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【工程與技術】智能制造的趨勢

訪問次數:16312   發布時間:2017-11-06 08:21   信息作者: 杜集科協      [字體: ]

 

智能制造是先進制造技術、信息技術以及人工智能技術在制造裝備上的集成和深度融合。智能制造裝備是高端裝備的核心,是制造裝備的前沿和制造業的基礎,已成為當今工業先進國家的競爭目標。作為高端裝備制造業的重點發展方向和信息化與工業化深度融合的重要體現,發展智能制造裝備產業對于加快制造業轉型升級,提升生產效率、技術水平和產品質量,降低能源資源消耗,實現制造過程的智能化和綠色化發展具有重要意義。

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一、智能制造的發展概況

近年來,在工業領域與信息技術領域發生了深刻的變革,在工業領域主要包括工業機器人、3D 打印等,在信息技術領域主要包括大數據、云計算、社交網絡、移動互聯等。這些變革帶來了制造業的新一輪革命,特別是作為信息化與工業化高度融合產物的智能制造得到了長足發展。西方發達國家紛紛推出各種戰略,搶占智能制造先機,具有代表性的是美國工業互聯網戰略、日本的新產業創造戰略、歐盟的 “智能制造系統(IMS2020)路線圖計劃”、德國的“工業4.0 計劃”、韓國的“高級先進制造技術計劃(G-7)”等。

我國自2009 年5 月《裝備制造業調整和振興規劃》出臺以來,國家對智能制造裝備產業的政策支持力度不斷加大,2012 年國家有關部委更是集中出臺了一系列規劃和專項政策,使我國智能制造裝備產業的發展輪廓得以進一步明晰。工業與信息化部發布了《高端裝備制造業“十二五”發展規劃》,同時發布了《智能制造裝備產業“十二五” 發展規劃》子規劃,明確提出到2020 年將我國智能制造裝備產業培育成為具有國際競爭力的先導產業。科學技術部也發布了《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》;國家發展改革委員會、財政部、工業與信息化部三部委組織實施了智能制造裝備發展專項;工業與信息化部制定和發布了《智能制造裝備產業“十二五”發展路線圖》,該路線圖明確把智能制造裝備作為高端裝備制造業的重點發展領域,以實現制造過程智能化為目標,以突破九大關鍵智能基礎共性技術為支撐,其思路在于:以推進八項智能測控裝置與部件的研發和產業化為核心,以提升八類重大智能制造裝備集成創新能力為重點,促進在國民經濟六大重點領域的示范應用推廣。

二、智能制造的關鍵技術及優勢

實現制造向“智造”的轉變,目前的關鍵技術主要有:

物聯網技術。物聯網技術基于無線射頻識別(RFID)技術與智能傳感器等,幫助企業更好地掌握與利用本地資源,在智能制造的全球化進程中發揮著不可替代的作用。

大數據技術。全球化物聯網的出現,源源不斷地產生了海量數據,智能制造需要借助大數據技術對這些數據進行處理與融合,從中獲取有價值的信息,并依靠智能分析與決策手段提高應變能力,實現生產制造水平的提升。

云計算技術。針對全球化物聯網與大數據的出現,云計算基于資源虛擬化技術與分布式并行架構,將基礎設施、應用軟件、分布式平臺作為服務提供給用戶,實現分布式數據存儲、處理、管理與挖掘。

智能制造的優勢主要在于:

精密化。由于采用了高速CPU 芯片、RISC 芯片、多CPU 控制系統以及帶高分辨率檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施,大大提高了機械裝備的速度、精度、效率。

自動化。先進制造技術的發展是和自動化技術的發展緊密聯系在一起的。自動化技術,特別是智能控制技術,大多首先應用于先進制造技術的發展領域。

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圖形化。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作,實現藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能。

多媒體化。在智能制造技術領域,應用多媒體技術可以實現信息處理綜合化、智能化,在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

網絡化。制造裝備聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過制造裝備聯網,可在任何一臺制造裝備上對其他裝備進行編程、設定、操作、運行。不同裝備的畫面可同時顯示在每一臺裝備的屏幕上。

三、智能制造的發展趨勢

智能制造的未來發展將主要圍繞“綠色”與“智造”展開。

綠色。智能制造是一種綜合考慮環境問題和資源效率的現代制造模式,其目標是使產品在設計、制造、包裝、運輸、使用、報廢處理的整個產品生命周期對環境影響最小、資源利用率最高。隨著人類社會的進步和發展,綠色化是提高可持續發展水平的關鍵。我國政府高度重視發展綠色產業和綠色經濟,把可持續發展作為國家戰略,把建設資源節約型、環境友好型社會作為重點任務。

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為了適應裝備制造業領域對“綠色化”的迫切需求,必須確立管理、設計、材料、工藝、生產、物流、報廢、回收、循環使用等全生命周期理念。綠色制造通過改進傳統的制造技術、設計理念和生產方式,實現資源能源的高效清潔利用和環境影響的最小化。制造過程的綠色化指從環境保護角度出發,在制造的各個階段都要充分考慮環境保護,做到可持續發展,實現人類社會和自然界的統一與和諧。這里的環境不僅指自然環境,還包括生產環境和社會環境。

智造。智造是智能制造的高級階段。今后,傳統的制造業仍將朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”方向發展。新型的先進制造技術將朝著小型化( 微型化)、集成化、成套化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化、綜合自動化、光機電一體化方向發展;在服務上,將朝著專業化、簡捷化、無維護化以及組裝生產自動化、無塵(或超凈)化等方向發展。在這些“化”中,占主導地位、起關鍵作用的是富含密集智力成果的智能化和網絡化。

黨的十八大報告中提出要加快轉變經濟發展方式,實施創新驅動發展戰略。智能制造時代的到來,為我國工業提供了非常重要的戰略機遇,為國內制造業轉型升級插上智能制造的翅膀,以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化,我國有可能實現全社會生產力的跨越發展。

 

歸檔日期:2018-12-05

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