智能制造技术与系统的发展与研究

唐长学

沈阳盛唐智能工程有限公司

智能制造技术与系统的发展与研究

唐长学

沈阳盛唐智能工程有限公司

目前，随着计算机技术，信息技术以及自动化技术的迅猛发展，三大技术逐渐渗透到人类生产生活的各个领域，我国的传统制造业需要转型升级，需要在技术层面，产品的生产研发等方面进行创新改造，才能在世界市场的激烈竞争中立于不败之地。智能制造(Intelligent Manufacturing，IM)是面向21 世纪的制造技术的重大研究课题，是现代制造技术，计算机科学技术与人工智能等综合发展的必然结果，也是世界制造业今后的发展方向。智能制造技术的研究应运而生，本文全面介绍目前我国智能制造技术发展现状，并讨论智能制造技术的发展趋势及发展新方向。

界制造业；技术发展；建设

智能制造涉及云计算、嵌入式视觉、工业和消费类物联网(IIoT 和IoT)及5G 等各个领域，随着社会需求的不断提高，相关政策支持的不断完善，以及基础技术的持续发展，智能制造的各项技术也将得到进一步的突破和发展。

1 智能制造技术概述

智能制造技术英文名称是Intelligent Manufacturing，其主要是指以新兴科技为依托，配合新工艺、新能源以及新材料等综合生产、管理以及服务等各个要素进行智慧化集成，精确控制各个模块，将功能实现智能化的总称。智能制造技术的根本核心要素是将虚拟空间中的物质与实体物理物质进行结合，在信息化背景下，互联网彻底改变了传统工业的生产运作模式，将其组织系统重新规划洗牌，大大提高了其生产效率和生产质量；此外，互联网的应用为生产制造行业的延伸以及发展提供了重要的依托平台，以互联网作为支撑，以智能化生产作为载体，构成智能制造技术的新常态。

2 发展现状

2013年4月德国提出“工业4.0”的国家战略计划，德国联邦政府投入巨额资金支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统相结合将制造业向智能化转型。2010年6月欧盟委员会提出“欧洲2020战略”，实现智能化的经济增长，即在知识和创新基础上发展经济，重点发展信息、节能、新能源和以智能为代表的先进制造。在世界智能制造迅猛发展的大背景下，近几年，我国对智能制造的发展越来越重视，大量的研究项目在高校、企业、科研院所成立，对于重点领域，重点项目，吸收大量优秀人才，专项资金大幅增长。国家对智能制造的扶持力度逐渐加大。随着我国信息技术与先进制造技术的高速发展，新型的传感器、工业机器人、智能控制系统应用于企业的智能制造生产线，智能制造装备产业体系初步形成。在机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、机械制造工艺技术，数控和数字化制造、智能信息处理技术等方面均有了长足发展和技术突破。虽然我国在智能制造技术发展方面经过近几年的努力打下了一定的基础，但是相较于发达国家的发展步伐和发展速度，我国智能制造技术存在诸多不足之处，需迎难而上。

3 新时期我国智能制造技术与系统发展建议

3.1 做好顶层标准的制定及重点行业的推广

在面对多种业标准不统一的情况时，政府需要联合企业以及专家学者进行顶层标准的制定以及重点行业的推广，对现有的行业标准及时进行修正和整理，制定通用性和实用性较强的行业规范体系，在关键技术上要与国际通用规范相统一。

3.2 技术的联合应用

我们也越来越多地看到这些大趋势和相关支持技术的相互依存。例如， 包括自动驾驶汽车、“ 协作机器人(cobot)”和“感知与规避”无人机等视觉导向的自主系统的开发，就是通过将可重配置和实时传感器融合、计算机视觉和机器学习技术集中于同一“全可编程”或者硬件加速多处理系统级芯片(MPSoC)而实现的。由于5G连接技术的出现，这些自主系统将成为物联网的组成部分，从而获得不间断的机器学习训练更新、预测维护指令、新功能及服务更新，以及实时的超高清视频云端上传和下载。在“雾”计算的配合下，云计算将利用可重配置的FPGA加速技术，以更高的吞吐量和更低的时延处理这些工作负载。

3.3 制造智能理论和处理技术集成

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。

3.4 确立智能制造体系

(1)产业集聚平台。产业聚集平台是将多个产业进行融合聚集，将其纳入囊中，形成一个巨大的产业大熔炉，对于促进产业之间的信息共享以及技术服务起到推动作用，为企业创造生产空间，发展壮大企业规模提供了较好的环境，对于推动智能制造业的发展，提升服务质量起到了不可忽视的作用。

(2)公共服务平台。公共服务平台主要是以政府部门为主导，将企业和社会组织联系起来的一个服务组织，为技术支持以及资源共享等服务提供便利，公共服务平台以国外先进的科技生产技术为前沿，积极寻求最大的利益资源为企业谋福利，整合各类资源，通过市场运作的手段对中小企业提供技术支持和专业化的平台运作模式，为实现智能化生产提供了极大的便利。

综上所述，通过对上述智能制造技术现状的分析，可以看出：智能制造技术是在传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上，通过感知、人机交互、决策执行等实现产品设计制造以及企业管理服务的全方位多角度的智能化，是信息技术与制造技术的深度集合。智能制造是可持续发展的制造模式，以计算机信息处理与通信技术为基础，融入产品的设计开发与制造的整个生命周期，有效合理的利用有限的物质资源和能源，减少损耗与浪费，实现循环再利用。

[1]陈业航.智能制造技术与智能制造系统的发展与研究[J].数字技术与应用，2016，08：133.

[2]张继红.智能制造技术与系统研究[D].电子科技大学，2005.

[3]王晓宇.机械加工领域中智能制造技术与系统可行性研究[J].科技风，2015，12：107.