到的太阳能电池本身的技术性问题, 还会遇到一些外界环境的不利因素。如辐射至地球的太阳能的总能量虽然比较巨大, 但这种能量却是比较分散的, 这就导致了太阳能收集的不易。再者, 即使在同一地点, 不同时间被辐射到的太阳能总量也是不稳定的, 要受季节、昼夜、天气等因素的影响。因此, 虽然太阳能有诸多优点, 且太阳能电池具备了一定的光电转换率, 但太阳能电池的大规模推广应用仍任重而道远。

3 太阳能薄膜电池的优点

在各种太阳能电池中, 硅太阳能电池的发展和应用相对要成熟一些, 目前属于在应用中相对多的太阳能电池。硅太阳能电池的缺点是当温度升高时, 它的光电转换率会降低;但是金属氧化物的太阳能电池则不同, 当温度升高时, 金属氧化物太阳能电池的光电转换率也会升高。同时, 金属氧化物的成本比硅低, 且来源较广阔, 这使得金属氧化物有更广阔的应用潜力。在太阳能电池中, 金属氧化物是作用机理是首先将光子转化成电子, 然后通过电子将水解离成氧气和氢气。

更轻更薄、光电转换效率更高是太阳能电池的发展趋势, 特别是对于应用在航空航天设备上的太阳能电池, 对于太阳能电池的性能有着更严苛的要求。在太阳能电池中, 太阳能薄膜电池有质量轻、厚度极薄、可弯曲的优点。在航天航空设备上利用太阳能电池时, 选择太阳能薄膜电池有更多的优势, 首先, 薄膜电池的重量轻厚度薄, 可以为飞行器节约更多的动力;其次, 薄膜电池的可弯曲特性使其除了具有较好的强度外, 还具备了更好的弯曲强度和韧性, 这更有利于将薄膜电池包覆在飞行器上, 从而可以更有效的采集太阳光。目前, 太阳能薄膜电池的主要材质有铜铟镓硒、非晶体硅、碲化镉等。

4 太阳能薄膜电池的制造技术革新

要制备出更轻更薄、光电转换率更高的太阳能薄膜电池, 除了电池本身材质的研究, 薄膜电池制造技术的革新也是研究的一大重点。对于相同的材料, 不同的制造技术也会导致其性能的差异, 因此, 选择更科学的太阳能薄膜电池加工制造方法, 对更优性能的太阳能薄膜电池研究是非常有益的。

制造技术通常可被分为减法制造、等法制造和加法制造, 减法制造无疑是最为人所知的形式, 比如切削加工。等法制造一般是指在几乎不改变材料本身质量的情况下, 通过技术手段改变其形状或内部结构, 以得到理想的性能。加法制造是在制造的过程中, 采取加量的方式, 对单一零件进行制造, 这是一种具有特色的新型制造方法。对于太阳能薄膜电池制造技术, 应该更综合的考虑这3 种方法, 通过综合利用这3 种制造方法, 相信可以得到性能更优异的太阳能薄膜电池。

在本文中, 笔者主要对加法制造进行一些介绍, 在加法制造中, 最著名的就是3D打印技术。3D打印是一种可以快速成型的制造技术, 它以电脑中建立的数字模型为基础, 通过运用金属粉末或聚合物等材料的逐层固化, 用来制造所要得到的产品。这种制造技术与传统的制造技术是截然不同的, 传统制造的逻辑是先获取一种材质合理的材料, 然后通过模具成型或切削等方式将其加工成想要的结构。这种制造方法不仅步骤复杂, 而且不可避免的会浪费许多材料。特别是对于一些价格较高的材料和形状较为特别的部件, 如一个曲度较为特别的钛合金扇页, 当其被制造成型时, 被去除掉的材料质量甚至远远高于剩下的有效部件的质量, 这不仅是经济的浪费, 也是一种能量的浪费。

而3D打印则克服了这个缺点, 在打印伊始, 它就会按照既成模型的形状对原材料进行逐层加工, 以一层一层打印叠加的方式, 完成样品的成型。这种加工方法不仅可以有效节省原材料、节省加工能量, 还更适用于制造一些特殊形状的部件, 在加工过程中, 也可以严格控制部件不同层面的材料属性。

对于太阳能薄膜电池, 虽然它的厚度较薄, 但它并不是均相材料, 特别是在厚度方向, 材料分布情况更为复杂, 这就使其更适用于3D打印的方法。3D打印不仅可以严格控制产品的厚度, 还可以有效控制产品在厚度方向的材料分布。但其中的挑战也是极高的, 因为太阳能薄膜电池的厚度极薄, 这就要求3D打印时必须可以准确控制材料的厚度, 这样才能在太阳能薄膜电池的制造技术革新过程中发挥更大的作用。

参考文献

[1]贺劼.太阳能的优势[J].建设科技, 2006 (8) :72.

[2]王文采.太阳能电池[J].现代物理知识, 2003, 15 (6) :3-5.

[3]Service R F.Solar energy.Outlook brightens for plastic solar cells.[J].Science, 2011, 332 (6027) .

技术革新与智能制造 第7篇

在过去, 出于减少成本的需要, 许多美国企业将制造外包给中国或其它国家的厂商。但近来, 节省时间的需要可能使得这些企业将部分生产线迁回美国。3D打印技术的出现也使得如何制造和在哪里制造的决策过程发生了改变。美国有理由对重振制造业持乐观态度。毕竟, 智能时代下, 新的工具让更多的工作留在了美国。

奥巴马高调宣布重振制造业

在上世纪80年代, 美国制造业几乎与夕阳产业划上了等号。受过良好教育、满怀雄心的人们愿意选择的职业是体面的, 而且有无限发展可能的行业, 比如会计、金融、软件、生物技术等等。

不过, 一场金融危机将一切都改变了。美国开始反思自己的经济增长模式, 提出“去杠杆化”, 回归“再工业化”战略。

从2009年到2012年, 奥巴马政府先后推出了《美国制造业振兴法案》、“购买美国货”、“五年出口倍增计划”、“内保就业促进倡议”等多项政策来帮助美国制造业复兴。

为了提高美国制造业吸引资本和投资的能力, 政府还通过调整税收优惠政策来降低制造业的税收负担。

奥巴马认为, 美国经济要转向可持续的增长模式, 即制造业增长和出口推动型增长, 这一主张也开始引导美国制造业“倦鸟回巢”。

制造业在美国经济中的占比从上世纪80年代的20%回落至如今的10%。对比来看, 制造业在中国经济中的占比是30%。在美国, 从事信息技术领域工作的人们会觉得未来是站在他们这一边的。2012年, 可以说是几十年来的首次, 政府官员和企业家开始对制造业有了更多的信心。

美中成本劣势在缩小

波士顿咨询公司 (BCG) 此前的一份研究报告更是测算出, 未来五年中, 对于多数销往北美市场的商品而言, 相比美国部分地区, 在中国沿海城市建厂只能减少10%到15%的生产总成本, 运输和存货成本减少是最主要因素。美国的部分州, 如南卡罗来纳、阿拉巴马和田纳西, 将会变得越来越适合建厂。

此外, 近年来, 随着开采技术的重大突破, 美国页岩气产量出现爆发式增长, 也有望为回巢企业提供更具吸引力的能源成本优势。

波士顿咨询公司指出, 把美国制造业回流放到更大的国际宏观环境下审视, 这一过程尚处在早期, 而且不同产业间存在差异, 受到劳动力成本所占比例、运输因素、各国的比较优势和公司经营战略等众多因素影响。但BCG预计未来五年这一趋势将变得更加明显, 尤其是对于那些需要扩张的企业。

“至2015年, 美国将比德国、日本和英国等国拥有5%至25%的成本优势。美国与中国之间的成本劣势差距将会缩小。在2010年, 折合成美元的中国产品的成本比美国同类产品便宜12%, 而到2015年, 这一差距缩小为7%。”波士顿咨询公司在报告中称。

技术革新成美“再工业化”主流

从通用电气 (GE) 在肯塔基工业园区近60年来的兴衰变迁, 也可以一窥美国制造业复苏的场景。

该工业园区建于1951年, 到上世纪60年代, 如冰箱洗衣机等家用电器产量每周6万台, 1973年的高峰期有23000名工人。

到了80年代, 随着美国制造业衰落, 这一园区的工人数已经低于1955年的水平。

而到90年代, 这一园区已然成为GE的鸡肋, 几任CEO均考虑出售该园区。这是美国制造业夕阳西下的一个典型范例。

但令人意想不到的是, 2012年以来, 这个工业园区连续有新的生产线开张:其中2月份甚至有一条生产线专门组装最新一代的低耗能热水器, 取代了GE在中国的一家承包工厂。

是什么使得GE做出将这条生产线回迁美国的决定呢?要知道离开中国就意味着没有了相对廉价及高效的劳动力。答案是, 技术革新与减少能耗。

当样机刚刚抵达肯塔基生产线时, 已经生疏多年的工程师围绕着这款热水器一筹莫展——它的顶端是一大堆接线的控制板。后来重新设计的结果是每5个零件可去除1个, 原料成本下降25%, 装配时间从中国的10小时减到2个小时。最后, 产品抵达销售点的价格从1599美元降到1299美元。

这款GeoSpring热水器提供的混合动力热水器节能热泵技术, 与传统的电加热系统相比, 平均每年可节省62%的电力消耗。

“小而美”科技企业迎春天

二战过后, 全球一体化的盛行使得美国制造业越来越难保留工作岗位。但是在互联网的帮助下, 产品从设计生产到销售服务的各个环节正在经历一场变革。其中的特征是从点子到产品越来越容易成现实, 而每一产品升级淘汰的周期却在缩短, 以往的周期大概是几个月, 而今可能是几个星期, 在当地生产具有明显的去物流成本优势。

在此背景下, 3D打印技术在时装、电影、建筑等不同行业和领域显示出强劲发展潜力, 并大大改变了美国制造业格局。总部位于旧金山的硬件产品开发公司Lime Lab的联合创始人安德烈·尤瑟夫表示:“以前曾经需要三个月才能制造出来的产品现在却只需要不到一个月的时间。有了3D打印机, 你现在可以生产出一次性模型。”

另外, 近年来在旧金山集中出现了一批“小而美”的新兴高科技企业。它们大都由几个刚出校门的年轻人创立, 就地生产。

目前已出现一个名为SFMade的联盟, 加盟的400多家企业雇有大约3000多名工人。其中120多家是在过去3年内成立, 而他们的雇员去年增长10.5%, 今年是12.5%。这些企业并不都从事高科技行业, 其中不乏专门设计制造跟当地历史文化有关的产品, 也有可能面向中国观光客人的纪念品。这一模式的要点是极快的设计、面世、用户反馈过程。我们完全有理由憧憬这些小企业会产生下一代的苹果和谷歌。

新一代智能制造与快速反应技术, 降低了产品设计、制造的门槛, 对市场的快速有效反应成了抢占市场的制胜法宝。

高端智能执“复兴”牛耳

美国知名咨询公司埃森哲研究人员发现, 这一轮美国制造业复苏表现出与以往不同的特征, 机器人技术的使用、廉价的能源、产品制造和技术研发变得相互依赖的产业趋势等, 正成为这场变化的推手。信息、节能、新能源、高附加值的先进制造业成为拓展前沿。

美国有理由对“再工业化”持乐观态度。埃森哲认为, 在成本上, 美国的机器人工人比发展中国家的人力工人更具成本优势。

以一台中小型机器人为例, 其在美国的运行成本大约是每小时15美分, 而在许多发展中国家, 人工每小时的劳动报酬约为1.8美元到3.9美元。

而且机器人成本回收很快, 如在简单的电子元件组装操作中, 一台机器人可顶替“三班倒”的9名全职员工, 投资回收期预计仅需两年。

另外, 完备的产业设施、一流的物流能力、稳定的政局和成熟的税收法律制度, 都是美国制造业的绝对优势。

埃森哲预计, 美国制造业复苏将持续。从2012年至2016年美国将获得总额近1.5万亿美元的新投资, 即每年约新增投资3000亿美元, 超过美国经济最近一个上升周期 (2006年) 的总额。这些资金将推动美国制造业在全球制造业的比重从2012年的26%上升到2016年的28%。

技术革新与智能制造 第8篇

为了进一步推进“互联网+”与各行业领域的深入融合, 加速提升产业发展水平, 增强行业创新能力, “‘互联网+’与智能制造信息技术峰会暨2016云数据中心建设与运营论坛”近日在北京广电国际酒店举行。本次会议由北京电子学会、中国绿色数据中心推进联盟主办, 北京信息科技大学、网络文化与数字传播北京市重点实验室协办, 北京电子学会计算机委员会、《UPS应用》杂志社和机房360网承办, 以“万物互联智享未来”为主题, 通过权威学者和行业专家的深刻解读和全面分析, 探讨“互联网+”智能制造与传统行业的融合与创新, 打造更好的“互联网+”与智能制造产业生态环境。来自“互联网+”、IT技术等相关行业的专家、学者、厂商代表、行业用户、媒体记者等近300余人参会。

“‘互联网+’与智能制造信息技术峰会”由北京电子学会计算机委员会秘书长、《UPS应用》杂志&机房360网总编兼执行主任何春华主持。北京电子学会秘书长孟康生、北京电子学会计算机委员会主任李宁分别在会上致欢迎辞。此外, 会议主办方还邀请了行业专家、高校学者、咨询机构、业界厂商、行业用户等代表, 做了政策解读和案例分享。北京市经济和信息化委员会软件与信息服务处仝海威副处长首先对《北京市“十三五”时期软件和信息服务业发展规划》做出了解读。他指出, 北京市提出了将发展软件和信息服务业作为经济社会全面数字化、信息化、智能化的战略引擎, 实施“大数据、大软件、大应用”的产业生态战略, 部署实施新型产业生态圈培育、祥云工程3.0升级、京津冀大数据综合试验区建设等八大重点行动, 这将为北京全面建设科技创新中心、构建高精尖经济结构, 提升经济运行效率、提高城市管理和服务能力做出更大贡献。随后, 中国电子技术标准化研究院信息技术研究中心信息化研究室余云涛主任就《新型智慧城市标准体系建设的实践与探索》做了演讲报告, 分析了信息技术及其应用、能源结构在21世纪的发展趋势, 并概括总结智慧城市与新媒体的发展状况, 阐述了新媒体在智慧城市建设的作用和意义。来自华为、施耐德、环宇程信等企业的代表也针对数据中心建设进行了案例介绍和经验分享。

在下午的“新一代数据管理——云存储、云灾备、云安全”分论坛上, 北京同创、万国数据等数据中心运营商从“数据中心灾难恢复能力评估与优化”方面, 阐述了灾备管理一些优化思路和评估实现方式, 并对典型的云灾备技术及使用场景进行了介绍。在数据存储解决方案的研讨中, 杭州宏杉对“企业级云计算最佳存储架构——Cloud SAN”存储解决方案进行了详细的介绍;奇点浩翰在《私有云基础架构的落地实践》的报告中, 以采用全球最大的超融合架构提供商Nutanix公司的技术特点结合不同的应用场景为数据中心建设私有云落地部署最佳实践方案为例指出, 近几年快速发展的超融合技术为私有云部署提供了一条便捷、高效、线性扩展的部署途径。

随着互联网的高速发展, 网络安全问题也得到了更多的关注。深圳市深信服电子科技有限公司资深安全专家陈杨国在《深信服云安全解决方案介绍》的报告中, 介绍了云安全体系建设的两段式、分层化趋势以及面临一些现实问题。深信服推出的“安全共担、多方共建、分段实现、两端兼顾”的解决方案可帮助云建设方实现云平台整体的安全合规, 可帮助租户实现业务系统的动态安全保障和安全合规。北京安码则从网络空间安全人才培养方面对云安全问题提出了意见:以网络空间安全实验室建设为抓手, 探讨实验教学、科技创新和服务社会的体系化建设, 并提出了安码科技对接最后一公里问题解决的行业最佳实践。

“云数据中心建设与运营”分论坛上, 来自上海晨桥电气、厦门科华恒盛、阿里巴巴、北京电信规划设计院、北京信息科技大学的行业内专家和代表, 从数据中心建设的建筑设计、技术支撑、人才培养及运营案例等方面进行了交流。此外, 中国绿色数据中心推进联盟还对在数据中心领域拥有卓越成就的单位, 推动数据中心快速发展的产品、技术及方案提供商予以表彰, 为获奖企业颁发了2015~2016年度的优秀数据中心奖、数据中心优秀产品奖、数据中心产品创新奖、2015~2016年度数据中心优秀解决方案奖、数据中心优秀服务商奖、数据中心CDN技术优秀服务提供商、优秀数据中心解决方案供应商等奖牌和证书。