摘要:智能制造的兴起代表了我国从制造大国向制造强国的迈进,揭示了我国制造业的未来发展方向。为了更好地掌握智能制造的发展模式和途径,对实现智能制造的关键技术进行了研究与综述。并根据目前智能制造的发展现状和发展趋势,提出今后的智能制造技术发展方向,希望借此给我国的智能制造技术以启迪。
关键词:智能制造:现状;智能工厂
引言
工业4.0发展战略的提出,从某种意义上而言对我国工业自动化及信息技术的发展有着重要影响。尤其是进入21世纪,各种新能源、互联网、新材料等技术的革新更是给工业发展带来了巨大的威胁与挑战。由此我国为了推动工业革命的更好发展,结合工业4.0的发展战略与自身实践发展现状相结合,提出了“智能制造”的发展战略目标。这对工业产业而言是一个全新的挑战和机遇。
1 智能制造叙述
1.1 国外智能制造发展叙述
国外的智能制造技术发展是比较早的,甚至可以追溯到20世纪80年代,美国的怀特教授和布恩教授还专门出版了《智能制造》专著,这本专著里面首次提及了智能制造的概念,并具体分析了智能制造的设想和途径。20世纪90年代,日本也提出了智能制造技术,并且开发了世界上最早的智能工厂。德国的汽车制造业将智能制造技术应用到车辆装配过程中,取得了显著的效果。进入21世纪以来,物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的不断兴起,为智能制造技术的发展提供了动力。在2012年美国就提出了“先进制造业国际战略计划”,随后在德国工程院倡导下德国提出了“工业4.0”国家战略,后续韩国和法国也纷纷提出“新增长动力战略”和“新工业法国”计划等智能制造发展战略。
1.2 国内智能制造叙述
我国的智能制造技术相比发达国家而言起步是较晚的,在1994年由清华大学、华中科技大学、南京航空航天大学为代表的高校率先提出了智能制造相关技术研究。在2015年国家工业和信息化部联合了中国工程院制定了“中国制造2025的国家战略”,战略的提出是以创新制造为主体,以加快下一代信息技术与制造业的融合为主的战略,本着推进智能制造技术的方向、解决数字化、网络化、集成水平等核心问题为目标,大力发展高端制造业,实现制造业历史性跨越的战略。在2016年我国颁布了《智能制造发展规划(2016-2020)》,来支撑智能制造的实现和支撑。
2 国内智能制造技术发展存在的问题
从目前我国智能制造水平来讲,缺乏统一的系统标准,尤其是相关法律规则的制定在很大程度上存在着一定缺陷,也是制约我国智能制造技术发展的重要因素之一。所以,在未来发展过程中,我国必须加强对这方面的重视程度,通过建立完善的统一标准来规范智能制造技术的发展方向,在多方面资源不够充足的情况下,合理利用资源,并对其技术进行不断创新,加强制造过程中的集成化作业方式,从而降低因系统标准问题而出现的资源浪费现象。
2.2 智能制造企业面临着较大的升级成本压力
企业作为制造技术创新发展的主体,在进行智能化改造的过程中必然会遇到多种问题,从技术本身引进到人才储备等方面都面临着极大的压力。企业一方面要确保最低成本利润的增加,另一方面还要加强智能制造技术的升级改造,从这个意义上来讲,企业面临的压力是巨大的。有些企业甚至难以做出科学的判断,而出现决策上的错误,导致企业运营受到严重影响,所以有些企业为了生存则放弃了智能制造技术的升级改造。
2.3 智能化制造业缺乏自主创新能力
自主创新能力对于任何一个国家而言意义都是巨大的,综合国力的提升与众多因素相关,企业升级改造,人才储备都是其中的一个方面,还有一个重要因素,则是自主创新能力。从某种意义上来讲我国在自主创新能力方面与发达国家整体能力相比仍存在的一定的差距,多项技术都是由国外引进的,智能化产品缺乏自主创新的能力也就是缺乏其核心竞争力。
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2.4 与智能制造业相关的现代服务业发展较差
现代服务业的发展可以说是智能制造业发展的重要因素。然而一些关键的现代服务业的发展规模或是技术水平难以满足智能制造技术的发展需要。无论是传统企业的升级改造,还是创新型服务模式都不能集中更好地为智能制造产业服务,这也是导致影响智能制造技术发展缓慢的因素之一。
3 智能制造技术发展现状及趋势分析
3.1 智能制造技术的发展现状
经过笔者的调查发现目前世界上工业比较发达的国家都在积极地推进智能制造技术的发展,分析他们的现状和举措对我国的智能制造发展是有深远的影响的。早在2011年美国的时任总统奥巴马政府就率先提出了“先进制造伙伴计划AMP”,在美国的关键制造行业、新一代机器人战略、创新节能制作工艺材料等方面通过政府、高校、科研机构、企业联合来强化美国的制造业,并建立更为先进的制造平台,加快智能制造技术的创新和发展。在2012年,英国的经济学家提出了“制造业的智能化变革将引发第三次工业革命”,随后德国提出了“工业4.0”的国家战略计划,德政府投入大量的资金来支持其工业领域的新一代技术革命和创新,并且德国政府还利用信息技术和网络实现智能制造技术的转型发展。
同时,欧盟委员会也提出了“欧洲2020战略”,目标就是实现智能化的制造业经济增长,在创新上发展经济,并重点发展信息、节能、新能源和先进制造技术。根据上述内容,不难发现目前世界上的智能制造及时都在不断发展和升级。在我国,智能制造技术也受到了空前的重视,政府部门不断地下大力气在高等学校、科研院所、企业开展课题的研究,以此来攻坚克难。在对待重点的研究领域和研究内容上积极地培养和吸引优秀的人才参与进来,以此来促进智能制造的水平的提升。我国的智能制造水平虽然起步要晚于发达国家,但是清醒地认识到我国经过多年的努力和发展,已经追赶上了一些西方发达国家的智能制造水平了,甚至在某些领域超越了西方发达国家。可能我国的智能制造技术还有一定的缺失,但是随着我国的不断发展,制造业的腾飞是必然的。
3.2 智能制造技术的发展趋势分析
智能制造技术本质上就是制造技术、自动化技术、系统工程、人工智能等技术的融合和渗透,相互融合渗透所衍生出的一门综合性的技术,智能制造技术是建立在市场需求和科学技术发展的条件下的,市场的需求不断地变化,制造业的重心就会发生一定的转变,加之信息技术的推动,制造业的配置就会发生转变。这不单单是制造工艺的升级产品设计制造的升级,而是一种产品的理念到产品的投产的过程,是一个功能性和系统性融合的过程。以目前广为流行和热议的3D打印为例,本质上讲3D打印就是一种智能制造技术,是通过计算机设计,通过粉状、液态材料为原材料,通过3D打印机将所需要的产品打印出来的过程,这个过程是智能制造技术的应用过程,也是创新过程。所以笔者认为先进的智能制造技术是需要融合制造过程中产品的设计、产品的生产、产品的管理等环节的智能化,并且根据以上融合逐渐形成智能化的产品理念。
4总结语
通过对上述智能制造技术现状的分析,可以看出:智能制造技术是在传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上,通过感知、人机交互、决策执行等实现产品设计制造以及企业管理服务的全方位多角度的智能化,是信息技术与制造技术的深度集合。从人才引进层面出发,21世纪多半是人才的竞争,综合实力的增强以及创新都说明必须重视人才的力量,加大这方面的重视程度和教育力度,不断加强这方面人才的培养,可以通过引进和相互交流的方式来增强彼此之间的学习,尤其是针对国外这方面专业的人才要进行科学的引进,可以通过建立实验室和组建科研团队等方式,来加强人才方面的引进。
参考文献:
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论文作者:杜金
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/20
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