工业智能自动化(6篇)

时间：2024-08-12

工业智能自动化篇1

关键词：智能化；农业机械应用；发展建议研究

1我国智能化农业机械的应用现状

对于人口众多、人均资源不足、地形复杂、气候环境变化显著的传统农业大国来讲，我国技术也相对欠发达，这些因素制约着农业的发展。因此农业机械的发展与发达国家之间还存在一定的差距，为了减少这些差距，我国着重研究精准农业机械，不断提出实行智能化农业机械的发展。发展智能化农业机械，即促使农业朝着自动化与智能化方向发展。在当代社会，我国农业部门也总结出了一些智能化农业机械发展的经验。例如，在农业上广泛应用传感与检测技术、计算机技术、图像处理技术，促使农业机械自动化，以此不断推动现代农业化的发展；同时我国也开展了如山东寿光的智能蔬菜大棚，大棚采取自动采摘装置，这是农业自动化与智能化的结合，而且我国也设计出了拖拉机的自动化。为了更好地实现农业机械智能化，我国也不断向外国吸取先进经验。例如，学习英国的精准控制肥料的动力测量和日本发明的四行半喂入联合收割机。我国在不断向西方学习的过程中，掌握智能农业的核心技术，以此促进我国智能化农业机械的发展。

2我国智能化农业机械的应用

2.1工业机械的智能化

工业机械智能化能有效降低成本、节约资源和保护环境。工业机械的智能化包括喷灌机械、智能红外湿度计等。喷灌机械是工业机械智能化的代表之一，它在计算机上通过精准变量的灌溉设备，能合理控制喷水量和随时进行喷水作业，能极大地减少水量流失，节约水资源。而对于智能红外湿度计来说，它会根据时间随时对植物、土壤的湿度进行读取。通过对湿度的读取和信息分析，能判断何时进行灌溉，这样能成为判断灌溉的有效指标。这样工业机械智能化也能有效减少土壤、水质的污染。

2.2动力机械的智能化

动力机械智能化能有效提高劳动效率、促进资源的高效利用。动力机械的智能化包括人机工程、拖拉机、自走式农机等。近年来，我国高度重视动力机械的智能化，在动力机械智能化方面取得了良好的成果。如东方红LF954-C是中国首台无人驾驶拖拉机，配备了顶尖技术，如雷达及视觉测量系统、远程遥控系统、自动避让系统、动力转向变速箱、电控悬挂系统等一系列控制和信息系统。且我国也通过研究电控液压转向系统而设计出农业机械智能化导航，有效帮助在农业施工过程中实现地头转向控制和作业机据升降控制。这些智能化的动力机械适用范围广泛，有效提升了我国农业智能化水平。

2.3农机管理的智能化

农机管理的智能化能有效构建农业管理网络，可以有效在区域或全国进行信息的采集和存储工作，这样能有效地发挥农机管理的价值，提高工作效率。农机智能化管理主要包括Web系统终端、APP和硬件设施。在西方国家已经开始应用农机管理的系统工程，他们通过计算机技术促使农场里的作业机械和无线通信来交换数据。这样能有效地帮助存储和整理信息，并将数据信息归纳到数据库。同时在农场也通常将设备安装在农业机具上，并通过地图对农业机具进行定位。这样能有效跟踪农业工作进程，有效地了解农业施工的天气状况。在国内农机管理的智能化也有应用，例如高校与农机公司通过合作共同研发“互联网+”技术，以此来对农机进行智能化管理；而且浙江大学也与北斗卫星应用研究院进行合作，共建“北斗农机作业精细化管理平台”以此用来定位监控农业机械；而在我国宁波市，宁波移动也与农机站建设了“智慧农机”平台……，这些都是我国农机管理智能化的代表。这些平台或技术应用到实际生产，促进了精细化的管理服务。

3我国智能化农业机械存在的问题

近年来，我国在智能化农业机械的道路上取得了重要成就，无论是无人拖拉机的应用、智能大棚、电控液压转向系统、还是即自动化收割玉米和脱粒烘干于一体的自动化装置都极大的促进了农业化道路的发展。但同时，由于我国历史与技术水平问题，农业机械的发展与发达国家相比仍有较大差距，即也存在着挑战。

3.1我国农机服务产品化程度较低、农机市场主体培育水平不够

对我国来说农业智能化和自动化的推广力度还不够大，持有智能化与自动化的农机手持证人少之又少，因此尚未形成农机市场推广与服务产业的一体化进程。而且对于后期智能化农业设备的维护不方便、服务体系不够健全，这些都成为制约农业机械智能化发展的阻碍。

3.2国家对农业机械专项补贴的资金不足

在我国目前存在补贴资金缺口，虽然国家日益增加农业机械专项补贴基金，但对于农业智能设备和机械设备昂贵的装备来说，资金还存在问题。因此为了更合理的走智能农业机械化道路，需要合理分配和安排各项资金。

3.3我国应不断完善农业机械制造发展

虽然在农业机械制造发展上也有进步，但是我国由于历史与技术水平问题，与西方发达国家相比农业机械智能化发展水平还不够高，创新能力不足。导致我国缺乏自主品牌的研发精神，研发产品操作性不强，价格昂贵，研发生产的智能农业机械化程度水平较低，这样会使我国农业机械智能化产品很难被应用和推广起来。

4对于我国智能化农业机械发展的建议

4.1促使我国智能化农业机械发展更具中国特色

我国在发展智能化农业机械应用时，应该立足于本国实际。发挥科学发展观的指导作用，注重产学相结合。并不断提升农业机械的智能化和自动化，有效提升农业机械智能化水平。同时我国应不断向西方汲取先进经验、吸取他们的先进技术，并结合本国农业发展的特点，应用到本国实际当中，创造出具有农机本土化、国产化的智能农业化发展道路，以此来促进我国现代农业化的发展。

4.2国家加强政策引导与扶持

发展智能化农业机械应用离不开政府的支持。良好的政策能有效帮助我国农机的发展。我国可增加对农业机械专项补贴的资金，同时根据各地的实际情况制定可实行的政策，以此促进农机装备的发展。而且政府也要进行有效的监管，这样农业机械智能化才能朝着正确健康的方向发展。

4.3创建自主品牌研发，不断升级农业机械装置

我国应在已有的智能化农业成果上，不断对原有农业机械装置的智能化和自动化进行升级与改造。同时也需要创建自主品牌研发，不断提高我国智能农业机械化的发展水平。也要不断升级改造管理模式、信息处理方式和机械装置。通过不断改造和升级机械设备，以此来实现农产品效益最大化。

工业智能自动化篇2

关键词：工业经济；智能制造；发展；机遇和挑战

一、引言

工业是国家发展的支柱产业，而信息技术是现展的一种趋势，制造業的发展早已趋向于智能化。当今世界，信息技术引领新一轮的科技革命和工业革命，正在影响着人们的生产和生活方向。如今智能化和工业化逐渐融合，使得原有的工业经济开始向智能化、网络化、信息化发展，以智能制造为主体的工业经济革命正在带动人类进入新的发展阶段。

二、工业经济智能制造

（一）工业经济及智能制造定义

工业经济，又名资源经济，顾名思义，经济发展主要取决于自然资源的占有和配置。一般来说，智能即是知识和智力的总和，知识是智能的基础条件，智力则是获得和运用知识能力。智能制造包括智能制造系统和智能制造技术，智能制造系统具有自我检查和自我分析的能力。智能制造是由智能机器人类专家组成的人机一体化智能系统。它是一种通过人和智能机器共同合作，将人类智力通过机械和计算机展现出来，它是制造自动化的更新，通过进一步扩展，将智能化融入工业经济，展开的一场工业经济革命。

（二）工业经济智能制造的特点

工业经济的智能制造是贯穿于产品的整个过程，为了使工业产品的生产成本最低，资源消耗最少，最大限度的提升产品的使用价值。在工业经济智能制造的生产中，涉及到企业各个部门的协同工作，使生产活动形成一个开放性而且不再孤立的过程，并且与相应的产品相关的生产单位或者企业形成一个整体性的立体系统。

在工业经济的智能制造发展阶段，给传统模式的制造生产方式带来了前所未有的变革。与传统生产制造模式相比，智能制造使整个生产制造的环节变得更为灵活和稳定，主要体现在生产制造的核心内容上，传统模式的生产制造主要是以生产的产品为核心，通过企业当中的生产工人、技术人员等协同工作来生产制造产品，在这样的生产方式和生产环境当中，影响产品的属性和质量的因素有很多，例如工人、原材料、生产工艺等。而在智能制造的生产制造模式当中，对于人工智能技术、信息技术、通信技术等科技手段的利用，整个生产环节都能够依靠网络形式连接在一起，各个生产环节的在网络通信技术的作用下能够对各方面信息进行实时有效的共享，生产制造过程的自适应、自决策、自诊断、自修复能力得到了显著的提升，有效降低了各方面因素的影响，生产过程的稳定性更高。

三、我国工业经济智能制造发展面临的机遇及挑战

（一）面临的机遇

1、信息技术和制造技术的结合

在现阶段发达的信息技术和制造技术有效结合下，引领了新的科技革命和产业革命，并且随着信息化和工业化的不断深入，进一步促进了工业制造向数字化、网络化、智能化方面发展，这一革命的发展为我国在工业经济时代的智能制造引导了正确的方向，促进了我国制造生产领域的升级转型，在这一变革当中我国智能制造模式逐渐转变成将数字化技术和人工智能技术融入到产品以及整个生产设计制造过程中，并且在大数据技术、云计算技术等新兴技术的支持下又将传统制造业向开放性、服务性的方式转变。

2、社会发展提供发展空间

在我国社会主义建设阶段，提出了工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展的要求，在城镇化和农业现代化的带领下能够为制造业的发展提供崭新的市场和需求，城镇化发展促进了乡镇人员向城镇涌入，并带来了巨大的消费需求，拉动了制造业的内需增长，农业现代化的发展有效的带动了农村基础设施的建设以及农业设备的市场需求。在信息化和工业化深入发展的结果是现阶段世界经济发展的必然趋势，满足了现阶段我国制造业的需求。从工业化、信息化、城镇化以及农村现代化的共同发展下，有效推动了我国制造业向更强、更大发展，并且在其发展的带动下为制造业的发展带来了巨大的需求和消费，创造了一定的发展空间。

（二）面临的挑战

1、制造业不够强大

作为国民经济发展过程中的主体，制造业的强大与否是衡量一个国家在国际上的地位高低的重要指标。从我国实行改革开放以来，我国的制造业发展空前壮大，并且我国也成为了国际上名副其实的制造大国，但是与其他制造强国相比还算不上强大，主要体现在我国智能制造的自主创新能够不足、产品质量相对较低，对相关的生产制造资源的利用不够充分，在生产制造的结构上不够完善，再加上信息化水平与国际强国之间还存在着相对较大的差距，使得我国制造业呈现出不够强大的形势，同时这种差距的存在也表现出了生产效率、环境等方面的问题和矛盾。

2、技术创新能力不足

首先受到我国制造业不够强大的影响，使得我国智能制造领域的创新能力不够充足，进而导致我国在智能制造的发展过程中所依靠的创新驱动力、知识驱动力不足，并且在智能制造环节中的技术含量较低，导致了我国智能制造行业的产品缺乏一定的竞争力。其次是核心的技术受到了一定的限制，主要体现在基础制造装备核心技术、基础原材料等方面。最后是对于核心技术的研发人员的缺乏方面，导致智能制造产品缺乏了一定的核心竞争力。由此可见，在我国智能制造方面对于技术创新能力的不足导致了这一行业的发展较为缓慢。

3、资源配置率低，环境问题严重

在我国工业经济现阶段的智能制造发展过程中，虽然很多只要生产企业在大量的资源利用下获得了较高的经济效益和发展速度，但是在对这些资源进行利用的过程中，由于没有对其进行合理化配置，导致发展阶段出现了资源配置率低的问题，再加上没有相应保护环境的意识，导致后续的环境问题以及人与自然的矛盾较为突出。

工业智能自动化篇3

关键词：电气自动化；人工智能；控制

电气自动化技术作为新时期的科学技术发展的重要产物，其主要是电子信息自动化、信息处理自动化、系统运行自动化、实现分析、电力电子技术以及计算机科学技术的综合技术。电气自动化运行的过程中主要是让控制的机器能够自行运行，且不受到人工的实时控制，用人工智能技术代替人工控制机器。人工智能技术应用到电气自动化生产过程中，使得人工智能技术与电气自动化技术相互交融，使得电气自动化技术出现了很大的飞跃。本文针对电气自动化控制过程中对于人工智能技术的应用研究，分析人工智能技术对于自动化控制的影响情况。

一、人工智能技术概述

随着计算机科学技术不断深入发展，计算机的运算速度较之人脑更加快速和准确，而且可以承担大量的重复性计算工作，因此计算机代替人工进行工作也就应运而生[1]。人工智能技术产生于1956年，其涉及到计算机科学。心理学、数学。、哲学、认知科学等多门学科。人工智能技术的主要研究目标就是控制机械进行自动化生产，在人工智能技术下完成实时控制，能够完成大量的重复性工作，解决人类的劳动强度问题。人工智能技术主要是基于计算机技术，通过计算机来实现人脑仿真，使得计算机能够满足更高层次的应用。

人工智能技术在发展的过程中存在着很大的差异，不同的人工智能技术其具有的优点也不一样。人工智能化技术可以具有社会能力、自治性、响应性以及能动性等几个重要的人工智能特色，复杂的人工系统之中运用人工智能技术实现建模，并且完成对人类的仿真。人工智能技术通过自身复杂的系统完成机械之间的融合和交流，并且形成了其基本元素的结合。另外人工智能技术对于自身的状态和行为具有一定的控制能力，完成相应的建模和仿真任务之后就不需要人类给予实时干预，所以人工智能技术具有一定的自治性。当然人工智能技术对于周围的环境还具有一定的响应能力，对于环境之中的事物作出相应的反应。

二、电气自动化中人工智能技术的应用

（一）数据采集和处理。电气自动化控制过程中人工智能技术可实现对系统的数据采集和处理，此项过程均属于智能化处理过程，在具体的应用中人工智能系统完成了对电气设备、系统运行的实时监测和响应。人工智能技术在电气化自动控制系统中针对全部开关量、模拟量等进行智能数据采集，并按照相应规则完成对所有数据的甄选，然后将数据进行保存或者对数据做出响应执行另外指令。人工智能技术还可对采集的数据进行整理，完成分类、筛选、备份以及垃圾数据删除等[2]。

（二）图像层次管理。对于电气自动化控制企业往往存在着图像管理流程，尤其是对于一些大型的电气企业或者运行比较复杂的系统，很多类型的设备都需要进行图像层次管理。那么人工智能技术则实现了对系统中的图像层次管理，利用计算机技术实现对系统的图像层次管理，为工作人员提供方便，使得他们能够及时查看图像并且作出选择。通过人工智能技术实现对系统的图像层次管理，有效的提升了对电气自动化系统的管理效率。

（三）可输出自动化控制过程。在电气自动化控制过程中，人工智能技术可以实现对控制过程记录，并且可以图像记录的方式来呈现出整个控制过程。人工智能技术实现了对电气自动化控制中的某一阶段或者是全部过程的运行管理，通过对控制过程中的图片输出来反应控制的成果，方便工作人员能够准确、完整的掌握电气自动化过程中人工智能技术控制情况，方便查看以及及时了解系统运行信息。

（四）保存系统运行各项资料。电气自动化控制过程中采用人工智能技术可以有效、完整的保存系统的运行资料，为寻找故障问题源提供相应的信息情报。电气自动化控制过程中，采用人工智能技术实现精细化管理，可以导出各个时间段、生产区间中自动化生产的各项资料。人工智能技术为相关记录工作者减少了麻烦，提高了工作的效率，同时人工智能技术可极大限度的节约人力、物力以及财力，对电力企业降低成本加强管理具有非常重要的作用。

工业智能自动化篇4

传统装备制造业仍存在着许多不足，具体介绍如下。①产量低、质量差:传统装备制造业在产品的产量与质量方面都比较欠缺。②生产时间长:“时间就是金钱”，在“知识经济”时代，机遇稍纵即逝。产品设计、生产、投放市场以及产品更新换代的时间都需要加快。③生产效率低:随着工业经济效益的持续增长，企业致力于扩大生产规模，制造产品的数量比之前有大幅度增加。面对这种状况，若依旧采用传统的生产制造模式，难以满足生产效率指标的要求。④节能降耗差:一些传统装备制造业企业是在大量消耗能源与材料的基础上进行生产的，很少注意节能降耗的问题。⑤竞争能力弱:由于产品更新换代慢、生产工艺差、生产效益低，难以更好地满足用户的个性化需求，因此，企业竞争能力弱。促进中国装备制造业由大变强已成为新时期我国一项重大而紧迫的战略任务。

2.智能制造装备的优点

自20世纪70年代以来，以计算机、信息技术为基础的高新技术得到迅猛发展。这给传统的制造业带来了新的发展机遇。计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合，形成了先进制造技术。2012年，劳动力成本提升、产业升级以及政策扶持等使得先进制造装备技术具有较强的发展潜力。自计算机技术问世以来，装备制造大体沿着两条线路发展:传统制造技术的发展和借助计算机与自动化科学的先进制造技术的发展。自20世纪80年代以来，传统制造技术虽然得到了不同程度的发展，但仍存在着很多问题。先进的计算机技术和制造技术对产品、工艺和系统等设计师和管理人员提出了新的挑战，传统的设计和管理方法不能有效地解决现代制造系统中存在的问题。要解决这些问题，需要采用现代的工具和方法。通过集成传统制造技术、计算机技术与科学及人工智能(artificialintelligent，AI)等发展起来的一种新型智能制造技术(intelligentmanufacturingtechnology，IMT)和智能制造系统(intelligentmanufacturingsystem，IMS)，则有可能使企业走出困境，度过危机。传统的制造技术与人工智能、自动化等技术相结合，形成了智能化的先进制造技术(advancedmanufacturingtechnology，AMT)。先进制造技术是在市场需求及科学技术带动下逐步发展形成的。在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模已向多品种、变批量、柔性化的方向发展;在信息科学技术发展的推动下，制造业的资源配置已向信息(知识)密集型的方向发展。发展先进制造技术的目的，不仅是要高效制造出满足用户需求的优质产品，而且还要清洁、灵活地进行生产，以提高产品对动态多变的市场的适应能力和竞争能力。作为近两年国家新确定的高端装备制造业的重点发展方向之一，智能装备制造始终与生产制造息息相关，几乎可以在每一个生产环节中加以运用和体现。智能装备制造提高了生产效率，降低了成本。

21世纪，先进制造技术的优点主要体现在以下几个方面。

①精密化:速度、精度和效率是装备制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动、静态特性等有效措施，大大提高了机械装备的速度、精度、效率。

②自动化:先进制造技术的发展是和自动化技术的发展紧密联系在一起的。自动化技术，特别是智能控制技术，大多首先应用于先进制造技术的发展领域。

③信息化:信息技术，特别是计算机技术，大大改变了制造的面貌，它是先进制造技术发展与制造科学形成的主要条件。但信息技术的发展离不开制造技术的发展，制造业依然是发展信息产业乃至整个知识经济的基础工业。当然，制造技术的发展也离不开信息技术的发展。

④柔性化:柔性化包含数控系统本身的柔性和群控系统的柔性两方面。数控系统本身的柔性是指数控系统采用模块化设计，功能覆盖面广;系统可裁剪性强，便于满足不同用户的需求。群控系统的柔性是指同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

⑤图形化:用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因此开发用户界面的工作量极大。当前，Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，实现蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能。

⑥智能化:早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是调度任务，以确保任务在规定期限内完成;而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。在科学技术不断发展的今天，人工智能正朝着具有实时响应、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为、更加复杂的应用发展，人工智能和实时系统相互结合，由此产生了实时智能控制这一新的领域。

⑦可视化:科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字表达，而是可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域。这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

⑧多媒体化:多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在先进制造技术领域，应用多媒体技术可以实现信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程序集成电路FPGA、专用集成电路ASIC芯片等，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度;应用LED平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、质量轻、体积小、功耗低、携带方便等优点，可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互联技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度等方式，降低产品价格、改进产品性能、减小组件尺寸，并提高系统的可靠性。

⑩网络化:制造装备联网可进行远程控制和无人化操作。通过制造装备联网，可在任何一台制造装备上对其他装备进行编程、设定、操作、运行。不同装备的画面可同时显示在每一台装备的屏幕上。智能化是人类利用技术改造自然的极致，而绿色化是人类与自然和谐相处的见证。在绿色化、智能化装备的生产过程中，能量的消耗更低、材料更少、质量更轻，使用时所需的驱动能量更小、效率更高。

3.智能装备制造的发展重点

当前，制造业正着朝全球化、信息化、专业化、绿色化、服务化的方向发展;而制造技术则向高精度、自动智能、绿色低碳、高附加值、增值服务、物流联动等方向发展。在智能装备制造的发展趋势中，制造业的发展重点将主要围绕“绿色化”与“智能化”展开。作为我国高端装备制造领域重点发展的五大行业之一，智能装备制造产业是目前唯一未被国内资本市场充分挖掘的“金矿”，智能装备将成为推进我国装备制造业迈向“高精尖”的最主要力量。

3．1“绿色化与智能化”

引领世界发展的潮流绿色化与智能化，一直是近年来国际工业领域的主要潮流。这两大主题，无一不是对当前实际工业需求的高度概括和响应。国际许多知名企业，如西门子、ABB、菲尼克斯电气、日本三菱集团等，都在各自企业的发展过程中，强调“绿色化与智能化”，而“智能化”则是许多外国企业产品与技术的发展方向。2012年，汉诺威工业博览会就是以“绿色、智能”为主题，中国是本届工博会伙伴国。中国展团推出了主题为“绿色、智能”的1500m2中心展区，主要展示新能源、新能源汽车和智能制造的最新产品和技术。2012年11月5日，第14届中国国际工业博览会在上海开幕。该展览会以“创新转型与战略性新兴产业”为主题，来自全球1600余家中外企业集中展示高端制造、绿色制造的各类新品。

3．2绿色化

目前，绿色经济受到国际社会的广泛关注。以里约全球峰会20周年为契机，2012年，里约召开的联合国可持续发展大会(UNCSD)的主题之一就是“可持续发展和消除贫困背景下的绿色经济”。联合国环境规划署(UNEP)从2008年开始实施绿色经济倡议，2011年2月发表了绿色经济报告书(UNEP2011)。经济合作与发展组织(OECD)从2008年开始制定绿色增长战略，并将绿色增长作为其成立50周年的纪念主题。随着世界经济的发展，一场绿色变革浪潮正在席卷全球。纵观世界绿色文明的发展趋势，21世纪必将成为“绿色世纪”。绿色制造是一种综合考虑环境问题和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品在设计、制造、包装、运输、使用、报废处理的整个产品生命周期对环境影响最小、资源利用率最高。随着人类社会的进步和发展，绿色化是提高可持续发展水平的关键。中国政府高度重视发展绿色产业和绿色经济，把可持续发展作为国家战略，把建设资源节约型、环境友好型社会作为重点任务。为了适应装备制造业领域对“绿色化”的迫切需求，必须确立管理、设计、材料、工艺、生产、物流、报废、回收、循环使用等全生命周期理念。绿色制造是通过改进传统的制造技术、设计理念和生产方式，实现资源能源的高效清洁利用和环境影响的最小化。制造过程的绿色化是指从环境保护角度出发，在制造的各个阶段都要充分考虑环境保护，做到可持续发展，实现人类社会和自然界的统一与和谐。这里的环境不仅指自然环境，还包括社会环境和生产环境。

3．3智能化

3．3．1智能化的概念

通常人们所指的“智能”，是指人的思维能力，从其外延来看，“智能”就是发现规律、运用规律的能力和分析问题、解决问题的能力。通常“智能”包括四个方面的能力，即感知能力、记忆与思维能力、学习能力和自适应能力。而对于智能化，目前尚无明确的、公认的、科学的定义，但通常认为其应当包括两方面的含义:一是采用“人工智能”的理论、方法和技术来处理各种问题;二是具有“拟人智能”的特性，具备自适应、自学习、自校正、自协调、自组织、自诊断和自修复等功能。“拟人智能”特性可以作为衡量是否为智能化装置、设备、系统的基本标准。

3．3．2智能化的需求

世界技术进步与经济发展表明，发展智能制造是提升制造业效能、促进经济发展的大趋势。因此，装备制造业对于智能化的需求十分迫切。产业转型升级智能制造或将成为新的突破口。智能化是自动化的高级阶段，是柔性化和集成化的延伸和发展。专家指出:今后，传统的制造业仍将朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保和长寿命的“六高一长”方向发展。新型的先进制造技术将朝着小型化(微型化)、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化方向发展;在服务上，将朝着专业化、简捷化、无维护化以及组装生产自动化、无尘(或超净)化等方向发展。在这些“化”中，占主导地位、起关键作用的是智能化和网络化。智能控制是当今多学科交叉的前沿领域之一，其研究重心是解决传统控制理论与方法所难以解决的不确定性问题。智能控制是自动控制的最新发展阶段，它的本质是在宏观结构和行为能力上对机器人控制器进行模拟。

3．3．3智能制造

在高端制造业发展过程中，智能化是其中一个方向。现在倡导的高端制造业是全方位的发展，智能化只是技术上的要求。随着原材料价格和人工成本的持续上涨，更多企业寄望于通过制造业与高新技术“联姻”，孕育出新的产业扩张模式。业内人士表示，我国智能制造产业应通过融合集成先进制造、信息和智能等技术，实现制造业的绿色化、自动化和智能化。智能制造这个概念是面向产品全生命周期的，用来实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。它是信息技术、智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。分析人士普遍认为，制造企业引入机器人折射出三层信息:企业成本再造加速、制造业产业转型时代到来、议价能力提高。这些趋势表明，“注入人类知识”的智能制造正不断地从根本上改变着传统生产方式。我国高端智能装备尚处于初级阶段，汽车行业万人工业机器人保有量仍不及发达国家的1/10。虽然2011年，中国汽车工业的增速大幅下降，但是1800万辆的庞大市场规模仍然预示着以自动化装备代替高涨的人工成本所带来的巨大市场空间。“十二五”高端装备制造发展将选择五大方向重点突破，它们分别是航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备。在智能制造装备方面，将重点发展智能仪器仪表与控制系统、关键基础零部件、高档数控机床与基础制造装备、重大智能制造成套装备等四大类产品。

4.智能制造技术走向

2010年10月，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确提出要加大培育和发展高端装备制造产业等七大战略性新兴产业，并将智能制造装备列为高端装备制造产业的重点方向之一。太原科技大学机电工程学院院长孟文俊表示，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的出台给整个制造业的转型升级带来了前所未有的机遇，这将会进一步加快我国智能制造装备产业的发展。相关专家认为，近20年来，我国微电子、通信、计算机、人工智能控制和图像处理等多学科飞速发展，这为智能制造的发展奠定了坚实的基础。未来10年，我国智能制造装备(包括仪器仪表行业)产业，应牢牢抓住发展的战略机遇期，本着“创新优先、重点突破、技术融合、夯实基础、多元投入”的原则，面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求，针对制造过程中的感知、分析、决策、控制和执行等环节，融合集成先进制造、信息和智能等技术，实现制造业的自动化、智能化、精益化和绿色化。

5.加快绿色化、智能化步伐的原因

加快绿色化、智能化步伐的原因分析如下。第一，我国有限的资源和严重的环境污染决定了必须走装备工业绿色制造的发展道路。装备工业可持续发展的概念可归纳为研发极少产生废料和污染物的工艺或技术系统，在环境资源不减少的前提下，加强环境系统的生产和更新能力，实现经济的持续发展，提高人们的生活质量。目前，我国正大力提倡科学发展观和绿色GDP概念，推进可持续发展战略。加快发展装备制造业，尤其是开展绿色先进制造技术的开发和应用，对环境保护和资源的合理利用提出了更高的要求。第二，提高我国装备制造业国际竞争力的需要。我国加入WTO后，国内企业的环保、技术、法制、经济理念需要及时更新。WTO体制及其规则允许各成员采取保护人体健康、动植物健康、环境和自然资源等措施，提倡消耗适度、无污染、有利于环保的产品和服务。第三，先进工业国家的智能化水平正在加速提升，这给我国装备制造业带来更大挑战。现在世界先进国家正在展开对工业智能化制高点的争夺，特别是日本，对于工业机器人和家庭机器人的研究已经开展了十多年，而且开发得非常成功。“十二五”期间，国家将在制造领域成立绿色化、智能化制造联盟，积极推进业界的发展，加快中国装备制造业的绿色化、智能化步伐。第四，先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。它不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务以及回收再生的全过程。技术、人员、管理和信息的四维集成不仅涉及到物质流和能量流，而且还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。第五，积极承担国家科技项目，加强与国内外大型装备制造商之间的合作。如与石油、化工公司开展从石油炼制到合成加工的各个方面的横向合作研究;开发系列化绿色机械工艺用油，包括绿色极压切削油、高速合成型电火花加工油、环保型多功能合成切削液、环保长效防锈油等产品。在“十二五”期间，国家装备制造业将投入大量精力开发工业机器人和智能控制系统。作为装备制造业企业，应当抓住这种发展机遇，在“产学研”的合作项目中，吸取丰富的营养。

6.结束语

“十二五”期间装备制造业的发展思路可总体概括为一个战略、一个目标。一个战略指的是调整转型、创新升级;一个目标指的是推进装备制造业由大变强。“十二五”期间，我国装备制造业的战略思想是:深入贯彻落实科学发展观，坚持走新型工业化道路;以科学发展为主题，以加快发展方式转变和推进经济结构为主线，实施“调整转型、创新升级”战略，围绕建设装备制造业强国目标，着力调整产业技术结构和企业的组织结构，带动产业转型和技术升级;着力加强自主创新，加快形成自主技术、产品和品牌;着力培育战略性新兴产业，大力发展高端制造业，促进形成新的竞争优势和经济增长点;着力推进信息化和工业化融合，提升装备制造业整体素质。不断发展的自动化技术，也正在这个方兴未艾的“智能时代”中寻找着自己的广阔天地。事实上，智能化在各领域的迅速普及，也许正是自动化技术在未来的一片广阔蓝海，而自动化也将助推智能应用的发展。总之，我国要由“传统”向“先进”、“制造”向“创造”跨越，实现装备制造业高端突破，必须要实现“六大转变”，即由粗放加工向精密制造和工艺创新转变、由简单模仿制造向掌握核心技术转变、由低附加值产品向高附加值产品转变、由重生产规模向重质量控制和标准化转变、由设备制造向系统集成转变、由单纯制造向制造服务化转变。在2012年“第八届中国国际工业博览会．新自动化论坛”上［5］，一些企业的领导和专家认识到转型的重要性。这充分体现了这些企业对市场环境的敏锐性。

工业智能自动化篇5

【关键词】智能化；制造；工厂

一、智能化工厂

智能化机械工厂是以“智能化”为核心，以智能化、数字化、网络化为主要特征的生产、经营实体。智能化工厂将逐步分层次实现。智能工业机器人在智能自动化制造工厂中扮演着重要角色。

（1）智能工业机器人在智能化数控设备中，除了各种数控设备和相关数控配套设备以外，智能工业机器人在智能制造单元、智能制造系统和智能制造工厂中具有重要作用。

例如日本发那科开发的智能化工业机器人，安装了三维视觉传感器和力传感器，用于数控设备自动上下料和产品组装方面。视觉传感器能识别三维图像、能识别零件的位置和姿态，能抓取散放零件。发那科的智能工业机器人，在安装了用于生产的视觉传感器之外，还使用了力传感器用于产品组装作业。

最近几年，国内外的工业机器人专家都把注意力和精力投入到“视觉伺服”智能工业机器人的研究方面，成为国内外最热门的研究课题。工业机器人的“视觉伺服”研究，包括从视觉信号处理到机器人控制的全过程。包括机器人运动学、控制理论；包括实时图像的识别与处理，以及三维信息的获取、处理和重构技术；包括实时计算技术等领域的融合；包括机器人本体标定和摄像机标定技术等。

“视觉伺服”智能工业机器人，技术难点较多，较复杂，但是目前在数控技术领域已有较成熟的高速度、高灵敏度、高精度伺服控制技术和机器人方面的视觉传感技术作为基础和借鉴，相信是能够攻克“视觉伺服”工业机器人技术的。

（2）智能化自动化工厂在各种智能化自动化数控设备的基础上，智能化工厂将由工厂局部智能自动化、逐步分层次地发展到全工厂智能自动化和社会化智能制造。

第一层次：单机或单元智能自动化。单机或单元智能自动化，可以实现长时间无人值守。国内外都有用于生产的实例。比如日本发那科在20世纪80年代第一代智能数控加工中心上，加几个用于人工上下料托盘，可以实现24h连续运转。20世纪90年代的第二代智能加工系统，以4～6台加工中心和装有带加工夹具的立体托盘架，能摆放待加工的大量毛坯件，可实现60h连续运转。

20世纪末和21世纪初的第三代智能加工系统，称作“智能机器人化加工单元”，该单元就是用智能化机器人为智能加工数控设备的夹具自动装卸工件。与第二代加工系统相比，由机器人代替了人工上下工件，解放了工人的繁重劳力，减少了夹具，减少了设备投资，缩短了生产准备时间，加工质量更加稳定，降低了生产成本。

第二个层次：生产制造系统智能自动化。

在第三代“智能机器人化单元”的基础上，实现计算机网络控制生产车间全自动化系统。包括毛坯仓储管理，再制品仓储管理，成品零件仓储管理及其搬运、装卸、装配作业和质量检验等。

第三个层次：智能化数字化网络制造系统。在第二层次生产制造系统智能自动化的基础上，配置网络综合管理系统，来实现全工厂的智能化数字化网络制造。智能化工厂的实现主要是靠信息通信技术（ICT）和智能网络的可靠运行加以保证。具有实时资料搜集与传输功能、高效能计算机与分析预测功能、远程监控与诊断功能及模拟功能等。

智能化工厂最核心的部分是生产过程和全面经营运行的智能自动化，包括设计智能化，生产排序自动化，生产线自动化，测试检验自动化，仓储自动化，电力管理智能自动化等等，进一步发展到自动化无人化工厂（绝大多数设备可以无人值守）。除生产过程智能自动化外，还包括人力资源优化调度，物资资源（设备，工具，材料等）智能优化调配，并具有强化专案时程能力，时间弹性应用支配能力，完善调整生产周期，优化生产经营方案，达到提高生产效率和降低成本的目标。

目前，这种工业网络智能工厂基本形态在技术先进国家有实力的技术先进企业已率先实现。但是用于工业智能网络不同于一般ICT通信网络，有不少难点需要克服。工业智能化网络必须具有防水、防尘、防磁、防爆以及抗高低温和抗腐蚀的能力。在可靠性、耐用性方面都比一般通信网络要求高得多。

例如：Tata汽车有限公司在印度Gujarat投资4亿1700万美元建造一座先进的具有智能化特征的工厂，每一个生产环节都采用“智能化”制造技术，对于来自经销商的订单，可以及时对客户的偏好加以调整，满足个性化需求。采用“智能化”制造技术，可以追踪每种零件的来源，可以快速确认及解决任何可能产生的质量缺陷和安全问题。此外，智能网络还可以与智能电网相连，以便在能源最为充沛或最便宜时段大量投入设备运行以降低成本。

智能化制造工厂，应该具有掌握整体市场的需求与变化能力，适时调整生产经营的弹性灵活运行，协调生产线，推出最适合市场需求的产品。发展智能化制造工厂，绝对势在必行。这取决于三大关键要素：人性化操作接口，高功能高速度计算机运算平台连接及跨网络的云端运算与信息集成分析与统计。

第四个层次：智能化社会化生产。智能化网络化社会化制造，将由企业内部局域网经因特网向企业外部传输。这就是所谓的Internet/Intranet。网络可使企业与企业之间进行跨地区协同设计、协同制造、信息共享、远程监控、远程诊断和服务等。网络能为制造提供完整的生产数据信息，可以通过网络将加工程序传给远方的设备进行加工，也可远程诊断并发出指令调整。网络使各地分散的数控机床联系在一起，互相协调，统一优化调整，使产品加工不局限于一个工厂内而实现社会化生产。智能化社会化制造能够借助Internet网实现跨行业、跨国际智能化制造，进入Internet/Intranet时代。云计算借助Internet网整合了计算机资源，为智能化制造开了先河。智能化网络化社会化制造将引领社会和全球资源的整合与优化运用，同时将有效地提高人类的生活质量，逐步地减少人类的体力劳动而扩大脑力劳动的比重，进入知识社会，智能社会。

二、结束语

工业智能自动化篇6