解讀智能制造裝備“十二五”發展路線圖

工信部裝備工業司重大技術裝備處處長 楊拴昌

最近工信部一直致力于從行業角度推進工作，國家投資啟動第一個專項就是智能制造裝備，隸屬于戰略新興產業。我們在2011年安排了19個項目，金額高達 9.75億。除此之外，工信部還建立了三個平臺支持行業發展。第一是進口零部件原材料增值稅返還，用于企業自主創新建設。原先都是先征后返，股份制企業無法享受優惠，調整政策之后直接減免，去企業調研的時候，大家反映這條政策一定要堅持。第二個是與中國進出口銀行建立了一個支持高端裝備發展的平臺，主要由中國進出口銀行提供優惠貸款，進行資金支持。中國進出口銀行目前是國內唯一的政策性銀行，利率要比商業銀行低很多，當時省市地方申報600多個項目，我們組織專家審核篩選推薦了130個項目，其中出口項目22個，90%來自電工。第三個平臺是與保監會合作探討首臺套重大技術裝備保險機制。我們已經在上海電氣、哈電集團做了調研，目前大約有產品質量險、生產責任險、運輸險等六個險種，保險費1%-3%。我們希望通過金融支持裝備發展，在企業調試、安裝、使用期間通過保險解決一些問題，大約2012年開始選擇部分行業地區進行試點，三年之后全面鋪開，尤其面向大型發電裝備、重型機械、數控機床等，這些行業量大面廣，有率先性，我們計劃建立聯保機制，要多家保險公司參與，讓企業享受到實實在在的實惠。

另外就是最近一篇關于人工智能、機器人和數字制造將重新構筑制造業競爭局面的文章引起了大家的重視，文章提到——如果把人工智能、機器人和數字制造技術綜合起來的話，那會發生什么呢?那就是一場制造業革命。美國的企業家們到時就可以在本國“開店”并生產各種產品了。中國那時怎么與之競爭？

眾所周知，自美國奧巴馬上臺以來，制造業回歸的呼聲便時常高漲，美國通用電器最近一直擴建新廠，白宮為此還成立了制造業協調辦公室。工信部也非常重視，發布了智能制造裝備“十二五”發展路線圖，我來給大家做一個簡單的介紹。

智能制造裝備是具有感知、決策、執行功能的各類制造裝備的統稱。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，大力培育和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。“十二五”期間，智能制造裝備將面向國民經濟重點產業的轉型升級和戰略性新興產業培育發展的需求，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，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。經過5～10年的努力，形成完整的智能制造裝備產業體系，總體技術水平邁入國際先進行列，部分產品取得原始創新突破，基本滿足國民經濟重點領域和國防建設的需求。具體是：

一、九大關鍵智能基礎共性技術

1.新型傳感技術——高傳感靈敏度、精度、可靠性和環境適應性的傳感技術，采用新原理、新材料、新工藝的傳感技術(如量子測量、納米聚合物傳感、光纖傳感等)，微弱傳感信號提取與處理技術。

2.模塊化、嵌入式控制系統設計技術——不同結構的模塊化硬件設計技術，微內核操作系統和開放式系統軟件技術、組態語言和人機界面技術，以及實現統一數據格式、統一編程環境的工程軟件平臺技術。

3.先進控制與優化技術——工業過程多層次性能評估技術、基于海量數據的建模技術、大規模高性能多目標優化技術，大型復雜裝備系統仿真技術，高階導數連續運動規劃、電子傳動等精密運動控制技術。

4.系統協同技術——大型制造工程項目復雜自動化系統整體方案設計技術以及安裝調試技術，統一操作界面和工程工具的設計技術，統一事件序列和報警處理技術，一體化資產管理技術。 5.故障診斷與健康維護技術——在線或遠程狀態監測與故障診斷、自愈合調控與損傷智能識別以及健康維護技術，重大裝備的壽命測試和剩余壽命預測技術，可靠性與壽命評估技術。

6.高可靠實時通信網絡技術——嵌入式互聯網技術，高可靠無線通信網絡構建技術，工業通信網絡信息安全技術和異構通信網絡間信息無縫交換技術。

7.功能安全技術——智能裝備硬件、軟件的功能安全分析、設計、驗證技術及方法，建立功能安全驗證的測試平臺，研究自動化控制系統整體功能安全評估技術。

8.特種工藝與精密制造技術——多維精密加工工藝，精密成型工藝，焊接、粘接、燒結等特殊連接工藝，微機電系統(MEMS)技術，精確可控熱處理技術，精密鍛造技術等。

9.識別技術——低成本、低功耗RFID芯片設計制造技術，超高頻和微波天線設計技術，低溫熱壓封裝技術，超高頻RFID核心模塊設計制造技術，基于深度三位圖像識別技術，物體缺陷識別技術。

二、八項核心智能測控裝置與部件

1.新型傳感器及其系統——新原理、新效應傳感器，新材料傳感器，微型化、智能化、低功耗傳感器，集成化傳感器(如單傳感器陣列集成和多傳感器集成)和無線傳感器網絡。

2.智能控制系統——現場總線分散型控制系統(FCS)、大規模聯合網絡控制系統、高端可編程控制系統(PLC)、面向裝備的嵌入式控制系統、功能安全監控系統。

3.智能儀表——智能化溫度、壓力、流量、物位、熱量、工業在線分析儀表、智能變頻電動執行機構、智能閥門定位器和高可靠執行器。

4.精密儀器——在線質譜/激光氣體/紫外光譜/紫外熒光/近紅外光譜分析系統、板材加工智能板形儀、高速自動化超聲無損探傷檢測儀、特種環境下蠕變疲勞性能檢測設備等產品。

5.工業機器人與專用機器人——焊接、涂裝、搬運、裝配等工業機器人及安防、危險作業、救援等專用機器人。

6.精密傳動裝置——高速精密重載軸承，高速精密齒輪傳動裝置，高速精密鏈傳動裝置，高精度高可靠性制動裝置，諧波減速器，大型電液動力換檔變速器，高速、高剛度、大功率電主軸，直線電機、絲杠、導軌。

7.伺服控制機構——高性能變頻調速裝置、數位伺服控制系統、網絡分布式伺服系統等產品，提升重點領域電氣傳動和執行的自動化水平，提高運行穩定性。

8.液氣密元件及系統——高壓大流量液壓元件和液壓系統、高轉速大功率液力偶合器調速裝置、智能潤滑系統、智能化閥島、智能定位氣動執行系統、高性能密封裝置。

三、八類重大智能制造成套裝備

1.石油石化智能成套設備——集成開發具有在線檢測、優化控制、功能安全等功能的百萬噸級大型乙烯和千萬噸級大型煉油裝置、多聯產煤化工裝備、合成橡膠及塑料生產裝置。

2.冶金智能成套設備——集成開發具有特種參數在線檢測、自適應控制、高精度運動控制等功能的金屬冶煉、短流程連鑄連軋、精整等成套裝備。

3.智能化成形和加工成套設備——集成開發基于機器人的自動化成形、加工、裝配生產線及具有加工工藝參數自動檢測、控制、優化功能的大型復合材料構件成形加工生產線。

4.自動化物流成套設備——集成開發基于計算智能與生產物流分層遞階設計、具有網絡智能監控、動態優化、高效敏捷的智能制造物流設備。

5.建材制造成套設備——集成開發具有物料自動配送、設備狀態遠程跟蹤和能耗優化控制功能的水泥成套設備、高端特種玻璃成套設備。

6.智能化食品制造生產線——集成開發具有在線成分檢測、質量溯源、機電光液一體化控制等功能的食品加工成套裝備。

7.智能化紡織成套裝備——集成開發具有卷繞張力控制、半制品的單位重量、染化料的濃度、色差等物理、化學參數的檢測儀器與控制設備，可實現物料自動配送和過程控制的化纖、紡紗、織造、染整、制成品等加工成套裝備。

8.智能化印刷裝備——集成開發具有墨色預置遙控、自動套準、在線檢測、閉環自動跟蹤調節等功能的數字化高速多色單張和卷筒料平版、凹版、柔版印刷裝備、數字噴墨印刷設備、計算機直接制版設備(CTP)及高速多功能智能化印后加工裝備。

四、六大重點應用示范推廣領域

1.電力領域——重點推進在百萬千瓦級火電機組中實現燃燒優化、設備預測維護功能，在百萬千瓦級核電站實現安全控制和特種測量功能，在重型燃氣輪機中實現快速啟停和復合控制功能，3MW以上風電機組的主控功能，變槳控制功能，太陽能熱電站實現追日控制功能，在智能電網中實現用電管理、用戶互動、電能質量改進、設備智能維護功能。

2.節能環保領域——重點推進在固體廢棄物智能化分選裝備、智能化除塵裝備、污水處理裝備上推廣應用，實現各種再生原料的高效智能化分選、除塵設備和污水處理裝備的自動調節與高效、穩定，在地熱發電裝備中實現地熱高效發電建模與控制功能。

3.農業裝備領域——重點推進在大型拖拉機及聯合整地、精密播種、精密施肥、精準植保等配套機具成套機組，谷物、棉花、油菜、甘蔗等聯合收獲機械，水稻高速插秧機等種植機械裝備上的應用，實現故障及作業性能的實時診斷、檢測和控制，實現作業過程的智能控制和管理。

4.資源開采領域——重點推進在煤炭綜采設備、礦山機械上應用，實現綜采工作面設備信息與環境信息的集成監控、安全環境預警、精確人員定位等功能，在天然氣長距離集輸設備中實現全線數據采集和監控、運行參數優化、管道泄漏檢測定位、站場無人操作或無人值守以及中心遠程遙控功能，在油田設備中實現井口關鍵參數檢測、數據處理及集中監測功能。

5.國防軍工領域——重點推進專用機器人、精密儀器儀表、新型傳感器、智能工控機在航天、航空、艦船、兵器等國防軍工領域的應用。

6.基礎設施建設領域——重點推進在挖掘機、盾構機、起重機、裝載機、叉車、混凝土機械等施工裝備上應用，實現遠程定位、監測、診斷、管理等智能功能，在機場和碼頭建設領域推廣應用，實現機場行李和貨物的自動裝卸、輸送、分揀、存取全過程的智能控制和管理，集裝箱裝卸的無人操作與數字化管理。