1  引言

智能制造（Intelligent Manufacturing欲险，IM）以新的數(shù)字信息技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合新的制造工藝和材料须喂，貫穿產(chǎn)品的設(shè)計(jì)吁断、生產(chǎn)、管理坞生、服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)仔役，是先進(jìn)制造過(guò)程妒贞、系統(tǒng)與模式的總稱，具有信息深度自感知惠所、優(yōu)化自決策和精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能剑银。在智能制造過(guò)程中，利用多功能傳感器和智能控制系統(tǒng)更掺，設(shè)備可以進(jìn)行自感知锄垛、自分析、自決策等智能活動(dòng)拴挫，減少設(shè)備響應(yīng)問(wèn)題的時(shí)間默峦，實(shí)時(shí)反饋并優(yōu)化生產(chǎn)物流信息，提升企業(yè)生產(chǎn)效率揩榴。智能制造可分為三個(gè)層次：一是智能制造裝備袱类，智能制造離不開(kāi)智能裝備的支撐，包括高級(jí)數(shù)控機(jī)床柱爵、配備新型傳感器的智能機(jī)器人趣匪、智能化成套生產(chǎn)線等，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化牢贸、智能化、高效化镐捧；二是智能制造系統(tǒng)潜索，是一種由智能設(shè)備和人類專家結(jié)合物理信息技術(shù)共同構(gòu)建的智能生產(chǎn)系統(tǒng)，可以不斷進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和優(yōu)化懂酱，并隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐動(dòng)態(tài)發(fā)展竹习；三是智能制造服務(wù)，與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的智能制造過(guò)程涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)列牺、生產(chǎn)整陌、管理、服務(wù)的全生命周期瞎领，可以根據(jù)用戶需求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定制化生產(chǎn)泌辫，最終形成全生產(chǎn)服務(wù)生態(tài)鏈。智能制造企業(yè)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)到經(jīng)營(yíng)的全生命周期進(jìn)行管控九默，通過(guò)融合生產(chǎn)工藝流程震放、供應(yīng)鏈物流和企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式，有效串聯(lián)業(yè)務(wù)與制造過(guò)程驼修，最終使工廠在一個(gè)柔性殿遂、敏捷、智能的制造環(huán)境中運(yùn)行敌夜，大幅度優(yōu)化了生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性盔锦。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)塞这、信息數(shù)字技術(shù)的迅速進(jìn)步，智能制造大范圍推廣成為可能奖冻。經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)積累窜鳍，在21世紀(jì)的第二個(gè)十年，智能制造在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展账阳，制造業(yè)強(qiáng)國(guó)不斷推出新舉措阁喉，通過(guò)政府、行業(yè)組織狡氏、企業(yè)等協(xié)同推進(jìn)智能制造發(fā)展噪设，以提升工業(yè)制造實(shí)力，培育行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)伍毙。2011年美國(guó)實(shí)施“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”戰(zhàn)略乔墙，2013德國(guó)提出“工業(yè)4.0”計(jì)劃，2014年英國(guó)開(kāi)展“高價(jià)值制造”戰(zhàn)略丐重，2015年日本頒布“機(jī)器人新戰(zhàn)略”腔召，2016年歐盟頒布“數(shù)字化歐洲工業(yè)計(jì)劃”。智能制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)在世界范圍內(nèi)逐漸擴(kuò)大興起扮惦，我國(guó)的智能制造也應(yīng)運(yùn)而生臀蛛。2015年5月，我國(guó)發(fā)布《中國(guó)制造2025》文件崖蜜，同樣指出要以推進(jìn)智能制造為制造業(yè)發(fā)展主攻方向浊仆，構(gòu)建以智能制造為重點(diǎn)的新型制造體系。這些戰(zhàn)略說(shuō)明智能制造已成為制造業(yè)重要發(fā)展趨勢(shì)豫领，促進(jìn)新的生產(chǎn)管理方式抡柿、商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式、產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)的形成等恐，將對(duì)全球工業(yè)的產(chǎn)業(yè)格局帶來(lái)重大的影響洲劣，進(jìn)而引發(fā)第四次工業(yè)革命。

裝備制造業(yè)是制造業(yè)的核心和支柱课蔬，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)囱稽，是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)條件二跋。高度發(fā)達(dá)的裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化的必要條件坐署，也是一個(gè)國(guó)家的技術(shù)水平和綜合國(guó)力的集中體現(xiàn)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展挥挚，中國(guó)裝備制造業(yè)已形成門類齊全玻岳、產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)群，少數(shù)產(chǎn)品已達(dá)到世界領(lǐng)先水平卜伟，取得了不錯(cuò)的成績(jī)别孵，但仍需意識(shí)到我國(guó)傳統(tǒng)裝備制造業(yè)還面臨高端核心技術(shù)依賴國(guó)外進(jìn)口声碴、技術(shù)創(chuàng)新體系不健全以及產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩等問(wèn)題。

如今中國(guó)智能制造快速發(fā)展葛窜，為傳統(tǒng)制造業(yè)的升級(jí)提供了良好契機(jī)扫应。加快推進(jìn)裝備制造業(yè)智能化，建立完備的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系珊侍，是落實(shí)工業(yè)化和信息化深度融合戰(zhàn)略的重要舉措忽秕。以智能制造帶動(dòng)裝備制造業(yè)智能化升級(jí)，再以裝備制造業(yè)智能改造推動(dòng)智能制造在全行業(yè)普及豹谎，可以更好地達(dá)成我國(guó)的制造強(qiáng)國(guó)夢(mèng)悦要。

2  智能制造發(fā)展的主要領(lǐng)域

分析智能制造發(fā)展現(xiàn)狀可知，智能制造的集成創(chuàng)新和應(yīng)用示范主要聚焦感知媳叨、控制腥光、決策、執(zhí)行等核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)糊秆；通過(guò)推進(jìn)產(chǎn)教研用聯(lián)合創(chuàng)新武福，攻克關(guān)鍵技術(shù)，提高質(zhì)量和可靠性痘番；通過(guò)集成開(kāi)發(fā)一批重大成套裝備捉片，推進(jìn)工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。以下六大領(lǐng)域是智能制造的重點(diǎn)研發(fā)方向汞舱。

2.1 工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人（Industrial Robot）是一種集成計(jì)算機(jī)技術(shù)伍纫、制造技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)并配備傳感器兵拢、人工智能系統(tǒng)的智能生產(chǎn)裝備翻斟。其主體由機(jī)器本體逾礁、控制器说铃、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，具有擬人化栗柴、自控制碟荐、可重復(fù)編程等特性。隨著人工智能技術(shù)憎材、多功能傳感技術(shù)以及信息收集未蚕、傳輸和分析技術(shù)的迅速突破與提升，配備了傳感器投墩、機(jī)器視覺(jué)和智能控制系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人逐漸呈現(xiàn)出智能化辛啰、服務(wù)化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)彰畅。智能化使工業(yè)機(jī)器人可以根據(jù)對(duì)環(huán)境變化的感知迂奋，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)级轰，在機(jī)器設(shè)備之間、人機(jī)之間進(jìn)行交互嘱垛，并對(duì)環(huán)境自主作出判斷琢喷、決策，從而減少生產(chǎn)過(guò)程對(duì)人的依賴那惜；服務(wù)化要求未來(lái)的機(jī)器人結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)算行，在離線的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)在線的主動(dòng)服務(wù)苫耸；標(biāo)準(zhǔn)化是指機(jī)工業(yè)器人的各種組件和構(gòu)件實(shí)現(xiàn)模塊化州邢、通用化，使工業(yè)機(jī)器人使用更加簡(jiǎn)便鲸阔，并降低制造成本偷霉。

2.2.智能數(shù)控機(jī)床

智能數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床的高級(jí)形態(tài)，融合了先進(jìn)制造技術(shù)褐筛、信息技術(shù)和智能技術(shù)类少，具有自主學(xué)習(xí)能力，可以預(yù)估自身的加工能力渔扎，利用歷史數(shù)據(jù)估算設(shè)備零件的使用壽命硫狞；能夠感知自身的加工狀態(tài)，監(jiān)視晃痴、診斷并修正偏差残吩；對(duì)所加工工件的質(zhì)量進(jìn)行智能化評(píng)估；通過(guò)各種功能模塊倘核，實(shí)現(xiàn)多種加工工藝泣侮，提高加工效能和控制度。其發(fā)展呈智能化侧缔、多功能化鹏闭、控制系統(tǒng)小型化趨勢(shì)。

2.3 3D打雍省（增材制造）

3D打印技術(shù)以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)峭签，應(yīng)用可粘合材料，通過(guò)連續(xù)的物理層疊加蚜遥，逐層增加材料來(lái)生成三維實(shí)體辱闺，因而又被稱為增材制造（Additive Manufacturing，AM）由饵，是融合了數(shù)字建模技術(shù)狈榛、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)故咽、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多方面的前沿性纽他、知識(shí)綜合性應(yīng)用技術(shù)习棋，可對(duì)個(gè)性化、小批量產(chǎn)品進(jìn)行很好的成本控制呐粘，預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)更多地應(yīng)用在生物醫(yī)療满俗、航空航天、軍工等小批量個(gè)性化需求的領(lǐng)域作岖。此外唆垃，為了節(jié)省支撐材料帶來(lái)的打印成本，未來(lái)3D打印將向著無(wú)支撐化研究發(fā)展痘儡，例如現(xiàn)在已經(jīng)較為成熟的懸浮3D打印和高速激光燒結(jié)（HSS）辕万。

2.4 智能傳感器

智能傳感器（Intelligent Sensor）是一種將待感知、待控制的參數(shù)量化并集成應(yīng)用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的新型傳感器沉删，具有高性能渐尿、高可靠性、多功能等特性矾瑰，帶有微處理機(jī)系統(tǒng)砖茸，具有信息感知采集、診斷處理殴穴、交換的能力凉夯，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。未來(lái)的智能傳感器將更多地結(jié)合微處理器和新型工藝材料掷膛，如表面硅微機(jī)械加工以及用來(lái)形成三維微機(jī)械結(jié)構(gòu)的微立體光刻新技術(shù)咳衣，提升傳感器的精度，增加傳感器環(huán)境適應(yīng)性服移；同時(shí)故碱，和IoT、互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合驶恨，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化炎殃，可實(shí)時(shí)采集和傳遞數(shù)據(jù)；除了工業(yè)制造叨剧，還能被廣泛應(yīng)用于生活服務(wù)中配籽。

2.5 智能物流倉(cāng)儲(chǔ)

在工業(yè)4.0的智能工廠框架中擂门，智能物流倉(cāng)儲(chǔ)位于后端秩旬，是連接制造端和客戶端的核心環(huán)節(jié)，由硬件（智能物流倉(cāng)儲(chǔ)裝備）和軟件（智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)）兩部分組成自畔。其中淘客，硬件主要包括自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、多層穿梭車杨匕、巷道堆垛機(jī)着饥、自動(dòng)分揀機(jī)犀农、自動(dòng)引導(dǎo)搬運(yùn)車(AGV)等；軟件按照實(shí)際業(yè)務(wù)需求對(duì)企業(yè)的人員宰掉、物料呵哨、信息進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，并將信息聯(lián)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)轨奄，使整體生產(chǎn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)孟害。智能物流倉(cāng)儲(chǔ)在減少人力成本消耗和空間占用、大幅提高管理效率等方面具有優(yōu)勢(shì)挪拟，是降低企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流成本的終極解決方案挨务。無(wú)人化是智能物流倉(cāng)儲(chǔ)重要的發(fā)展趨勢(shì)，搬運(yùn)設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)給出的網(wǎng)絡(luò)指令玉组，準(zhǔn)確定位并抓取貨物搬運(yùn)至指定位置谎柄，常見(jiàn)的軌道AGV在未來(lái)將會(huì)被無(wú)軌搬運(yùn)機(jī)器人取代。

2.6 智能檢測(cè)與裝配裝備

隨著智能傳感器的不斷發(fā)展惯雳，各種算法不斷優(yōu)化朝巫，智能檢測(cè)和裝配技術(shù)在航空航天、汽車零部件曾罕、半導(dǎo)體電子醫(yī)藥醫(yī)療等眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用蕾崔。基于機(jī)器視覺(jué)的多功能智能自動(dòng)檢測(cè)裝備可以準(zhǔn)確分析目標(biāo)物體存在的各類缺陷和瑕疵翠柄，確定目標(biāo)物體的外形尺寸和準(zhǔn)確位置氧蔼，進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)、裝配皿完，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的有效穩(wěn)定控制夫蚜，增加生產(chǎn)的柔性、可靠性狈馏，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率功刽。數(shù)字化智能裝配系統(tǒng)可以根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝以及供貨周期進(jìn)行全局規(guī)劃，最大限度地提高裝配設(shè)備的利用率缘说。除了在航空航天显午、汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，智能檢測(cè)和裝配裝備在農(nóng)產(chǎn)品分選和環(huán)保領(lǐng)域領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮臐摿Α?/p>

3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和形勢(shì)

3.1 制造業(yè)強(qiáng)國(guó)發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)80年代劣零，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始對(duì)智能制造進(jìn)行研究钟助，并逐步提出智能制造系統(tǒng)和相關(guān)智能技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)掏秩，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)迅速發(fā)展或舞，實(shí)現(xiàn)智能制造的條件逐漸成熟。在國(guó)際金融危機(jī)之后，虛擬經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)泡沫映凳，傳統(tǒng)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)開(kāi)始將重心轉(zhuǎn)回實(shí)體制造胆筒，頒布了一系列發(fā)展智能制造的國(guó)家戰(zhàn)略（表1），期望以發(fā)展制造業(yè)刺激國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)诈豌，鞏固大國(guó)地位仆救。

1）美國(guó)：先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃，重塑工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

美國(guó)通過(guò)先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃重新規(guī)劃了本國(guó)的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略矫渔，投入超過(guò)20億美元研究先進(jìn)工業(yè)材料派桩、創(chuàng)新制造工藝和基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三代工業(yè)機(jī)器人，希望通過(guò)發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)蚌斩，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能化升級(jí)铆惑，保持美國(guó)制造業(yè)價(jià)值鏈上的高端位置和制造技術(shù)的全球領(lǐng)先地位。美國(guó)智能制造現(xiàn)階段重點(diǎn)研究領(lǐng)域及內(nèi)容：

?智能機(jī)器人：結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)送膳，增加機(jī)器人的交互能力员魏；

?物聯(lián)網(wǎng)：將傳感器和通信設(shè)備嵌入到機(jī)器和生產(chǎn)線中；

?大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析：開(kāi)發(fā)可解讀并分析大量數(shù)據(jù)的軟件和系統(tǒng)穆烹；

?信息物理系統(tǒng)和系統(tǒng)集成：開(kāi)發(fā)大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)乌换，實(shí)現(xiàn)高效靈活的實(shí)時(shí)控制和定制；

?可持續(xù)制造：通過(guò)綠色設(shè)計(jì)败何，使用環(huán)保材料取阳，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，開(kāi)發(fā)可提高資源利用率诺骏、減少環(huán)境有害物質(zhì)排放的生產(chǎn)體系灌罐；

?增材制造：將3D打印技術(shù)應(yīng)用于部件和產(chǎn)品制造，減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造的時(shí)間與成本基恩。

2）歐盟：數(shù)字化歐洲工業(yè)計(jì)劃坡循，推進(jìn)工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程

隨著智能制造的興起，歐洲各國(guó)都提出了相應(yīng)的戰(zhàn)略計(jì)劃斤杏。歐盟在整合各國(guó)戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上肯拨，提出數(shù)字化歐洲工業(yè)計(jì)劃，用于推進(jìn)歐洲工業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程腹呀。計(jì)劃主要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)（IoT雪猪，Internet of Things）、大數(shù)據(jù)（Big Data）和人工智能（AI起愈，Artificial Intelligence）三大技術(shù)來(lái)增強(qiáng)歐洲工業(yè)的智能化程度只恨；將5G、云計(jì)算告材、物聯(lián)網(wǎng)坤次、數(shù)據(jù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全等五個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)化作為發(fā)展重點(diǎn)之一古劲，以增強(qiáng)各國(guó)戰(zhàn)略計(jì)劃之間的協(xié)同性斥赋；同時(shí)缰猴，投資5億歐元打造數(shù)字化區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，大力發(fā)展區(qū)域性的數(shù)字創(chuàng)新中心疤剑，實(shí)施大型的物聯(lián)網(wǎng)和先進(jìn)制造試點(diǎn)項(xiàng)目滑绒，期望利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)把高性能計(jì)算和量子計(jì)算有效結(jié)合起來(lái)，以提升大數(shù)據(jù)在工業(yè)智能化方面的競(jìng)爭(zhēng)力隘膘。

3）德國(guó)：工業(yè)4.0疑故，構(gòu)建智能生產(chǎn)系統(tǒng)

2013年，德國(guó)正式發(fā)布《保障德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)：關(guān)于實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》弯菊，并將工業(yè)4.0上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略昵乾，期望做第四次工業(yè)革命的領(lǐng)導(dǎo)者，得到各界的支持田蕴。該計(jì)劃是一項(xiàng)全新的制造業(yè)提升計(jì)劃歼取，其模式是通過(guò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、多功能傳感器以及信息集成技術(shù)负稚，將分布式踱措、組合式的工業(yè)制造單元模塊構(gòu)建成多功能、智能化的高柔性工業(yè)制造系統(tǒng)央改；將在生產(chǎn)設(shè)備毕嘹、零部件、原材料上裝載可交互智能終端仑锥，借助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息交互沸幅，實(shí)時(shí)互動(dòng)，使機(jī)器能夠自決策德州，并對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行個(gè)性化控制脸学；同時(shí)，新型智能工廠可利用智能物流管理系統(tǒng)和社交網(wǎng)絡(luò)躬拢，整合物流資源信息躲履，實(shí)現(xiàn)物料信息快速匹配，改變傳統(tǒng)生產(chǎn)制造中人機(jī)料之間的被動(dòng)控制關(guān)系聊闯，提高生產(chǎn)效率工猜。

4）日本：創(chuàng)新工業(yè)計(jì)劃，鞏固自動(dòng)化生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)位置

日本提出創(chuàng)新工業(yè)計(jì)劃菱蔬，大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)篷帅，以信息技術(shù)推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展。通過(guò)加快發(fā)展協(xié)同機(jī)器人拴泌、多功能電子設(shè)備魏身、嵌入式系統(tǒng)、智能機(jī)床和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，打造先進(jìn)的無(wú)人化智能工廠箭昵，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力税朴。制造業(yè)工廠十分注重自動(dòng)化、信息化與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合發(fā)展家制，已經(jīng)廣泛普及了工業(yè)機(jī)器人正林，通過(guò)信息技術(shù)與智能設(shè)備的結(jié)合、機(jī)器設(shè)備之間的信息高效交互裕消，形成新型智能控制系統(tǒng)桃铛，大大提高生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。2016年顶怠，日本發(fā)布工業(yè)價(jià)值鏈計(jì)劃假磺，提出“互聯(lián)工廠”的概念，聯(lián)合100多家企業(yè)共同建設(shè)日本智能制造聯(lián)合體腻学。同時(shí)绵布，以中小型工業(yè)制企業(yè)為突破口，探索企業(yè)相互合作的方式喳牌，并將物聯(lián)網(wǎng)引入實(shí)驗(yàn)室肪禾，加大工業(yè)與其他各領(lǐng)域的融合創(chuàng)新。

3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)對(duì)智能制造的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代玲院，已取得了一些成果袁羔，但研究規(guī)模一直較小，沒(méi)有形成完整的研究體系淡早。新世紀(jì)金融危機(jī)爆發(fā)后挠疲，各國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退，引發(fā)了各國(guó)政府對(duì)制造業(yè)的重新關(guān)注醇坝，我國(guó)政府及企業(yè)也逐漸加大了對(duì)智能制造的關(guān)注和投入邑跪。從最開(kāi)始的《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》到2015年《中國(guó)制造2025》的正式發(fā)布，國(guó)家發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)的政策逐步完善。這些政策都以發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)為核心目標(biāo)，旨在提升制造業(yè)的核心技術(shù)侈咕，逐步達(dá)成我國(guó)的制造強(qiáng)國(guó)夢(mèng)搬混×ば伲快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)為推進(jìn)我國(guó)智能制造發(fā)展提供了良好的條件，提高了我國(guó)的制造業(yè)智能化水平。我國(guó)自主研發(fā)的多功能傳感器、智能控制系統(tǒng)已逐步達(dá)到世界先進(jìn)水平淫僻。工業(yè)機(jī)器人、智能數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化成套生產(chǎn)線等智能裝備制造技術(shù)也取得了較大進(jìn)步壶唤，并逐步形成了完整的智能裝備產(chǎn)業(yè)體系雳灵。智能制造裝備和先進(jìn)工藝技術(shù)在重點(diǎn)行業(yè)不斷普及棕所，離散型制造行業(yè)的智能裝備應(yīng)用、流程型制造行業(yè)的工藝流程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)使制造企業(yè)生產(chǎn)效率大幅提高悯辙。通過(guò)在代表性制造企業(yè)推行智能制造技術(shù)和設(shè)備地垢，逐漸形成了一些可復(fù)制推廣的智能制造應(yīng)用模式，為今后深入推進(jìn)智能制造奠定了一定的基礎(chǔ)认施。

我國(guó)裝備制造業(yè)是新中國(guó)成立后才開(kāi)始起步的鹅址，經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放四十年來(lái)的扶持與發(fā)展裤困，其工業(yè)體系和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善多蜕，取得了許多優(yōu)秀成績(jī)，從之前的低端制造業(yè)慢慢向中高端拓展巡雄，在規(guī)模和水平上都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步嘀回，目前已發(fā)展成為結(jié)構(gòu)體系完整、具有較高水平夹宏、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)民支柱性產(chǎn)業(yè)蜜裸，為我國(guó)工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)做出了十分重要的貢獻(xiàn)檩耕。

到2015年沧气，我國(guó)擁有39個(gè)工業(yè)大類、191個(gè)中類蜒鸣、5個(gè)小類牍懂，成為全世界唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)類的國(guó)家。隨著國(guó)家對(duì)高端裝備制造業(yè)越來(lái)越重視绸罗，在國(guó)家政策的大力扶持下意推，智能制造裝備行業(yè)發(fā)展迅速，已逐漸形成規(guī)模珊蟀。整體上來(lái)說(shuō)菊值，我國(guó)對(duì)裝備制造業(yè)的投資呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，這在很大程度上得利于政府為吸引投資付出的努力和其提供的有利政策環(huán)境育灸。從2010年到2016年腻窒，中國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)值由不足4000億元到超過(guò)1.2萬(wàn)億元，體現(xiàn)了我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿Π跽浮Ｅc此同時(shí)定页，國(guó)內(nèi)大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，也使得相關(guān)裝備制造業(yè)企業(yè)迎來(lái)較好的發(fā)展前景绽诚，為國(guó)家推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了良好的基礎(chǔ)條件和環(huán)境優(yōu)勢(shì)典徊。根據(jù)國(guó)家工信部數(shù)據(jù)，2017年全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)21%恩够，增加值同比上升12.5%卒落，裝備制造業(yè)增加值11.3%枝徙，高技術(shù)增加值同比上升13.4%，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增加68.1%顺丸，集成電路產(chǎn)量增加23.8%饺焕。

從總體上講，我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展明顯加快短即，形成了具備較好物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)的獨(dú)立工業(yè)體系什氮，重大技術(shù)裝備自主化水平顯著提高，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步提升宜抓。雖然取得了一些研究成果舟道，但是根據(jù)國(guó)內(nèi)裝備制造業(yè)智能化的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，智能化只是解決了制造效率低和精度低的問(wèn)題矫第，沒(méi)有達(dá)到智能制造應(yīng)用的設(shè)計(jì)水平遍沟。產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力偏弱，市場(chǎng)供求關(guān)系仍存在較大偏差浑擎。與裝備制造業(yè)強(qiáng)國(guó)相比倚务，我國(guó)裝備制造業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力依舊較弱。在智能化過(guò)程中沼死，存在缺乏核心技術(shù)自主創(chuàng)新能力着逐、標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善、軟件與信息技術(shù)發(fā)展較弱意蛀、缺少行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)支持等問(wèn)題耸别。因此，我國(guó)的裝備制造業(yè)智能化發(fā)展要從實(shí)際國(guó)情出發(fā)浸间，借鑒國(guó)外發(fā)展的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)太雨，規(guī)劃發(fā)展的長(zhǎng)期路線，抓住全球制造業(yè)重新布局的戰(zhàn)略機(jī)遇魁蒜，總結(jié)出適合中國(guó)的發(fā)展道路囊扳。

4  我國(guó)裝備制造業(yè)智能化發(fā)展需要解決的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)我國(guó)裝備制造業(yè)智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備、核心支撐軟件兜看、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等方面的分析锥咸，對(duì)工業(yè)強(qiáng)國(guó)的對(duì)比，以及對(duì)六大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域的展望细移，針對(duì)我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展智能化可總結(jié)出以下四點(diǎn)問(wèn)題搏予。

4.1自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)對(duì)外依存度較高

目前弧轧，我國(guó)制造業(yè)整體創(chuàng)新能力不強(qiáng)隧渠，裝備制造業(yè)的產(chǎn)品和核心技術(shù)在國(guó)際上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。在智能化過(guò)程中跃览，需要大幅度依賴國(guó)外的先進(jìn)制造設(shè)備元八、關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵材料等玻桶。同時(shí)，在智能控制技術(shù)聪萨、在線分析技術(shù)假盼、智能化嵌入式軟件，高速精密軸承等先進(jìn)技術(shù)方面自給率低盘另，對(duì)外依賴度高惋探。此外，國(guó)產(chǎn)智能裝備的性能和穩(wěn)定性難以滿足裝備制造業(yè)智能化發(fā)展的需求巩荧，約90%的工業(yè)機(jī)器人抗海，70%的汽車制造關(guān)鍵設(shè)備，40%的大型石化裝備锄镜、核電等重大工程的自動(dòng)化成套控制系統(tǒng)稽及、大功率變頻技術(shù)嚴(yán)重依賴進(jìn)口仿吞。這些核心技術(shù)及設(shè)備的缺失滑频，增加了建設(shè)成本，加大了我國(guó)推行智能裝備制造的難度唤冈。

4.2 智能裝備制造標(biāo)準(zhǔn)化普及不夠峡迷，企業(yè)建設(shè)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

裝備制造業(yè)智能化過(guò)程中所需的各種信息集成軟件、設(shè)備關(guān)鍵部件接口你虹、信息網(wǎng)絡(luò)端口等绘搞，都需要統(tǒng)一連接標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間信息的順利對(duì)接傅物。而中國(guó)企業(yè)大多注重發(fā)展技術(shù)夯辖，忽略了設(shè)備和技術(shù)管理的標(biāo)準(zhǔn)化。由于廠商不同董饰，國(guó)內(nèi)大部分傳統(tǒng)制造業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)蒿褂，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)之間、設(shè)備之間存在嚴(yán)重的異質(zhì)異構(gòu)問(wèn)題卒暂。盡管智能制造的發(fā)展帶來(lái)了新的生產(chǎn)模式啄栓，企業(yè)對(duì)智能制造的生產(chǎn)組織方式和商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式卻沒(méi)有統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。2015年乏根，工業(yè)和信息化部卜判、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員頒布了智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)指南，但由于我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展不均衡俄躺，標(biāo)準(zhǔn)化普及做得并不好众攻，依然會(huì)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)缺失、滯后以及交叉重復(fù)等問(wèn)題亲沃。

4.3工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值未充分挖掘

在裝備制造業(yè)智能化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)条稍，企業(yè)通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析揣蒿，充分挖掘工業(yè)大數(shù)據(jù)的價(jià)值，可優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)豪服、服務(wù)和商業(yè)模式刨德，為企業(yè)智能化提供重要驅(qū)動(dòng)力。工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用已被各國(guó)重視吁巫，德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略信息互聯(lián)技術(shù)重點(diǎn)研究大數(shù)據(jù)分析和工業(yè)數(shù)據(jù)交換汰日，歐盟數(shù)字化歐洲工業(yè)計(jì)劃也花巨資打造了數(shù)字創(chuàng)新中心，以提升工業(yè)大數(shù)據(jù)在工業(yè)智能化中的應(yīng)用龟夜。但這些數(shù)據(jù)由傳感器挂捅、物聯(lián)設(shè)備、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)堂湖、外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)組成闲先，數(shù)量巨大、來(lái)源分散又格式多樣无蜂，很難得到有效利用伺糠。而我國(guó)對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用才剛起步，存在核心技術(shù)體系不完善斥季、數(shù)據(jù)整合缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)训桶、專業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)匱乏等問(wèn)題。

4.4 智能裝備制造相關(guān)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后

良好的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是制造業(yè)智能化發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)酣倾，具備完整體系的先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)對(duì)制造業(yè)的升級(jí)發(fā)展有極為重大的作用舵揭。智能裝備制造實(shí)施過(guò)程中，智能流程設(shè)計(jì)躁锡、智能監(jiān)控技術(shù)午绳、智能信息集成管理軟件等都需要相關(guān)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的支持。而國(guó)內(nèi)在先進(jìn)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的附加值和技術(shù)水平方面映之，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距拦焚。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是智能制造服務(wù)業(yè)市場(chǎng)沒(méi)有完全打開(kāi)，相關(guān)政策體系不夠完善秽擦，市場(chǎng)化程度低裹依；二是相比于制造服務(wù)業(yè)，傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)占比過(guò)大资汛，存在供給過(guò)剩情況帐捺，而先進(jìn)生產(chǎn)性服務(wù)產(chǎn)業(yè)比例偏小，又存在嚴(yán)重供給不足的問(wèn)題呼雨；三是智能制造專業(yè)人才培訓(xùn)服務(wù)體系發(fā)展滯后赫捕，相關(guān)先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)人才缺乏，無(wú)法滿足智能制造技術(shù)性人才需求凑魔。

5  對(duì)我國(guó)裝備制造業(yè)推行智能化的建議

5.1 深入產(chǎn)教研結(jié)合飘拂，搭建創(chuàng)新研究基地

面對(duì)當(dāng)今科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的挑戰(zhàn)和機(jī)遇鳞皂，制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展應(yīng)該堅(jiān)持基礎(chǔ)強(qiáng)化、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的理念情召。同時(shí)愧增，為了應(yīng)對(duì)智能制造發(fā)展大趨勢(shì)，必須主動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)變相關(guān)教研體系钥屈。企業(yè)有資金和實(shí)踐平臺(tái)悟民，學(xué)校有人才和研究技術(shù)，二者應(yīng)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合作篷就。學(xué)校根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求射亏，科學(xué)設(shè)置課程和實(shí)踐，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向竭业，著力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才智润。然后將技術(shù)和人才帶到企業(yè)，將研究應(yīng)用到實(shí)地未辆，進(jìn)一步發(fā)揮人才和技術(shù)的作用窟绷，逐步構(gòu)建完善的創(chuàng)新研究基地，著力發(fā)展自主創(chuàng)新技術(shù)鼎姐，更加有力地推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)钾麸。為切實(shí)發(fā)揮引領(lǐng)和帶動(dòng)作用更振，高等院校需面向經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求炕桨，深入推進(jìn)產(chǎn)教融合，大力培養(yǎng)智能裝備制造領(lǐng)域急需的高層次復(fù)合型應(yīng)用人才肯腕，加大研究献宫，提升產(chǎn)品和技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)智能制造的發(fā)展缆月。

5.2 大力推行智能裝備制造相關(guān)技術(shù)與管理的標(biāo)準(zhǔn)化

推行裝備制造業(yè)智能化拭愁，標(biāo)準(zhǔn)要先行。智能裝備制造深度融合并集成了信息技術(shù)和先進(jìn)制造践涧，具有較強(qiáng)綜合性侣娄，是一種新的生產(chǎn)組織方式和商業(yè)模式。成體系地推進(jìn)裝備制造業(yè)智能化標(biāo)準(zhǔn)制定岩视、提升標(biāo)準(zhǔn)苇硫，對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)升級(jí)的整體支撐和引領(lǐng)作用十分必要。政府在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的推行過(guò)程中颓蛀，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況境薪，把握建設(shè)的總體要求、建設(shè)思路鹰坐、建設(shè)內(nèi)容和組織實(shí)施方式好啸，從生命周期贵健、系統(tǒng)層級(jí)、智能功能等多個(gè)維度去構(gòu)建參考模型和體系框架渊季。從產(chǎn)教研三方角度共同為行業(yè)發(fā)展需要的關(guān)鍵元器件朋蔫、系統(tǒng)軟件端口等重要技術(shù)制定標(biāo)準(zhǔn)。由政府主導(dǎo)却汉，逐步強(qiáng)制推行斑举，應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的各個(gè)階段，以打造完善的智能化綜合標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系病涨，并充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)性和引導(dǎo)性作用富玷，指導(dǎo)當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)智能裝備制造標(biāo)準(zhǔn)化工作。

5.3 建設(shè)數(shù)字服務(wù)中心既穆，加強(qiáng)工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用

加強(qiáng)工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用赎懦，可以從兩個(gè)方面進(jìn)行。一是由國(guó)家聯(lián)合高校出資建設(shè)數(shù)字服務(wù)中心：首先提升對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的運(yùn)算能力幻工，然后對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)励两、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、各種工業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件囊颅、數(shù)據(jù)集成平臺(tái)進(jìn)行深入研究当悔；同時(shí)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)刺勇、制造瓢身、物流、銷售觅氢、售后服務(wù)等全生命周期的大數(shù)據(jù)應(yīng)用進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃宝辛，從技術(shù)、安全和管理等多個(gè)維度梳理大數(shù)據(jù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)虐恋，使工業(yè)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系不斷健全完善枕泽。二是將實(shí)際應(yīng)用與推廣結(jié)合：完成標(biāo)準(zhǔn)建立之后，融合云計(jì)算馒符、物聯(lián)網(wǎng)掰站、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，由國(guó)家主導(dǎo)構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)淘砌，引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用涧谓，并針對(duì)重點(diǎn)領(lǐng)域，開(kāi)展大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證监征，培養(yǎng)示范型企業(yè)芽接，引領(lǐng)更多領(lǐng)域企業(yè)，推動(dòng)發(fā)展工業(yè)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)工業(yè)協(xié)同發(fā)展的新模式，使工業(yè)大數(shù)據(jù)更高效地為裝備制造業(yè)智能化發(fā)揮價(jià)值彪标。

5.4 發(fā)展現(xiàn)代智能裝備制造服務(wù)業(yè)

隨著智能制造的進(jìn)一步推廣倍权，裝備制造業(yè)智能化升級(jí)對(duì)先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)的需求越來(lái)越大。智能裝備制造服務(wù)業(yè)在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的比重越來(lái)越高捞烟，在發(fā)達(dá)國(guó)家占比高達(dá)70%薄声，我國(guó)也應(yīng)該重視相關(guān)高端服務(wù)業(yè)的發(fā)展，增加服務(wù)業(yè)對(duì)智能制造的支持题画。針對(duì)我國(guó)智能裝備制造服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后問(wèn)題默辨，可以從下面三個(gè)方向開(kāi)展工作：一是打造智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，促進(jìn)企業(yè)之間的信息資源共享及生產(chǎn)配置優(yōu)化苍息。對(duì)智能裝備制造服務(wù)業(yè)的發(fā)展給予適當(dāng)?shù)恼邇?yōu)惠缩幸，吸引更多企業(yè)加入，擴(kuò)大相關(guān)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)市場(chǎng)竞思，為先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)提供良好的發(fā)展空間表谊。二是建立先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)生態(tài)園，鼓勵(lì)盖喷、引導(dǎo)各方面社會(huì)資金投入爆办，發(fā)展一批智能制造相關(guān)服務(wù)管理企業(yè)，為裝備制造業(yè)智能化技術(shù)和系統(tǒng)研發(fā)提供完善的支撐體系嚎脖，同時(shí)做好生態(tài)園高端制造服務(wù)業(yè)科技知識(shí)成果的轉(zhuǎn)化服務(wù)鬼痹。三是構(gòu)建相關(guān)高端創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和培訓(xùn)服務(wù)體系，制定政策鼓勵(lì)相關(guān)人才培養(yǎng)勤鼓，做好先進(jìn)制造服務(wù)業(yè)的專業(yè)性人才輸送榕吨。

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