全球進(jìn)入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)變革時(shí)代刘绣，科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生革命性突破的先兆愈加明顯伟铸。信息技術(shù)向其它領(lǐng)域加速滲透和向深度應(yīng)用發(fā)展庵窄，將引發(fā)以智能聂弓、泛在狠浮、融合為特征的新一輪信息產(chǎn)業(yè)變革，引領(lǐng)機(jī)械產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展拔若。增長(zhǎng)模式深度調(diào)整的巨大壓力门冷，將促進(jìn)新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)、新能源技術(shù)加速突破和廣泛應(yīng)用驳楞，推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品綠色化發(fā)展叮凸。同時(shí)，重大技術(shù)創(chuàng)新將更多地出現(xiàn)在學(xué)科交叉領(lǐng)域献烦，各類(lèi)技術(shù)之間的相互融合也將更加頻繁滓窍，將會(huì)產(chǎn)生新的技術(shù)系統(tǒng)變革、重大學(xué)科突破以及新一輪科技革命及產(chǎn)業(yè)革命巩那±艉唬可以預(yù)計(jì)，在今后的5～20年即横，這些技術(shù)將發(fā)生重大創(chuàng)新突破噪生，并將有可能引發(fā)機(jī)械工程技術(shù)的巨大變革，推動(dòng)機(jī)械工業(yè)向綠色化令境、智能化、服務(wù)化方向發(fā)展顾瞪。

　　未來(lái)20年是我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)舔庶，確立在世界領(lǐng)先地位的關(guān)鍵歷史時(shí)期，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)組織編寫(xiě)了《中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)路線圖》陈醒，不僅提出11個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)路線圖惕橙，而且在其基礎(chǔ)上凝練出若干能影響到機(jī)械工業(yè)，以至制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程的重大钉跷、前沿性告岸、標(biāo)志性的8大技術(shù)問(wèn)題。

　　1．復(fù)雜系統(tǒng)的創(chuàng)意册榔、建模指模、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

　　建模、仿真瘤薪、優(yōu)化及協(xié)同管理是機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)不變的核心和關(guān)鍵枝玩。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)擁有復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)炊健，組成復(fù)雜系統(tǒng)的各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)與元素之間既相對(duì)獨(dú)立覆厦，又相關(guān)聯(lián)凰茫，上級(jí)系統(tǒng)擁有下級(jí)系統(tǒng)不具備的屬性和功能。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)往往是機(jī)们袜、電必工、液、控等多領(lǐng)域物理與信息技術(shù)的高度融合堰怜，具有多層次球垂、多目標(biāo)、多時(shí)空吠昭、高維度喊括、非線性、不確定性矢棚、開(kāi)放性等特征郑什。隨著計(jì)算、通信蒲肋、感知蘑拯、控制等技術(shù)的相互融合，復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)將進(jìn)一步呈現(xiàn)出智能化兜粘、網(wǎng)絡(luò)化申窘、復(fù)合化、分布式和嵌入式等技術(shù)特征孔轴。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)剃法，復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品所要滿足的需求層次越來(lái)越豐富和多樣，如何有效地將用戶的文化與情感需求融入到復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)意設(shè)計(jì)之中路鹰，是需要人們繼續(xù)探求的課題贷洲。歐美日韓等國(guó)制定了符合地域文化與情感的設(shè)計(jì)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)集群模式，美國(guó)建立了以技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)文化為代表的硅谷议幻、歐洲研發(fā)了現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)品牌文化相融合的產(chǎn)品诀次。融入文化與情感的創(chuàng)意設(shè)計(jì)技術(shù)屬于多學(xué)科交叉結(jié)合的新技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)主要有：創(chuàng)意認(rèn)知與協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)薯荷，情感表達(dá)與評(píng)價(jià)技術(shù)凳慈，文化品牌、文化構(gòu)成及多元文化融合設(shè)計(jì)技術(shù)等戒舆。

　　航空航天設(shè)備氨缅、大型交通運(yùn)輸工具、精密制造和加工設(shè)備、成套物料處理過(guò)程設(shè)備腹痹、工程機(jī)械熔布、微納機(jī)械、光電通訊設(shè)備都是復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)下伙，掌握復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)意默徘、建模、仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)吗浩，必將大幅提升我國(guó)重大裝備的自主設(shè)計(jì)能力和我國(guó)機(jī)械工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力建芙。

　　20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)懂扼、計(jì)算機(jī)輔助工程禁荸、計(jì)算機(jī)輔助制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（C3P：CAD/CAE/CAM/PDM）技術(shù)在國(guó)際工業(yè)界普及阀湿，相關(guān)軟件成了產(chǎn)品建模赶熟、仿真、優(yōu)化不可缺少的工具陷嘴。近10年來(lái)映砖，為適應(yīng)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，C3P發(fā)展成為M3P灾挨，即多體系統(tǒng)（Multibody System）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)邑退、多學(xué)科協(xié)同（Multi-discplines colaberative）設(shè)計(jì)、基于本構(gòu)融合的多領(lǐng)域物理建模（Multi-domain physical Modeling）及全生命周期管理（PLM）技術(shù)組成了當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模劳澄、仿真地技、優(yōu)化及管理的新一代技術(shù)特征。

　　以信息物理融合為標(biāo)志的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)秒拔，實(shí)際上是計(jì)算進(jìn)程與物理進(jìn)程的統(tǒng)一體墅纲，是集計(jì)算、通信與控制于一體的新一代智能系統(tǒng)恐呢。歐洲學(xué)者研發(fā)的多領(lǐng)域統(tǒng)一建模語(yǔ)言Modelica具有領(lǐng)域無(wú)關(guān)的通用模型描述能力游淆，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的不同領(lǐng)域子系統(tǒng)模型間的無(wú)縫集成。以美國(guó)為首的領(lǐng)域?qū)W者提出了信息-物理系統(tǒng)融合（Cyber-Physical System挚蟹，CPS）峡徽，旨在在統(tǒng)一框架下實(shí)現(xiàn)計(jì)算蓬甩、通訊木影、測(cè)量以及物理等多領(lǐng)域裝置的統(tǒng)一建模、仿真分析與優(yōu)化珠慧。國(guó)際多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模協(xié)會(huì)在Modelica3.0基礎(chǔ)上璃淤，最近推出多領(lǐng)域物理表達(dá)規(guī)范Modelica3.3，力圖在此基礎(chǔ)上支持網(wǎng)絡(luò)化、分布式伙斯、嵌入式系統(tǒng)建模與仿真乌迎。我國(guó)啟動(dòng)了題為《支持工業(yè)嵌入式應(yīng)用建模與仿真的三維功能樣機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)》的跟蹤性研究計(jì)劃。

　　基于CPS的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)建模笛坦、仿真和優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展和普及將大大加速汽車(chē)区转、航空航天、國(guó)防版扩、工業(yè)自動(dòng)化废离、精密儀器、重大基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域裝備的轉(zhuǎn)型升級(jí)礁芦，不斷提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力蜻韭；將催生出眾多具有計(jì)算、通信柿扣、控制肖方、協(xié)同和自治性能的功能創(chuàng)新產(chǎn)品，甚至產(chǎn)生新的行業(yè)未状。

　　2 ．零件精確成形技術(shù)

　　零件精確成形技術(shù)是指應(yīng)用先進(jìn)的成形工藝俯画、嚴(yán)格的幾何尺寸（控形）和內(nèi)在質(zhì)量控制（控性）技術(shù)，生產(chǎn)高幾何尺寸精度娩践、高內(nèi)在質(zhì)量的零件或零件毛坯的先進(jìn)制造技術(shù)活翩。零件精確成形技術(shù)的先進(jìn)性體現(xiàn)在：（1）節(jié)約材料與能源：材料利用率一般較傳統(tǒng)的成形工藝提高20%－40％，冷精鍛精確成形可使材料利用率提高到98％以上翻伺，精確鑄造成形技術(shù)也可達(dá)到90%以上矩袖。精確塑性成形技術(shù)大多數(shù)是在室溫下實(shí)施的，免除了加熱工序第六，節(jié)約了加熱能量拖牢，大大減少了零件生產(chǎn)過(guò)程的能量消耗。（2）免除或減少成形后續(xù)加工：凈成形零件的幾何形狀與尺寸乙遵，已全部達(dá)到零件的使用要求浦忠，成形后即可使用，完全免除后續(xù)加工轮庵；近凈成形產(chǎn)品韩记，關(guān)鍵部位已達(dá)到使用要求，不需后續(xù)加工沦靖，一般可節(jié)約加工工時(shí)50％以上喂交；精密成形產(chǎn)品，一部分尺寸已滿足使用要求防偿，其余部分留有較小的加工余量察夕，一般可減少加工工時(shí)30％以上。（3）提高零件的內(nèi)在質(zhì)量：成形過(guò)程中還同時(shí)考慮通過(guò)控制溫度、壓力区匣、流體場(chǎng)偷拔、電磁場(chǎng)等外部載荷的施加，使得最終零件達(dá)到相應(yīng)的性能亏钩。因此莲绰，發(fā)展零件精確成形技術(shù)，對(duì)機(jī)械工業(yè)節(jié)約資源姑丑、能源和環(huán)境友好钉蒲，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

　　工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視零件精確成形技術(shù)的發(fā)展彻坛。上世紀(jì)90年代初顷啼，美國(guó)針對(duì)汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)提出了“2毫米工程”目標(biāo)，即一輛汽車(chē)車(chē)身所有覆蓋件組裝后的累積誤差不超過(guò)2毫米昌屉，顯而易見(jiàn)钙蒙，分配到每一個(gè)工件的誤差就更小。這一工程的實(shí)施间驮，使汽車(chē)車(chē)身制造水平上了一個(gè)新臺(tái)階躬厌。美國(guó)又提出新的目標(biāo)：到2020年，塑性成形零件加工廢屑減少90％试填，能耗減少25％坠狈，成本降低60％。日本三麦、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也提出了相應(yīng)目標(biāo)墙冻。日本、德國(guó)是零件精確成形技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家屈宿，冷溫精確成形件精度普遍達(dá)到8級(jí)精度奏尽，小型軸承環(huán)、小型傘齒輪已達(dá)到7級(jí)精度脸嗜，冷溫精確成形件已占模鍛件的25％菠珍。我國(guó)冷溫精確成形件比德日兩國(guó)低一級(jí)，普遍達(dá)到9級(jí)精度亭弥，少量達(dá)到8級(jí)精度阴香，精確成形件只占模鍛件的5％。德日兩國(guó)精確成形大多數(shù)是在全自動(dòng)生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)粮剃，而我國(guó)全自動(dòng)生產(chǎn)線鳳毛麟角恳蹲，差距較大。上世紀(jì)80年代在國(guó)外發(fā)展起來(lái)的增量制造技術(shù)（也稱為快速成形技術(shù)）采用CAD數(shù)據(jù)直接驅(qū)動(dòng)材料進(jìn)行累加赋除，精確制造原型或零件阱缓，使得復(fù)雜零件的制造效率大幅度提高。國(guó)外的許多企業(yè)將增量制造技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造上举农。美國(guó)通用電氣公司在采用金屬選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜零部件荆针，與傳統(tǒng)加工方式相比，增量制造技術(shù)可以加工復(fù)雜零部件颁糟，且更省材料航背、時(shí)間和能源，因此棱貌，在航空航天玖媚、大型艦船復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件制造和維護(hù)方面具有優(yōu)勢(shì)。

　　精確成形技術(shù)在汽車(chē)婚脱、航天航空今魔、大型艦船等制造業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)展先進(jìn)精確成形技術(shù)障贸，對(duì)于大批量產(chǎn)品以及多品種错森、小批量、復(fù)雜性零部件的生產(chǎn)具有十分重要的作用厨杆，它可大大提高零件的制造水平东种，并且節(jié)約資源和能源。

　　3．大型結(jié)構(gòu)件成形技術(shù)

　　大型鑄翎郭、鍛撮译、焊結(jié)構(gòu)件是大型裝備中的關(guān)鍵核心構(gòu)件，其受力繁重蔽掀，工況特殊龄羽，安全可靠性與技術(shù)要求極高。大型結(jié)構(gòu)件的成形制造涉及冶金循抱、鑄造徐渗、鍛造、焊接帘达、熱處理等多種制造工藝店麻，制造過(guò)程復(fù)雜，技術(shù)含量高栏蝙，涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域的集成坐求。

　　2005年我國(guó)大型結(jié)構(gòu)件的使用量已占世界總量的60%，成為世界大型鑄鍛件使用的第一大國(guó)晌梨。我國(guó)在大型結(jié)構(gòu)件鑄造能力上已經(jīng)有了重大突破桥嗤。2009年采用重560t的特大型鋼錠在160MN水壓機(jī)上成功鍛造我國(guó)首支1100MW核電發(fā)電機(jī)半速轉(zhuǎn)子，鍛造的轉(zhuǎn)子直徑2050mm,總長(zhǎng)16400mm仔蝌，坯料重310噸泛领。但從總體看荒吏，我國(guó)大型結(jié)構(gòu)件的成形技術(shù)的整體水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。例如：我國(guó)急需的重大裝備-超臨界汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的高中壓轉(zhuǎn)子全部依賴進(jìn)口渊鞋。發(fā)達(dá)國(guó)家的大型件生產(chǎn)制造技術(shù)對(duì)中國(guó)嚴(yán)格保密绰更，甚至嚴(yán)格限制產(chǎn)品出口。

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)在今后20年里繼續(xù)快速增長(zhǎng)锡宋，能源儡湾、冶金、石化执俩、船舶徐钠、航空航天等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)大型結(jié)構(gòu)件成形技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了更為廣闊的前景，提出了更高的要求蚤就。如發(fā)展不銹鋼鑄件鑄造成形技術(shù)寥伍，高溫合金單晶葉片定向凝固技術(shù)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)件精密體積成形技術(shù)闰厨，大型焊接結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化扎趋、智能化焊接技術(shù)。

　　4．高速精密加工技術(shù)

　　機(jī)械工業(yè)玄饶，特別是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展對(duì)生產(chǎn)效率提出了更高的要求莲态，提高效率的一條重要途徑是提高加工的速度，實(shí)現(xiàn)高速化李腐。同時(shí)秤凡，航空航天等領(lǐng)域某些特殊難加工材料也必須采用高速加工才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。國(guó)際上憎苦，金屬切削機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到20000r/min丘登、進(jìn)給速度最高可達(dá)100m/min、加速度1g叁震。

　　高速精密加工具有生產(chǎn)效率高竿漂、加工精度高、表面質(zhì)量高和生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)窘问。高速切削刀具的發(fā)展改變了加工工藝辆童，“以切代磨”使加工后的表面質(zhì)量提高，可直接加工硬度達(dá)50-60HRC的淬硬材料惠赫。另一方面把鉴，強(qiáng)力成型磨削工藝可實(shí)現(xiàn)“以磨代切”，一次磨削25～32mm儿咱，比普通磨床要快數(shù)百倍庭砍。高速精密加工正成為機(jī)械工業(yè)應(yīng)用最廣泛的加工方法之一，在航空航天混埠、汽車(chē)及零部件怠缸、模具等行業(yè)發(fā)展迅速诗轻，高速高精密數(shù)控機(jī)床在這些行業(yè)中將逐漸占主導(dǎo)地位。與此同時(shí)揭北，新型刀具如超硬刀具扳炬、新型涂層刀具層出不窮，使得高速高效切削條件下刀具壽命顯著增長(zhǎng)罐呼，將進(jìn)一步拓展高速精密切削技術(shù)的應(yīng)用范圍。

　　高速精密加工技術(shù)主要應(yīng)用在宏觀尺度零件加工和部分微細(xì)零件加工确确，提高加工速度尺夺、幾何精度和降低表面粗糙度，以保證實(shí)現(xiàn)所構(gòu)成機(jī)器部件配合的可靠性面啄，運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)的的精準(zhǔn)性舒叨，長(zhǎng)壽命、低能耗和低運(yùn)行費(fèi)用焊蕉。傳統(tǒng)的精密加工將會(huì)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下滔测，創(chuàng)造新一代高速、高精度加工新技術(shù)谊弯。預(yù)計(jì)到2020年罚迹，1--10μm精密加工級(jí)高速加工，表面粗糙度可達(dá)0.02-0.4μm霍鹿，用于鋼鐵的銑削速度達(dá)到400-500m/min异这。預(yù)計(jì)到2030年，0.5--1μm超精密加工級(jí)高速加工障漓，表面粗糙度可達(dá)0.01-0.2μm愤售，用于鋼鐵的銑削速度達(dá)到1500-2500m/min，并為深亞微米精度級(jí)高速加工技術(shù)（精度優(yōu)于0.3μm）提供技術(shù)支持胎许。

　　5．微納器件與系統(tǒng)（MEMS）

　　微納器件與系統(tǒng)是利用微納和精密加工技術(shù)峻呛，集約電子、機(jī)械辜窑、材料钩述、控制等新技術(shù)發(fā)展，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)穆碎、生物切距、醫(yī)療、汽車(chē)惨远、機(jī)械制造等產(chǎn)業(yè)的需求谜悟，研制能夠解決傳感、測(cè)量北秽、驅(qū)動(dòng)葡幸、能源等問(wèn)題的器件最筒、部件和系統(tǒng)。目標(biāo)是以批量制造技術(shù)生產(chǎn)低成本蔚叨、高精度床蜘、高可靠性的微納器件，拓展終端產(chǎn)品功能议猛，提高終端產(chǎn)品性能玛呐，降低終端產(chǎn)品功耗和成本。

　　微納器件與系統(tǒng)的主要特征是：微型化蟋晾。器件特征結(jié)構(gòu)尺寸范圍0.1mm-1mm冻咆。集成化。集微型機(jī)構(gòu)策哈、微型傳感器炮家、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、直至接口泪缨、通訊和電源等于一體媚瘫。高性能。體積小虱忙、重量輕逢痕、耗能低、慣性小狼楔、諧振頻率高肺樟、響應(yīng)時(shí)間短、性能穩(wěn)定逻淌。批量化么伯。有利于大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本卡儒。

　　從上世紀(jì)80年代以來(lái)田柔，以美國(guó)、日本骨望、西歐為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家特別注重發(fā)展MEMS技術(shù)硬爆。我國(guó)微納器件和系統(tǒng)的發(fā)展起源于上世紀(jì)90年代，從“九五”起擎鸠，經(jīng)過(guò)三個(gè)五年計(jì)劃的支持缀磕，已經(jīng)在制造平臺(tái)建設(shè)和工藝研究、以慣性器件為主的器件研究劣光、便攜式儀器研究袜蚕、微流體器件和系統(tǒng)、以微納衛(wèi)星為代表的集成微系統(tǒng)等方面取得了一系列突破绢涡。目前在整體技術(shù)水平上與國(guó)外尚有明顯差距消弧，但在個(gè)別領(lǐng)域堡雁，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)甚至領(lǐng)先水平。

　　未來(lái)20年室域，微納器件和系統(tǒng)將取得突破性的進(jìn)展淹疙，朝著微納結(jié)合、集成化杜域、儀器化柴哈、智能化的方向迅速發(fā)展。NEMS器件占微納傳感器件的份額將提高到50%以上唁谣；黑硅材料成為光伏器件的主流冶巴，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到50%以上；將有望用MEMS技術(shù)解決復(fù)明省瓜、復(fù)聰?shù)葐?wèn)題秋鹅。

　　6．智能制造裝備

　　20世紀(jì)50年代誕生的數(shù)控技術(shù)赤巢、以及隨后出現(xiàn)的機(jī)器人技術(shù)和CAD技術(shù)彤笼，開(kāi)創(chuàng)了數(shù)字制造的先河，加速了制造技術(shù)與信息技術(shù)的融合仁热，從此榜揖，信息技術(shù)成為制造技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力之一。智能制造是研究制造活動(dòng)中的信息感知與分析抗蠢、知識(shí)表示與學(xué)習(xí)举哟、智能決策與執(zhí)行的一門(mén)綜合交叉技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)屬性和功能的必然手段迅矛。智能制造技術(shù)推動(dòng)了機(jī)械制造妨猩、航空航天、電子制造秽褒、化工冶金等行業(yè)的智能化進(jìn)程壶硅，孕育和促進(jìn)以制造資源軟件中間件、制造資源模型庫(kù)销斟、材料及工藝數(shù)據(jù)庫(kù)庐椒、制造知識(shí)庫(kù)、智能物流管理與配送等為主要產(chǎn)品蚂踊、為制造企業(yè)提供咨詢约谈、分析、設(shè)計(jì)犁钟、維護(hù)和生產(chǎn)服務(wù)的現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)填篱。智能制造技術(shù)主要包括制造智能技術(shù)、智能制造裝備技術(shù)恃葫、智能制造系統(tǒng)技術(shù)舱闪、智能制造服務(wù)技術(shù)眼栽。

　　智能制造裝備是注入了數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)的制造設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心載體阶务，其主要特征是：對(duì)制造過(guò)程狀況（工況或環(huán)境）實(shí)時(shí)感知贸渐、處理和分析能力；實(shí)時(shí)辨識(shí)和預(yù)測(cè)制造過(guò)程狀況變化的能力忧龙；根據(jù)制造過(guò)程狀況變化的自適應(yīng)規(guī)劃当盘、控制和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償能力；對(duì)自身故障自診斷渣雁、自修復(fù)能力驮肄；對(duì)自身性能劣化的主動(dòng)分析和維護(hù)能力；具有參與網(wǎng)絡(luò)集成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的能力兑蹦。智能制造裝備是制造技術(shù)悬朱、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)脖母、傳感技術(shù)士鸥、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體谆级，是實(shí)現(xiàn)高效烤礁、高品質(zhì)、安全可靠的成形加工和生產(chǎn)的新一代制造裝備肥照。

　　未來(lái)智能制造的產(chǎn)品主要是：智能機(jī)床/智能加工中心脚仔；智能機(jī)器人；智能成形設(shè)備舆绎；特種智能制造裝備鲤脏。

　　7 ．智能化集成化傳動(dòng)技術(shù)

　　智能化集成化傳動(dòng)技術(shù)是指將傳統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)吕朵、總線技術(shù)猎醇、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)液壓/氣動(dòng)/密封边锁、齒輪姑食、軸承等傳動(dòng)件在線實(shí)時(shí)控制、在線監(jiān)測(cè)乾哆、自我診斷道竖、自我修復(fù)及多種元件與功能的集成。智能化集成化傳動(dòng)將提高產(chǎn)品性能翩愧、簡(jiǎn)化系統(tǒng)汰浊、提高系統(tǒng)柔性，提升傳動(dòng)效率、產(chǎn)品安全性丐作、可靠性捉泣，是機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)和傳動(dòng)件發(fā)展的重要方向。

　　關(guān)鍵基礎(chǔ)件是現(xiàn)代裝備發(fā)展的基礎(chǔ)秒聪，特別是高效舵素、節(jié)能、長(zhǎng)壽命跷焚、高安全性弥容、高可靠性、高精度逸萄、高功率密度葫督、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境苛刻要求的傳動(dòng)件是未來(lái)需要大力發(fā)展的產(chǎn)品。現(xiàn)代重大裝備裝機(jī)功率越來(lái)越大板惑，工作環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)酷橄镜，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性冯乘、準(zhǔn)確性洽胶、位置、速度往湿、柔性等技術(shù)要求越來(lái)越高妖异，智能化惋戏、集成化的傳動(dòng)技術(shù)和傳動(dòng)元件能適應(yīng)這些發(fā)展的要求领追，是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)，對(duì)提升我國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)件自主創(chuàng)新能力响逢，突破重大裝備自主化發(fā)展瓶頸起著重要作用绒窑。

　　智能化集成化傳動(dòng)的特點(diǎn)：（1）具有在線監(jiān)測(cè)、自診斷舔亭、自維護(hù)功能些膨；（2）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)控制；（3）是多種元器件（包括傳感器巧焕、傳動(dòng)件捅冈、控制元件、執(zhí)行元件转甥、軟件或數(shù)據(jù)庫(kù)）的集成和多種功能的集成舌多；（4）即插即用。是指快速簡(jiǎn)易安裝傳動(dòng)組件即可投入使用享立，而不需安裝驅(qū)動(dòng)程序或重新配置系統(tǒng)盘秕。

　　近幾年，智能化集成化新型傳動(dòng)件或組件相繼問(wèn)世，是傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的前沿抢熟。具有模塊設(shè)計(jì)柄叹、數(shù)字電氣接口、高層次通訊功能匾蛆、自由組合漓客、智能接合、方便集成功能的元件和系統(tǒng)是未來(lái)工業(yè)智能化的基礎(chǔ)切油，新型模塊化智能化電-液较幌、電-氣復(fù)合機(jī)電系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用。

　　智能化集成化一體化液壓傳動(dòng)白翻。液壓元件與乍炉、內(nèi)嵌式傳感器和微處理器一體化提高了系統(tǒng)的集成度和緊湊性；采用更高層次總線通訊技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)滤馍，提高了分布式智能電液控制系統(tǒng)的性能岛琼；在智能控制器中采用傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控、檢測(cè)摩擦磨損和泄漏狀態(tài)巢株，用于系統(tǒng)故障診斷槐瑞、預(yù)測(cè)、排除與維護(hù)阁苞，提高了系統(tǒng)的品質(zhì)和可靠性困檩。

　　智能化集成化模塊化氣動(dòng)元件和組件。具有有線或無(wú)線聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控那槽、故障預(yù)測(cè)及自我診斷等功能的智能化模塊化氣動(dòng)元件悼沿、組件、閥島已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用骚灸。工業(yè)自動(dòng)化人機(jī)界面技術(shù)及產(chǎn)品推動(dòng)氣動(dòng)元件與傳感器摊咨、智能視覺(jué)系統(tǒng)的結(jié)合，以滿足智能工業(yè)遠(yuǎn)程檢測(cè)热跨、診斷及控制的要求氏长。

　　智能化密封。根據(jù)密封件使用狀況悍暴，調(diào)整密封能力壳荣、監(jiān)測(cè)密封水平、預(yù)測(cè)密封壽命汽心，可大幅度提高密封的可靠性與壽命及安全性與可維修性吟钻，減少泄漏、停機(jī)維修成本和能源消耗束湃。

　　智能化齒輪傳動(dòng)拯骤。汽車(chē)用電子控制自動(dòng)變速器是齒輪傳動(dòng)向智能化發(fā)展一個(gè)典型例子大愁，它通過(guò)各種傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速婚蛮、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度乎壮、車(chē)速、輪轂軸承運(yùn)動(dòng)例获、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫汉额、自動(dòng)變速器液壓油溫等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并輸入電子控制器中榨汤，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作蠕搜，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。大型火電機(jī)組用齒輪調(diào)速裝置則是齒輪傳動(dòng)與液力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)集成的典型產(chǎn)品收壕，具有無(wú)級(jí)調(diào)速妓灌、節(jié)能、安全保護(hù)等功能蜜宪。

　　智能化集成化軸承組件虫埂。具有智能監(jiān)控與早期預(yù)警技術(shù)，融合主機(jī)或功能一體化圃验、設(shè)備性能的多樣性要求的軸承技術(shù)已成為軸承產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)掉伏。如集成防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的三代轎車(chē)輪轂軸承單元、具有狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與早期預(yù)警功能的高速鐵路軸承單元澳窑。

　　8．?dāng)?shù)字化工廠

　　數(shù)字化工廠是利用數(shù)字化技術(shù)斧散，特別是泛在網(wǎng)絡(luò)（包括互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)）技術(shù)圾篱，實(shí)時(shí)獲取工廠內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)和信息啸席，集成相關(guān)人員知識(shí)，智慧地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)说拾、生產(chǎn)凰拇、管理掘防、銷(xiāo)售蝗广、服務(wù)的現(xiàn)代化工廠模式。目標(biāo)是使供應(yīng)鏈窿茧、工廠和加工單元的效率最高音族、對(duì)環(huán)境的不良影響最小、員工和用戶的滿意度最高算郭。

　　數(shù)字化工廠的主要特征是：透明性宇团。工廠對(duì)內(nèi)外環(huán)境、員工工作狀況及創(chuàng)新能力具有很強(qiáng)的感知能力循谨。集成化纺倍。工廠的各種數(shù)據(jù)嗡身、信息、過(guò)程和信息系統(tǒng)高度集成讲仰，企業(yè)間密切協(xié)同慕趴。智慧型。集成全體員工的智慧鄙陡，通過(guò)人機(jī)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)冕房，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體最優(yōu)。

　　數(shù)字化工廠將提供透明的工廠環(huán)境趁矾，使工廠管理高效和精準(zhǔn)耙册；提供大范圍高效實(shí)時(shí)的信息集成系統(tǒng)，使企業(yè)資源得到最優(yōu)配置組合毫捣，實(shí)現(xiàn)浪費(fèi)最小详拙，效率最高；提供公平蔓同、公正溪厘、客觀、完整的員工評(píng)價(jià)機(jī)制和系統(tǒng)牌柄，充分調(diào)動(dòng)全體員工的積極性和創(chuàng)造性畸悬；提供內(nèi)嵌專(zhuān)業(yè)知識(shí)的整體解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)粥蜘、制造和管理的最優(yōu)化蒂拯，降低產(chǎn)品全生命周期成本，使用戶在產(chǎn)品全生命周期中都很滿意渔缅，最大程度節(jié)約資源任肯，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。

　　數(shù)字化工廠適合在制造高度復(fù)雜產(chǎn)品（如大型商業(yè)飛機(jī)）演湘、超大型尺寸產(chǎn)品（如大型艦船）绿窿、超微小產(chǎn)品（如大規(guī)模集成電路）的行業(yè)，以及對(duì)人有害的作業(yè)環(huán)境（如汽車(chē)油漆生產(chǎn)線）下優(yōu)先發(fā)展窃裙。

　　數(shù)字化工廠在國(guó)際上發(fā)展非常迅速纹轩。發(fā)達(dá)國(guó)家采用數(shù)字化技術(shù)支持全球協(xié)同設(shè)計(jì)和制造；各種集成專(zhuān)業(yè)知識(shí)的企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)快速發(fā)展宦噩；面向服務(wù)的信息系統(tǒng)集成技術(shù)幫助企業(yè)集成各種信息系統(tǒng)缅科；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧地球概念拓展到智慧企業(yè)，實(shí)現(xiàn)低碳制造衰拄；基于Web2.0的大眾協(xié)同建設(shè)技術(shù)帶來(lái)全新的發(fā)展模式耗跛；應(yīng)用服務(wù)提供（ASP）、計(jì)算網(wǎng)格和云計(jì)算為數(shù)字化工廠提供了高效攒发、便捷的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)调塌。

　　機(jī)械工程技術(shù)路線圖的實(shí)施需要得到政府的理解和政策環(huán)境的支持晋南，企業(yè)積極主動(dòng)的參與和有關(guān)部門(mén)的緊密合作，良好的人才育成和技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境羔砾，一系列有力舉措和實(shí)際行動(dòng)搬俊，只有具備了創(chuàng)新、人才蜒茄、體系唉擂、機(jī)制、開(kāi)放等關(guān)鍵要素檀葛，路線圖的實(shí)施才能成為廣泛玩祟、深入、創(chuàng)造性的實(shí)踐屿聋，路線圖的目標(biāo)才可能實(shí)現(xiàn)空扎。期望《中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)路線圖》經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)，期望中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)取得創(chuàng)新突破润讥，期望中國(guó)機(jī)械工業(yè)由大變強(qiáng)碎师，期望中國(guó)盡快成為制造強(qiáng)國(guó)乃至創(chuàng)造強(qiáng)國(guó)！

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