第一篇：2015智能制造專項項目公示解析

2015智能制造專項項目公示

日前，工信部網(wǎng)站公示了94個2015年智能制造專項項目，申報單位涉及十幾家科研院所和上市公司。

實際上，在3月初，工信部就發(fā)布了《關(guān)于開展2015年智能制造試點示范專項行動的通知》(下簡稱《通知》)，提出2015年啟動超過30個智能制造試點示范項目，2017年擴大范圍，在全國推廣有效的經(jīng)驗和模式。試點示范的目的是使智能制造體系和公共服務(wù)平臺初步成形，以促進工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快制造強國建設(shè)進程。

《通知》明確了以智能工廠為代表的流程制造試點，以數(shù)字化車間為代表的離散制造試點，以信息技術(shù)深度嵌入為代表的智能裝備和產(chǎn)品試點，以個性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同開發(fā)、電子商務(wù)委代表的智能制造新業(yè)態(tài)試點，以物流信息化、能源管理智慧化為代表的智能化管理試點，以在線檢測、遠程診斷和云服務(wù)為代表的智能服務(wù)試點等6大試點推進專項行動，基本涵蓋我國工業(yè)制造各大傳統(tǒng)和優(yōu)勢行業(yè)，揭開了實施制造強國戰(zhàn)略的新篇章。

以下為本次公示的具體項目名稱及申報單位：

序號

申報單位名稱

項目名稱

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

智能制造測控裝備語義化描述和數(shù)據(jù)字典標準研究與驗證平臺建設(shè)

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

數(shù)字化車間集成與互聯(lián)互通標準研究和驗證平臺建設(shè)

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)標準研究和驗證平臺建設(shè)

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

功能安全和工業(yè)信息安全標準研究和驗證平臺建設(shè)

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

數(shù)字化車間術(shù)語及通用技術(shù)要求標準研究和試驗驗證

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

智能化產(chǎn)品術(shù)語及通用技術(shù)要求標準研究和試驗驗證

機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所

智能制造系統(tǒng)能效評估標準研究和驗證平臺建設(shè)

中國電子技術(shù)標準化研究院

工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)標準化與試驗驗證系統(tǒng)

中國電子技術(shù)標準化研究院

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求標準化與試驗驗證系統(tǒng)

中國電子技術(shù)標準化研究院

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)標準化與試驗驗證系統(tǒng)

中國電子技術(shù)標準化研究院

工業(yè)云服務(wù)模型標準化與試驗驗證系統(tǒng) 12

中國電子技術(shù)標準化研究院

智能制造評價指標體系及成熟度模型標準化與試驗驗證系統(tǒng)

中國電子技術(shù)標準化研究院

智能制造參考模型標準與試驗驗證系統(tǒng)

中國電子技術(shù)標準化研究院

面向智能制造的工業(yè)信息安全關(guān)鍵標準研制和驗證平臺建設(shè)

中國電子技術(shù)標準化研究院

智能制造標準體系研究

中國電子技術(shù)標準化研究院

人機交互和協(xié)同安全標準化與試驗驗證系統(tǒng)

上海工業(yè)自動化儀表研究院

智能工廠（車間）通用技術(shù)標準與試驗驗證

上海工業(yè)自動化儀表研究院

電力裝備智能制造關(guān)鍵應(yīng)用標準研究及試驗驗證

上海工業(yè)自動化儀表研究院

智能制造工業(yè)云、大數(shù)據(jù)標準試驗驗證

中國科學(xué)院沈陽自動化研究所

面向傳感器制造領(lǐng)域數(shù)字化車間關(guān)鍵應(yīng)用標準研究

中國科學(xué)院沈陽自動化研究所

新能源汽車動力電池系統(tǒng)智能制造數(shù)字化車間綜合標準化與試驗驗證系統(tǒng)

海爾集團公司

新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能工廠參考模型研究與驗證

國家機床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心

智能機床生產(chǎn)線標準體系及試驗驗證

北京航天智造科技發(fā)展有限公司

基于云制造的智能工廠服務(wù)模型與驗證系統(tǒng)

上海電器科學(xué)研究所（集團）有限公司

用戶端電器元件智能制造設(shè)備標準與試驗驗證系統(tǒng)研究

中國信息安全研究院有限公司

智能移動終端生產(chǎn)關(guān)鍵應(yīng)用標準試驗驗證

重慶機床（集團）有限責(zé)任公司

齒輪智能制造裝備標準化試驗驗證系統(tǒng)研究及建設(shè)

四川普什寧江 機床有限公司

智能柔性制造系統(tǒng)（FMS）應(yīng)用標準試驗驗證體系研究

四川長虹電器股份有限公司

彩電行業(yè)智能制造新模式關(guān)鍵應(yīng)用標準試驗驗證

寧夏共享集團股份有限公司

鑄造行業(yè)智能制造工廠/數(shù)字化車間綜合標準化研究項目

北京機械工業(yè)自動化研究所

智能制造集成與互聯(lián)互通綜合標準化與試驗驗證系統(tǒng)

上海振華重工（集團）股份有限公司

海洋工程裝備智能制造綜合標準化試驗驗證

青島海信電器股份有限公司

新一代信息技術(shù)行業(yè)智能工廠參考模型標準研究 34

深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司

彩電智能制造標準制定及試驗驗證

北京和利時系統(tǒng)工程有限公司

軌道交通裝備智能制造信息交換及互操作標準及試驗驗證系統(tǒng)

西安陜鼓動力股份有限公司

動力裝備全生命周期智能設(shè)計制造及云服務(wù)系統(tǒng)標準驗證

中國航空綜合技術(shù)研究所

航空數(shù)字化車間關(guān)鍵應(yīng)用標準研究及試驗驗證平臺

中國船舶重工集團公司第七一六研究所

大型船舶分段焊接智能車間參考模型研究

西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司

中低壓輸配電裝備智能化工廠標準化試驗驗證

許繼集團有限公司

電力系統(tǒng)測控設(shè)備智能工廠標準化試驗驗證系統(tǒng)

沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司

智能制造系統(tǒng)層級模型及水平評價體系

上海船舶工藝研究所

海洋工程裝備及高技術(shù)船舶智能制造綜合標準化試驗驗證研究

南車株洲電力機車研究所有限公司

軌道交通網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用標準試驗驗證

南車株洲電力機車有限公司

軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架智能制造車間項目

株洲南車時代電氣股份有限公司

軌道車輛核心部件智能制造工廠建設(shè)

湖南南車時代電動汽車股份有限公司

新能源客車智能化工廠

浙江正泰電器股份有些公司

基于物聯(lián)網(wǎng)與能效管理的用戶端電器設(shè)備數(shù)字化車間的研制與應(yīng)用

特變電工股份有限公司

智能電網(wǎng)中低壓成套設(shè)備智能制造新模式

西電寶雞電氣有限公司

中低壓輸配電裝備智能制造新模式

首瑞（北京）投資管理集團有限公司

智能電網(wǎng)低壓配電設(shè)備和用戶端設(shè)備智能制造新模式應(yīng)用

煙臺杰瑞石油裝備技術(shù)有限公司

面向海洋油氣裝備的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造

安徽全柴動力股份有限公司

大中型農(nóng)業(yè)裝備用柴油機智能化工廠

中電科技集團重慶聲光電有限公司

光電傳感器智能制造新模式應(yīng)用

南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司

高速動車組齒輪傳動系統(tǒng)智能裝配車間

東莞勁勝精密組件股份有限公司

移動終端金屬加工智能制造新模式 56

寧德時代新能源科技有限公司

鋰離子動電池數(shù)字化車間建設(shè)

重慶長安汽車股份有限公司

長安汽車城節(jié)能與新能源汽車智能柔性焊接新模式應(yīng)用

天水長城開關(guān)廠有限公司

中壓空氣絕緣開關(guān)設(shè)備制造數(shù)字化車間

大連光洋科技集團有限公司

自主智能化高檔數(shù)控功能部件智能制造新模式支持下采用全信息化的五軸高速高精度智能化高檔數(shù)控機床、智能化機器人智能制造新模式

河北中農(nóng)博遠農(nóng)業(yè)裝備有限公司

中農(nóng)博遠農(nóng)業(yè)裝備研發(fā)制造基地智能聯(lián)合廠房

寧波海天精工股份有限公司

高檔數(shù)控機床及其核心部件智能制造新模式應(yīng)用

沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司

飛機座艙蓋、風(fēng)擋智能裝備生產(chǎn)線建設(shè) 63

廣西玉柴機器股份有限公司

大中型發(fā)動機缸體數(shù)字化鑄造車間

中國商用飛機有限責(zé)任公司

中國商飛民機智能制造新模式研究應(yīng)用

浙江雙環(huán)傳動機械股份有限公司

工業(yè)機器人高精度減速智能制造建設(shè)項目

鄭州宇通客車股份有限公司

宇通客車節(jié)能與新能源客車模塊化、柔性化智能制造新模式

河北中友機電設(shè)備有限公司

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)裝備制造數(shù)字化車間

重慶紅江機械有限責(zé)任公司

高技術(shù)船用新型柴油機燃油噴射系統(tǒng)智能制造新模式應(yīng)用項目

上海電氣電站設(shè)備有限公司

電力裝備（火電、核電）大型汽輪發(fā)電機智能工廠

華立儀表集團股份有限公司

電力裝備智慧儀表智能制造新模式

山東國豐機械有限公司

自走式玉米收獲機制造數(shù)字化車間

上海蘭寶傳感科技股份有限公司

蘭寶智能傳感器制造數(shù)字化車間

沈陽高精數(shù)控技術(shù)有限公司

飛機結(jié)構(gòu)件智能制造新模式應(yīng)用

青島海納重工集團公司

面向高端綠色鑄造的智能制造新模式

齊星集團有限公司

年產(chǎn)5萬噸熱傳輸復(fù)合材料鑄造、熱軋基礎(chǔ)智能制造新模式

成都飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司

飛機大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)字化車間

上海中航商用航空發(fā)動機制造有限責(zé)任公司 商用航空發(fā)動機總裝智能裝備新模式

安徽艾瑞德農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展有限公司

大型農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉裝備智能制造項目

新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司

數(shù)控軸承磨床智能制造新模式

安徽江淮汽車股份有限公司

新一代純電動汽車IEV5智能制造新模式

利歐集團股份有限公司

農(nóng)機農(nóng)業(yè)用泵制造數(shù)字工廠建設(shè)項目

重慶川儀自動化股份有限公司

工業(yè)傳感器全生命周期數(shù)據(jù)閉環(huán)智能制造新模式

重慶機器人有限公司

長泰機器人智能工廠

北京機電院機床有限公司

高檔數(shù)控機床及其關(guān)鍵零部件的數(shù)字化車間 85

中航鋰電（洛陽）有限公司

高性能車用鋰電池及電源系統(tǒng)智能生產(chǎn)線

馬鋼（集團）控股有限公司

輪軸智能制造數(shù)字化車間項目

重慶機電控股集團鑄造有限公司

鑄鐵缸體缸蓋智能制造新模式

湖北三環(huán)鍛壓設(shè)備有限公司

利用成組和智能技術(shù)打造數(shù)字化車間

江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司

無人化智能熱處理工廠

重慶盟訊電子科技有限公司

移動終端主板智能制造新模式（名稱有變化）

湖北三環(huán)鍛造有限公司

汽車復(fù)雜鍛件智能化制造新模式

河南漢威電子股份有限公司

傳感器智能制造

航天長征火箭技術(shù)有限公司

MEMS傳感器智能制造

安徽埃夫特智能裝備有限公司

自主品牌工業(yè)機器人及關(guān)鍵核心零部件智能制造工廠

第二篇：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(dāng)今衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志。

當(dāng)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。“十二五”時期，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。基礎(chǔ)設(shè)施、地理區(qū)位、交通運輸條件良好。

第三篇：2015年智能制造專項實施指南資料

附件1 2015年智能制造專項實施指南

一、智能制造綜合標準化試驗驗證

（一）實施內(nèi)容

1、基礎(chǔ)共性標準試驗驗證

開展智能制造基礎(chǔ)共性標準試驗驗證，包括：標準體系試驗驗證；術(shù)語和定義；語義化描述和數(shù)據(jù)字典；參考模型；集成與互聯(lián)互通；功能安全和工業(yè)信息安全要求和評估；人機交互與協(xié)同安全；智能制造評價指標體系及成熟度模型；智能工廠（車間）通用技術(shù)要求；工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求；系統(tǒng)能效評估方法；工業(yè)云服務(wù)模型、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，搭建基礎(chǔ)共性標準試驗驗證體系。

2、關(guān)鍵應(yīng)用標準試驗驗證

重點領(lǐng)域智能制造新模式關(guān)鍵應(yīng)用標準試驗驗證，包括：重點行業(yè)的智能工廠（車間）參考模型；通用技術(shù)條件（技術(shù)要求、試驗方法、試驗大綱）；評價標準及方法；工藝參考模型；一致性和互操作要求；工業(yè)安全要求和評估方法；搭建關(guān)鍵標準試驗驗證體系。

（二）考核指標

1、技術(shù)規(guī)范或標準全過程試驗驗證，形成企業(yè)標準草案/行業(yè)標準草案/國家標準草案/國際標準草案；

2、建成部件和系統(tǒng)級試驗驗證測試體系；

3、在重點領(lǐng)域智能制造新模式中進行應(yīng)用。

二、重點領(lǐng)域智能制造新模式應(yīng)用

（一）新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

重點支持智能光電傳感器、智能感應(yīng)式傳感器、智能環(huán)境檢測傳感器以及移動終端等新一代信息產(chǎn)品智能制造新模式應(yīng)用，實現(xiàn)新一代信息技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、檢驗、物流等全生命周期的智能化要求。

2、考核指標 1）綜合指標：

傳感器智能制造新模式：生產(chǎn)效率提高20%以上，運營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%以上。

移動終端智能制造新模式：生產(chǎn)效率提高20%以上，運營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，產(chǎn)品不良品率降低30%以上，能源利用率提高15%以上。2）技術(shù)指標：

傳感器智能制造新模式：

產(chǎn)品設(shè)計全面采用數(shù)字化技術(shù)，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；主要生產(chǎn)設(shè)備數(shù)控化率達到80%以上；工序在線檢測和成品檢測數(shù)據(jù)自動上傳率超過90%，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫，深度采集制造進度、現(xiàn)場操作、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；建立面向多品種、小批量的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)10種以上產(chǎn)品/規(guī)格混合生產(chǎn)的排產(chǎn)和生產(chǎn)管理；建立企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)供應(yīng)、外協(xié)、物流的管理與優(yōu)化。

移動終端智能制造新模式：

實現(xiàn)高速高精鉆攻中心、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、機器人與收取料系統(tǒng)的協(xié)同運動控制，實現(xiàn)多種車間智能裝備之間的協(xié)同工作；采用基于工藝知識庫的三維智能工藝規(guī)劃，提高研制效率；通過高級計劃排程和實時生產(chǎn)響應(yīng)技術(shù)，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時間；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫，充分采集制造進度、現(xiàn)場操作、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；提高車間加工過程質(zhì)量檢測 3 自動化程度，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)全制造過程品檢數(shù)字化；建立面向大批量快速響應(yīng)生產(chǎn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)基于實時制造數(shù)據(jù)的可鉆取仿真車間。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）

傳感器智能制造新模式：申請2項以上發(fā)明專利、登記3項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

移動終端智能制造新模式：申請5項以上發(fā)明專利、登記6項以上軟件著作權(quán)、形成5項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控智能制造手段

傳感器智能制造新模式：自動激光切割機、傳感芯體自動檢測系統(tǒng)、自動視覺檢測系統(tǒng)、傳感器在線激光修調(diào)系統(tǒng)、焊接機器人、在線智能測試系統(tǒng)。

移動終端智能制造新模式：工業(yè)機器人、高速高精加工中心、AGV小車、自動化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)、視覺化品質(zhì)檢測設(shè)備、RFID標簽與讀寫器及系統(tǒng)、自動化夾具。

（二）高檔數(shù)控機床和機器人智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持高檔數(shù)控機床及其數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機、功能部件等核心零部件的智能制造新模式應(yīng)用，實現(xiàn)高檔數(shù)控機床 智能制造的產(chǎn)品研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量控制的全流程智能化。

支持鑄、鍛、焊等基礎(chǔ)智能制造新模式應(yīng)用，實現(xiàn)基礎(chǔ)制造智能制造新模式的工藝模擬優(yōu)化、制造、物流、質(zhì)量追溯和供應(yīng)鏈管理的全流程智能化。

支持工業(yè)機器人及其高精度減速器、機械臂、伺服電機等零部件智能制造新模式，實現(xiàn)機器人智能制造新模式的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工、識別檢測和物流倉儲的全流程智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

高檔數(shù)控機床及其核心部件智能制造新模式：運營成本降低10%以上，產(chǎn)品研制周期縮短50%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。

基礎(chǔ)智能制造新模式：運營成本降低20%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。

機器人及其核心部件智能制造新模式：運營成本降低10%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，能源利用率提高4%以上。

2）技術(shù)指標

高檔數(shù)控機床及其核心部件智能制造新模式：產(chǎn)品設(shè)計全面采用數(shù)字化技術(shù)，制造過程數(shù)控化率達到90%以上，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)字化智能加工裝備、NC系統(tǒng)、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統(tǒng)等設(shè)備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，采用信息化生產(chǎn)管理，構(gòu)成集成化的車間現(xiàn)場管控系統(tǒng)。產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)率達到95%以上。

基礎(chǔ)制造智能制造新模式：產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達到90%以上、制造過程的數(shù)控化率達到80%以上、形成完善工藝與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、建立完整的產(chǎn)品生命周期管理體系、構(gòu)建PLM和ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、仿真驗證、制造生產(chǎn)的數(shù)字化；采用傳感器、在線檢測、數(shù)控設(shè)備、機器人等智能裝備，實現(xiàn)制造過程的工藝優(yōu)化、批量定制、混線生產(chǎn)和質(zhì)量追溯的智能化要求。

機器人及其核心部件智能制造新模式：通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，采用信息化生產(chǎn)管理，構(gòu)成集成化的車間現(xiàn)場管控系統(tǒng)。可實現(xiàn)日連續(xù)三班生產(chǎn)，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)頻率 95%。形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量，建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，ICS/MES/ERP等系統(tǒng)高效無縫集成。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）申請3以上項專利、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成5項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

上下料、噴涂、裝配、打磨、焊接、檢測機器人，智能激光/重力/接近開關(guān)/光電開關(guān)等智能傳感器，自動識別系統(tǒng)，控制網(wǎng)絡(luò)與傳感，測控裝置與系統(tǒng)，功能安全評估系統(tǒng)，誤差檢測及軌跡糾偏等自動檢測系統(tǒng)。

（三）航空裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

重點支持基于模型的工程方法，融合互聯(lián)網(wǎng)思維及大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，從價值鏈、企業(yè)層、車間層和設(shè)備層共四個層面，提升航空裝備制造系統(tǒng)的狀態(tài)感知、實時分析、決策和精準執(zhí)行水平；以飛機、直升機及發(fā)動機整機研發(fā)、關(guān)鍵系統(tǒng)制造以及部/總裝為集成應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)計制造一體化云平臺、廣域協(xié)同供應(yīng)鏈、智能生產(chǎn)制造、敏捷運行支持，形成智能制造體系。

2、考核指標（1）綜合指標

產(chǎn)品研制周期縮短20%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，運營成本降低30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。（2）技術(shù)指標

實現(xiàn)供應(yīng)鏈面向以客戶為中心的能力協(xié)同優(yōu)化及智能感知與決策、生產(chǎn)系統(tǒng)能力仿真、車間/生產(chǎn)線的動態(tài)排產(chǎn)與調(diào)度、自適應(yīng)加工與裝配、基于模型的檢測、物流的智能配送。形成航空智能制造工程環(huán)境的方法、流程和工業(yè)軟件體系；設(shè)計全面采用數(shù)字技術(shù)；建立協(xié)同設(shè)計、制造和服務(wù)云平臺；開發(fā)智能制造運行系統(tǒng)；建立智能部/總裝生產(chǎn)線、智能物流配送系統(tǒng)等。建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)ICS/MES/ERP的無縫集成。

（3）知識產(chǎn)權(quán)

申請10項以上專利、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成10項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

智能部/總裝生產(chǎn)線；智能物流配送系統(tǒng)等；自適應(yīng)加工/裝配工藝設(shè)備；柔性工裝；智能測量檢驗設(shè)備；高精度復(fù)雜構(gòu)件增材制造設(shè)備；機器人自動鉆鉚系統(tǒng)；特種機器人等

（四）海洋工程裝備及高技術(shù)船舶智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

圍繞各類中間產(chǎn)品柔性、高效、智能化制造的需求，重點支持海工裝備、船舶及其配套產(chǎn)品的智能制造新模式。

2、考核指標

（1）綜合指標

產(chǎn)品研制周期縮短20%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，運營成本降低20%以上，產(chǎn)品不良品率降低5%以上，能源利用率提高12%以上。

（2）技術(shù)指標

產(chǎn)品設(shè)計采用三維CAD設(shè)計技術(shù)，并與CAE、CAPP、CAM有機集成，建設(shè)完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）；在各關(guān)鍵工序設(shè)備數(shù)控化率80%以上。建立車間級的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息互聯(lián)互通和有效集成。建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，并與車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和分析；配置數(shù)字化在線檢測和成品檢測設(shè)備，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動上傳，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；建設(shè)智能物流系統(tǒng)；建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)計劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)、檢驗的全過程閉環(huán)管理，并實現(xiàn)ICS、MES和ERP的無縫信息集成；采用大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，進行智能制造新模式的經(jīng)營、管理、決策的優(yōu)化。

（3）知識產(chǎn)權(quán)

申請15項以上專利、登記15項以上軟件著作權(quán)、形成15項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

材料檢測及標識智能單元、智能化加工流水線、智能成型工藝及裝備、智能化裝焊流水線

（五）先進軌道交通裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持基于機車車輛、信號系統(tǒng)、工程養(yǎng)護裝備及其關(guān)鍵零部件等智能制造新模式，實現(xiàn)先進軌道交通裝備產(chǎn)品研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量控制全流程的智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

運營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短50%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，能源利用率提高5%以上。

2）技術(shù)指標

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達到90%以上、制造過程的數(shù)控化率達到80%以上、形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、仿真驗證、制造執(zhí)行的數(shù)字化；采用傳感器、測控設(shè)備、數(shù)控加工設(shè)備、增材制造、機器人等智能裝備，實現(xiàn)制造過程的自動化和網(wǎng)絡(luò)化、物流采集信息化、物料傳送自動化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）

申請3項以上專利、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成5項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

上下料機械手、焊接機器人、噴涂機器人、激光焊接與切割設(shè)備、增材制造裝備、智能物流裝備、自動檢測設(shè)備、智能傳感器、工業(yè)信息安全防護裝備。

（六）節(jié)能與新能源汽車智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持以用戶訂單為基礎(chǔ)的柔性化生產(chǎn)體系和多種車型的任意順序的混流智能化生產(chǎn)，打造高效協(xié)同的汽車制造供應(yīng)體系，大幅提升新能源汽車智能制造水平。

2、考核指標 1）綜合指標

生產(chǎn)效率提升20%以上，資源綜合利用率提升20%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短50%以上，運營成本降低20%以上。

2）技術(shù)指標

節(jié)能與新能源汽車智能制造新模式：生產(chǎn)節(jié)拍提高20% 以上；實現(xiàn)多種車身產(chǎn)品平臺、多種車型的柔性生產(chǎn)；生產(chǎn)線工序間實現(xiàn)自動輸送，傳輸時間5～6秒；產(chǎn)品個性化配置率達到10%；可遠程升級的汽車電子控制單元（ECU）比例達到10%。

節(jié)能與新能源汽車電池智能制造新模式：實現(xiàn)軟包電池和方形鋁殼電池混流共線生產(chǎn)，實現(xiàn)模組自動化生產(chǎn)率100%，系統(tǒng)裝配自動化率80%以上；生產(chǎn)節(jié)拍達到15分鐘/組；生產(chǎn)效率提高10倍以上。動力電池系統(tǒng)數(shù)字化車間單線生產(chǎn)規(guī)模1.5萬組/年以上。集成企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動化采集及生產(chǎn)信息的雙向追溯。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）

申請專利10項以上（發(fā)明2項以上）、登記軟件著作權(quán)10項以上、形成4項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

伺服點焊焊接機器人、弧焊機器人、搬運機器人；機器人智能視覺識別系統(tǒng)；機器人智能協(xié)同系統(tǒng)；基于工業(yè)總線技術(shù)的可編程控制系統(tǒng)；智能切換定位裝置；閉環(huán)伺服位置傳感裝置；數(shù)字智能裝配設(shè)備、智能生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、基于工業(yè)總線技術(shù)的可編程控制系統(tǒng)、在線產(chǎn)品質(zhì)量檢查系統(tǒng)、智能自動化物流傳輸系統(tǒng)等。

（七）電力裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持建設(shè)發(fā)電設(shè)備核心零部件及智能電網(wǎng)中低壓配電設(shè)備和用戶端設(shè)備智能制造新模式。

2、考核指標 1）綜合指標

運營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短20%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。

2）技術(shù)指標

建立產(chǎn)品模型、制造模型、管理模型、質(zhì)量模型等數(shù)字模型，優(yōu)化配置互聯(lián)互通的產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）和車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。實現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化、企業(yè)管理信息化和制造執(zhí)行敏捷化，形成企業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達到100%。建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)和車間級工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，充分采集制造進度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息，并與車間MES實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。建立自動化智能化的加工、裝配、檢驗、物流等系統(tǒng)，并通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)和集成，關(guān)鍵加工工序數(shù)控化率達到80%以上。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）

申請3項以上專利（發(fā)明專利1項以上）、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成4項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

智能化加工流水線、機器人、智能檢測裝置、精益電子看板、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）。

（八）新材料智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

針對我國能源、環(huán)境、柔性電子、航空航天、國防裝備等高科技領(lǐng)域?qū)κ⑻祭w維的迫切需求，以石墨烯結(jié)構(gòu)與功能多樣化和可控化為目標，支持石墨烯智能制造新模式；支持年產(chǎn)1000噸的T700級碳纖維材料智能制造新模式，實現(xiàn)在生產(chǎn)執(zhí)行管理、先進過程控制與優(yōu)化、物流與質(zhì)量追溯等方面的智能化，形成具有知識產(chǎn)權(quán)的裝備與技術(shù)。

2、考核指標 1）綜合指標

生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，運營成本降低20%以上，能源利用率提高25%以上。

2）技術(shù)指標

石墨烯智能制造新模式：建立多級（多維多尺度）隨機模型結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)；建立智能制造裝備組件耦聯(lián)與參數(shù)逐級 優(yōu)化系統(tǒng)，通過元素、電場、缺陷、應(yīng)變等手段對材料物性原位實時調(diào)控。實現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯規(guī)模化低成本制備與功能調(diào)制技術(shù)的突破；實現(xiàn)石墨烯粉體材料層數(shù)和尺寸控制、可控表面改性和功能化的規(guī)模化制備；實現(xiàn)單層石墨烯薄膜的大面積連續(xù)制備和無損低成本轉(zhuǎn)移技術(shù)，單晶尺寸、導(dǎo)電性和透光度可控。薄膜室溫體電荷遷移率>104 cm2/(V·s)，面電阻達50 Ω/sq（可見光透過率>90%）；缺陷密度在103~1012/cm2之間可控。粉體比表面積>2600m2/g。年產(chǎn)能達20萬平方米（薄膜）/500噸（粉體）。異質(zhì)結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率>20%，選擇性滲透膜的脫鹽率>95%，柔性應(yīng)變傳感器的靈敏系數(shù)>105。

碳纖維智能制造新模式：關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率超過80%；實現(xiàn)全系統(tǒng)的傳動比控制等高精度運動控制和針對時變、非線性、大時滯等工藝對象的先進控制；建立企業(yè)內(nèi)部智能物流系統(tǒng)和產(chǎn)品追溯系統(tǒng)；建立橫跨化工、紡織、新材料多個領(lǐng)域的、行業(yè)特點鮮明的MES系統(tǒng)。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）

石墨烯智能制造新模式：申請6項以上發(fā)明專利、登記15項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案；

碳纖維智能制造新模式：申請2項以上發(fā)明專利、登記 3項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

DCS系統(tǒng)、專用控制系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)、智能檢測設(shè)備、基于條形碼的物流裝置、先進控制軟件、MES管理系統(tǒng)等。

（九）農(nóng)業(yè)機械智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持基于大中型拖拉機、收獲機械、大型農(nóng)機具及關(guān)鍵零部件智能制造新模式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、裝配的全流程智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

生產(chǎn)效率提高50%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高40%以上，運營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期降低20%以上。

2）技術(shù)指標

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達到80%以上、制造過程的數(shù)控化率達到80%以上、形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)農(nóng)機企業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)和控制與ERP、MES的 智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設(shè)備實現(xiàn)生產(chǎn)和物流的一體化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標準（技術(shù)規(guī)范）

申請2項以上專利、登記5項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

自動柔性生產(chǎn)線，高檔數(shù)控機械加工系統(tǒng)，現(xiàn)代化涂裝生產(chǎn)線，智能化物流系統(tǒng)，焊接機器人系統(tǒng)及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統(tǒng)，自動引導(dǎo)小車，數(shù)字化測量檢驗設(shè)備等。

第四篇：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(dāng)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(dāng)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。“部件工作中心島”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(dāng)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(dāng)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。“在不合格品控制流程中的隔離、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(dāng)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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第五篇：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。現(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。現(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(dāng)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。縱觀國際制造業(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。

參考文獻：

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