第一篇：智能農(nóng)業(yè)裝備制造項目 市場分析

3.1智能農(nóng)業(yè)裝備國際市場現(xiàn)狀：

智能制造裝備是具有預(yù)測、感知、分析、推理、決策、控制功能裝備的總稱，它是先進制造技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能技術(shù)在裝備產(chǎn)品上的集成和融合。是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造、實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、智能化、精密化、綠色化的基本工具，是培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的支撐，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品使用過程節(jié)能減排的重要手段。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的水平已經(jīng)成為當今衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志。

當前工業(yè)發(fā)達國家掌握核心技術(shù)，聯(lián)合制定嚴格的國際標準，話語權(quán)優(yōu)勢明顯，處在產(chǎn)業(yè)鏈的上游。智能制造的概念于上世紀 90 年代首先由美國提出，其后各發(fā)達國家緊緊跟隨，紛紛將智能制造系統(tǒng)列為國家級計劃并著力發(fā)展。目前美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達國家在數(shù)控機床、測控儀表和自動化設(shè)備、工業(yè)機器人等方面具有多年的技術(shù)積累，優(yōu)勢明顯，特別是高端裝備差距尤為突出。國外公司進入市場較早，技術(shù)優(yōu)勢明顯，市場經(jīng)驗豐富，而國內(nèi)企業(yè)因缺少技術(shù)儲備，技術(shù)水平與國外的差距很大。不斷有新技術(shù)和新產(chǎn)品在市場上推廣應(yīng)用，主導(dǎo)地位牢固，壟斷優(yōu)勢明顯。因此，這些企業(yè)進入中國，國內(nèi)智能制造裝備領(lǐng)域面臨激烈的國際市場競爭。同時，后金融危機時代,美國、英國等發(fā)達國家重新回歸重視發(fā)展高技術(shù)的制造業(yè)，德國、日本竭力保持在智能制造裝備領(lǐng)域的優(yōu)勢和壟斷地位，韓國也力求躋身世界制造強國之列。各國在力保本國市場的前提下，不斷蠶食別國市場。

發(fā)展中國家技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，處在產(chǎn)業(yè)鏈下游，在工業(yè)化過程中急需大量機械裝備，是國際上的主要買家，市場潛力巨大。亞洲新興國家處在加速工業(yè)化的過程中，對機械裝備需求量巨大，例如，印度尼西亞是這個新興市場中的明珠，作為東南亞經(jīng)濟總量最大的國家，其機械市場也是東南亞工程機械市場的重中之重。馬來西亞的機械裝備主要依靠進口，在過去的一段時間內(nèi)，日本一直以近40%的市場份額高居首位，德國緊隨其后。拉丁美洲除巴西外，其他國家工業(yè)化水平都較低，以美國為首的發(fā)達國家占據(jù)了該地區(qū)機械裝備市場的主導(dǎo)地位。

3.2智能農(nóng)業(yè)裝備國內(nèi)市場現(xiàn)狀：

中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國家的命脈，農(nóng)業(yè)機械裝備發(fā)展是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要保證，我國已成為世界第二大農(nóng)業(yè)裝備制造大國?！笆濉睍r期，國家統(tǒng)籌工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，明確了農(nóng)業(yè)機械化水平到2015年要由目前的52%達到60%左右，預(yù)計2020年達到65%，基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化。智能制造裝備是《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》和《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確的高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域中的重點方向。

2008年以來，智能制造裝備產(chǎn)業(yè)增長勢頭迅猛，初步形成一定的規(guī)模。2010 年國家工業(yè)和信息化部在編制“高端智能裝備及基礎(chǔ)制造裝備產(chǎn)業(yè)專項規(guī)劃”時組織專家對 2009 年裝備制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分

析認為：2009 年，智能制造裝備產(chǎn)業(yè)銷售產(chǎn)值約3600 億元。隨著“十一五”期間“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”重大專項等一系列科技攻關(guān)項目和產(chǎn)業(yè)化工程的圓滿完成，2010 年智能制造裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為 4000 億元。預(yù)計到2015年智能裝備市場規(guī)模將超過1萬億元,占高端裝備制造業(yè)的比重將達到20%左右，高端裝備的銷售產(chǎn)值占裝備制造業(yè)的比例將達20%以上，到2020年這一比例將達到30%以上。這意味著,2015年高端裝備制造業(yè)年銷售產(chǎn)值將達到6萬億元左右。據(jù)此分析,未來5-10年智能裝備行業(yè)將迎來高速增長，十二五”期間智能裝備主營業(yè)務(wù)收入年均增長率將超過25%。

從對外貿(mào)易看，2010年，全行業(yè)實現(xiàn)出口65.66億美元，達到歷史最好水平；整個“十一五”期間，農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)品累計完成出口252.23億美元，進口70.62億美元，實現(xiàn)貿(mào)易順差181.61億美元，年平均增長29.6%。目前我國農(nóng)業(yè)裝備主要出口國家和地區(qū)為美國、日本、德國、越南、印尼、印度、尼日利亞等。出口數(shù)量較多的產(chǎn)品為拖拉機、牽引車，農(nóng)產(chǎn)品加工機械，聯(lián)合收割機，運輸車，收獲及場上作業(yè)機械，畜產(chǎn)品采集、加工機械等。

智能制造裝備產(chǎn)業(yè)是一個完全開放和競爭的行業(yè)，中外資進入最早的行業(yè)，近年來民營經(jīng)濟發(fā)展迅速。機床工具行業(yè)，2009年銷售收入中，國有、民營、三資所占比例分別為18.3%、67%和14.7%；儀器儀表行業(yè) 2009 年銷售收入中，國營、民營、三資所占比例分別為：18.9％、45.2％和 35.9％，初步形成國有企業(yè)、民營企業(yè)、三資企業(yè)多元化發(fā)展，民營企業(yè)比例較高的格局。

中國智能裝備行業(yè)的一大問題是，重大技術(shù)裝備基本被國外壟斷，對外依存度達到40%，其中高端產(chǎn)品對外依存度更是達到 70%。中國企業(yè)多數(shù)屬于加工組裝型，技術(shù)累積不足，沒有掌握核心技術(shù)，依賴國外專利授權(quán)。沒有自主知識產(chǎn)權(quán)，就沒有真正的競爭力。提高自身技術(shù)水平，是中國智能裝備制造行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵。

3.3智能農(nóng)業(yè)裝備市場預(yù)測：

隨著國內(nèi)外企業(yè)紛紛加大投資力度，未來智能裝備行業(yè)的競爭將會更加激烈，不可避免地出現(xiàn)合作兼并的格局。主要工業(yè)化國家的機械裝備應(yīng)用普及，市場已趨于飽和，并且本國市場多被本國企業(yè)和國際大鱷所控制，新興國家制造企業(yè)受限于技術(shù)水平，在工業(yè)化國家機會不大。因此，未來農(nóng)機智能裝備市場的主戰(zhàn)場將是新興國家。一是因為亞洲、拉丁美洲等國家傳統(tǒng)上是農(nóng)業(yè)大國，對農(nóng)業(yè)機械裝備需求很大。二是因為這些國家處在快速工業(yè)化進程中，對智能裝備的需求逐漸擴大。因此，智能裝備制造行業(yè)的競爭將會全球化，市場將會不斷擴大。

從技術(shù)上講，智能制造裝備呈現(xiàn)出自動化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、虛擬化、綠色化的發(fā)展趨勢。自動化和智能化是智能制造裝備的重要發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在裝備能根據(jù)用戶要求完成制造過程的自動化，并對制造對象和制造環(huán)境具有高度適應(yīng)性，實現(xiàn)制造過程的優(yōu)化。設(shè)計及制造過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、虛擬化與智能化的最終目標不僅是要快速開發(fā)出產(chǎn)品或裝備，而且要努力實現(xiàn)大型復(fù)雜

產(chǎn)品一次開發(fā)成功。資源、能源的壓力，使裝備必須考慮從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的全生命周期中，對環(huán)境負面影響極小，資源利用率極高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造是提高智能制造裝備資源循環(huán)利用效率和降低環(huán)境排放的關(guān)鍵途徑。

總的來說，智能裝備市場有著清晰的技術(shù)升級方向，又有明確的市場需求和產(chǎn)業(yè)化前景；從業(yè)企業(yè)覆蓋大中小型企業(yè)，企業(yè)的成長性較強；資本市場紛紛進入，是最具潛力的投資領(lǐng)域。

3.4競爭力分析：

華豐機械有限公司技術(shù)儲備良好，有自己的獨特技術(shù)優(yōu)勢，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，獲得了社會及行業(yè)的認同，信譽度較高。集群化優(yōu)勢明顯，周圍配套產(chǎn)業(yè)完備。上杭工業(yè)園礦冶、光電、機械等企業(yè)數(shù)量較多，發(fā)展較為成熟，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，各企業(yè)可以互補，整體競爭力明顯?；A(chǔ)設(shè)施、地理區(qū)位、交通運輸條件良好。

第二篇：精細農(nóng)業(yè)及智能農(nóng)業(yè)裝備論文

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程論文

學(xué) 院：科學(xué)技術(shù)師范學(xué)院

班 級：12級教育技術(shù)學(xué)一班 姓 名：嚴一平

學(xué) 號：201240922133 課程論文題目：精準農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用與發(fā)展前景 課程名稱：精細農(nóng)業(yè)及智能農(nóng)業(yè)裝備 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名： 日期：

****年**月**日

精準農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用與發(fā)展前景

學(xué)

生：嚴一平

（科學(xué)技術(shù)師范學(xué)院12級教育技術(shù)學(xué)一班，學(xué)號201240922133）

摘 要：精準農(nóng)業(yè)是20世紀80年代中期開始的，利用最新技術(shù)，通過改變利率和混合領(lǐng)域內(nèi)的需求以提高化肥應(yīng)用。目前，這一概念已經(jīng)適應(yīng)于各種領(lǐng)域，作物和國家。這一措施使其在不同的種植制度，地區(qū)和國家中有很大差別，但它是逐步實施或被世界各地評價的。目前我國關(guān)于精準農(nóng)業(yè)的研究應(yīng)用還處于起步階段，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的引進和應(yīng)用會給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來新的機遇,為我國推廣、應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)起著示范和推動作用。其最重要的價值和意義就在于能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)的科學(xué)化、標準化、定量化、高效化?？梢哉f，精準農(nóng)業(yè)將會成為農(nóng)業(yè)史上一場偉大的革新。

關(guān)鍵字：精準農(nóng)業(yè)技術(shù)、遙感系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、技術(shù)變革

精準農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流,是以信息為基礎(chǔ),利用傳感器及現(xiàn)代先進的監(jiān)測技術(shù),完整、準確、及時的了解土地和作物的詳細數(shù)據(jù),結(jié)合精確時空統(tǒng)計分析,及時迅速的做出決策的一種農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)。精準農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)最富有吸引力的前沿課題之一,代表了21 世紀全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向,是農(nóng)業(yè)的一場革命,是面向21 世紀農(nóng)業(yè)的新技術(shù),對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了深遠影響。

一、精準農(nóng)業(yè)的定義與技術(shù)基礎(chǔ)

精準農(nóng)業(yè)是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異,定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng),其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀,調(diào)節(jié)對作物的投入,即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異,另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標,進行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”,調(diào)動土壤生產(chǎn)力,以最少的或最節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入,并改善環(huán)境,高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源,取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

（一）精準農(nóng)業(yè)主要依靠3s（GPS、GIS、RS）技術(shù)來開展各項操作

1.全球定位系統(tǒng)(GPS)

GPS 是利用地球上空的通訊衛(wèi)星、地面上的接收系統(tǒng)和用戶設(shè)備等組成的高精度、全天候、全球性的精確定位系統(tǒng)。GPS 是精準農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),主要用于實時、快速地進行田間信息的采集和田間操作的精確定位,在精準農(nóng)業(yè)中發(fā)揮了重要作用,為農(nóng)田信息定位,指揮農(nóng)機行走和農(nóng)機作業(yè),同時對周邊環(huán)境進行不定期

監(jiān)測定位,為農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)提供有益的空間信息。2.地理信息系統(tǒng)(GIS)是基于計算機、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。人們使用的地形圖、專業(yè)圖和文字表示的各種地理要素,儲存在計算機內(nèi),通過計算機及數(shù)據(jù)庫管理軟件,可以對有關(guān)內(nèi)容進行快速查詢、評估、分析、更新、修改、存檔、傳輸?shù)?。通過GIS 可快速檢索各點的土壤、空氣等農(nóng)業(yè)狀況,再據(jù)此采取措施,有針對性的運用精準農(nóng)機進行操作。3.遙感系統(tǒng)(RS)

由傳感器、載體和指揮系統(tǒng)等3 部分組成。農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)是現(xiàn)代航空技術(shù)、計算機技術(shù)等相結(jié)合的產(chǎn)物,是人類從空間對地球進行觀察的手段。RS 對各種物體如土地、河流水系、農(nóng)作物等進行觀測,使人們快速獲得相關(guān)農(nóng)業(yè)信息,其準確性比人工預(yù)報大大提高。

（二）精準農(nóng)業(yè)的實施過程主要分為三步

1、信息獲取

包括農(nóng)田地理要素、環(huán)境信息、作物信息幾大方面的獲取。2.分析決策

主要包括GIS管理、變量施肥灌溉噴藥、產(chǎn)量數(shù)據(jù)處理等一系列的操作過程。3.變量實施

主要分為變量施肥、變量噴藥、智能測產(chǎn)等幾個步驟。

二、精準農(nóng)業(yè)在中國的應(yīng)用研究進展

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久,經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、石油農(nóng)業(yè)等階段。近年來,我國農(nóng)業(yè)吸取“石油農(nóng)業(yè)”的教訓(xùn),正向知識高度密集型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,相繼出現(xiàn)了“有機農(nóng)業(yè)”、“生態(tài)農(nóng)業(yè)”、“持續(xù)農(nóng)業(yè)”、“精準農(nóng)業(yè)”等替代型現(xiàn)代農(nóng)業(yè),而精準農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)也為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展指明了方向。我國“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用較發(fā)達國家要落后20 年以上,甚至有些地方還是一片空白。近年來,信息技術(shù)飛速發(fā)展,其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也得以重視。

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目前,我國北京、上海等地已開展了精準農(nóng)業(yè)的研究應(yīng)用,例如,在京郊小湯山精準農(nóng)業(yè)基地,由北京師范大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究中心、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所熱紅外遙感實驗室以及北京市農(nóng)林科學(xué)院聯(lián)合實施的大型定量遙感聯(lián)合試驗和北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心,根據(jù)國家973 項目與精準農(nóng)業(yè)示范項目的總體要求,在小麥病

害的高光譜遙感檢測和預(yù)測預(yù)報試驗等方面,都取得了大量試驗數(shù)據(jù)。但目前我國關(guān)于精準農(nóng)業(yè)的研究應(yīng)用還處于起步階段。

三、精準農(nóng)業(yè)在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用

我國是一個農(nóng)業(yè)大國,自然條件十分復(fù)雜,自然災(zāi)害頻繁,由于種種原因,目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)仍然處于相對傳統(tǒng)、經(jīng)驗型的水平上,與世界發(fā)達國家相比,較為粗放、浪費大、效率低,還沒有充分挖掘土地資源和其他自然資源的潛力實施精投入,存在成本高及破壞生態(tài)環(huán)境等問題。因此“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)的引進和應(yīng)用會給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來新的機遇,為我國推廣、應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)起著示范和推動作用。

精準農(nóng)業(yè)相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一個最大特點,就是通過高科技投入和管理,獲取資源的最大節(jié)約和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的最佳效益,其最重要的價值和意義就在于能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)的科學(xué)化、標準化、定量化、高效化。

（一）加速提升農(nóng)業(yè)科技水平

我國農(nóng)業(yè)的整體科技水平較低,與世界發(fā)達國家還存在較大差距,如傳統(tǒng)的灌溉、施肥技術(shù)和農(nóng)藥、除草劑的大量施用,不但造成生產(chǎn)成本的提高和資金的浪費,而且直接危害人畜健康,污染農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境和水質(zhì)。因此需要利用能夠根據(jù)作物生長需求、田間雜草及病蟲害分布情況,實現(xiàn)精確噴灌、施肥及定點噴藥,減少成本和環(huán)境污染的自動控制機械與技術(shù)。例如用于除草的噴藥機械要求較高的控制精度,能夠利用計算機視覺技術(shù)進行雜草識別,進而控制噴藥的地點與用量。精準農(nóng)業(yè)是以高科技帶動的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新技術(shù)體系,對于加速提升我國農(nóng)業(yè)科技水平,促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程具有十分重要的意義。

（二）進一步增強農(nóng)產(chǎn)品競爭力,實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)

精準農(nóng)業(yè)是質(zhì)量效益型農(nóng)業(yè),以優(yōu)質(zhì)高效為目標,追求以最少的投入實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效。我國化肥利用率相當?shù)?僅為30 %～40 %,且氮、磷、鉀肥施用比例不合理,中、微量元素缺乏的情況沒有得到及時糾正,氮肥損失率高達70 %～80 %,浪費十分嚴重,肥料的增產(chǎn)效益未能充分發(fā)揮,養(yǎng)分管理和施肥技術(shù)方面的研究基礎(chǔ)更是薄弱。實施精準農(nóng)業(yè),可在作物田塊內(nèi),依據(jù)特定小區(qū)的作物生長潛力投入不同水平的管理(變量播種、施肥、噴藥等),提高化肥、農(nóng)藥的有效利用率,降低農(nóng)用成本和作物中有毒物質(zhì)的殘留量,從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì),增強農(nóng)產(chǎn)品的競爭力,實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)。

（三）有效地保護環(huán)境,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

從我國近幾十年的農(nóng)業(yè)發(fā)展來看,環(huán)境保護與農(nóng)業(yè)發(fā)展間存在著一定的矛盾,且日益嚴重。目前中國農(nóng)村化肥、農(nóng)藥、除草劑、農(nóng)膜的大量使用已經(jīng)造成了嚴重的面污染,例如過量的化學(xué)氮不__僅形成大氣污染源,且同過量的磷向水體淋溶,形成水體富營養(yǎng)化。實施精準農(nóng)業(yè)可以減少因農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)濫用造成的環(huán)境污染,是保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

（四）有利于促進農(nóng)民生產(chǎn)觀念轉(zhuǎn)變、生產(chǎn)技術(shù)和素質(zhì)的提高

精準農(nóng)業(yè)使農(nóng)業(yè)勞動力的就業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從事密集型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力逐漸減少,農(nóng)民的知識結(jié)構(gòu)也將從根本上得到改變,這是突破千百年來形成的傳統(tǒng)耕作觀念的關(guān)鍵之一。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過密集型勞動生產(chǎn)的投入和豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗的積累而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術(shù),也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量,只是沒有現(xiàn)代科學(xué)方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展,使定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異信息、實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控、達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能。精準農(nóng)業(yè)技術(shù)可顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力,節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥、能源和勞力的投入,并獲得良好的經(jīng)濟效益。

（五）有利于促進研究開發(fā)高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

精準農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)采集地塊作物收獲量分布狀況,生成小區(qū)產(chǎn)量分布圖；根據(jù)田間作物生長條件的差別,以及田間土壤類型、水分、肥力、實測的產(chǎn)量分布圖、作物栽培模型等,并綜合專家知識決定如何操作處理地塊內(nèi)小區(qū)間的條件差別,對地塊小區(qū)產(chǎn)量分布圖進行分析,定義需要進行特殊處理的區(qū)域,分析形成決策方案,生成決策圖；根據(jù)地塊決策圖生成控制指令,對變量作業(yè)機械進行調(diào)節(jié)與控制。農(nóng)業(yè)機械的精確定位與變量作業(yè),需要空間信息技術(shù)的支持,由于GPS、GIS、RS 與其他傳感控制技術(shù)的發(fā)展,使變量機械的設(shè)計成為可能。如帶有谷物產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收割機能繪制產(chǎn)量分布圖,帶有GPS 與測量谷物產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收割機能繪制小區(qū)產(chǎn)量分布圖,這些產(chǎn)量分布圖反映了地塊小區(qū)的差異；用于除草的自動監(jiān)控噴藥機械,能夠利用計算機視覺技術(shù)進行雜草識別、進而控制噴藥的地點與用量；用于滅蟲的噴藥機械,需要相對定位,可以利用帶GPS 數(shù)據(jù)采集器繪制地塊的病蟲害分布圖,作為噴藥的依據(jù);變量施肥播種機具,能根據(jù)土壤肥力的不同,自動調(diào)節(jié)施肥量,同時也能根據(jù)土壤水分、土壤溫度的不同,自動調(diào)節(jié)播種深度。

[2]

四、精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景

精準農(nóng)業(yè)已成為合理利用農(nóng)業(yè)資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前沿性農(nóng)業(yè)科學(xué)研究熱點之一。目前,我國農(nóng)業(yè)仍處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過程中,與國外精準農(nóng)業(yè)條件比較,還存在諸多不利因素。例如地形復(fù)雜,機械化和集約化水平不高,信息技術(shù)及其裝備薄弱,農(nóng)民素質(zhì)不高等；此外,實施精準農(nóng)業(yè),前期的儀器、設(shè)備、裝置等的成本投入相對過高,也影響了精準農(nóng)業(yè)在我國的發(fā)展。因此,我國發(fā)展精準農(nóng)業(yè)必須分步推行,從應(yīng)用較為成熟、投資較小的階段性成果開始,逐步配套提高精準程度。為此在技術(shù)上,可先發(fā)展3S集成技術(shù),開發(fā)應(yīng)用軟件,再研制智能控制的裝備和農(nóng)機具,在技術(shù)實施過程中,可先進行人工采集信息,常規(guī)機械操作,逐步過渡到半自動化、自動化作業(yè)；在推廣上,應(yīng)先在受自然條件影響小、時空差異不大和工業(yè)化程度較高的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用,在大規(guī)模的農(nóng)場和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗區(qū)實踐,然后才向有條件的農(nóng)村和農(nóng)戶滲透。這樣,既可使我國的精準農(nóng)業(yè)與國際接軌,又符合我國的國情,逐步形成自身特點。

[3]

五、結(jié)束語

精準農(nóng)業(yè)目前已經(jīng)形成一種高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè),被認為是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。雖然我國信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施還比較薄弱,但從未來農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢看,中國也需要利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),促進中國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化和信息化。因此,依據(jù)目前我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀,在充分了解國際精準農(nóng)業(yè)發(fā)展的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原則上,結(jié)合我國的具體情況,研究發(fā)展適合我國情況的精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,將成為今后我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。

參考文獻

[1]刁承軍、胡偉，關(guān)于精準農(nóng)業(yè)發(fā)展的探討[J ].農(nóng)機市場,2003(8):16 [2]劉愛民、封志明、徐麗明.，現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)及我國精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向 [J ].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000 ,5(2):20-25.[3]薄曉鷗，具有中國特色的精準農(nóng)業(yè)初探[J ].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2001 ,11(2):50-60.

第三篇：智能制造匯報

智能工廠——以三一重工18號工廠為例

摘要：在理論上解釋了智能工廠的概念，再以三一重工18號工廠作為研究對象，對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統(tǒng)化建設(shè)智能工廠打下了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能制造；數(shù)字化工廠 中圖分類號：TH161

INTELLIGENT FACTORY A CASE OF SANY HEAVY INDUSTRY NO.18TH FACTORY

Abstract：This paper explains the concept of intelligent factory in theory, then takes 31 heavy industry No.18th Factory as the research object, analyzes and discusses its operation mode and operation characteristics in detail, thus obtains the intellectualized gene of the factory.And further draws the intelligent factory frame, lays the foundation for the systematized construction intelligent Factory.Key words：Networking of things;Intelligent manufacturing;Digital chemical plant 0 前言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動應(yīng)用等新一輪信息技術(shù)的發(fā)展，全球化工業(yè)革命開始提上日程，工業(yè)轉(zhuǎn)型開始進入實質(zhì)階段。在中國，智能制造、中國制造2025等戰(zhàn)略的相繼出臺，表明國家開始積極行動起來，把握新一輪工發(fā)展機遇實現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)型。智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實踐模式，已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。到底什么是智能工廠？智能工廠的核心架構(gòu)是怎樣的？能為企業(yè)的轉(zhuǎn)型提供哪些支撐？這都是企業(yè)比較關(guān)心的話題。

本文以三一重工18號工廠為例,分析智能工廠的主要特點還有其智能化的框架。數(shù)字化工廠、智能工廠和智能制造

1.1 數(shù)字化工廠

對于數(shù)字化工廠，德國工程師協(xié)會的定義是：數(shù)字化工廠（DF）是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)，包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實可視化，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能：

圖1 在國內(nèi)，對于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是：數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造

技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結(jié)論，數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實現(xiàn)信息的集成。1.2

智能工廠

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。

圖2

智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術(shù)進行推理預(yù)測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實境擴增展示設(shè)計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備協(xié)調(diào)、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學(xué)習(xí)、自行維護能力。因此，智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機交互。1.3

智能制造

智能工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級版，但是與智能制造還有很大差距。智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作，去擴大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù)，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器配合下，更好發(fā)揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質(zhì)是人機一體化。

國內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造，但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段，少數(shù)企業(yè)也只是實現(xiàn)了信息集成，也就是可以達到數(shù)字化工廠的水平；極少數(shù)企業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)人機的有效交互，也就是達到智能工廠的水平[1]。

圖3 2 從大廠房到智能工廠

在全球科技革命的大背景下，工程機械行業(yè)作為多品種、中批量、按訂單生產(chǎn)的離散型技能密集型產(chǎn)業(yè)，要想向高端制造發(fā)展，必須依靠信息化建立先進的制造和管理系統(tǒng)[2]。

三一重工作為重工領(lǐng)域的標桿，其18號廠房成為應(yīng)用基礎(chǔ)的示范。這間總面積約十萬平方米的車間，成為了行業(yè)內(nèi)亞洲最大最先進的智能化制造車間。在這里，廠房更像是一個大型計算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體。2.1 18號廠房的“智慧”運轉(zhuǎn)

18號廠房是三一重工總裝車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是工程機械領(lǐng)域內(nèi)頗負盛名的智能工廠。

在18號廠房，廠區(qū)旁邊有兩塊電視屏幕，它們是一線工人的“老師”——不熟悉裝配作業(yè)的工人，通過電子屏幕里的數(shù)字仿真和三維作業(yè)指導(dǎo)，可以學(xué)習(xí)和了解整個裝配工藝[3]。三一重工的三維作業(yè)現(xiàn)場指導(dǎo)模式，成為了著名3D技術(shù)開發(fā)公司達索的全球最佳案例。

廠房更像是一個大型計算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體，每一次生產(chǎn)過程、每一次質(zhì)量檢測、每一個工人勞動量都記錄在案。裝配區(qū)、高精機加區(qū)、結(jié)構(gòu)件區(qū)、立庫區(qū)等幾大主要功能區(qū)域都是智能化、數(shù)字化模式的產(chǎn)物[4]。

當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統(tǒng)會根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發(fā)出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨[5]。取完貨后，采用激光引導(dǎo)的AGV小車，將根據(jù)運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝的高反光性反射板的激光定位標志，計算出車輛當前的位置以及運動的方向，從而將物料運送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一重工18號廠房有15臺。

從大廠房到智能工廠，實施智慧化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%。2014年，18號廠房同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過2000臺以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。此外，高精加工區(qū)也是18號廠房的特色之一。整個機加區(qū)集智能化、柔性化、少人化于一體，可以滿足多品種、小批量生產(chǎn)要求。2.2

智能背后的生產(chǎn)模式進化

2013年8月，三一重工集團啟動新一輪制造變革。在大會上，三一重工董事長梁穩(wěn)根這樣描繪三一重工制造體系的藍圖：“所有結(jié)構(gòu)件和產(chǎn)品都在很精益的空間范圍內(nèi)制造，車間內(nèi)只有機器人和少量作業(yè)員工在忙碌，裝配線實現(xiàn)準時生產(chǎn)，物流成本大幅降低，制造現(xiàn)場基本沒有存貨。”

制造模式的生產(chǎn)方式分散且獨立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，這使得生產(chǎn)效率低下的同時，生產(chǎn)成本還居高不下。因此三一重工開始借助信息化，在生產(chǎn)車間導(dǎo)入自動化制造模式?！安考ぷ髦行膷u”就是這樣一個嘗試。

所謂“部件島”，即單元化生產(chǎn)，將每一類部件從生產(chǎn)到下線所有工藝集中在一個區(qū)域內(nèi)，猶如在一個獨立的“島嶼”內(nèi)完成全部生產(chǎn)，故稱為部件島，將裝配行業(yè)中“島”的概念引入到結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，這是三一重工重機制造人員的首創(chuàng)。三一重工:智能工廠實踐

三一重工18號廠房是亞洲最大的智能化制造車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是三一重工總裝車間。2008年開始籌建，2012年全面投產(chǎn)，總面積約十萬平方米。從2012年開始，以三一18號廠房為應(yīng)用基礎(chǔ)，由三一重工、湖大海捷、華工制造、華中科大等單位聯(lián)合申報的“工程機械產(chǎn)品加工數(shù)字化車間系統(tǒng)的研制與應(yīng)用示范項目”.經(jīng)過3年精心建設(shè)，目前，三一已建成車間智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和刀具管理系統(tǒng)、公共制造資源定位與物料跟蹤管理系統(tǒng)、計劃、物流、質(zhì)量管控系統(tǒng)、生產(chǎn)控制中心（PCC）中央控制系統(tǒng)等智能系統(tǒng)，完成了國家批復(fù)的項目建設(shè)內(nèi)容[6]。

圖4 同時，三一還與其他單位共同研發(fā)了智能上下料機械手、基于DNC系統(tǒng)的車間設(shè)備智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、智能化立體倉庫與AGV運輸軟硬件系統(tǒng)、基于RFID設(shè)備及無線傳感網(wǎng)絡(luò)的物料和資源跟蹤定位系統(tǒng)、高級計劃排程系統(tǒng)（APS）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、物流執(zhí)行系統(tǒng)（LES）、在線質(zhì)量檢測系統(tǒng)（SPC）、生產(chǎn)控制中心管理決策系統(tǒng)等關(guān)鍵核心智能裝置，實現(xiàn)了對制造資源跟蹤、生產(chǎn)過程監(jiān)控，計劃、物流、質(zhì)量集成化管控下的均衡化混流生產(chǎn)，智能化功能和系統(tǒng)性能指標達到國家批復(fù)要求[7]。

3.1 智能加工中心與生產(chǎn)線

3.1.1 智能化加工設(shè)備

早在2007年，有“智能化機械手”之稱的焊接機器人現(xiàn)身三一挖機生產(chǎn)線，并在2008年后得到進一步推廣。2012年三一重工在上海臨港產(chǎn)業(yè)園建成全球最大最先進的挖掘機生產(chǎn)基地，焊接機器人大規(guī)模投入使用，大幅提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使得三一挖掘機的使用壽命大約翻了兩番，售后問題下降了四分之三。由于規(guī)范了管理，又進一步提升了整個生產(chǎn)體系的效率。不但如此，機器人的使用減少了工人數(shù)量，管理模式的重心從原來的管人轉(zhuǎn)移

到了管理設(shè)備上，相對而言，管理設(shè)備要容易很多。3.1.2

智能刀具管理

在實際加工中，有多種因素會對加工刀具產(chǎn)生影響，首先是加工工件本身的因素，如加工工件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)型式、工件剛度等對刀具使用效果影響較大。其次是加工工裝，定位基準、壓緊方式、結(jié)構(gòu)型式以及工裝剛度等都會影響刀具使用效果。再次加工工藝方案，如加工順序、切削三要素（切深、進給、切削速度）對刀具使用效果影響更大。最后是加工機床，設(shè)備的切削功率、設(shè)備的剛度、設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式、切削冷卻介質(zhì)對加工刀具發(fā)揮效率也有很大影響[8]。

三一在實踐中，要充分考慮刀具壽命和加工工件成本的關(guān)系，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的工件選擇不同的刀具，包括刀具材料（分整體硬質(zhì)合金、焊接硬質(zhì)、高速鋼等）、刀具結(jié)構(gòu)（分機夾刀片、焊接刀片和整體材料刀具）以及刀具裝夾方式（熱裝式、強力緊固式、側(cè)固式）等。有的刀具選擇涂層刀片來增加刀具的耐用度，延長刀具壽命。在高速加工時，對刀具動平衡也有要求，我們配備了刀具動平衡儀，并在加工成本允許的前提下選擇耐用度較高的刀具。3.1.3

DNC

DNC是計算機與具有數(shù)控裝置的機床群使用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的分布在車間中的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對用戶來說就像一個統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)對多種通用的物理和邏輯資源整合，可以動態(tài)的分配數(shù)控加工任務(wù)給任一加工設(shè)備，是提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本[9]。

圖5

目前，三一重工已經(jīng)完成車間機加設(shè)備的研發(fā)采購與安裝調(diào)試，部分完成智能上料機械手、DNC實時監(jiān)控裝置及刀具管理系統(tǒng)的購置和開發(fā)。3.2 智能化立體倉庫和物流運輸系統(tǒng)

3.2.1 智能化立體倉庫

立體倉庫后臺運作的自動化配送系統(tǒng)由華中科大與三一聯(lián)合研制，通過這套系統(tǒng)，三一打造了批量下架、波次分揀，單臺單工位配送模式，實現(xiàn)了從頂層計劃至底層配送執(zhí)行的全業(yè)務(wù)貫通，大大提高了配送效率及準確率，準時配送率超95%。

三一智能化立體倉庫總投資6000多萬元, 分南北兩個庫，由地下自動輸送設(shè)備連成一個整體，總占地面積9000平方米，倉庫容量大概是16000個貨位。從南邊倉庫可以看到，這個庫區(qū)有幾千種物料，主要是泵車、拖泵、車載泵物料，能支持每月數(shù)千臺產(chǎn)品的生產(chǎn)量。

從大廠房到智能工廠，實施智能化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%，2014年18號廠房預(yù)計同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過2000臺以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。3.2.2 AGV智能小車

智能化立體倉庫的核心是AGV智能小車，當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統(tǒng)會根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發(fā)出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨。取完貨后，由于AGV小車采用激光引導(dǎo)，小車上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標志，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置以及運動的方向，通過和內(nèi)置的數(shù)字地圖進行對比來校正方位，從而將物料運送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一18號廠房有15臺。在18號廠房南北智能化立體倉庫，不僅有這樣的AGV自動小車，其后臺配送也是自動化系統(tǒng)完成的。

圖6

3.2.3 公共資源定位系統(tǒng)

公共資源定位系統(tǒng)是三一重工智能工廠的一個重要支撐。公共資源定位系統(tǒng)能實現(xiàn)包括對設(shè)備定位和狀態(tài)檢測、人員定位以及故障實時處理與報警等功能。通過公共資源定位監(jiān)控中心，三一重工的生產(chǎn)管理人員能及時的了解生產(chǎn)車間的人員位置、設(shè)備位置和狀態(tài)、加工生產(chǎn)情況，并及時的指導(dǎo)生產(chǎn)和進行故障處理等操作。3.3

智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程控制

3.3.1高級計劃排程

在考慮企業(yè)資源所提供的可行物料需求規(guī)劃與生產(chǎn)排程計劃，讓規(guī)劃者快速結(jié)合生產(chǎn)限制條件與相關(guān)信息(如訂單、途程、存貨、BOM與產(chǎn)能限制等)，以做出平衡企業(yè)利益與顧客權(quán)益的最佳規(guī)劃與決策，滿足顧客需求及面對競爭激烈的市場。強化了ERP系統(tǒng)中以傳統(tǒng)MRP規(guī)劃邏輯為主的生產(chǎn)規(guī)劃與排程的功能，APS 系統(tǒng)的同步規(guī)劃能力，不但使得規(guī)劃結(jié)果更具備合理性與可執(zhí)行性，亦使企業(yè)能夠真正達到供需平衡的目的[10]。3.3.2

執(zhí)行過程調(diào)度

三一車間內(nèi)一排排的MES終端機，生產(chǎn)線上明亮的LED屏幕，整齊劃一的醒目安全燈是系統(tǒng)給我們帶來直觀的印象。SanyMES系統(tǒng)是指由三一集團IT總部自主研發(fā)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，它充分利用信息化技術(shù)，從生產(chǎn)計劃下達、物料配送、生產(chǎn)節(jié)拍、完工確認、標準作業(yè)指導(dǎo)、質(zhì)量管理、關(guān)重件條碼采集等多個維度進行管控，并通過網(wǎng)絡(luò)實時將現(xiàn)場信息及時準確地傳達到生產(chǎn)管理者與決策者[11]。該

系統(tǒng)除了通過各種方式如短信、郵件向管理者傳遞生產(chǎn)信息外，其設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場的MES終端機，給一線工人生產(chǎn)制造帶來了極大的便利。

通過MES終端機，生產(chǎn)線工人不僅可以及時報完工、方便快捷地查詢物料設(shè)計圖紙和庫存情況，更重要的是SanyMES終端機可以正確地指導(dǎo)工人每個工位如何進行安裝、安裝時候需要哪些零部件，同時給予安全提示。有了MES系統(tǒng)后，再也不用去借圖紙，直接在MES終端就能查到最新的圖紙信息，3.3.數(shù)字化質(zhì)量檢測

目前，三一在質(zhì)檢信息化方面，通過GSP、MES、CSM及QIS的整合應(yīng)用，實現(xiàn)涵蓋供應(yīng)商送貨、零件制造、整機裝配、售后服務(wù)等全生命周期的質(zhì)檢電子化，并實現(xiàn)了SPC分析、質(zhì)量追溯等功能。

以前質(zhì)檢，是采用紙質(zhì)記錄本記錄檢驗結(jié)果和全觸摸屏操作，簡單方便，而且通過查看標準作業(yè)指導(dǎo)以規(guī)范工人的操作，避免了紙質(zhì)作業(yè)指導(dǎo)書的損壞和更新不及時造成的附加作業(yè)，極大提高了工作效率和作業(yè)質(zhì)量[12]。3.3.3 數(shù)字化物流管控

三一自動化立體倉儲配送系統(tǒng)實現(xiàn)了該公司泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與AGV配套實現(xiàn)工位物料自動配送至各個工位。

根據(jù)泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線在車間的位置，北自所設(shè)計了兩個庫區(qū)，1#庫負責(zé)泵車物料的儲存、揀配功能，2#庫負責(zé)拖泵、車載泵物料的儲存、揀配功能，兩個庫區(qū)共用一個設(shè)置1#庫區(qū)的入庫組盤區(qū)域，2#庫入庫的物料在入庫組盤區(qū)完成組盤后通過地下輸送通道自動輸送進入2#庫庫區(qū)存儲。

倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面?zhèn)}庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）。自動化立體倉庫和垂直升降庫的數(shù)據(jù)采用一套軟件進行統(tǒng)一管理，集中配送。通過垂直升降庫的應(yīng)用，解決了將近總量30%的物料種類的儲存和出入庫作業(yè)模式，很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業(yè)壓力，有效地提高了整個系統(tǒng)的作業(yè)能力。

揀配模式采用提4臺套提前一班（8小時）揀配模式，按照工位進行配送。在兩個庫區(qū)分別設(shè)置了兩層的配盤區(qū)域，根據(jù)裝配工位數(shù)量及各工位裝配物料情況，對配盤區(qū)域的揀配托盤位置進行分配，揀配過程中采用LED顯示屏+RF手持終端模式進行人工作業(yè)。北自所根據(jù)各工位裝配物料情況，配合用戶設(shè)計了多種不同的配送容器，采用多層存放，提高容器使用效率，減少線邊容器數(shù)量，最終提高了AGV系統(tǒng)的搬運效率。

質(zhì)量問題，現(xiàn)在則是用生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES），每一個檢驗項目都標準化、電子化，以前在本子上的內(nèi)容都作為數(shù)據(jù)錄入PDA和平板電腦等終端。一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量異常，系統(tǒng)就會第一時間自動啟動不合格處理流程，將情況發(fā)送給相關(guān)責(zé)任人?！霸诓缓细衿房刂屏鞒讨械母綦x、評審等6個環(huán)節(jié)，保證每道工序的每個產(chǎn)品在下一道工序前合格。”而數(shù)據(jù)的錄入則會為產(chǎn)品質(zhì)量追溯提供可靠依據(jù)。三一的自制件可以具體查到是某臺產(chǎn)品零部件，制作時間、制作地點和工位、制作人、制作條件等信息，供應(yīng)商提供的零部件則是可以查到批次和反饋。3.4

智能化生產(chǎn)控制中心

3.4.1中央控制室

1.生產(chǎn)計劃及執(zhí)行情況、設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)統(tǒng)

計圖；

2.智能計劃系統(tǒng)操作界面；

3.生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控、看板展示及異常報警； 4.各區(qū)域監(jiān)控信息；

5.設(shè)計部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

6.各區(qū)域監(jiān)控信息；

7.物流部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

8.質(zhì)量部日常操作（支持10路信號同時切

入）。3.4.2

現(xiàn)場監(jiān)視裝置

全方位的工廠車間監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)對生產(chǎn)過

程的全面監(jiān)控和記錄，保證生產(chǎn)現(xiàn)場的安全，以及現(xiàn)場事故的追溯和回放。3.4.3 現(xiàn)場Andon Andon系統(tǒng)能夠為操作員停止生產(chǎn)線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)線上，如果發(fā)生故障，整條生產(chǎn)線立即停止。采用了Andon系統(tǒng)之后，一旦發(fā)生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發(fā)相應(yīng)的聲音和點亮相應(yīng)的指示燈，提示監(jiān)督人員立即找出發(fā)生故障的地方以及故障的原因。一般來說，不用停止整條生產(chǎn)線就可以解決問題，因而可以減少停工時間同時又提高了生產(chǎn)效率。

Andon系統(tǒng)的另一個主要部件是信息顯示屏。每個顯示面板都能夠提供關(guān)于單個生產(chǎn)線的信息，包括生產(chǎn)狀態(tài)、原料狀態(tài)、質(zhì)量狀況以及設(shè)備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數(shù)據(jù)，如目標輸出、實際輸出、停工時間以及生產(chǎn)效率。根據(jù)顯示器上提供的信息，操作員可以更加有效的開展工作。智能工廠理念

所謂“六維智能理論”，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠。4.1 行業(yè)背景

“工業(yè)4.0”被認為是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命或是工業(yè)體系革命性的生產(chǎn)方法，而智能工廠將是構(gòu)成未來工業(yè)體系的一個關(guān)鍵特征。在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作，生產(chǎn)出來的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細節(jié)以及將如何使用，能夠回答“哪組參數(shù)被用來處理我”、“我應(yīng)該被傳送到哪里”等問題。同時，智能輔助系統(tǒng)將從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實現(xiàn)更好地結(jié)合，個體顧客的需求將得到滿足。德國工業(yè)4.0、美國GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)均是“工業(yè)4.0”的典范，但中國有自己特殊的國情，中國制造企業(yè)打造智能工廠，不能完全照搬國外模式，而是既要緊跟國際先進理念，還要符合中國企業(yè)的實際情況[13]。

4.2

概念內(nèi)涵

美國與德國的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略核心均為CPS（Cyber-Physical System）系統(tǒng)，是典型的二元戰(zhàn)略。美國是C(Cyber，包括：數(shù)字、信息、網(wǎng)絡(luò)等虛擬世界)+P(Physical，包括機器、設(shè)備、設(shè)施等實體世界)，德國是P+C，兩國均是基于高素質(zhì)勞動者、國家人力匱乏、企業(yè)高協(xié)同化、高法制化的基礎(chǔ)之上而提出的戰(zhàn)略；而中國裝備水平較美國和德國有一定差距，數(shù)據(jù)采集分析決策能力也有局限，但中國具有人力資源優(yōu)勢，所以應(yīng)該充分挖掘人的作用。因此，中國制造企業(yè)推進工業(yè)發(fā)展不能完全照搬發(fā)達國家的二元戰(zhàn)略，更宜采用CPPS（Cyber-Person-Physical System）人機網(wǎng)三元戰(zhàn)略，充分體現(xiàn)人的能動作用。

圖7

所謂“三元戰(zhàn)略”，包括勞動者及其技能、素養(yǎng)、精神、組織、管理等，CPPS戰(zhàn)略體現(xiàn)了以人為本，繼續(xù)發(fā)揮與挖掘了中國在人力資源方面的優(yōu)勢，揚長補短，實現(xiàn)人與賽博、物理虛實兩世界的融合和迭代發(fā)展，構(gòu)建以賽博智能為目的的人機網(wǎng)三元戰(zhàn)略方案更符合中國國情[14]。

所謂“六維智能理論”，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠，這6個方面包括：

1.智能計劃排產(chǎn)，是從計劃源頭上集成ERP，進行APS高級排產(chǎn)。

2.智能生產(chǎn)協(xié)同，從生產(chǎn)準備過程上，實現(xiàn)

物料、刀具、工裝、工藝的并行協(xié)同準備。3.智能的設(shè)備互聯(lián)互通，是CPS信息物理系

統(tǒng)的典型體現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)化通訊、程序集中管理、設(shè)備狀

態(tài)的實時監(jiān)控等。4.智能資源管理，包括對物料、設(shè)備、刀具、量具、夾具等生產(chǎn)資源進行精益化管理、庫存智能預(yù)警等。

5.智能質(zhì)量過程管控，是對影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝參數(shù)進行實時采集、控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

6.智能決策支持，是基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持，形成管理的閉環(huán)，以實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的高效生產(chǎn)模式。

總之，通過以上6個方面智能的打造，可極大提升企業(yè)的計劃科學(xué)化、生產(chǎn)過程協(xié)同化、生產(chǎn)設(shè)備與信息化的深度融合，并通過基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持對企業(yè)進行透明化、量化的管理，可明顯提升企業(yè)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，是一種很好的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能生產(chǎn)模式。

圖8 4.3

應(yīng)用前景

“六維智能”分別從計劃源頭、過程協(xié)同、設(shè)備底層、資源優(yōu)化、質(zhì)量控制、決策支持等6個方面著手實現(xiàn)智能工廠，這6個方面涵蓋了工業(yè)生產(chǎn)的6個重要環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)全面的精細化、精準化、自動化、信息化智能化管理與控制，通過底層設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)等技術(shù)手段，實現(xiàn)生產(chǎn)準備過程中的透明化協(xié)同管理、數(shù)控設(shè)備智能化的互聯(lián)互通、智能化的生產(chǎn)資源管理、智能化的決策支持，從而全方位達到智能化的生產(chǎn)過程管理與控制[15]。

從“六維智能”解決方案在青島海爾模具有限公司的實際應(yīng)用效果來看，較好地達到了智能化生產(chǎn)過程管理與控制的目的。該系統(tǒng)是專門為海爾模

具定制的，是海爾模具生態(tài)圈的主要組成部分，系統(tǒng)以生產(chǎn)設(shè)備為核心，從設(shè)備底層層面實現(xiàn)了機床、對刀儀等設(shè)備的互聯(lián)互通與大數(shù)據(jù)分析，從生產(chǎn)管理層面實現(xiàn)了協(xié)同準備并行作業(yè)，從展現(xiàn)層面實現(xiàn)了生產(chǎn)信息的可視化。實施本系統(tǒng)后，操作工的作業(yè)效率從原來1個人管理3臺設(shè)備提升到7～8臺設(shè)備，設(shè)備利用率提升25%以上，使生產(chǎn)管理更加透明、科學(xué)、高效，應(yīng)用效果比較明顯，在海爾模具的數(shù)字化制造與管理中發(fā)揮了重要的作用。工業(yè)4.0落地戰(zhàn)略

“工業(yè)4.0”不同的人從不同維度來解讀，涉及到國家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)發(fā)展等不同的層面。就從企業(yè)的層面去研究，看看企業(yè)層面實現(xiàn)工業(yè)4.0該怎么做，怎么走，有沒有路線圖？

近期，隨著“工業(yè)4.0”的在網(wǎng)絡(luò)上越炒越熱，我國也推出了“中國制造2025”戰(zhàn)略，在國家戰(zhàn)略需求的驅(qū)動下，中國對于制造大國向制造強國的邁進之路也陡然提速，這將對中國制造轉(zhuǎn)型升級打通主動脈。就企業(yè)層面來說中國版工業(yè)4.0如何落地將成為重點，如何通過信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合，打通一切、聯(lián)通一切是企業(yè)信息化建設(shè)的目標[16]。

工業(yè)4.0是什么？每個人站在不同的角度會有不同的理解，是互聯(lián)、集成(縱向、橫向、端到端)、數(shù)據(jù)、創(chuàng)新、服務(wù)、轉(zhuǎn)型或是CPS、是智能工廠、是智能制造亦或是國家戰(zhàn)略、企業(yè)目標。工業(yè)4.0核心內(nèi)容就是建一個網(wǎng)絡(luò)、三項集成、大數(shù)據(jù)分析、八項計劃和研究兩個主題。

5.1

建一個網(wǎng)絡(luò)：信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CPS）

CPS是英文CyberPhysical System的縮寫，就是講物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界的融合，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效的運用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

圖9 5.2

三個集成

工業(yè)4.0中的三項集成包括：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成，集成是實現(xiàn)工業(yè)4.0的重點也是難點。5.2.1 縱向集成

縱向集成主要解決企業(yè)內(nèi)部的集成，即解決信息孤島的問題，解決信息網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備之間的聯(lián)通問題。5.2.2 橫向集成

橫向集成主要實現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與售出產(chǎn)品之間（如車聯(lián)網(wǎng)）的協(xié)同，將企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)信息向企業(yè)以外的供應(yīng)商、經(jīng)銷商、用戶進行延伸，實現(xiàn)人與人、人與系統(tǒng)、人與設(shè)備之間的集成，從而形成一個智能的虛擬企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。制造業(yè)普遍存在的工程變更協(xié)同流程就是這樣一個典型的橫向集成應(yīng)用場景。5.2.3 端到端的集成

端到端集成就是把所有該連接的端頭（點）都集成互聯(lián)起來，通過價值鏈上不同企業(yè)資源的整合，實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)，它以產(chǎn)品價值鏈創(chuàng)造集成供應(yīng)商（一級、二級、三級??）、制造商（研發(fā)、設(shè)計、加工、配送）、分銷商（一級、二級、三級??）以及客戶信息流、物流和資金流，在為客戶提供更有價值的產(chǎn)品和服務(wù)同時，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的價值體系。

端到端的集成即可以是內(nèi)部的縱向集成內(nèi)容，也可以是外部的企業(yè)與企業(yè)之間的橫向集成內(nèi)容，關(guān)注點在流程的整合上，比如提供用戶訂單的全程跟蹤協(xié)同流程，將用戶、企業(yè)、第三方物流、售后服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期服務(wù)的端到端集成。

橫向、縱向、端到端三個集成的實現(xiàn)，不論技術(shù)層面還是業(yè)務(wù)層面在SOA信息集成都能找到相應(yīng)的解決方案。5.3

大數(shù)據(jù)分析利用

“工業(yè)4.0”時代，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)將會呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢。隨著信息物理系統(tǒng)（CPS）的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會帶來無所不在的感知和無所不在的連接，所有的生產(chǎn)裝備、感知設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)終端，包括生產(chǎn)者本身都在源源不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會滲透到企業(yè)運營、價值鏈乃至產(chǎn)品的整個生命周期，是工業(yè)4.0和制造革命的基石。

總體來說，工業(yè)4.0關(guān)注的企業(yè)數(shù)據(jù)分為四類： 5.3.1

產(chǎn)品數(shù)據(jù)

包括設(shè)計、建模、工藝、加工、測試、維護、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件配置關(guān)系、變更記錄等數(shù)據(jù)。產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)被記錄、傳輸、處理和加工，使得產(chǎn)品全生命周期管理成為可能，也為滿足個性化的產(chǎn)品需求提供了條件。5.3.2

運營數(shù)據(jù)

運營包括組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設(shè)備、市

場營銷、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購、庫存、目標計劃、電子商務(wù)等數(shù)據(jù)。工業(yè)生產(chǎn)過程的無所不在的傳感、連接，帶來了無所不在的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷和管理方式。5.3.3

價值鏈數(shù)據(jù)

包括客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等數(shù)據(jù)。企業(yè)在當前全球化的經(jīng)濟環(huán)境中參與競爭，需要全面地了解技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)作業(yè)、采購銷售、服務(wù)、內(nèi)外部后勤等環(huán)節(jié)的競爭力要素。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得價值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角，使得企業(yè)有機會把價值鏈上更多的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢。例如，汽車公司大數(shù)據(jù)提前預(yù)測到哪些人會購買特定型號的汽車，從而實現(xiàn)目標客戶的響應(yīng)率提高了15%至20%，客戶忠誠度提高7%。5.3.4 外部數(shù)據(jù)

包括經(jīng)濟運行、行業(yè)、市場、競爭對手等數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對外部環(huán)境變化所帶來的風(fēng)險，企業(yè)必須充分掌握外部環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀以增強自身的應(yīng)變能力。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在宏觀經(jīng)濟分析、行業(yè)市場調(diào)研中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為企業(yè)提升管理決策和市場應(yīng)變能力的重要手段。

工業(yè)4.0落地中國企業(yè)，工業(yè)大數(shù)據(jù)是一項重要抓手。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，可以找出隱性的問題并預(yù)測未知情況的發(fā)生，有助于及時地做好預(yù)防，避免故障和偏差。結(jié)論

以三一重工18號工廠作為研究對象.對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統(tǒng)化建設(shè)智能工廠打下了基礎(chǔ)。主要的研究結(jié)論如下：

1.在理論上對數(shù)字化工廠、智能工廠和智能制造進行了分析指出，要又好又快地發(fā)展智能工廠就必須先建設(shè)好數(shù)字化工廠。

2.對比三一重工18號工廠實現(xiàn)智能化之后生產(chǎn)效率得到提升，直觀地反映了智能化對制造業(yè)帶來的好處。

3.通過對18號工廠的生產(chǎn)線、物流系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制中心進行分析，找到了工廠可實現(xiàn)智能化的內(nèi)在基因。也就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠(1)。

4.概括了智能工廠的框架，提出了運用大數(shù)據(jù)分析，做好CPS和三個集成是實現(xiàn)智能工廠的前提條件，而智能工廠的標志就是生產(chǎn)流程智能化，生產(chǎn)設(shè)備動態(tài)適應(yīng)個性化的產(chǎn)品需求。

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第四篇：智能制造技術(shù)

現(xiàn)代制造技術(shù)

1142813203 吳文樂

摘要：現(xiàn)代制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上, 不斷吸收和發(fā)展機械、電子、能源、材料、信息及現(xiàn)代管理技術(shù)的成果, 將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、管理服務(wù)等產(chǎn)品生命周 期的全過程, 以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔的生產(chǎn)技術(shù)模式,取得理想的技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)技術(shù)可以顯著提高生產(chǎn)效率，然而其局限性也顯而易見，即無法很好地適應(yīng)中小批量生產(chǎn)的要求。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，特別是自動控制技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)等的迅猛發(fā)展，柔性制造技術(shù)(FMI)應(yīng)運而生。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代制造技術(shù)；自動控制技術(shù)；柔性制造技術(shù)

1.現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展綜述

現(xiàn)代制造技術(shù)在系統(tǒng)論、方法論、信息論和協(xié)同 論等的基礎(chǔ)上形成制造系統(tǒng)工程學(xué)，是一種廣義制造的概念，亦稱之為“大制造”的概念，它體現(xiàn)了制造概念的擴展。廣義制造概念的形成過程主要有以下幾方面原因[1]。

1).制造設(shè)計一體化。體現(xiàn)制造和設(shè)計的密切結(jié)合，形成了設(shè)計制造一體化，設(shè)計不僅是指產(chǎn)品設(shè)計，而且包括工藝設(shè)計、生產(chǎn)調(diào)度設(shè)計、質(zhì)量控制設(shè)計等。

2).材料成形機理的擴展?，F(xiàn)在加工成形機理明確地將加工分為去除加工、結(jié)合加工和變形加工。

3).制造技術(shù)的綜合性。現(xiàn)代制造技術(shù)是一門以 機械為主體，交叉融合光、電、信息、材料等學(xué)科的綜合體，并與管理科學(xué)、社會科學(xué)、文化、藝術(shù)、人機工 程、生物工程和生命科學(xué)等相結(jié)合，拓展了新領(lǐng)域?，F(xiàn)代制造技術(shù)應(yīng)包括硬件和軟件兩大方面，硬／軟件工具、平臺和支撐環(huán)境有了很大的發(fā)展。

4).產(chǎn)品的全生命周期。制造的范疇從過去的設(shè)計、加工和裝配發(fā)展為產(chǎn)品的全生命周期，包括市場調(diào)研、設(shè)計、制造、銷售、維修和報廢處理等。

5).生產(chǎn)制造模式的發(fā)展。計算機集成制造技術(shù) 是制造技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，集成制造系統(tǒng)強 調(diào)信息集成，其后出現(xiàn)了柔性制造、敏捷制造、虛擬制 造、網(wǎng)絡(luò)制造、大規(guī)模定制、綠色制造、智能制造和協(xié) 同制造等多種制造模式，有效地提高了制造技術(shù)的水平，擴展了制造技術(shù)的領(lǐng)域[2]。

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展主要沿著“廣義制造”或稱 “大制造”的方向發(fā)展，其具體的發(fā)展可以歸納為四個方面和多個大項目[3]，如圖1所示：

圖1：現(xiàn)代制造技術(shù)方向

針對現(xiàn)代制造技術(shù)，本文從柔性制造技術(shù)的角度對現(xiàn)代制造技術(shù)進行學(xué)習(xí)，對柔性制造在實際中的應(yīng)用進行深入的研究；

2.柔性制造

2.1 柔性制造簡述

所謂“柔性”，是指制造系統(tǒng)(企業(yè))對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境的一種適應(yīng)能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。柔性可分為瞬時、短期和長期柔性[4]。瞬時柔性是指設(shè)備出現(xiàn)故障后，自動排除故障或?qū)⒘慵D(zhuǎn)移到另一臺設(shè)備上繼續(xù)進行加工的能力；短期柔性是指系統(tǒng)在短時期內(nèi)，適應(yīng)加工對象變化的能力，包括在任意時期混合進行加工2種以上零件的能力；長期柔性則是指系統(tǒng)在長期使用中，能夠加工各種不同零件的能力。迄今為止，柔性還只能定性地加以分析，尚無科學(xué)實用的量化指標。因此，凡具備上述3種柔性特征之一的、具有物料或信息流的自動化制造系統(tǒng)都可以稱為柔性制造系統(tǒng)。柔性制造技術(shù)是計算機技術(shù)在生產(chǎn)過程及其裝備上的應(yīng)用，是將微電子技術(shù)、智能技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)融合在一起，具有自動化、柔性化、高效率的特點，是目前自動化制造系統(tǒng)的基本單元技術(shù)[5]。

柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和[6]。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，我們認為凡是側(cè)重于柔性，適應(yīng)于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前按規(guī)模大小劃分為[7]：

(1)柔性制造系統(tǒng)（FMS）：關(guān)于柔住制造系統(tǒng)的定義很多，權(quán)威性的定義有：美國國家標準局把FMS定義為：“由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備，傳輸裝置把工件放征其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準確、迅速和自動化。

(2)柔性制造單元（FMC）：M S是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，它是由l～2臺加工中心、工業(yè)機器人。數(shù)控機床及物料運送存貯設(shè)備構(gòu)成，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進入普及應(yīng)用階段。

(3)柔性制造線（FML):它是處于單一或少品種人批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心，CNC機床；亦可采用爭用機床或NC專用機床，對物料搬運系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生過程中的分散型控制系統(tǒng)(D C S)為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日趨成熟，迄今已進入實用化階段。

(4)柔性制造工廠(FMF):FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化屯體倉庫，用計算機系統(tǒng)進行聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計、加工、裝配、檢驗、運送至發(fā)貨的完整F M S。它包括了CAD／CAM，并使計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實際，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng) 柔性化及自動化，進而實現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表，其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化[8]。

2.2柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)

1.計算機輔助設(shè)計未來CAD技術(shù)發(fā)展將會引入專家系統(tǒng)，使之具有智能化，可處理各種復(fù)雜的問題。當前設(shè)計技術(shù)最新的一個突破是光敏立體成形技術(shù)，該項新技術(shù)是直接利用CAD數(shù)據(jù)，通過計算機控制的激光掃描系統(tǒng)，將二維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖彤對池內(nèi)的光敏樹脂液面進行光學(xué)掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環(huán)操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各斤狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數(shù)據(jù)，數(shù)小時內(nèi)便呵制出精確的原型。它有助于加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。

2.模糊控制技術(shù)模糊數(shù)學(xué)的實際應(yīng)用是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊摔制器具有自學(xué)習(xí)功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息井自動地對控制量作調(diào)整，使系統(tǒng)性能大為改善，其中尤其以基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方法更引起人們極大的關(guān)注。

3.人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù)迄今，柔性制造技術(shù)中所采用的人工智能大多指基礎(chǔ)規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)利用專家知識和推理規(guī)則進行推理，求解各類問題（如解釋、預(yù)測，診斷、查找故障、設(shè)汁、計劃、監(jiān)視、修復(fù)、命 令及控制等）。由于專家系統(tǒng)能簡便地將各種事實及經(jīng)驗證過的理論與通過經(jīng)驗獲得的知識相結(jié)合，因而專家系統(tǒng)為柔性制造的諸方面工作增強綜合性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能（包括專家系統(tǒng)）技術(shù)必將在柔性制造(尤其智能型)中起著非常重要的關(guān)鍵性的作用。目前對未來智能化柔性制造技術(shù)具有重要意義的一個正在急速發(fā)展的領(lǐng)域是智能傳感器技術(shù)。該項技術(shù)是伴隨計算機應(yīng)用技術(shù)和人工智能產(chǎn)生的，它使傳感器具有內(nèi)在的“決策”功能。

4.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進行并處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能工具。在自動控制領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列到專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代自動化系統(tǒng)中的一個組成部分[9]。

3.國內(nèi)現(xiàn)代制造技術(shù)狀況

近年來，世界各國都投入了巨大的財力和物力，強化作為光機電一體化制造業(yè)基礎(chǔ)的先進制造業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略研究。美國、德 國、日 本 等 國 已 經(jīng) 開 發(fā) 出 了 數(shù) 控（NC）、計算機數(shù)控（CNC）、直接數(shù)控（CAM）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、制造資源規(guī)則（MRP）、柔性制造單元（TMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、機器人、計算機輔助設(shè)計／制造（CAD／CAM）、精益生產(chǎn)（LP）、智能制造系統(tǒng)（MS）、并行工程（CE）和敏捷制造（AM）等多項現(xiàn)代制造技術(shù)與制造模式。這些技術(shù)的推廣與應(yīng)用，不僅使本國企業(yè)的國際競爭力得到鞏固，也使得世界先進制造業(yè)發(fā)展迅猛[10]。我國制造業(yè)市場的巨大潛力，為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展提供了廣闊的市場空間。但是，與制造業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)相比，國內(nèi)的現(xiàn)代制造技術(shù)的研發(fā)與市場拓展還不均衡。其中，國內(nèi)機械基礎(chǔ)件制造行業(yè)中的數(shù)控化率極低，不足1.6%，先進加工工藝、技術(shù)和裝備的普及程度不足10 % ；CAD／CAM 系統(tǒng)應(yīng)用的普及率在國內(nèi)骨干企業(yè)僅有35%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小。另外，在相關(guān)行業(yè)中如印刷業(yè)、電力行業(yè)和醫(yī)療器械行業(yè)等，技術(shù)裝備的低數(shù)控化率也遠不能滿足市場對中高檔先進產(chǎn)品的需求?？v觀國際制造業(yè)的競爭與發(fā)展，面對國際、國內(nèi)兩個制造業(yè)市場的日漸融合，如何立足國內(nèi)制造業(yè)的市場需求，整合分散的科研與企業(yè)資源，盡快形成自己在先進制造產(chǎn)業(yè)競爭中的技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)是擺在我國制造業(yè)面前的迫在眉睫的課題了[11]。

總之，重視制造業(yè)和現(xiàn)代制造技術(shù)已成為全球化的大趨勢。現(xiàn)代制造技術(shù)不是一項具體技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程技術(shù)將各種相關(guān)技術(shù)集成的一個有機整體；現(xiàn)代制造技術(shù)是一種動態(tài)技術(shù)，而不是一成不變的，它需要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到產(chǎn)品的所有領(lǐng)域，結(jié)合成一個有機整體，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和靈活的生產(chǎn)[12]；現(xiàn)代制造技術(shù)的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，其不摒棄傳統(tǒng)技術(shù)，而是有賴于不斷用科技新手段去研究它和傳承它，并應(yīng)用科技新成果去改造它和充實它；現(xiàn)代制造技術(shù)在強調(diào)環(huán)境保護的同時，還強調(diào)各專業(yè)學(xué)科之間的相互滲透、融合和淡化，并消除其間的界限。我國先進制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)結(jié)合自身的特點，形成特色，大力發(fā)展一些關(guān)鍵前沿技術(shù)，比如新一代材料成型技術(shù)、微米及納米技術(shù)、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的將來，現(xiàn)代制造技術(shù)將得到更大的發(fā)展和壯大，發(fā)展和應(yīng)用先進制造技術(shù)是每個國家為提高企業(yè)的國際競爭力和技術(shù)創(chuàng)新能力的必然選擇。

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第五篇：智能制造試點示范項目申報書

附件1 2017年智能制造試點示范項目要素條件

根據(jù)《關(guān)于開展2017年智能制造試點示范項目推薦的通知》要求，為做好試點示范項目遴選工作，特制訂本要素條件。

一、智能制造模式要素條件

（一）離散型智能制造

1、車間/工廠的總體設(shè)計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)、運營全流程數(shù)字化管理。

2、應(yīng)用數(shù)字化三維設(shè)計與工藝技術(shù)進行產(chǎn)品、工藝設(shè)計與仿真，并通過物理檢測與試驗進行驗證與優(yōu)化。建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM），實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成管理。

3、實現(xiàn)高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關(guān)鍵技術(shù)裝備在生產(chǎn)管控中的互聯(lián)互通與高度集成。

4、建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，充分采集生產(chǎn)進度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗、設(shè)備狀態(tài)、物料傳送等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)可視化管理。

5、建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)計劃、調(diào)度、質(zhì)量、設(shè)備、生產(chǎn)、能效的全過程閉環(huán)管理。建立企業(yè)資源 計劃系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)供應(yīng)鏈、物流、成本等企業(yè)經(jīng)營管理的優(yōu)化。

6、建立車間/工廠內(nèi)部互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造、檢驗、物流等制造過程各環(huán)節(jié)之間，以及與制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）的高效協(xié)同與集成，建立全生命周期產(chǎn)品信息統(tǒng)一平臺。

7、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護體系，具備網(wǎng)絡(luò)防護、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力。建有功能安全保護系統(tǒng)，采用全生命周期方法有效避免系統(tǒng)失效。

通過持續(xù)改進，實現(xiàn)企業(yè)設(shè)計、工藝、制造、管理、物流等環(huán)節(jié)的集成優(yōu)化，推進企業(yè)數(shù)字化設(shè)計、裝備智能化升級、工藝流程優(yōu)化、精益生產(chǎn)、可視化管理、質(zhì)量控制與追溯、智能物流等方面的快速提升。

（二）流程型智能制造

1、車間/工廠總體設(shè)計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化和生產(chǎn)工藝優(yōu)化。

2、實現(xiàn)對物流、能流、物性、資產(chǎn)的全流程監(jiān)控與高度集成，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動數(shù)采率達到90%以上。

3、采用先進控制系統(tǒng)，車間/工廠自控投用率達到90%以上，關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)基于模型的先進控制和在線優(yōu)化。

4、建立制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），生產(chǎn)計劃、調(diào)度均建立模型，實現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策、過程量化管理、成本和質(zhì)量動態(tài)跟蹤以及從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化。建立企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化。

5、對于存在較高安全風(fēng)險和污染排放的項目，實現(xiàn)有毒有害物質(zhì)排放和危險源的自動檢測與監(jiān)控、安全生產(chǎn)的全方位監(jiān)控，建立在線應(yīng)急指揮聯(lián)動系統(tǒng)。

6、建立車間/工廠內(nèi)部互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)工藝、生產(chǎn)、檢驗、物流等各環(huán)節(jié)之間，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）的高效協(xié)同與集成，建立全生命周期數(shù)據(jù)統(tǒng)一平臺。

7、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護體系，具備網(wǎng)絡(luò)防護、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力。建有功能安全保護系統(tǒng)，采用全生命周期方法有效避免系統(tǒng)失效。

通過持續(xù)改進，實現(xiàn)生產(chǎn)過程動態(tài)優(yōu)化，制造和管理信息的全程可視化，企業(yè)在資源配置、工藝優(yōu)化、過程控制、產(chǎn)業(yè)鏈管理、節(jié)能減排及安全生產(chǎn)等方面的智能化水平顯著提升。

（三）智能裝備和產(chǎn)品

1、能夠?qū)崿F(xiàn)對自身狀態(tài)、環(huán)境的自感知，具有故障診斷功能。

2、具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，提供標準和開放的數(shù)據(jù)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)與制造商、用戶之間的數(shù)據(jù)傳送。

3、具有自適應(yīng)能力，能夠根據(jù)感知的信息調(diào)整自身的運行模式，使裝備（產(chǎn)品）處于最優(yōu)狀態(tài)。

4、能夠提供運行數(shù)據(jù)或用戶使用習(xí)慣數(shù)據(jù)，支撐制造商、用戶進行數(shù)據(jù)分析與挖掘，實現(xiàn)創(chuàng)新性應(yīng)用。

通過持續(xù)改進，實現(xiàn)高端芯片、新型傳感器、工業(yè)控制計算機、智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、工業(yè)軟件、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息安全技術(shù)等在裝備（產(chǎn)品）中的集成應(yīng)用，裝備（產(chǎn)品）做到安全可控，自感知、自診斷、自適應(yīng)、自決策功能的不斷優(yōu)化，技術(shù)水平達到國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進水平。

（四）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造

1、建有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化制造資源協(xié)同云平臺，具有完善的體系架構(gòu)和相應(yīng)的運行規(guī)則。

2、通過企業(yè)間研發(fā)系統(tǒng)的協(xié)同，實現(xiàn)創(chuàng)新資源、設(shè)計能力的集成和對接。

3、通過企業(yè)間管理系統(tǒng)、服務(wù)支撐系統(tǒng)的協(xié)同，實現(xiàn)生產(chǎn)能力與服務(wù)能力的集成和對接，以及制造過程各環(huán)節(jié)和供應(yīng)鏈的并行組織和協(xié)同優(yōu)化。

4、利用工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析等技術(shù)，建有圍繞全生產(chǎn)鏈協(xié)同共享的產(chǎn)品溯源體系，實現(xiàn)企業(yè)間涵蓋產(chǎn)品生產(chǎn)制造與運維服務(wù)等環(huán)節(jié)的信息溯源服務(wù)。

5、針對制造需求和社會化制造資源，開展制造服務(wù)和資源的動態(tài)分析和柔性配置。

6、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護體系，具備網(wǎng)絡(luò)防護、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力。

通過持續(xù)改進，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化制造資源協(xié)同云平臺不斷優(yōu)化，企業(yè)間、部門間創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力和服務(wù)能力高度集成，生產(chǎn)制造與服務(wù)運維信息高度共享，資源和服務(wù)的動態(tài)分析與柔性配置水平顯著增強。

（五）大規(guī)模個性化定制

1、產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計，通過差異化的定制參數(shù)，組合形成個性化產(chǎn)品。

2、建有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)個性化定制服務(wù)平臺，通過定制參數(shù)選擇、三維數(shù)字建模、虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實等方式，實現(xiàn)與用戶深度交互，快速生成產(chǎn)品定制方案。

3、建有個性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對用戶的個性化需求特征進行挖掘和分析。

4、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)個性化定制平臺與企業(yè)研發(fā)設(shè)計、計劃排產(chǎn)、柔性制造、營銷管理、供應(yīng)鏈管理、物流配送和售后服務(wù)等數(shù)字化制造系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同與集成。

通過持續(xù)改進，實現(xiàn)模塊化設(shè)計方法、個性化定制平臺、個性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的不斷優(yōu)化，形成完善的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的企業(yè)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、營銷、供應(yīng)鏈管理和服務(wù)體系，快 速、低成本滿足用戶個性化需求的能力顯著提升。

（六）遠程運維服務(wù)

1、智能裝備/產(chǎn)品配置開放的數(shù)據(jù)接口，具備數(shù)據(jù)采集、通信和遠程控制等功能，利用支持IPv4、IPv6等技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),采集并上傳設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)操作、環(huán)境情況等數(shù)據(jù)，并根據(jù)遠程指令靈活調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)。

2、建立智能裝備/產(chǎn)品遠程運維服務(wù)平臺，能夠?qū)ρb備/產(chǎn)品上傳數(shù)據(jù)進行有效篩選、梳理、存儲與管理，并通過數(shù)據(jù)挖掘、分析，提供在線檢測、故障預(yù)警、故障診斷與修復(fù)、預(yù)測性維護、運行優(yōu)化、遠程升級等服務(wù)。

3、實現(xiàn)智能裝備/產(chǎn)品遠程運維服務(wù)平臺與產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）、產(chǎn)品研發(fā)管理系統(tǒng)的協(xié)同與集成。

4、建立相應(yīng)的專家?guī)旌蛯＜易稍兿到y(tǒng)，能夠為智能裝備/產(chǎn)品的遠程診斷提供決策支持，并向用戶提出運行維護解決方案。

5、建立信息安全管理制度，具備信息安全防護能力。通過持續(xù)改進，建立高效、安全的智能服務(wù)系統(tǒng)，提供的服務(wù)能夠與產(chǎn)品形成實時、有效互動，大幅度提升嵌入式系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能決策支持系統(tǒng)的集成應(yīng)用水平。

二、新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用要素條件

（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

1、建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)車間/工廠內(nèi)網(wǎng)，采用工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)PON、工業(yè)無線、IPv6等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)裝備、傳感器、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)等的互聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、流轉(zhuǎn)和處理；利用IPv6、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)與車間/工廠內(nèi)、外網(wǎng)的互聯(lián)互通，支持內(nèi)、外網(wǎng)業(yè)務(wù)協(xié)同。

2、采用各類標識技術(shù)自動識別零部件、在制品、工序、產(chǎn)品等對象，在倉儲、生產(chǎn)過程中實現(xiàn)自動信息采集與處理，通過與國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析系統(tǒng)對接，實現(xiàn)對產(chǎn)品全生命周期管理。

3、實現(xiàn)車間/工廠管理軟件之間的橫向互聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流動、轉(zhuǎn)換和互認。

4、在車間/工廠內(nèi)部建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，或利用公眾網(wǎng)絡(luò)上的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、分析和挖掘，支撐智能化生產(chǎn)、個性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸等應(yīng)用。

5、通過部署和應(yīng)用工業(yè)防火墻、安全監(jiān)測審計、入侵檢測等安全技術(shù)措施，實現(xiàn)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險的防范、監(jiān)測和響應(yīng)，保障工業(yè)系統(tǒng)的安全運行。

通過持續(xù)改進，促進車間/工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)交互和安全保障能力建設(shè)，推動車間/工廠外部網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和公共工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系建 設(shè)，加快新業(yè)務(wù)和新模式創(chuàng)新。

（二）人工智能

1、關(guān)鍵制造裝備采用人工智能技術(shù)，通過嵌入計算機視聽覺、生物特征識別、復(fù)雜環(huán)境識別、智能語音處理、自然語言理解、智能決策控制以及新型人機交互等技術(shù)，實現(xiàn)制造裝備的自感知、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自控制。

2、構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采集產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、物流、管理、銷售、服務(wù)、運維等各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進行有效篩選、梳理、存儲和管理。

3、應(yīng)用機器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、深度學(xué)習(xí)等人工智能新技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，實現(xiàn)對研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、物流銷售、運維服務(wù)等環(huán)節(jié)的智能決策支持。

4、目標產(chǎn)品集成應(yīng)用智能感知、模式識別、智能分析、智能控制等人工智能技術(shù)，實現(xiàn)傳感、交互、控制、協(xié)作、決策等方面性能和智能化水平的顯著提高。