时间：2023-07-19 17:31:44
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能制造技术的特征，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
智能机床技术体系框架
1智能机床定义
结合机床、国内外的研究情况以及自身在智能机床方面的研究成果，给出狭义和广义的智能机床定义如下。狭义智能机床的定义：对其加工制造过程能够智能辅助决策、自动感知、智能监测、智能调节和智能维护的机床，从而支持加工制造过程的高效、优质和低耗的多目标优化运行。广义智能机床的定义：以人为中心、机器协助，通过自动感知、智能决策以及智能执行方式，将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其他方法作成形加工的机械，及其以一定方式各类智能功能组合支持所在制造系统高效、优质和低碳等多目标优化运行的加工机械。狭义智能机床定义强调的是单机所具有智能功能和对加工过程多目标优化的支持性，而广义智能机床定义强调的是在以人为中心、人机协调的宗旨下，机床以及一定方式组合的加工设备或生产线所具有智能功能和对制造系统多目标优化运行的支持性。
2智能技术特征
(1)人计机的协同性。人在生产活动中是非常活跃的和具有巨大灵活性的因素，智能机床研究开发和应用中应以人为中心，人、计算机和机械以及各类软件系统共处在一个系统中，互相独立，发挥着各自特长，取长补短，协同工作从而使整个系统达到最佳效益。(2)整体与局部的协调性。一方面，智能机床的各智能功能部件、数控系统、各类执行机构以及各类控制软件从局部上相互配合，协调完成各类工作，实现智能机床上的局部协调；另一方面，在局部协调的基础上，人和机床装备(包括软件和硬件)在路甬祥等提出的包括人的头脑(智慧、经验和技能等)、智能计算机系统的知识库和一般数据库等构成信息库[57]支撑下，实现智能机床整体上的协调。(3)智能的恰当性与无止性。一方面，由于技术的限制以及人们对机床智能化水平的要求和认识的不同，机床本身的智能化水平的高低是不同，机床在特定时期以及特定应用领域其智能化水平是一定的，只要能恰当的满足用户的需要就认为是智能机床；另一方面，随着技术的发展和人们对机床智能化的要求和认识的不断提高，从智能机床的发展的角度来看，其智能化水平是无止尽提高的。(4)自学习及其能力持续提高性。现实的生产加工过程千差万别，智能机床的智能体现的重要方面之一是在不确定环境下，通过分析已有的案例和人脑的智慧的形式化表达，自学习相关控制和决策算法，并在实际工作中不断提升这种能力。(5)自治与集中的统一性。一方面，根据加工任务以及自身具有集自主检测、智能诊断、自我优化加工行为、智能监控为一体的执行能力，智能机床可独立完成加工任务，出现故障时可自我修复，同时不断总结和分析发生在自身上的各种事件和经验教训，不断提高自身的智能化水平；另一方面，为满足服务性制造的需要和更好地提高机床的智能化水平，智能机床应具有能集中管控的能力，以使机床不仅能通过自学提高智能化水平，通过共享方式还能运用同类机床所获取到的经过提炼的知识来提高自己，同时，通过远程的监控和维护维修提供其利用率。(6)结构的开放性和可扩展性。技术是不断发展的，客户的要求是不断变化的，机床的智能也是无止境。为满足客户的需要和适应技术的发展，设计开发的智能机床在结构上应该是开放的，其各类接口系统(包括软硬件)应是对各供应商是开放的，同时，随时可根据新的需要，配置各种功能部件和软件。(7)制造和加工的绿色性。为满足低碳制造和可持续发展的需要，对于制造厂家，要求设计制造智能机床时保证其绿色性，同时保证生产出的产品本身是绿色的，对于用户厂家，应保证其加工使用过程的绿色性。(8)智能的贯穿性。在智能机床设计、制造、使用、再制造和报废的全生命周期过程中，应充分体现其智能性，实现其智能化的设计、智能化的制造、智能化的加工、智能化的再制造和智能化的报废。
3智能功能特征
对于不同的类型，智能机床就其功能本身千差万别，同时如第2.2节中提到的其智能功能应是恰当和无止境的，是在不断变化的，但从本质来说，其智能功能特征应具有一个中心三类基本功能所能概括的特征。(1)一个中心——以人为中心的人、计、机动态交互功能。在智能机床中，人、计算机与机床(机床机械和电气部分)之间及时地信息传递与反馈、配合和结合是实现超过普通机床制造能力和智力的关键，因此，智能机床中的人、计、机动态交互功能是其重要功能特征之一。其动态交互功能应具有支撑三类基本功能完成的作用。在智能机床中，人是一个最不确定的因素，需要采用语音提示、自然语言识别、人工智能、粗糙集和模糊集等理论和技术，建立一个具有超鲁棒性[57]以及人、计、机高度耦合和融合的动态交互界面，保证机床高效、优质和低耗的运行。(2)三类基本功能。1)执行智能功能。在加工任务执行时，应具有集自主检测、智能诊断、自我优化加工行为、远程智能监控为一体的执行能力，总结和分析智能机床的各种执行智能功能需求。2)准备智能功能。在加工任务准备时，应具有在不确定变化环境中自主规划工艺参数、编制加工代码、确定控制逻辑等最佳行为策略能力。3)维护智能功能。在机床维护时，具有自主故障检测和智能维修维护以及远程智能维护，同时具有自学习和共享学习的能力，其中故障检测和维修维护功能见表3，知识智能维护功能见表4。上述功能之间是相互作用，相互支撑的。
结论
(1)提出了智能机床的狭义和广义定义。(2)给出了智能机床的八个智能技术特征。(3)阐述了包括以人为中心的人计机动态交互功能、三个基本功能——执行智能功能、准备智能功能、维护智能功能的智能功能特征，以及功能之间的相互关系。(4)建立了体现了人在智能机床中所起的主导作用的八类理论与技术的智能机床技术理论框架。
作者：鄢萍阎春平刘飞何龙蒋林单位：重庆大学机械传动国家重点实验室重庆大学重庆市网络化制造工程技术研究中心
【关键词】机电一体化；智能控制；应用；研究
随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展，我国的机电一体化技术越来越成熟，在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中，很多机电一体化应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征，给机电一体化的发展带来了很大的难题。智能控制系统的出现及应用，为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。因此，智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视，对其进行研究是当前人们热衷的一大课题。
一、关于机电一体化的概述
（一）机电一体化的含义。所谓机电一体化，又称机械电子学，是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多支技术进行有机地结合，并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。
（二）机电一体化的基本内容与组成要素及原则。机电一体化的基本内容包括以下几个方面：一是机械技术，二是计算机与信息技术，三是系统技术，四是自动控制技术，五是传感检测技术，六是伺服传动技术。机电一体化的组成要素包括：一是结构组成要素；二是运动组成要素；三是感知组成要素；四是职能组成要素。机电一体化的四大原则包括：一是结构耦合；二是运动传递；三是信息控制；四是能量转换。
二、关于智能控制
（一）智能控制的含义。所谓智能控制，就是指在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，是用计算机模拟人类智能的一个重要领域，主要面向比传统控制更为复杂、多样的控制任务和控制目的，为当今社会的发展带来了更为广泛的适应空间，解决了传统控制无法实现的复杂系统的控制。传统的控制只是智能控制中的一个组成部分，是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科，它的理论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。
（二）智能控制的特征。智能控制具有以下特征：一是智能控制的核心在高层控制，即组织级；二是智能控制器具有非线性特性；三是智能控制具有变结构特点；四是智能控制器具有总体自寻优特性；五是智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求；六是智能控制是一门边缘交叉学科；七是智能控制是一个新兴的研究领域。
（三）智能控制的类型。一是集成或者混合（复合）控制；二是分级递阶控制系统；三是专家控制系统（Expert System）；四是人工神经网络控制系统；五是学习控制系统；六是进化计算与遗传算法；七是组合智能控制方法等。
（四）智能控制发展的趋势。智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应，其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。近年来，智能控制技术在国内外已有了较大的发展，己进入工程化，实用化的阶段。但作为一门新兴的理论技术，它还处在一个发展时期。然而，随着人工智能技术，计算机技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时期。
三、智能控制在机电一体化系统中的应用
从20世纪90年代后期，机电一体化技术向智能控制发展，开辟了机电一体化技术发展的新篇章。机电一体化的未来发展必将是以智能化作为主要方向，智能控制的优劣直接决定机电一体化系统的整体水平。
（一）智能控制在机械制造过程中的应用。机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。
（二）智能控制在数控领域中的应用。随着科学技术的发展，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议。
（三）智能控制在机器人领域中的应用。机器人所具有非线性、强耦合、时变性的特征主要体现在动力系统中，在控制参数的系统中机器人具有多任务及多边变性的特征，这些特征适合智能控制技术的应用。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面：一是机器人手臂姿态及动作的智能控制；二是机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制；三是机器人在行走路径与行走轨迹跟踪方面的智能控制；四是通过专家控制系统对机器人的运动环境进行定位、监测、建模及规划控制等方面的探究。
（四）智能控制在建筑工程中的应用。智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面：一是智能控制在建筑物照明系统中的应用，它主要通过通信与计算机控制的联网，对每一个时段的照明系统进行控制，主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制；二是对建筑物内的空调进行智能控制，通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置，可以智能地调节空调的风阀，在确保建筑内空气质量的同时，减少能量的浪费。
四、结语
智能控制技术是在传统控制技术的基础上，利用先进的计算机技术与网络通讯技术发展起来的一项技术，是二十一世纪机电一体化技术发展的最新方向。智能控制技术的优劣在很大程度上影响着机电一体化系统的正常运行。通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等四项技术的应用，我国机电一体化技术非常顺利地实现了智能化的控制，从而促进了我国机电一体化系统的健康长远发展。
参考文献
[1]周华昌.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].才智，2011（31）.
[2]董勇，谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2011（10）.
摘要：文章阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化趋势，介绍了先进制造模式，并提出了我国目前存在的差距及发展策略。
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。
（二）敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。
虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。
（三）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。
（二）加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
（四）建立与发展我国自主的NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造(IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
（五）提高制造业现代化管理水平。现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨，开展ISO9000系列管理体系认证，加快现代企业制度改革，为先进制造技术的发展奠定良好的基础。
关键词：制造技术 生产模式 柔性 信息 对策
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(LP)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
（二）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。
加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
参考文献
关键词：工业4.0；生产新模式；管理创新
一、引言
后金融危机时期，面对金融危机冲击和世界不断增强的竞争压力，全球主要发达经济体纷纷推行“再工业化”战略，2011年~2015年初，美国、德国、法国、英国、日本先后推出“先进制造业国家战略计划”、“工业4.0”战略、“工业新法国”战略、“工业2050”战略和“机器人新战略”，力图重振本国制造业，并谋划在未来的产业竞争中抢占制高点。以中国为代表的新兴经济体也加快产业转型升级步伐，于2015年5月推出《中国制造2025》，被称为中国版“工业4.0”。尽管上述主要国家所提的工业发展新战略的名称有所不同，但从其内容看，核心是通过互联网、下一代互联网、大数据等新兴技术与生产制造的深度融合，以推动制造业向“智能制造”升级，这一发展新趋势建立在信息技术和互联网技术变革基础之上，并正在对全球制造业生产模式和结构产生广泛而深刻的影响，全球以数字化、网络化、智能化为特点的新一轮工业革命已经初露端倪。
二、互联网技术的新发展及其影响
近十多年来，以互联网为代表的信息技术飞速发展，即将全面进入以IPv6（InternetProtocolversion6，互联网通信协定第6版）和第五代移动通信技术（5G）为技术基础的时代，互联网技术的蓬勃发展也正在对全球商业模式和生产制造模式带来深刻改变。1.互联网技术引领商业模式的变革。互联网技术的快速发展，大大降低了信息成本以及传统上买卖双方之间的信息不对称，正在深刻影响着企业的销售模式和消费者的购买方式。近年来，各种形式的电子商务蓬勃兴起，并从B2B、B2C、C2C等模式向O2O模式发展，“互联网+”正在成为主流的商业模式。以中国为例，根据中国互联网络信息中心在过去五年的《中国互联网络发展状况统计报告》，2012年~2016年，网络购物和网上支付的用户分别从2.42亿人和2.21亿人增加至4.67亿人和4.75亿人，年均各自增长17.86%和21.08%，带动电子商务逐渐替代传统的销售渠道。而从全球层面看，根据世界银行最新的统计数据，2000年~2015年，全球每100人中互联网用户数从6.77人增加到了44人，年均增长13.29%；而根据国际货币基金组织2016年4月12日的《世界经济展望》，2015年全球总人口为73.16亿人，由此可以推算出到2015年底全球互联网用户总数大约32亿人，如此庞大的用户群奠定了基于互联网商业模式的持续成长及壮大根基。2.工业互联带来生产制造模式的变革。网络技术不仅越来越广泛地应用于商业和消费领域，近年来还加快向工业领域的应用渗透，工业互联网（IndustrialInternetRevolution）正在形成。从技术层面看，目前IPv6技术已经趋于成熟，与IPv4技术相比，其地址比特数从32位扩充到128位，理论上的地址空间上限由此从232个拓展2128个。IPv6有足够的地址使智能对象间通过互联网大范围直接互联（工业4.0工作组、德国联邦教育研究部，2013）。从应用层面看，自2012年6月6日全球IPv6网络正式启动以来，其应用推广发展十分迅速，根据全球IPv6论坛主席LatifLadid在今年3月9日北京举办的“全球IPv6论坛媒体见面会暨IPv6WorldLeader，2017颁奖仪式”上的工业4.0时代生产模式与既有生产模式的对比发言，比利时的IPv6用户占全网用户比例已经高达56.56%，美国的这一比例从2014年的5%上升到了目前的33.2%，印度则已经拥有近1亿的IPv6用户数。从工业互联网的发展前景看，未来物联网和服务网将于生产制造深度融合，从而将传统的工厂升级为智能工厂，带来生产制造模式的变革。
三、工业4.0时代的“智能主义”生产模式
工业4.0被称为基于信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS）的第四次工业革命（Kagermann，2013；森德勒，2014），将对既有的大规模批量化生产制造模式产生革命性影响。第二次世界大战之后，“福特主义”生产方式迅速成为主流的生产制造模式。“福特主义”是指以福特公司为代表的建立在流水线分工基础上的劳动组织方式和大批量生产模式（陈秀山，2003），这种生产方式建立在专业化劳动分工、生产流程标准化和规模经济基础之上。从市场需求来看，“福特主义”模式建立在高度同质的大众化需求基础上；从投入生产要素看，采用的是专门化的机器，雇佣能熟练掌握专项任务的低技能工人进行生产；从产品特征看，生产的是标准化产品；从空间特征看，主要是根据资源禀赋所形成的比较优势进行功能性的区域分工，不同区域之间形成上下游的分工合作。概括而言，“福特主义”模式是用低技能劳动力和高度专门化机器的组合以流水线作业形式大规模生产标准化产品，可以说是工业2.0时代的代表性生产模式。“福特主义”模式最大的局限是其成功是建立在消费者需求同质化的基础之上。然而，随着社会经济的发展，在以电子计算机和信息技术为核心的第三次工业革命推动下，20世纪80年代以来主要发达经济体先后进入后工业化时期，居民收入水平的提升使得消费者的差异化需求日益增大，企业不得不对这种变化做出反应，信息和通信技术的发展恰恰为企业满足这种差异化需求提供了可能，“后福特主义”生产模式应运而生。从市场需求来看，“后福特主义”模式考虑了消费者需求的差异，可以满足小众化的特色需求；从投入生产要素看，采用的是多功能的机器，雇佣能熟练应对多项任务的技术工人进行生产；从产品特征看，生产的是多样化产品；从空间特征看，上下游的企业聚集在特定的区域内，可以保证个性化零部件或服务的及时供应，有效解决了制约灵活化柔性生产的库存问题。概括而言，“后福特主义”模式是用具有一定知识水平的技术工人和多功能机器的组合以灵活形式小批量柔性生产多样化产品，可以说是工业3.0时代的代表性生产模式。“后福特主义”模式虽然满足了消费者的差异化需求，有效开拓了各种细分市场，但这种生产仍无法满足真正意义上的个性化需求。然而，就每一个的本质而言，都是一个具有个性的主体，因此有效满足个性化需求成为新的工业生产模式应解决的核心问题，这也是工业4.0时代到来的市场基础。与既有的“福特主义”模式和“后福特主义”模式不同，工业4.0时代建立在满足消费者的个性化需求基础上。网络技术的广泛应用，可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据，实现生产系统的智能分析和决策，使智能生产、网络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向（王喜文，2015）。从投入生产要素看，采用的将是智能化的机器，雇佣具有丰富知识和技能的高素质工人进行生产；从产品特征看，生产的是智能产品；从空间特征看，地理位置不在成为制约生产的关键因素，生产组织模式将由集中转向分散。概括而言，这种新的生产模式是用知识型员工和智能机器的组合以适度的规模定制化生产个性化智能产品，鉴于该模式生产设备、生产过程以及生产产品都具有智能特征，本文将其概括为“智能主义”生产模式。
四、“智能主义”生产模式下管理创新探讨
在工业4.0时代“智能主义”生产模式下，大规模标准化生产将被适当规模的个性化定制化生产所取代，由此无论对产业发展还是对企业发展，都内生出一系列的管理创新要求，核心的是需求层面的个性化需求导向、技术层面的协同创新网络参与机制以及人才层面的知识型员工培养管理制度体系建设。1.面向并满足个性化需求。过去产业发展所依赖的市场基础主要是大众化需求，然而随着经济社会的发展，尤其是互联网、物联网技术的深入发展及普及应用，真正意义上的个性化需求将成为工业4.0时代的主流。工业4.0允许在设计、配置、订购、规划、制造和运作等环节能够考虑到个体和客户特殊需求，而且即使在最后阶段仍能变动（工业4.0工作组、德国联邦教育研究部，2013）。对企业而言，获取和提升竞争能力的核心是满足市场需求的能力，因此面对即将到来的个性化需求时代，企业应建立个性化需求导向的研发设计、生产制造及营销服务体系，主动挖掘并适应消费者的个性化需求，重点是提升满足个性化需求的能力，这方面需要充分利用新一代的信息技术工具。个性化也意味着特色化，这对企业而言，需要更加重视创新设计的地位。此外，借助高度发达的移动通讯网络，客户可以随时随地将个人的需求反馈至生产端，这突破了传统实体店客户体验和参与的时空局限，因此利用网络工具让客户参与设计将成为产品体现和满足客户特色需求的重要手段。2.积极参与协同创新网络。工业革命既是产业革命，也是技术革命。根据波士顿咨询公司的研究报告，工业4.0主要是以工业物联网、网络安全、云计算、增材制造、现实增强、大数据、自动机器人、模拟以及水平和垂直系统整合技术等9项数字化技术为基础的变革（BCG，2015）。这些新兴技术是产业和企业向工业4.0升级的关键。鉴于新兴技术研发所具有的研发投入资金量大、研发周期和产业化过程较长等特点，风险与不确定较大，因此以单个企业为主进行研发难以适应技术创新、产业发展以及国际产业竞争的需要，有必要采用系统创新网络的模式的组织形式开展技术创新。在学者较早的研究中，创新网络被看作是应付系统性创新的一种制度性安排（ImainBaba，1989；Freeman，1991）；协同创新网络则是一种基于网络的合作创新，被看作不同的创新参与者的协同群体，具有复杂性、动态性、系统性、开放性、中心性、协同性等特点，通过该网络可以实现各个主体间的资源共享、知识传递和技术扩散，实现知识、技术的增值和创新的产生（刘丹、闫长乐，2013）。对于工业4.0时代的企业而言，采用协同创新网络模式进行创新的重要性毋庸多言，关键是要形成构建或参与协同创新网络的机制。固然，这一工作主要由行业内的主导厂商承担；但对一般企业尤其是对技术需求强烈但自身技术创新能力或水平受较多约束的中小微企业而言，也应从企业自身考虑参与机制，积极主动参与协同创新网络，凭借网络资源共享的模式弥补自身的不足，从而有效提升竞争力。3.知识型员工培养管理制度体系建设。工业4.0时代，随着智能化生产设备和智能生产工艺的普遍采用，生产对人员的需求量将会减少，但对人员素质和能力的要求将会发生“质”的变化，正如夏妍娜、赵胜（2015）所言，人在生产制造中的角色将由服务者、操作者转变为规划者、协调者、评估者、决策者。这意味着工业4.0对劳动的需求将从一般劳动力到知识型高素质技术型员工，这类员工不仅需要具备良好的知识水平，还需要得到系统的技能培训。针对网络化时代知识型员工自主性较强和喜欢以网络化方式参与的特点，企业可以借助网络化沟通交流平台或工具开展学习型组织建设，形成企业良好的学习氛围。专业知识和技能的培训也可以借助信息技术和网络平台实现，如利用虚拟现实技术开展培训或模拟训练。就日常管理制度而言，重点是创造有利于激发知识型员工创新思维和高效率工作的工作环境；在薪酬设计上，也应考虑对员工创新能力的激励。
五、结论与建议技术和政策因素共同推动
以工业4.0为代表的新一轮工业革命的兴起，对传统的生产制造模式将带来革命性影响，推动其从目前的“福特主义”模式和“后福特主义”模式逐渐向“智能主义”模式升级。“智能主义”生产模式内生出一系列管理创新需求，需要管理创新方面，主要是从大众化需求导向转向个性化需求导向；技术管理创新方面，主要是从以单个企业为主体的创新模式转向协同创新网络模式，这需要相关的平台建构及参与机制设计；人才管理创新层面，主要是探索适应网络时代知识型员工特点的管理方式。面对第四次工业革命，中国拥有工程技术人才储备多、本土市场大、经济增长势头良好、储蓄率高等优势，但制度会否成为制约创新的桎梏也令人担忧（李稻葵，2016）。中国拥有的诸多优势有利于产业界和企业进行上述管理创新，但破解制度层面的体制机制束缚或制约因素也不可或缺，这方面正是政府应该而且能够有所作为的地方，政府可以通过适当的政策提供引导、支撑和配套服务。为此，本文对相关政府部门提出以下三点建议：第一，积极引导鼓励工业4.0重大共性技术协同创新网络的形成，加强对该模式研发创新的支持力度，以加快我国在这些技术领域的突破，也由此诱发网络外广大企业乃至个人的技术创新或技术改进活动，为“中国制造”向“中国智造”的成功升级奠定坚实的技术基础；第二，提供人才培训，一方面，针对工业4.0发展新趋势、新特征，对企业管理层开展培训，帮助企业经营管理者认清工业4.0的发展大趋势，以促使他们结合本行业、本企业特点制定恰当的发展战略决策，主动顺应并推动工业4.0的发展；另一方面，采用单独组织、与行业协会联合组织或直接与企业合作组织的方式，开展针对企业骨干技术人才的专业知识、专业技能培训，提高他们未来对智能设备的适应能力，也同时引导激励他们的创新行为。第三，加强公共平台建设，主要是公共研发平台、公共信息平台和人才流动平台的建设，重点为科技型、创新型中小企业提供技术支撑和信息服务，为人才资源的恰当配置提供平台。
参考文献：
关键词：机械制造化；自动化发展；发展策略
我国工业机械制造自动化的发展，是伴随着国家社会和经济的发展速度一起前行的。在对机械制造自动化的发展进行研究的过程中，必然要遵循发现问题、分析问题、解决问题的思路进行。也就是说，机械制造自动化的发展总是在对传统进行突破的进程中寻求新的创新成果。尤其是近年来随着工业4.0的到来，机械制造自动化面对的是科技进步的浪潮，而且，我国在这方面的发展始终没有超越国际发达国家的水平，并且存在着一定的差距。因此，坚持中国特色社会主义原则，进行机械制造自动化的改革创新，是我国工业生产现代化的一起要求[1]。
1 机械制造自动化的特征
智能化是当代机械制造自动化的显著特征，智能化摒弃了传统机械设计中的缺点，将多种现代化科技掺入机械中的自动化设计中，在质量上进行了改进。形成了多种技术的整合和统一，保证了各项技术的整体化和系统化，将机械自动化待到了智能化的阶段。
为了满足机械制造自动化的自身需求，每个产品都形成了自我开发的目的和要求。机械设计制造和自动化开发，让每个产品都有内在的特点，尤其是经过机械设计自动化的设计之后，产品在输入端的制造，永远是围绕着功能上的要求而来的。机械制造自动化的含义，实际上已经发展成为，机电一体化、自动化功效，内在需求的功能实现。
2 机械制造自动化的现状
机械制造自动化发展至今，在工业领域是进行设计制造和科研开发的前言，这是一门以计算机、信息技术、自动化控制技术为内容的综合型专业领域，需要在先进制造技术和理论的支持下，将现代工程领域的技术问题加以解决。当前，现代机械产品的制造，正在迎来结构、性能和应用的革命性的转变。随着技术的进步，和社会需求的增高，机械制造自动化的发展正在出现一个非常尴尬的局面，一方面，传统的产业还在生产着，一方面，智能化的运行需求又要求机械制造自动化必须要进行智能化的转变。但是当前在生产领域，重复浪费，低效高耗的问题还是存在，在创新领域的发展面过窄，材料的使用，技术以及工艺相对陈旧，创新的动力不足，都是机械制造自动化面对的问题[2]。
3 机械制造自动化的未来发展
（1）世界各国关于机械制造自动化的产品设计的流程，目前来看基本是相似的。从图纸设计到图纸的细化，再到产品的试验和制作，整个产品的生产流程基本是相同的。但是这样的工作流程耗费的时间是大量的，对产品进行实验的时候，大量的物力人力和财力被投入，经济成本居高不下，致使工作效率提升不起来。例如我国随着科学信息技术的进步，电子计算机和网络信息技术的应用在各个行业都得到图像爱你，借助信息技术技术和设备，人们已经可以进行模拟的操作，采用数据传输、连接的技术，在网络中国实现生产过程，时间得到了有效的利用，空间的限制也被打破。即便是远程的操控，效率也是非常高的。因此，这种虚拟化的设计和生产，将未来机械自动化技术发展的必然趋势。
（2）随着数字技术的普及，无论是制造领域还是信息网络领域、管理领域，先进的生产技术都已经得到了广泛的渗透，科技是发展的第一生产力。制造者必须要对网络加以利用，使图形、数据、技能等数字化信息在网络中流动，借助数字化技术，收集其快捷便利的信息。实现虚拟和现实的结合，在信息的分析、重组、排列和规划中，众多产品被制造出来，具有设计、功效、加工制造技艺的高端集中的特征。具有市场满意的功能和形态，而且在生产过程中，拥有了高效的重组生产特征，能够满足客户的个性化和多样化的要求。同时，利用网络与全球制造商沟通，客户的要求可以通过网络发不到世界各地，企业通过网络能够看到世界任何一个角落的客户的要求，利用电子商务进行沟通，将传统的静态的服务模式，转变为多环节的交流的模式，制造商形成了动态的联盟，协议和设计、生产的周期都被大大地缩短，客户的要求很快就变成了产品，这就是数字化给机械制造业带来的广阔的前景[3]。
（3）绿色节能高效是未来机械制造自动化的发展趋势。随着人与自然和谐共处的呼声的加快，人们与社会和自然已经融为一体，每个部分都不能脱离整体而独立，任何破坏整体的行为将被视为破坏。人类在于自然协调的步调上越行越远。在绿色节能环保的前提下从事生产和生活，一切制造技术自动化下生产的产品，都来资源设计，设计成为生产制造的核心，产品的销售到使用，维护和保养，回收和利用，每个阶段都是围绕了绿色展开。客户的生产和生活与自动化设计和制造嘻嘻喜爱那个关。自动化制造为客户打造宜居环境，为客户带来精神和物质生活的双重富足。企业在采纳和应用新技术的时候，必须坚持可持续发展的理念，摒弃急功近利的思想，目光放的更加长远，环保意识始终贯穿在设计和开发的始终。
（4）智能化的设备是由机器代替人类，形成人机结合的智能系统。产品的制造过程，是自我进行数据分析和决断的。智能制造技术的目标通过人类和智能机器的协作和共事，得到了人类脑力劳动的真谛，精简了生产过程中人力物力财力，是的制造过程更加优化。智能化击中了信息技术、网络技术、智能操控，将生活和工作的细节完美呈现，让我们看到智能制造带来的各个领域的自动化趋势。
（5）模块化是未来机械制造自动化在产品生产和研发的发展趋势。模块化的产品生产，拥有测距、辨识、图像处理的控制功能，综合了电动机的智能动力单元，实现了机械动力设施的智能化的典型操作。新产品的研发在各个模块的驱动下能够自动扩大或者缩小生产规模，产品的系列化和标准化将是的一个原本加工简单的企业变成生产机械制造自动化企业[4]。
（6）网络化将给生产制造企业带来网络技术一体的发展格局。企业的竞争扩大到了国际竞争，一个企业能够制造机械自动化的新型科技产品，就拥有了可靠的质量保证。网络载体下的检测和控制技术将机械自动化产品待到了局域网的信息技术领域，全新的技术使用是的机械自动化制造成为了愉悦的技术体验过程。
（7）机械自动化的微型化发展趋势，指的是机械自动化系统中的微电子机械领域，从厘米到微米和纳米，微型化带来的是低能耗、灵活运行、体积微小的优势[5]。例如在军事和生物医疗领域，微型化的机械自动化制造产品正在发挥着巨大的作用，超精密技术的运用在机械自动化产品的研发中不断推出新的产品。
4 结语
机械制造自动化在科技高速发展的时代里，迎来了去旧迎新的转型良机。在转型升级的过程中，机械制造自动化不断融入新技术因子，将技术作为未来发展的不竭动力，在发展中不断探索更加多元的自动化发展方向。
参考文献
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[2] 王伟，李树森，李健等.机械自动化制造系统课程建设及教学方法的探讨[J].教育教学
论坛，2016，（18）：182-183.
[3] 张春梅.机械自动化制造系统的思考[J].湖南农机，2012，39（3）：82，84.
【关键词】智能控制；数控；机械制造；机器人
机电一体化又称机械电子学，它是多只技术，有机地结合的应用到实际中去的综合技术。在计算机技术广泛应用和迅猛发展的条件下，机电一体化技术作为机械和微电子技术紧密集合的一门技术，广泛应用于现代化的自动生产设备中，而且更具人性化，智能化。在微电子技术及超大规模的集成电路不断发展的条件下，我国的机电一体化技术越来越成熟，机电一体化的长远发展具有了良好的外部环境，呈现出更加强大的生命力和发展前景，所以，智能控制在机电一体化方面的研究是当前人们热衷的一大课题。
一、智能控制的基本内涵
所谓智能控制就是指在无人干预的情况下就能独立由智能机器实现其目标的自动控制。它是一种将计算机模拟人类智能与现代控制理论相结合的一种控制。智能控制具有高度的非线性、变结构特点、不确定性的模型、智能控制的核心在高层控制、复杂的任务要求等几个方面的特征。智能控制的主要方法主要有：专家控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法。智能控制作为自动控制发展的高级阶段，它是由多个学科相互交叉所形成的学科。智能控制技术涉及自适应、自组织理论、Petri网理论、人机系统理论等许多智能理论。
智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应，即使在复杂的环境和任务中，智能控制加入人的知识经验，注重没开发学习、自组织和自适应能力，并以训练等方式来提高系统控制能力。因此，智能控制是当今国内、外自动化学科领域中获得应用，代表着当今科学和技术发展的最新方向之一，建筑与机器人的智能化就是其典型应用。 一些较发达国家在20世纪90年代后期开始机电一体化技术进入了智能控制的阶段。例如：机电一体化中通信技术、微细加工技术不断应用；微机电一体化及光电一体化成为自动化领域中发展迅速的一个分支学科；神经网络技术、人工智能控制和光纤技术等多领域都有了较大进步，这为机电一体化的技术发展提供了广阔空间，也为产业化奠定了基础。
二、智能控制在机电一体化系统中的主要应用
首先，机械制造领域中的智能控制应用
机电一体化系统的重要组成部分之一就是机械制造，目前，智能控制随之也被广泛地应用于机械制造行业。把智能控制技术应用于工程机械领域能够提高工程机械各种故障的自我诊断能力，提高了工作效率和工程质量，解决了传统控制力一直无法很好适应多变复杂对象的难题。特别是在一些特殊的情况工况中可以实现无施工人员的智能化、高质量的施工。向智能机械制造技术的方向发展是当前最先进的机械制造技术，其发展的基本原理是模拟人类制造机械的活动，利用先进的计算机技术及其它信息技术工具取代一部分人的脑力劳动。它可对制造过程进行动态环境建模，利用模糊数学、神经网络的方法通过传感器融合技术将进行预处理采集的信息，并采用“Then - If”逆向推理修改控制机构或者选择较好的控制模式和参数。 而对于一些残缺不全的信息而言，它利用模糊集合和模糊关系的特性，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作，并利用神经网络的学习功能具有行处理信息的能力，对于残缺不全的信息进行在线的模式识别。在高新科技和信息时代的引领下的背景下，人力操作为主的机电相关机械制造已经不能够适应时代的节奏，未来其主要发展方向就是将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合。目前，工程机械的智能化主要体现：工程机械单机集成化操作与智能控制技术；工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术；基于网络的机群集成控制与智能化管理技术，特别是智能型救灾工程机械已成为当前研制热点。
其次，机器人领域中的智能控制应用
机器人系统是一种复杂、非线性且具有研制不确定性的系统，这些特征适合智能控制技术的应用。机器人智能控制机器人学一直是智能控制的一个重要应用领域，每一种新的控制理论方法都会在机器人控制系统中得到过应用，使得新型智能控制技术渗透到机器人学研究的各个方面，因此，对机器人的控制也成为检验各种控制方法优劣的试金石。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面：通过模糊系统及专家控制系统对机器人轨迹规划的模糊控制策略；机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制；机器人轨迹规划中的模糊神经网络控制策略；机器人手臂姿态及动作的智能控制；机器人轨迹规划中的遗传算法控制策略。目前，采用模糊控制、人工神经网络、专家系统技术对机器人进行定位、环境建模、检测、控制和规划的研究已经在多个实际应用系统中得到验证。机器人控制系统的主要目的就是通过给定各个关节的驱动力矩，使得机器人的位置、速度等状态变量跟踪给定的理想轨迹。
第三，数控领域中的智能控制应用
随着科学技术与信息技术的发展，智能控制和数控相关领域逐渐融合。由于研究的对象和系统越来越复杂，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，大量学者、工程技术人员开始尝试应用智能控制理论，在机械加工、模具制造等领域运用数控技术。运用智能控制新兴技术可以让数控技术实现智能编程、监控、建立智能数据库等重要目标。当今数控技术的发展方向主要是开放式数控系统的构建。建立统一的可重构的系统平台，增强数控系统的柔性，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题，调解变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾都是构建开放式数控系统的一些主要目的。
三、结语
21世纪机电一体化的系统研究中智能控制已成为发展的必然趋势，智能控制技术是利用先进的计算机技术与网络通讯技术发展起来的一项技术，其解决了大量的传统控制无法解决的实际控制应用问题。智能控制通过对人类智能的模拟，通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等技术的应用，使其具有思维逻辑、判断推理能力以及决策能力，以获得更准确的控制目标。目前，智能控制技术广泛应用各个领域（农业、军事等）在国内外已有了较大的发展。我国机电一体化技术已实现了智能化的控制，它将随着专家系统、模糊控制、神经网络等控制技术的发展而不断发展。
参考文献
[1]朱传敏，周润青，陈明，李营垒.故障树与案例推理在数控机床故障诊断专家系统中的应用研究[J].制造业自动化，2011年10期.
随着社会的进步和生活水平的进步,社会对产品多样化,低制造本钱及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。90年代后,由于微电子技术、计算机技术、通讯技术、机械和控制设备的发展,制造业自动化进进一个崭新的时代,技术日臻成熟。柔性制造技术已成为各产业化国家机械制造自动化的研制发展重点。
1 基本概念
11 柔性柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率和无干扰情况下的生产率期看值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的,传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的本钱低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内,生产出较低本钱、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。柔性主要包括 1) 机器柔性 当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
2) 工艺柔性 一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
3) 产品柔性 一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继续能力和兼容能力。
4) 维护柔性 采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。
5) 生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。
6) 扩展柔性 当生产需要的时候,可以很轻易地扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。
7) 运行柔性 利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。
12 柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同外形加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们以为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1) 柔性制造系统(FMS)
有关柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:
美国国家标准局把FMS定义为:“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工正确、迅速和自动化。中心计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。国际生产工程探究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”简单地说,FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心和车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及治理。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS,日本从1991年开始实施的“智能制造系统”(IMS)国际性开发项目,属于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
2) 柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由1~2台加工中心、产业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特征是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进进普及应用阶段。
3) 柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线和中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特征是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进进实用化阶段。
4) 柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投进实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产治理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营治理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特征是实现工厂柔性化及自动化。
2 柔性制造所采用的关键技术
2.1 计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引进专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的新题目。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操纵,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.2 模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制用具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
2.3 人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类新题目(如解释、猜测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论和通过经验获得的知知趣结合,因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强了柔性。展看未来,以知识密集为特征
,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在柔性制造业(尤其智能型)中起着日趋重要的关键性的功能。目前用于柔性制造中的各种技术,预计最有发展前途的还是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在柔性制造技术中的应用规模将在比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融进制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感用具有内在的“决策”功能。
24 人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自动化系统中的一个组成部分。 3 柔性制造技术的发展趋向
31 FMC将成为发展和应用的热门技术
这是由于FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
32 发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替换通用的加工中心将是FML的发展趋向。
33 朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。
4 结束语
关键词：智能CAD技术；农业机械设计；应用
随着当前我国的计算机技术的迅速发展，在和农业机械设计相结合的情况下，就能有助于设计的优化，能够将CAD技术和农业机械设计的作用优势充分发挥。通过从理论上对智能CAD技术在农业机械设计当中的应用情况进行研究分析，就能从理论上对农业设计提供理论支持依据。
1农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势
1.1农业机械设计的现状分析
长期的发展过程中，农业机械设计主要是通过手工进行绘制的，在设计上由于人为的疏忽就会造成差误。在对于农业机械图纸设计师来说，随着新的技术升级进步，就能有助于对农业机械设计的精确性以及效率的提高提供技术层面的支持。在农业机械设计过程中通过CAD技术的应用，能够在通过二维以及三维的技术应用将设计进行细化[1]。当前的制造业已经在CAD技术应用中，对人工的劳动强度能够有效减轻，这样就能在经济效益上得到提高。农业机械设计过程中对三维CAD技术的应用以及成为机械设计过程中的重要课题。
1.2农业机械设计中智能CAD技术应用特征
第一，设计方便化。智能CAD的技术应用有着鲜明特征，在零件的设计上更加的方便化，通过三维CAD的技术应用，就能在装配环境当中对零件加以设计，也能通过相邻零件位置和外形对新的零件进行设计，这样就能在零件的设计效率上有效提高，在零件装配的准确率也能提高[2]。对设计环节的损坏情况查找过程中，通过附件软件查找器就能准确高效的查出，这对机械设计的整体质量提高就打下了坚实基础。第二，缩短设计周期。能够将设计的周期有效缩短，这是对CAD技术应用最为核心的优势，能够在设计的花费时间层面大大缩短。在对整体的工作效率上就能有效提高。机械设计人员在实际的设计过程中，对CAD技术的应用，能对原有的机械设计图样以及信息进行有效保留，这样就不实施重新的设计，这样在局部的修改以及创新上就能实现。
2农业机械设计中智能CAD技术具体应用
三维的设计系统建立下，通过AutoLisp等设计软件的合作应用下，就能对实际设计进行优化，在对装配模型的变型设计理论基础上的机械设计方面，在当前的CAD系统的建立产品几何模型，主要是从零件建模开始实施的，这一方法就比较难对产品功能信息进行有效表达。在装配建模的作用上，主要是通过构建完善对产品装配信息描述的数据模型[3]。主要是通零件间装配关系数据的层次以及关系模型进行表示，在装配模型方面对自然设计的过程相对比较符合，在变型设计的方法上比较良好。对农业机械设计中的底盘设计中，对CAD技术的应用过程中，通过在三维空间当中进行设计，就能对零件的位置进行确定，然后进行建立坐标系和总部件总成坐标系。通过坐标点方法进行对总成装配进行完成，这样在设计过程中，对机械动力性以及操纵性和稳定性等分析工作进行完善，在相应的数据参数应用下，就能进行准确性的设计。对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中，通过模块化的变型设计就是在模块基础上进行的设计，模块和装配关系主要是先进行预先确定的，这样就对使用的范围进行了明确化。在模具的结构设计层面主要有二维以及三维设计，在每种的设计方法上都有着各自的优势和不足[4]。在对计算机的硬件配置要求上不是很高，所以使用的成本也相对比较低廉，三维的设计能够实现设计的参数化，在产品的设计过程中相对比较容易修改，这样就在并行工程方面的目标实现有着促进作用。在对机械车身的设计中对智能CAD技术的应用通过三维造型作为主要基础，这样设计师就能和CAD系统进行交互，能够把自己的概念进行清晰的视觉模式几何实体化，在设计的精确率以及设计的质量上得到了提高。
3结语
总而言之，对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中，只有从多方面进行考虑分析，将这一技术进一步的优化，实现集成化以及网络化等，这样才能更好的为农业机械设计做出更大的贡献。
作者:孙梗 单位:邵阳学院
参考文献：
[1]王丽敏,计小辈.模具设计制造中CAD/CAE/CAM技术的应用研究[J].现代制造技术与装备,2014(04).
[2]张海渠,张树杰.模具设计中最优布置问题的计算机解析方法[J].金属成形工艺,2015(02).
关键词：智能制造；管理会计；创新
一、研究背景
制造业在我国国民经济占主体地位，即是立国之根本、兴国之利器、强国之基石。在创新驱动下，许多新的生产方式、新产品、新形态和新的商业模式应势而生。“中国制造2025”规划正在推进，供给侧结构性改革不断深入，制造业的优化转型升级和创新发展都面临着新的机遇。智能制造内涵包括：一方面人工智能广泛应用于生产制造的各个环节，减缓相关人员的工作强度，以达到提高产品的质量与生产的效率的目标；另一方面其体现“互联网+”技术的创新需求，奠定了“新经济”桥梁的基础。管理会计为了与“智能制造”相适应，应实施“智能管理”，依靠“人工智能”大力提升其处理系统多样性和复杂性的能力；充分理解管理对象异质性，有效、合理配置智能化管理工具，最大限度发挥管理会计管理控制和信息支持的功能。
二、智能制造下的管理会计
(一)以“互联网+”为代表的现代科学技术，形成复杂多变的企业组织关系。要求管理会计控制系统不断通过优化升级产销流程，加强产品生产过程的可控性，同时重视企业价值增长的战略空间、管理过程、控制绩效，加大在不同战略选择下的成本管控力度，力求实现企业成本最小化和企业效益最佳化的最终目的。
(二)根据管理会计信息支持系统，有效、合理配置生产计划并掌控生产进度，深化产品生产的可视性。智能制造时代背景下，以网络通信技术为媒介，工业机器、设备、存储系统及运营资源紧密连接在一起，充分发挥了良好的信息集成功能，并依赖于开放的管理会计信息支持系统将技术与经济结合起来，实现管理会计“管理控制”与“信息支持”活动的横纵双向沟通与交流，实现企业财务与业务有机结合、敏捷快速运作。
(三)影响管理会计的价值增值目标
1.从企业的外部环境看，持续不断的推进智能制造，对降低智能设备等的成本费用有促进意义，零成本社会的内在属性在智能化设备的配套环境中也得到了体现。
2.从企业的内部环境看，通过改革智能化管理会计的供给端结构，充分利用外部廉价的制造能力，将企业的固定成本转为可变成本，极大程度地提高企业的资源配置效率。
三、管理会计工具创新
智能制造是一个商业生态圈系统，由智能设备、智能工厂和智慧员工构成，结合企业具体的情境特征，创新管理会计工具可从智能制造与新经济的结合、智能制造与“互联网+”技术的融合程度上进行。
(一)约束理论(TOC)，每一个组织的发展都会受到来自不同约束条件的限定及制约。智能制造业绩高低主要是从完工效益、存货和营业费用三个方面进行考察。根据约束理论，实现“互联网+”为代表的现代移动技术与企业生产经营活动的融合，有利于充分发挥企业的有形成本要素与无形成本要素。当前，依靠管理会计的创新驱动，智能制造的内在需求便是充分发挥无形成本的内在潜力。
(二)适时生产制(JIT)，智能制造能使适时生产制进一步拓宽。适时生产制是作为一种无库存的生产系统，追求消除一切只增加成本而不向产品增加价值的过程。依靠价值链与供应链中的智能化成本管理，使企业线上与线下的经营活动紧密连接，使管理会计工具由时间驱动向时间与空间双驱动的融合创新方向发展。
(三)持续改善(Kaizen)，智能制造对企业产生持续的改善作用，通过对产品与服务的质量、员工的努力、民主参与意识的高低等进行主动的沟通和调整，利于提高管理会计控制系统的效率与效果。实现智能制造与管理会计的结合，企业的成本或利润不仅仅是“数量”的要求，更是对“质量”的规范。
(四)精益成本管理(LCM)，智能制造自身就是一种精益成本管理的过程。通过建立一种交互用户的平台，基于大数据分析，实现由生产型制造到服务型制造的升级，不仅为用户提供全流程个性化体验，而且能实现企业的价值的增值。
(五)业务流程再造(BPR)，智能制造与科技创新相结合可能会引起激进式的流程变迁。伴随现代科技的的迅猛发展，工业机器人已经是十分重要的自动化工具。广泛运用工业机器人，不但提高产品的产量与质量，且对人身安全的保证、劳动环境优化、劳动强度降低、劳动生产率的提高、原材料消耗的减少和生产成本的降低具有非常意义。智能制造的业务流程再造是实现“互联网+”与新经济对传统产业的改造的一种新兴工具。
(六)平衡计分卡(BSC)，智能制造与平衡计分卡的结合有两个重要的优点。一个是能增强管理会计的战略导向性，另一个是能够促使企业的前景理论与平衡计分卡执行力的紧密融合。智能化平衡应当包括两个层面：一是基本平衡，指长期目标与短期目标的平衡、实现结果与制约因素的平衡；二是具体平衡，具体指财务指标与非财务指标的平衡、实体价值链与虚拟价值链的平衡、链式整合链与网式整合链的平衡、内外群体的平衡、经营中的领先指标与滞后指标的平衡、学习与创新中的东方古典哲学与西方精细化管理的平衡。
(七)作业成本法(ABC)，智能制造将从根本上对作业活动实现变革。智能作业管理能提供更加完整的成本核算信息，凭借合作联盟网站等网络式竞争平台，增强企业内外作业活动之间的合作、交流与服务，合作建立起产业作业链与技术联盟，形成网络集聚，扩大与拓展智能化作业管理的内涵与外延。
作者:吴小娥 单位:厦门立洲五金弹簧有限公司
参考文献：
[1]姜红德.智能制造[J].中国信息化，2016.
为顺应市场形势变化和经济社会发展需要，我国机械工业有效借鉴国外经验，经过数十年的探索实践，科技创新和技术革新成果被广泛应用，逐渐实现了我国机械设计制造领域的跨越式发展，机械设计制造的技术水平、产品质量都取得一定关键性突破。
2机械产品的现代设计方法浅析
机械产品设计随着科技创新和技术经验的总结而不断发展。现阶段，一部分现代设计方法已经应用到了机械产品设计当中，其中智能化设计和模块化设计应用较为广泛。
2．1智能化设计
随着计算机技术的快速发展，现阶段智能化已经成为21世纪各领域的主要关键词。智能化应用到设计领域，就诞生出智能化设计这一新型设计方法。智能化设计主要是依托于设计方法学的相关理论，运用计算机技术、三维图形技术、互联网技术、数据技术等创新技术和软硬件工具，实现产品开发设计、结构描述和构思的过程。智能化设计将机械设计划分为不同模块，展开具体分析，设计的各个要素都成为一个点，通过实现要素设计，最终形成一个设计整体，获取相应的系统化设计成果。在智能化设计中，每一个设计要素都具有一定独立性，同时也有相应的联系，要素之间相互影响和作用，逐渐推动设计走向高水平。
2．2模块化设计
模块化设计是当前工业设计中非常常见的一种设计方式。模块化设计具有成本低、效率较高的基本特征。该设计方法主要是将实现功能作为一个结构模块看待，进而通过不同组合的结构模块，分别实现产品的设计。模块化设计通常是根据产品特征展开的，确保设计能够完全符合产品的实际需要，在设计中运用计算机识别语言具体描述产品特征，利用相应的设计软件，实现最终的产品设计。结构模块同时还具有突出的设计延续性，在后期还可以对结构模块进行深度开发利用，实现设计的持续优化和创新。
3机械设计制造主要特点分析
同传统机械设计制造相比较，现代机械设计制造具有几方面的特点:
3．1技术创新应用更为普遍
传统机械设计制造经历了一个长期的发展过程中，最终形成了体系，实现了产业化发展。而现代机械设计制造则通过引入和应用新技术，实现了设计效能的快速提升，如常见的计算机辅助类设计就能够明显强化设计的准确性和实效性。现阶段的机械工程设计和制造从业人员都具备较强的技术能力和判断能力，进而能够确保现代化理念得到体现，在新技术创新应用的推动下，机械设计和制造必然能够取得更多成果。
3．2实现不同设计要素的有机融合
传统机械设计制造更加注重于机械性能的提升，而对机械设备环保性等问题缺乏足够重视，导致机械设备在实际运行过程中出现能源过度消耗问题。而现代机械设计制造更加讲究设计要素之间的有效融合和对接。具体而言，在现代设计工艺中，设计者更加侧重于机械设备性能、环保性、人性化等要素的综合，进而能够更好地满足于现实使用要求。
3．3个性化设计效果更为突出
在现代化机械设计制造领域，个性化设计已经成为常态，设计者将不同设计理念导入到实际设计当中，进而能够获取更为理想的设计效果，使设计质量能够达到一个更高水平。个性化设计能够全面提升设计的实用性和专业性，确保设备在实际使用中更好体现出应有价值。
4机械设计现代化发展方向
机械设计制造要追求高水平和高质量，才能确保设计和制造的实效性和专业性。目前我国机械设计制造领域已经取得一定突破，但设计制造的总体水平依然落后，具有自主知识产权的机械产品数量较少。未来，我国机械设计制造必然要朝着智能化，网络化等方向发展，进而取得更大突破。
4．1智能化发展
机械设备设计制造未来将持续朝着智能化方向发展。通过利用智能化技术和措施实现创新设计和集成化制造。智能化体现在计算机辅助技术和网络化技术的充分运用上，运用这些新技术能够确保设计的个性化和专业化，明显提升机械设备实际效率。智能化也能有效拉升机械设备制造的实际水平，提升整体制造质量和精准度。
4．2网络化发展
随着科学技术的不断进步和发展，互联网已经得到普及应用。互联网为服务业、军事、工业、农业等不同领域提供着技术保障和支撑。网络化在机械设计制造方面发挥着非常突出的实际作用。在产品创新研发、材料选购等各环节都能促进机械产业向好发展。通过互联网，设计者能够获取更多设计资源和信息，进而提升设计的实际质量和水平。
4．3集成化发展
集成化设计是基于并行工程思想的设计，该方法利用现代信息技术把传统产品设计过程中相对独立的阶段、活动及信息有效地结合起来，强调产品设计及其过程同时交叉进行，减少设计过程中各类反复行为，进而能够使设计人员在设计之初就充分考虑到设计全过程的各类因素，进而最大限度地提高设计效率、降低生产成本。集成化作为机械设计制造的主要发展方向，能够有效提升机械设备设计和制造的实际效能，确保机械设备能够在较低的成本下达成设计和制造目标，推动机械工业整体发展。
4．4微型化发展
未来的现代化机械设计与制造，将持续朝着微型化发展。所谓微型化是指微电子机械系统或者是自动化微机械系统，该类自动化机械设备的几何尺寸通常小于等于13厘米。自动化微机机械设备的体积和重量都明显小于传统机械，在实际的使用中，这类设备的灵活性更高，加工生产更为精确，在成本投入方面相比较传统机械也有一定优势。在纳米技术等创新技术应用的影响下，机械设计必然要实现精细化，而微型机械设备将成为一个潮流，引领机械设备产业发展。
5结语
机械设计制造整体水平是衡量一个国家工业化程度的重要指标。在互联网技术、计算机技术等一系列新技术推动下，现代化机械设计制造业已经成为一个重要基础性产业，机械设备设计制造的不断创新，有效推动着现代工业的发展。在机械设计和制造工艺中不断融入新技术，使用新材料，有助于进一步挖掘机械设备的潜能，提升生产效率，进而取得更大经济效益，同时也有助于全面提升我国工业水平。
作者:童远平 单位:兴宁市技工学校
参考文献:
一、主要国家支持人工智能发展的政策
以美国、欧盟、日本为代表的发达国家的人工智能技术领先全球。人工智能从诞生开始就没有离开政府的支持，近年来各国政府更是加大了对人工智能技术的科研投入力度，通过公共投资引导人工智能产业的发展。
人工智能的概念起源于美国，最早由约翰・麦卡锡（John McCarthy）和马文・闵斯基（Marvin Lee Minsky）等人1955年提出，随后两人在麻省理工学院创立人工智能研究室，使人工智能成为一门科学。因此，人工智能的技术和应用前沿也位于美国。美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）、美国战略与国际研究中心、兰德公司均认为，人工智能及其相关的量子计算机、机器人是可能产生新兴技术和颠覆性技术的领域。国际金融危机后，美国制定了一系列重振制造业的政策，以期增强创新能力，确保美国在先进制造业的领先地位。由于先进制造业的知识密集度不断提高，越来越依赖于信息技术、模型和模拟，因此机器人、人工智能等领域成为美国产业政策的支持重点。在2011年的“先进制造伙伴关系计划”中，美国就将先进机器人技术列为关系美国全球竞争力提高的新兴技术，并投入7000万美元支持新一代机器人研发。在2013年初的国情咨文中，美国总统奥巴马宣布投入30亿美元在10年内绘制出“人类大脑图谱”，从而促进人工智能、机器人和神经形态计算系统的发展。2015年10月美国国家经济委员会和白宫科技政策办公室联合了新版《美国国家创新战略》将计算计算技术前沿（高效计算）列为大力支持的战略领域之一，以推动经济竞争力、科学发现和创新。2016年2月，机器人有史以来第一次成为年度《总统经济报告》的关注对象，希冀美国制造业凭借机器人获得复兴。
欧盟在2013年初将“人脑项目”（Human Brain Project）列入“第七框架计划”（FP7）中的信息通信技术（ICT）研究子计划，10年投入10亿欧元，力图为基于信息通讯技术的新型脑研究模式奠定技术基础，加速脑科学研究成果转化。在此基础上，开发将神经形态计算装置与常规超级计算技术相结合的综合技术，推动神经形态计算和神经机器人技术的发展以及在家庭、制造业和服务业的应用。“第七框架计划”在2013年底结束后，欧盟新的研究与创新框架计划――“地平线2020”启动，将在“未来和新兴技术”（FET）领域投入26.96亿欧元，以期在具有可持续性、竞争力和增长优势的未来科技领域占据领导地位。FET划分为“开放基金”、“探索基金”和“旗舰基金”3类基金，其中探索基金支持的重点就包括未来机器人和其他人工智能系统。2014年，欧盟启动“火花”计划，到2020年投入28亿欧元用于民用机器人的研发。
日本在机器人产业具有明显的国际优势，世界四大机器人巨头中有两家位于日本，分别是发那科和安川电机（另两家是瑞士的ABB和德国的库卡），而且在服务机器人领域全球领先，日本软银公司Pepper人形机器人能够进行语音交流和客户服务。为确保世界机器人创新基地和世界第一机器人应用国家地位、引领迈向世界领先的机器人时代，日本政府在2015年初《机器人新战略》，计划到2020年累计投入1000亿日元用于机器人扶持项目。由于机器人与信息技术日益融合的趋势，特别是人工智能技术将使机器人能够适应智能制造、服务和家庭生活更多的场景，日本文部科学省在2016年拿出100亿日元预算用于支持研究机构和大学开展人工智能研究，如护理型机器人的人工智能程序、无人驾驶汽车、智能化的农业机械等。
二、主要企业人工智能的发展情况
鉴于人工智能技术的巨大发展潜力，一大批ICT领域的著名企业纷纷发力，新兴企业也如雨后春笋般成立。目前全球人工智能企业近千家，其中IBM、谷歌、微软、Facebook等美国信息和互联网企业居于领先地位。
IBM很早就开始人工智能的研究。早在1997年，IBM的超级计算机“更深的蓝”就在与世界国际象棋大师卡斯帕罗夫的对弈中获胜；2011年，IBM的超级计算机“沃森”又击败美国电视智力竞赛节目《危险边缘》的两位人类冠军。此后IBM斥资10亿美元推动沃森系统的产业化应用，例如为癌症患者推荐个性化治疗方案，协助理财规划师提供更好的理财建议，帮助金融机构发现风险与客户需求。2016年，IBM与美国劳伦斯・利弗莫尔国家实验室签署首款类脑超级计算平台的订单，该平台基于IBM TrueNorth 的突破性神经突触计算机芯片，能耗更低、体积更小，能够比传统芯片更高效地处理复杂的认知任务，除用于国防安全领域外，在因电力和容积问题而导致计算能力受限的条件下具有广泛的应用前景。
AlphaGo战胜李世石使谷歌在人工智能领域的名声大震。实际上，谷歌2011年就在其著名的Google X实验室建立了内部代号为Google Brain（谷歌大脑）的人工智能项目。2013年6月，谷歌使用1000台电脑创造出包含10亿个连接的“神经网络”，在没有外界输入“猫是什么样的”情况下，就能通过机器学习的方式在图片中找出有猫的图片。2014年，谷歌在人工智能领域进行了一系列收购，包括神经网络创业公司DeepMind Technologies、机器自我学习式图片搜索方案提供商Jetpac、专注于计算机深度学习和自然语言处理的Dark Blue Labs、专注于计算机深度学习和视觉识别的Vision Factory，从而在深度学习、神经网络、计算机视觉、语言识别和自然语言处理等人工智能前沿领域占据优势。谷歌基于人工智能技术的无人驾驶汽车已进行了累计150万公里的路测。
Facebook为了应对支撑超过十亿用户的巨大计算量，在2013年成立了人工智能研究室（Facebook Artificial Intelligence Research，FAIR），2015年又成立了机器学习应用团队（Applied Machine Learning team），负责运行一个覆盖全公司的机器学习内部平台――FBLearner Flow。Facebook也开发了一套围棋人工智能系统，代号为Darkforest，在2016年世界规模最大的电脑围棋大赛UEC杯中获得第二（第一是日本团队开发的Zen，AlphaGO并未参赛）。微软在2014年推出了虚拟个人助理服务Cortana和人工智能对话系统“小冰”展示了具有强大图片识别能力的全新人工智能系统“亚当”（Adam），并在测试一款名为Tay.ai的新型聊天机器人。
国内互联网公司也在积极推动人工智能技术的发展。2013年除，百度成立深度学习研究院，2014年在硅谷成立深度学习研究中心。目前，“百度大脑”已具备大约相当于2至3岁孩子的智力水平，百度图像识别能力已达到国际一流。阿里巴巴集团的云计算部门阿里云推出名为DT PAI的人工智能服务，该平台整合了阿里巴巴的机器算法和深度学习技术，为开发者提供云测用户行为的服务。阿里云的人工智能系统“小Ai”成功预测了在今年4月9日举行的《我是歌手》第四季总决赛歌王。腾讯在4月初宣布研究长达11年之久的人工智能系统贝塔鹅（Betae）即将上线使用。
三、促进我国人工智能发展的建议
人工智能作为一项通用目的技术，不但自身具有发展成为巨大产业的潜力，而且将广泛应用于国民经济的各个产业、家居生活和国防安全等领域，成为影响国家综合实力和产业国际竞争力的关键。近年来，受人口红利消退、生产要素成本快速上涨的影响，我国制造业建立在低成本基础上的价格优势正在被削弱。在发达国家重振制造业和低成本发展中国家大力发展劳动密集型产业的双重挤压下，我国产业结构调整和制造业的转型升级迫在眉睫，人工智能将是拓展新兴产业领域、提高制造业生产效率的重要手段。同时作为一项新兴技术，我国与发达国家的差距并不显著，且我国已经形成一批世界级的互联网公司、拥有巨大的市场容量，是我国抢占产业制高点的历史契机。
