淺析智能制造在兩化融合下發展趨勢

摘 要：智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器與人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人工與智能機器的合作協同，去擴大、延伸和部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。實現制造自動化的概念更新，擴展柔性化、智能化和高度集成化。本文對智能制造在兩化融合的形式下針對機械制造領域中的應用進行簡單的研究和分析。

關鍵詞：智能制造；機聯網；機械行業；兩化融合

“兩化融合”就是通過工業信息化過程達到建成信息化工業目標。手段方法是信息化，實現目標是信息化的工業。信息化的工業是現代經濟、信息社會的基礎。所謂“兩化”，工業化的需求是牽引；信息化的技術是驅動。在“兩化融合”發展框架下智能制造是提高我國裝備、產品自主知識產權，提高技術含量的重要技術手段。

1.機械智能制造的發展現狀

（1）我國對智能制造的研究始于20世紀80年代末。在最初的研究中在智能制造技術方面取得一些成果，進入21世紀以來的十年中智能制造在我國得到迅速發展，在許多重點項目方面取得成果，智能制造相關產業也初具規模。我國已取得了一大批相關的基礎研究成果和長期制約我國產業發展的智能制造技術，例如：機器人技術、感知技術、工業通信網絡技術、控制技術、可靠性技術、機械制造工藝技術、數控技術與數字化制造、復雜制造系統、智能信息處理技術等；攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產業安全的核心高端裝備，如盾構機、自動化控制系統、高端加工中心等。建設了一批相關的國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、國家級企業技術中心等研發基地，培養了一大批長期從事相關技術研究開發工作的高科技技術人才。

（2）智能制造裝備產業體系初步形成。隨著信息技術與制造技術的高速發展，我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系初步形成，一批具有自主知識產權的智能制造裝備實現突破，2013年以來工業自動化控制系統、儀器儀表、數控機床、工業機器人及其系統等智能制造裝備產業領域銷售收入超過4000億元。

（3）我國對智能制造的扶持力度不斷加大。近年來，我國對智能制造的發展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金大幅增長。我國發布了《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》和《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》，并設立《智能制造裝備發展專項》，加快智能制造裝備的創新發展和產業化，推動制造業轉型升級。

2.智能制造的產業升級的必然選擇

決定一個國家的智能化、自動化程度有幾個因素：其一，它是國家產業發展到一定階段的產物，例如：生產要求很高的高端設備，或在高溫、高腐蝕、高危等惡劣的環境下，人工無法完成，需要機器人來完成；其二，當人工能效太低時，人的單位能效與之相比差十幾二十倍，則需要使用機器人或自動化的裝備來生產制造；其三，勞動力成本的快速增加也是一個重要影響因素，自動化設備和智能制造迎來了新的外部環境，對智能制造來講是一個推動力。

目前中國已是世界第二大經濟體和制造業大國，但自主創新能力薄弱、先進裝備貿易逆差嚴重、高端裝備與智能裝備嚴重依賴進口，嚴重制約我國制造產業健康發展。隨著世界經濟迅速的發展與成長，智能化制造工廠將給所有產業升級帶來沖擊，也將引領全球制造業發展模式的前進與革新，對于中國制造業的產業升級來說已是必然選擇。將專家的知識不斷融入制造過程以實現設計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化，實現擬人化制造，目的是使制造過程具有更完善的判斷與適應能力，提高產品質量、生產效率，并將顯著減少制造過程物耗、能耗和排放。

3.機械智能制造的發展方向

3.1以3D打印為代表的“數字化”技術嶄露頭角

“數字化”制造技術有可能改變未來產品的設計、銷售和交付用戶的方式，使大規模定制和簡單的設計成為可能，使制造業實現隨時、隨地、按不同需要進行生產，并徹底改變自“福特時代”以來的傳統制造業形態。3D打印技術呈現三個方面的發展趨勢：打印速度和效率將不斷提升；將開發出多樣化的3D打印材料；3D打印機價格大幅下降。

3.2智能制造技術創新及應用貫穿制造業全過程

先進制造技術的加速融合使得制造業的設計、生產、管理、服務各個環節日趨智能化，智能制造正引領新一輪的制造業革命，主要體現在以下四個方面：一是建模與仿真使產品設計日趨智能化；二是以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛；三是全球供應鏈管理創新加速；四是智能服務業模式加速形成。

3.3智能制造技術通訊網絡化日趨成熟

機聯網就是機器聯網，指應用物聯網、云計算、現代通信技術，對企業制造設備、工藝流程，空調、照明、倉儲等輔助設備進行統一的改造升級管理，形成集中管理、資源共享的現代化智能制造模式，以提高生產效率，改善產品質量，促進節能減排，提高企業綜合能力。“機聯網”是實現“機器換人”的重要形式，是推進兩化深度融合的重要載體。目前企業機器設備管理水平落后，一線勞動用工缺口持續擴大，加快機器設備聯網成為企業提升生產經營水平、加快轉型升級的重要突破口。實施“機聯網”工程，推進企業生產制造從單機控制向多機控制，從“一人負責一機”向“一人負責多機”，甚至“一人負責一個車間”、“無人車間”方向發展，大幅減少生產一線尤其是臟活、累活、污染崗位、危險崗位的勞動用工。

4.結論

可以預見，智能制造裝備在引領制造業在低碳、節能、高效發展進一步得到顯現；同時，機械行業將在工業機器人、智能機床和基礎制造裝備、智能儀器儀表、三D打印裝備、新型傳感儀器、自動化成套生產線、機聯網等重點領域形成快速發展。

參考文獻：

[1]趙同春，麻洪秋， 金成海， 張軍，黃贊軍.金屬注射成形用水霧化不銹鋼粉末的制備

與應用.粉末冶金工業，2013年6月第23卷第3期

[2]王先逵.《制造工藝核心論》WMEM.2005.6

[3]《關于開展企業“機聯網”工程建設的意見》（浙經信信息[2013]559號）

作者簡介：

王振宇（1972.2—），河北石家莊人，畢業于河北工學院機械系，從事機電行業20余年，擁有多年機械理論及實際工作經驗。