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智能制造技术的发展智能制造技术的发展摘要近年来随着各种新技术的层出不穷,很大程度上推动了相关产业的发展建设,对国民经济建设的可持续发展有着不可忽视的重要影响下面文章主要针对现阶段我国智能制造技术的发展现状及存在的一系列问题进行简要的分析与阐述,希望通过文章的论述可以为相关人员提供一定的参考建议,从而为智能制造技术的可持续发展贡献力量关键词智能制造现状;智能工厂中图分类号F
424.3文献标志码A文章编号2095-2945201827-0146-02AbstractInrecentyears,withtheemergenceofavarietyofnewtechnologies,toalargee_tent,promotethedevelopmentandconstruetionofrelatedindustries,thesustainabledevelopmentofnationaleconomicconstructionhasanimportantimpactthatcannotbeignored.Thefollowingpapermainlyaimsatthepresentstageourcountryintel1igentmanufacturetechnologydevelopmentpresentsituationandtheeistencea一.我国智能制造技术的发展现状我国对的研究开始于20世纪80年代末在最初的研究中在智能制造技术方面取得了一些成果,而进入21世纪以来的十年当中智能制造在我国迅速发展,在许多重点项目方面取得成果,智能制造相关产业也初具规模我国已取得了一批相关的基础研究成果和长期制约我国产业发展的智能制造技术,如机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、控制技术、可靠性技术、机械制造工艺技术、数控技术与数字化制造复杂制造系统、智能信息处理技术等;攻克了一批长期严重依赖并影响我国产业安全的核心高端装备,如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等建设了一批相关的国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家级企业技术中心等研发基地,培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高技术人才随着信息技术与先进制造技术的高速发展,我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升,以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系已经初步形成,一批具有自主知识产权的智能制造装备也实现了突破二.我国智能制造技术存在的问题近年来,我国智能制造技术及其产业化发展迅速,并取得了较为显著的成效然而,制约我国智能制造快速发展的突出矛盾和问题依然存在,主要表现在以下四个方面
1.智能制造基础理论和技术体系建设滞后智能制造的发展侧重技术追踪和技术引进,而基础研究能力相对不足,对引进技术的消化吸收力度不够,原始创新匮乏控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,技术体系不够完整先进技术重点前沿领域发展滞后,在先进材料、堆积制造等方面差距还在不断扩大
2.智能制造中长期发展战略缺失金融危机以来,工业化发达国家纷纷将包括智能制造在内的先进制造业发展上升为国家战略尽管我国也一直重视智能制造的发展,及时发布了《智能制造装备产业十二五发展规划》和《智能制造科技发展十二五专项规划》,但智能制造的总体发展战略依然尚待明确,技术路线图还不清晰,国家层面对智能制造发展的协调和管理尚待完善
3.高端制造装备对外依存度较高目前我国智能装备难以满足制造业发展的需求,我国90%的工业机器人、80%的集成电路芯片制造装备、40%的大型石化装备、70%的汽车制造关键设备、核电等重大工程的自动化成套控制系统及先进集约化农业装备严重依赖进口船舶电子产品本土化率还不到10%关键技术自给率低,主要体现在缺乏先进的传感器等基础部件,精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件等先进技术对外依赖度高
4.关键智能制造技术及核心基础部件主要依赖进口构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口,如新型传感器等感知和在线分析技术、典型控制系统与工业网络技术、高性能液压件与气动原件、高速精密轴承、大功率变频技术、特种执行机构等许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术,如精密工作母机设计制造基础技术、百万吨乙烯等大型石化的设计技术和工艺包等均未现国产化几乎所有高端装备的核心控制技术严重依赖进口O综上所述,我国的智能制造技术还存在着一些问题,需要我们去挖掘更有效的方法来解决,我们更应该着重于思路的创新性,与国际化接轨目前,世界各国都对智能制造系统进行了各种研究,未来智能制造技术也会不断地发展目前,以3D打印为代表的数字化制造技术已经崭露头角,未来智能制造技术创新及应用也会贯穿制造业全过程,世界范围内智能制造国家战略将会空前高涨,这对我国来说,无疑是一项挑战也是巨大的动力智能制造技术的发展摘要智能制造专业强调多学科、多领域的知识融合.在有限学时内,完成众多专业课程学习难度较大.合理设置课程及授课内容,有针对性的服务于综合实践教学环节,最后,通过综合训练的方法强化学生对多学科知识的共用能力.关键词智能制造;专业课程;综合训练
0.引言近年来,在工业
4.0和中国制造2025的时代背景下,众多高校依据就业市场需求和行业发展需要,纷纷设立智能制造相关专业.这一举措,在提高毕业生专业竞争力的同时,为高校设立专业培养方案提出了更高的要求.在强调多学科融合的今天,如何利用有限的学时数,使学生能够充分的掌握相关专业知识,成为当前培养计划制定工作的一大难题.对此,笔者结合实际工作经验,针对智能制造专业特点,提出了专业课程设置的设想,力求合理利用学时,最大程度地提高学生对专业知识的理解能力.
1.智能制造类专业课程设置总体构想当前,我国本科专业设置强调学科交叉.智能制造作为极为典型的交叉学科,涉及的专业领域极其广泛,要求学生对机械、电子电器、信息技术、材料科学、自动化等专业领域均有一定了解.但受到学时数限制,在实际操作过程中很难使学生在有限的时间内了解众多学科的核心知识.对此,结合理论课程学习内容,设立合理有效的综合实践教学环节是解决上述问题的有效方式.在制定上述课程的教学大纲时,要有意识的偏重于综合实践环节所涉及的内容,然后通过时间教学环节实现多学科、多领域的交叉互融,让学生做到对所学各学科内容的融会贯通.
2.具体专业设置与授课重点
2.1檄械类专业课程机械学科为所有制造类专业的基础,即便是在高度强调智能控制的今天,机械学科的相关知识依然为制造类专业的根本.此类专业课主要涵盖课程有机械原理、机械设计和液压与气压传动等课程.针对新专业提出的新要求,此类课程在制定教学大纲时,着重强调对基本传动结构、传动原理及应用的讲解,弱化对复杂理论知识的学习(如球面渐开线等知识点,当前锥齿轮加工已经高度规范化,学生只需知道如何选用参数即可).此部分内容的学习,可时学生对智能制造系统的末端执行方式有一定程度的认识.
2.2控制类专业课程机电结合是智能制造最为基本的要求,而以往制造类专业中机电分离的问题较为突出.对此,在开展电工电子技术、电机拖动、控制原理等课程教学时,课程内容重点偏向于电机控制、逻辑控制等知识点,与机械类专业课程高度结合.同时,弱化对模拟电路等知识的学习,原因是在电子产品高度模块化的今天,繁杂的模拟电路相关知识对使用者来说已经并不重要.
3.3信息类专业课程计算机学科为现代智能制造系统的大脑,因此,信息类学科在智能制造类专业课程的学习中也扮演着极为重要的角色.此类学科主要为各类程序语言与算法的学习.以往此类课程的学习基本为简单的上级操作,缺乏对实际设备的编程控制.对此,在制定教学大纲时,加强了对实际机电一体化设备的编程训练,为后续的综合训练打下基础.
4.综合性的实践教学环节脱离综合性的实践教学,各学科的知识难以做到互融.结合学校现有资源,对学生进行综合性训练具有非常重要的意义.在学生具备一定专业基础后,对其开展选题内容丰富的实践教学,考查学生对多学科知识交叉运用的能力.例如车间智能物流生产线的实践环节,学生可利用实验室中物流线、机器人等设备,完成工装设计与制造、电路搭建、控制策略制定与程序编写等工作,将各学科所学知识运用到实际操作中,大大提高了理论联系实际的能力.
5.结语通过合理设置专业课程及针对性的制定课程大纲,结合有效的综合实践环节,有效提高了智能制造专业学生对各学科知识的综合运用能力,缩短了课堂到工作岗位的距离,提高了学生的就业竞争力.参考文献
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4.0发展战略的提出,从某种意义上而言对我国工业自动化及信息技术的发展有着重要影响尤其是进入21世纪,各种新能源、互联网、新材料等技术的革新更是给工业发展带来了巨大的威胁与挑战由此我国为了推动工业革命的更好发展,结合工业
4.0的发展战略与自身实践发展现状相结合,提出了智能制造的发展战略目标这对工业产业而言是一个全新的挑战和机遇1我国智能制造技术的发展现状从某种意义上而言,我国的智能制造技术相比较于发达国家,起步较晚,且相应的发展政策也有待于完善但随着竞争的逐渐激烈,智能制造技术的发展趋势,我国对其智能技术的发展及相关产业发展政策也越来越重视,并作为未来制造业发展核心技术,将对工业自动化产业产生重大影响虽然一定程度上存在着一系列的问题,但是在重大技术发展上却有较大的突破如机器人技术、智能信息处理技术以及感知技术等这些方面的研究及发展,已经取得相当好的成绩智能技术的主要发展方向则是增强其先进技术的自主创新能力,就目前而言多半是引进国外先进的技术进行再利用就目前智能制造技术的发展而言在一些沿海地区尤其是广东、上海、浙江等发展较快的城市中已经建立了完善的智能制造管理系统,一些大型企业已经积极在进行智能化升级改造如海尔集团,则是通过互联网技术进行数字化的建立,并与国内外高校联合合作,不断引进智能制造技术方面的人才,对其展开研究整体来讲,我国智能制造技术的发展将不断完善智能化从生产到制造的每一环节都将体现智能的重要性2国内智能制造技术发展存在的问题
2.1缺乏统一的标准从目前我国智能制造水平来讲,缺乏统一的系统标准,尤其是相关法律规则的制定在很大程度上存在着一定缺陷,也是制约我国智能制造技术发展的重要因素之一所以,在未来发展过程中,我国必须加强对这方面的重视程度,通过建立完善的统一标准来规范智能制造技术的发展方向,在多方面资源不够充足的情况下,合理利用资源,并对其技术进行不断创新,加强制造过程中的集成化作业方式,从而降低因系统标准问题而出现的资源浪费现象
2.2智能制造企业面临着较大的升级成本压力企业作为制造技术创新发展的主体,在进行智能化改造的过程中必然会遇到多种问题,从技术本身引进到人才储备等方面都面临着极大的压力企业一方面要确保最低成本利润的增加,另一方面还要加强智能制造技术的升级改造,从这个意义上来讲,企业面临的压力是巨大的有些企业甚至难以做出科学的判断,而出现决策上的错误,导致企业运营受到严重影响,所以有些企业为了生存则放弃了智能制造技术的升级改造
2.3智能化制造业缺乏自主创新能力自主创新能力对于任何一个国家而言意义都是巨大的,综合国力的提升与众多因素相关,企业升级改造,人才储备都是其中的一个方面,还有一个重要因素,则是自主创新能力从某种意义上来讲我国在自主创新能力方面与发达国家整体能力相比仍存在的一定的差距,多项技术都是由国外引进的,智能化产品缺乏自主创新的能力也就是缺乏其核心竞争力
3.4与智能制造业相关的现代服务业发展较差现代服务业的发展可以说是智能制造业发展的重要因素然而一些关键的现代服务业的发展规模或是技术水平难以满足智能制造技术的发展需要无论是传统企业的升级改造,还是创新型服务模式都不能集中更好地为智能制造产业服务,这也是导致影响智能制造技术发展缓慢的因素之一3我国智能制造技术的发展建议
3.1进行顶层标准制定和重点行业推广在未来智能制造技术的创新过程中,首先必须引起相关部门及国家的高度重视对其建立完善的统一标准系统来指导企业更好地进行智能制造的升级改造利用科学的方法制定一套完整、通用智能制造行业标准,针对关键技术要与发达国家接轨,实现国际化的标准如此才能更好地推动我国智能制造技术的发展
3.2确立智能制造体系智能制造体系对于智能制造行业的发展是至关重要的,可以说是其发展的根基,因此为了促进我国智能制造业的发展,形成智能制造体系成为当务之急,这样才能促进我国智能制造技术的话语权和权威性在建立智能制造体系的过程中,政府应鼓励各行业之间的协同发展,积极支持跨部门、跨行业的合作,使企业和政府共同进行智能制造的共性标准以及重点应用标准的制定工作产业聚集平台、公共服务平台和投入融资平台的建立能够促进我国智能制造行业的发展,通过建立产业聚集平台,能够起到促进行业间信息共享和技术服务的作用,从而为企业向智能制造转型创造良好的环境公共服务平台的建立需要政府、社畲和社会组织等各方面的公共合作,通过创建一个这样的服务组织,为企业发展所需的技术和资源的共享提供便利,实现各类资源的充分整合,为企业的发展提供支持投入融资平台的建立主要是为了给企业提供资金支持,企业的智能制造升级最大的障碍是前期的巨大投入,通过建立投入融资平台能够给企业提供资金支持,规避企业的经营风险,实现金融行业和制造业的共同发展
4.3建立完善的体制通过建立完善的体制来保证智能制造行业的发展,在充分认识智能制造技术的重要性,以及清醒的认识自身具有的实施和不足的基础之上,基于智能制造的顶层设计来建立健全体制,保障智能制造业的长远发展4智能制造技术发展趋势分析市场的需求和科学技术的进步在不断的推动智能制造技术的发展,当前制造的生产规模正朝着多品种变批量柔性的方向发展;随着信息科学技术的发展,制造业的资源配置正不断的发生变化,向信息密集方向发展,制造业已经不再是单纯的制造工艺方法和产品的设计,而是一个功能体系和信息处理系统随着智能制造技术的发展制造业的设计、生产、管理和服务等各个环节都将逐步的向智能化方向发展智能工厂和云制造将是未来智能制造技术的发展方向,在未来智能工厂将由物理系统(实际的)和信息系统(虚拟的)两部分构成,其中前者是实质的生产系统,而后者则是物质系统虚拟的灵魂,而移动互联网和物联网是二者之间的桥梁和传输通道在未来,智能工厂将可以通过网络来应用分散在世界各地的机器设备,消除距离和位置的限制,只要完好的设备不管位于何处都能够进行应用,实体空间将不再是智能工厂的必要条件而且在大数据时代,云计算将代替传统的控制和信息处理设备,为智能制造提供更加高效的计算能力,云制造将成为发展的重要趋势5结束语从上面的分析论述得知,我国在智能制造技术方面还存在较大的缺陷,尤其是传感技术的应用、互联网技术的应用、自动化技术以及人工智能等方面与国外发达国家都存在的一定差距为此,必须加强信息技术与智能制造技术的紧密结合,通过信息技术来自主创新更完善的一套智能制造技术体系,通过计算机来加强周期性的生产协作,这将在很大程度上实现智能制造的智能化,一定意义上不仅仅会降低成本,更能提高经济效益,也将是我国未来智能制造技术发展的重要方向之一下面可以针对其进行详细介绍,具体如下从国家层面出发,我国可以进行一系列智能发展计划和专项智能技术的发展规划战略制定一些与国家行动计划相关的智能制造技术,这样就可以将智能技术与经济紧密的联系在一起,从观念引导到智能技术的引进,再到数字化开放和专项技术的开展都将减少很多阻碍制约我国智能制造技术的发展,实现弯道超车,真正意义上开展全民智能制造产业从核心技术层面出发,从某种意义上来讲智能制造技术多半是需要人的主观能动性来加强核心技术的创新与新数据的信息资源整合,所以这就需要相关技术人员必须加强这方面的学习,定期去国外进行深造学习,进而带动智能领域的发展从人才引进层面出发,21世纪多半是人才的竞争,综合实力的增强以及创新都说明必须重视人才的力量,加大这方面的重视程度和教育力度,不断加强这方面人才的培养,可以通过引进和相互交流的方式来增强彼此之间的学习,尤其是针对国外这方面专业的人才要进行科学的引进,可以通过建立实验室和组建科研团队等方式,来加强人才方面的引进参考文献
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2015.智能制造技术的发展21世纪以来,世界经济发展迅速,人们开始走向智能化的时代,互联网技术、人机交互技术以及各种各样的智能设备充斥着我们的日常生活,这不仅使我们的生活越来越有效率,也对制造企业做出了很大贡献纵观当今社会,智能制造技术无疑是世界制造业未来发展的重要方向之一所谓智能制造技术,是指在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化,是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成接下来,我们谈谈我国的智能制造技术发展现状以及存在的一些问题。
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