智能制造及其核心信息設備的研究進展及趨勢

張亞男 扈博琴 馮妍婷 于潔 張逸凡

中國航發哈爾濱東安發動機有限公司 黑龍江哈爾濱 150066

伴隨著一件件產品的生產，人工智能技術的應用逐步被人們接受，并相繼投入到生產制造中，智能制造的概念也逐步形成，相繼形成理論及學科。隨著越來越多的科學技術被應用的制造領域，打破了傳統的生產流程，在多方面取代了人工，減少了企業的成本支出，為企業創造效益，越來越多的人堅信智能化將會是制造自動化的發展方向。

1 智能制造內涵與特征

1.1 智能制造內涵

智能制造就是要利用現有的人工智能技術、虛擬交換技術、傳感技術、網絡技術、自動化技術將原有的產品生產流程全面的信息化。通過人工智能的感知技術、人機交互傳感技術、人工智能分析決策和人工智能執行技術，實現企業重產品設計論證、生產制造和制造組裝全面智能化。智能制造是將信息技術、人工智能技術與原有的裝備制造技術的全面、高效的融合。它將原有的制造自動化概念更新、升級、擴展到高度智能化和全面集成化。具有以全新的智能工廠為載體，以制造環節全面智能化為核心，以點到點的數據交互為基礎、以網絡技術為支撐等特點，制造企業如果實現全面的智能化制造，可以大大縮短產品開發周期、減少資源消耗、降低生產成本、提高生產效率、提升產品質量[1]。

1.2 智能制造特征

智能化制造具有一下3個突出特征：實時感知、優化決策、動態執行。產品信息數據的實時感知，決定了制造企業能第一時間掌握市場動向，基于產品信息大數據的匯總，再進行高效的采集、匯總、分類分析，并將產品信息反饋到智能處理系統；智能制造的優化決策，通過前面產品信息數據的采集、匯總、分類分析，預測結果，形成決策；制造行為的動態執行，根據智能處理系統的決策指令，改變當前制造過程的狀態，實現快速、平穩、高效的生產制造動態調整。

2 智能制造核心信息設備及重要技術

2.1 人工智能技術

是計算機科學的一個重要分支，通過研究語言識別技術，圖像識別技術，語言處理技術等多項技術，輔助人工完成析、判斷、決策等任務。不斷提高智能制造核心信息設備的科學智能性水平。在人工智能的配合下，人機相互協作，更好地發揮更好的企業效能[2]。

2.2 虛擬現實技術

虛擬現實技術主要以3維空間技術，交互與搜索技術、物聯網的3d空間建模等技術。通過計算機將接受的信號，憑借智能推理、計算、預測、仿真和多媒體技術，借助影像將產品展示出來。在感官和視覺上讓人獲得完全如同真實的感受。完成虛擬互動。

2.3 智能感知傳感技術

新型感知傳感技術，具有高傳感靈敏度、精度等特點，并且各種極端環境下也有很高的可靠性。在制造生產中能夠完成多種信息采集，通過數據匯總、計算、分析處理，使決策者夠實時、準確、全面的了解生產動態[3]。

3 智能制造的發展趨勢

3.1 強化基礎，提高綜合實力

智能制造的核心關鍵點在于技術與創新，需要大批量的技術人才投入到智能產業研究中。所以教育部應率先做出示范，利用高校人才優勢，選出5～6所高校，開設核心技術實驗班。明確劃分智能制造機器的應用方向，并設定學士、碩士、博士規定人數，加強對外交流，開闊學生眼界，提高學習創新能力。除了提高技術交流外，國家可以設立智能制造孵化園，讓學生可以發揮所學進行實踐，在不斷的創新與改進中突破關鍵技術[4]。

3.2 兩化融合，提高使用率

為落實《中國制造2025》的指導思想，國家應加快現代化產業與傳統加工制造業的融合，利用已經掌握的技術，加大設備生產，并出臺相應政策，勒令一些加工制造廠更換設備，提高生產力。工業部應通過走訪調查，解決一些邊遠地區廠子設備更換困難或是技術人員不足的問題，增加扶持政策幫助更換設備，并且加強技術人員培訓，提高其綜合實力。對于一些已經融合轉化的制造廠，要鼓勵其大規模應用互聯網、物聯網設備，提高生產效率，并創新融合模式，加強基礎技術研究，攻破部件加工困難的問題，提高自身生產力的同時強化國家工業基礎。對于示范點，則要加強監督，并鼓勵其加強對外交流，通過綠色通道引入更多技術人才，來幫助攻克核心技術，提高設備生產精準度，打造專屬品牌，在發展自身的同時提高國家制造業競爭力[5]。

3.3 綠色制造，提高持續生產力

在大力發展生產力的同時，仍要走可持續發展道路。發展制造業的同時，應注意周邊環境的生態文明建設。可以通過兩個方面來實現：第一，引入新型智能環保設備或是工藝流程，在保證產量的同時，提高資源利用率，從根本上降低工業污染的排放。另外，可以用環保材料代替傳統材料，減少不必要的資源浪費。第二，在廠內增設工業污染處理設備，通過智能化操作系統，監測廢料處理流程及有害物質殘存成分，并將剩余資源進行回收再利用，增長產業綠色循環周期，助力可持續發展。

4 結語

根據上文可以看出，隨著新一代信息技術與制造的融合，相關人員要深入全面地分析我國智能制造的發展現狀，發現我國智能制造技術以及理論上存在的許多問題，從而為我國智能制造發展找到正確方向。最后，切實找到適宜我國國情的智能制造持續發展的路徑，從而為我國與之相關產業的發展路徑轉變提供素材，進而從根本上推進我國制造業發展水平的進一步提高。