智能制造技术的特征精选(九篇)

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第1篇：智能制造技术的特征范文

关键词： 计算机辅助工艺设计；单元；特征技术；三维

中图分类号：TB4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0028-01

0引言

计算机辅助工艺过程设计（简称CAPP）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。当前科学技术飞速发展，产品更新换代频繁，多品种、小批量的生产模式已占主导地位，传统的工艺设计方法已不能适应造业的需要。基于三维模型的产品建模与分析技术越来越引起企业重视，针对系列产品或新产品的基于3D的参数化工艺设计模型，可以对零部件进行快速准确的工艺设计，如定位、装夹规划、工序图生成、NC程序生成、工装设计等，是柔性制造环境下CAPP的发展趋势。

1技术现状

在设计方法上，CAPP经历了检索式、派生式、创成式以及混合式系统，相比较而言，混合式CAPP系统较为实用。20世纪50年代人工智能AI的发展促进了智能式CAPP的发展。围绕知识库和推理机组织的专家系统是智能式CAPP的核心[1]。随着先进制造技术的发展，人们对CAPP系统也有了新的认识，其发展呈现出集成化、系统化、智能化、标准化等特点。

2柔性参数化三维CAPP系统功能与建模

柔性制造模式下参数化三维CAPP所包括的四个功能：装夹规划；工序规划；尺寸链计算和工艺模型评价[2]，与传统CAPP相比柔性参数化三维CAPP在功能上具有以下特点：

2.1 工序规划功能日益突出强大产品的拓扑结构确定后，改变几何参数时，相对应的装夹方案变化较小，而工序规划中的内容则变化较大。工序规划中的数控编程技术（刀具选择、路径规划、切削参数的选取）成为主要工作内容，编程质量直接影响着制造周期和成本。

2.2 特征技术成为柔性制造模式下实现CAPP的重要途径多品种小批量制造环境下，使得传统CAPP技术难以实现快捷统一的装夹规划，而传统的CAPP技术又着重于检索和派生技术，内容集中在工序图的生成，无法为企业提供实用的推理和决策功能，成为制造过程中的瓶颈。特征技术的出现为实现CAPP技术的柔性化提供可能，特征被分为总体特征、制造特征、主特征和载体特征，通过特征分类与设计特征自动识别技术，以及设计特征到工艺特征的映射技术[3]，实现基于特征的柔性CAPP技术。

3柔性参数化三维CAPP系统结构与特点

柔性制造模式下CAPP系统以商品化CAD/CAM环境为开发平台，建立了集成的零件工艺信息模型和丰富的制造特征库，综合利用各种工艺设计方法。采用XML技术实现对制造资源、工艺数据和工艺知识的描述，并采用面向对象的思想设计数据库以方便管理,完善地实现数据、知识的动态更新。

3.1 基于特征技术的信息集成在三维CAD平台上提供三维标准件库、设计特征库，在产品的几何层与零件层增加特征层，将几何形状特征和设计约束特征通过特征映射成工艺特征，基于特征加工知识进行辅助工艺决策，再经过基于特征的数控编程技术实现快速制造。同时建立三维的工艺装备库，并生成三维工序简图，不仅实现可视化装夹规划，而且实现自动化工序规划。

3.2 基于知识描述的智能工艺设计在知识表达上可采用面向对象的方法，混合式知识表达模型，以及各种模糊知识的表示。在推理方面，人工智能中的神经网络的发展对于知识自学习和联想记忆有很大进展，不精确推理也有所应用。在系统结构方面，出现知识系统，分布式系统，多层次系统等。在决策方法上，基于Agent的智能决策技术，分级规划的决策方法等，从强调工艺决策的自动化转变到注重工艺基本数据结构及基本设计功能，开发重点从注重工艺过程的自动生成，转向整个产品工艺设计的辅助工具。

3.3 工艺设计过程管理标准化每个制造企业的生产技术和产品类型是不同的，在应用CAPP的过程会产生各自特点的制造资源、流程控制、工艺数据和报表，但是其工艺设计过程则是相似的，可分为任务分配、工艺设计、工艺签审和工艺归档四个阶段[4]，用户类型也可分为工艺设计员、工艺组长、译审员、质保员、车间主任和系统管理员等，签审路线也是明确的，便于在PDM中实施角色和流程的规范管理。

4总结

随着国际市场的开放和一体化，先进制造模式是制造企业创造效益的新途径，在多品种小批量的制造环境下，柔性参数化三维CAPP系统是适应产品多样化的新技术途径，有助于制造业发挥先进制造模式的技术优势，也代表了CAPP系统发展的趋势。

参考文献：

[1]刘艳斌，赵海兵.基于3D-CAPP技术及其发展研究[J].机械制造，2006年09期：14-16.

[2]章万国，蔡力钢.基于三维的定量化CAPP及其关键技术研究[J].中国机械工程，2003年22期：1926-1929.

第2篇：智能制造技术的特征范文

【关键词】3C电装 智能制造 现代CAPP系统

CAPP是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（图形）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。CAPP的支撑技术是信息建模技术、工艺设计自动化和产品数据交换标准。随着MID产品设计技术的发展及多品种小批量生产的要求，特别是CAD/CAM系统向集成化、智能化方向发展，传统的工艺设计方法已远远不能满足要求，基于于这种背景下，本文通过对现代CAPP技术体系的探讨，构建智能工艺设计模型。

1 CAPP发展历程

从20世纪80年代以来，国内外在CAPP技术的研究与系统的开发上已投入大量的资金与力量，在智能化决策及与其它应用系统的集成化方面提出了许多技术方案，并已开发出为数众多的CAPP系统。当前CAPP发展和应用的主流是采用结构化数据，工艺管理易于实现，能够保证产品工艺数据准确性、一致性和进行工艺信息集成，实现了工艺设计与工艺管理一体化、工艺信息的数字化和集成化，体现了企业信息化技术及现代先进制思想。

2 CAPP功能模块

基于魍CAPP系统，本文定义工艺智能开发模型基本功能体系为：

（1）工艺智能设计与管理，基础产品工艺数据管理及开发；

（2）工艺协同设计，实现基于知识的跨平台的多工艺部门/人员的协同工艺设计；

（3）工艺智能管理功能，与企业信息化系统深度集成，对工艺过程各项数据进行针对性挖掘；

（4）工艺知识库工程，建立工艺知识大数据库，运用先进算法进行设计智能优化与调整；

（5）制造资源管理功能；

（6）智慧决策，提供可视化决策分析系统，便于管理层统部署协调；

（7）系统管理功能，基本权限分配。

3 系统技术路线

3.1 智能传感技术

智能无线传感网络具有快速部署、自组织成网、较强的抗毁和协同工作能力等优点，能够实时地感知和采集网络监测区域内的环境或监测对象的相关信息，并对信息进行协作处理和网络传送。

3.2 云计算技术

由云端系统实现软硬件资源和信息共享，利用互联技术提升信息存储、加工、共享和分配的效率。

3.3 大数据处理技术

基于智能传感系统，将工厂所有生产数据，包括产品数据、生命价值数据、以及工艺数据进行结构化深度挖掘，以此指导智能生产经营活动。

3.4 物联网技术

是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。通过物联网技术的应用，智能制造系统的设计可以更加开放地考虑智能制造系统内部之间及其与外部环境的沟通和协作。

4 工艺编码信息系统

编码信息系统作为智能工艺设计模型一个非常重要的环节，为工艺人员提供交互式的特征库，基本设计原理是通过建立“工艺模型”，快速实现工艺产品的几何设计制图。“工艺模型”具备三层架构分别是：

（1）加工面特征库，定义加工面的基本特征信息；

（2）非加工面特征库，定义非加工面的轮廓信息；

（3）零件总体特征库，涵盖了知识库累积的共性基本特性。

本模型采用了多个子模型相互引用的方式，将零件的形状信息和加工要求信息完整而有机地结合起来。形成零件编码系统的基础。

5 智能工艺设计模型系统分析

5.1 工具化和工程化

智能工艺设计系统强调工具化和工程化，以此提高企业的通用性。将整体系统分解为多个相对独立的工具进行开发，面向制造和管理环境做系统二次开发，并将各专项子系统集成在一个统一平台上。

5.2 集成化和网络化

智能工艺设计系统实现CAD/CAPP/CAM的全面集成，设计数据双向信息交换与传送；实现与生产计划、调度系统的有效集成；建立与质量控制系统的内在联系。

5.3 知识化和智能化

基于复合智能系统、专家系统、人工神经网络技术和模糊推理技术的发展和应用，智能设计系统可以进行各种层次的自学习和自适应，具有一定的智能性。

5.4 柔性化和规范化

现代CAPP系统以交互式设计为基础，体现柔性设计；以工艺知识库为核心，向产品实现工艺设计与管理的柔性化。

5.5 交互式和渐进式

现代CAPP智能工艺设计面向工艺设计人员提供基于工艺知识和判断的交互式输入输出界面，同时为企业管理层提供可视化管理平台，本系统是渐进式地推进智能制造的发展进程。

6 结束语

本文回顾CAPP的发展历程，提出基于传统系统的7大功能模块体系。分析了编码信息系统的重要作用，同时指出现代CAPP智能工艺设计系统应朝工具化、工程化、集成化、网络化、知识化、智能化、柔性化、规范化、交互式和渐进式等方面进一步发展，以使企业信息化建设的基础打得更坚实、更牢靠。

参考文献

[1]李美芳.CAE技术及其发展趋势[J].制造业信息化，2005（04）.

[2]许建新，孔宪光等.知识基综合智能化工艺设计技术研究[J].西北工业大学学报，2002，20（01）：132-136.

第3篇：智能制造技术的特征范文

关键词：智能制造技术；智能制造系统；机电一体化技术

1 概述

改革开发以来，我国的各项事业也都得到了快速发展，工业生产水平尤其是机械制造水平更是进步显著，正逐渐呈现出从制造自动化向着制造智能化的方向~进的趋势。与传统制造模式不同，智能制造模式中融入了电子、计算机信息等先进科技，是一种具有自适应加工和综合自动化控制等特征的先进生产方式，它的一个显著特点就是将机械技术和信息电子技术进行了结合使用，从而构建出了能够大幅度提升生产能力和效率的先进制造系统，而这就说明了智能制造的实现过程中就必然离不开机电一体化技术。笔者结合自己的工作实践经验，就机电一体化技术在智能制造中的应用进行了一些有意义的探讨，希望对相关工作能够有所借鉴。

2 智能制造的概念及其发展

在当前市场竞争日趋激烈的形势下，机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备，探寻新的生产方式，而智能制造作为一种更加先进的生产方式，自然就引起了越来越多人的重视。现实中，智能制造一般包含两层含义，一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术，另一层就是指代智能制造系统（如图1所示）。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式，构建智能化的制造系统。可以这么说，在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势，对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。

与传统的制造技术不同，智能制造技术融合电子、机械以及计算机信息等技术，即智能制造的实现高度依赖于机电一体化技术。智能制造技术的一个最显著的特点就是可以对制造状态实现智能感知，并对感知到的信息进行自动分析和处理，最后还可以生成决策指令来对整个制造加工和管理环节进行自动控制。显而易见，智能制造技术的功能就是对机械产品的加工制造环节进行自动控制，通过对人工决策过程加以模仿来自动生产控制指令。这样做的一个显著好处就是降低了人为因素可能造成的干扰。如采用智能制造技术来生产机械零件产品就消除了因人工操作失误而造成的废品损失，在解放了大量生产劳动力的同时，也极大幅度地提升了生产效率和产品质量。此外，对于一些劳动强度特别大或者生产过程存在潜在安全隐患的领域，采用智能制造技术来替代人工生产也是实现安全和高效生产的一种最佳选择。总之，智能制造技术不仅可以大幅度提升生产效率，而且可以在很大程度上杜绝人为失误的影响，是当前机械制造技术发展的一种主流趋势。

智能制造系统就是通过运用智能制造技术来构建的一种先进生产系统。与传统生产方式不同，智能制造系统中融入了大量的制造加工状态信息，并通过对这些信息进行智能处理来及时发现当前制造环节中可能存在的问题，这就为生产加工过程的自动化调节和控制提供了依据。此外，智能制造系统还拥有组织、学习以及优化等众多功能，如可以对生产加工过程中用到的各类资源进行灵活配置，对加工制造过程进行合理优化，对加工过程进行模拟仿真以及可视化展示等，而这些也都迎合了制造业的发展潮流。

3 机电一体化技术在智能制造中的应用

当前，机电一体化技术正在逐渐和智能制造技术进行融合，同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的空间。可以这样说，机电一体化技术已经逐渐成为了实现智能制造过程时的一种不可或缺的核心技术。例如当前智能制造系统中所广泛采用的传感器技术就是二者结合使用的典范。在智能制造系统中，需要加装多种型号的智能传感器来对加工制造状态信息进行监测和收集，而这就需要用到机电一体化技术来对信号进行采集。此外，传感器监测到的信息还需要通过信息网络传输给控制系统进行分析，而这也需要用到电子信息技术来构建信息传输网络。总之，在构建智能制造系统的过程中，必不可少地就需要用到机电一体化技术来达到各种信号检测和传输的目的。

事实上，智能制造是在制造自动化高度发展的基础上所诞生的一种新型制造理论，而数控技术就是实现制造自动化的一种关键技术。众所周知，数控技术的实现就离不开机电一体化技术，它对数控系统的要求非常高，不仅涉及到模拟、信息处理等多种技术，还包括对所有数字加工环节的自动优化和管理。目前绝大多数制造企业都应用了数控机床，其数控系统主要采用的是“CPU+总主线”的结构形式，通过在线诊断和模糊智能控制的方式来对整个生产过程进行多通道的管控。

除此之外，一些国内外先进企业构建的无人化生产线和无人工厂也是机电一体化技术和智能制造技术结合应用的典范。在这些生产制造系统中，工业机器人被大量使用，它们和数控机床之间可以通过物联网来实现互连互通，并通过构建基于人工智能的智能控制系统来对所有制造过程进行控制。

4 结束语

总而言之，机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术，将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义，必须引起我们高度的重视。此外，智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间，这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。

参考文献

[1]冉胜国.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].商品与质量，2016（20）：68

[2]周怀疆.试述机电一体化技术在智能制造中的应用[J].引文版（工程技术），2015（36）：240

[3]王昌祥.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].工业，2014（8）：56

第4篇：智能制造技术的特征范文

通过对制造软件的各个系统、相关的知识工程、机器人视觉、制造工人的相关技能以及人类专家的先进知识进行一定的集成和建模，使得智能机器可以在没有任何人为因素干预的条件下进行小批量生产，这就是制造业智能化技术的主要目的。机械制造的智能化技术能够使得产品在生产效率、产量、制造精度方面得到大量提高，使得生产的过程更加具有现代化，有效降低生产的成本，提高企业的经济效益。

机械制造智能化技术的具体应用实例分析

下面以机械制造智能化技术的具体应用实例———敏捷化智能制造执行系统为例，对智能化技术在机械制造系统中的应用作一详细论述。

制造执行系统英文简称MES，是面向车间生产层次管理的一个实时信息系统，是实现车间敏捷化的一项重要手段。概括起来讲，本系统具有如下特征：（1）虚拟性。制造设备从原则上来说，可以来源于不同的企业、不同的车间，它们在物理位置上可以是分布的，但是从逻辑上来说，可以组成一个共同的逻辑制造单元。（2）动态性。根据不同物理位置的资源，根据动态的外部环境，配置逻辑制造单元。（3）自治性。在生产管理方面，系统要具有很高的自，要具有异常突发事件的处理能力，实现自我调整。

系统的活动流程图如图1所示。由图1可以看出，MES系统使用来自ERP系统计划的工作派遣单和来自车间层的资源状态信息制定短期的制造计划，并分发工作单或加工指令给制造单元或设备进行加工。MES系统则根据这些信息对在制品（WorkinProgress，WIP）进行跟踪、控制加工过程，并根据车间发生的事件做出实时的响应。同时，ERP系统可以查询订单状态、WIP状态和其他性能数据以便做出符合实际的预测和决策。随着制造业智能化技术的不断发展，以及企业需求的不断提升，MES各个层次间的界限更加模糊，以使系统更加平稳高效运行。通过对MES系统的分析，我们发现，整个制造系统很好地利用了智能化信息技术，增加了系统的继承性、动态调节性以及实时响应性等等，很好地体现了系统的职能。

机械制造智能化技术的发展方向

机械制造智能化技术的发展趋势就是生产出质量高、效率高、柔性高、成本低、劳动力消耗低、规格全、品种多的产品。在未来，智能化的操作系统将呈现如下趋向：

近几年以来，自动化技术得到了不断的发展和应用，其生产的效率得到了很大提高，产品的质量不断得到保证。此外，越来越多的先进机械设备能够替代人类去进行危险的工作。在早期，机械制造业系统在很多情况下所针对的是那些比较简单的环境，其存在的主要目的是对调度任务进行有效实施，在规定期限内全面完成任务。而机械制造的自动化、智能化主要是指通过先进的计算机模型对人类智能行为进行模拟，实现人工智能和实时系统的有机结合。以确保其能够具有更现实、更实时的发展领域，更好的朝着智能行为、应用行为的方向进行发展。

所谓柔性主要是指制造系统应该具有一定的能力来应对生产条件所出现的各种变化，它与人员、系统方案、设备密切相关。其中系统方案中的柔性则主要是指对不同零件进行加工的自由程度。人员具有柔性是指企业的操作人员应能够确保加工任务的完成，并且在完成的时间和数量方面具备一定的变换能力。设备具有柔性主要是指在短时期内机床能够对新零件的各种加工能力进行有效适应。机械制造的智能化技术应朝着柔性化的趋势进行发展，在发展的过程中进行模块化的设计，增加功能的覆盖范围，增强其可裁剪性，从而对不同用户的需求进行满足。根据生产流程中出现的不同要求，对信息流和物料流进行有效的动态化调整，使得群控系统效能得到最大化的发挥。

机械制造业的智能化技术应该朝着工艺多轴化、复合化的方向发展，这样做的主要目的是使复合加工的能力不断加强，确保生产工序、生产环节、生产时间得到有效减少。比如，数控机床要想实现智能化的加工，就将工件在1台机床上进行1次装夹，然后通过进行自动换刀、转台、旋转主轴头等方式对多种工序进行完成，实现复合型的加工。

第5篇：智能制造技术的特征范文

关键词：机电一体化　智能制造　制造企业

机电一体化又称机械电子学(Mechatronics，由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成)。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化和智能化。如今的现代化企业已经进入了崭新的智能制造时代。

一、智能制造的概念

智能制造应当包含智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)。因本文不涉及智能制造技术本身，只侧重于论述制造模式，所以重点讨论智能制造系统。智能制造技术是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来，将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统，以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化，从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动，并对制造业专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。智能制造系统是指基于IMT，利用计算机综合应用人工智能技术、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、生命科学和系统工程理论与方法，在国际标准化和互换性的基础上，使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化，并使制造系统形成由网络集成的、高度自动化的一种制造系统。

IMS是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体。IMS理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机制上，目的是通过设备柔性和计算机人工智能控制，自动地完成设计、加工、控制管理过程，旨在解决适应高度变化的环境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知识在制造活动中的价值地位，而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式，所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。

二、智能制造系统的特点

IMS具有以下几个特征:

一是自组织能力，二是自律能力，三是自学习和自维护能力，四是整个制造系统的智能集成，五是人机一体化智能系统，六是虚拟现实。

综上所述，可以看出IMS作为一种模式，它是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不断向纵深发展的先进制造系统。

三、智能制造的支撑技术

人工智能技术；

并行工程；

虚拟制造技术；

信息网络技术。

四、智能制造主要研究内容及目标

1.智能制造主要研究内容

（1）智能制造理论和系统设计技术；

（2）智能制造单元技术的集成；

（3）智能机器的设计。

2.智能制造主要研究目标

（1）整个制造过程的全面智能化，在实际制造系统中，以机器智能取代人的部分脑力劳动作为主要目标，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力。

（2）信息和制造智能的集成与共享，强调智能型的集成自动化。

五、智能制造的发展简况

1.国外发展简况

自20世纪80年代美国提出IMS概念以来，IMS一直受到众多国家的重视和关注。日本、美国、加拿大、澳大利亚、瑞士和欧洲自由贸易协定国在1991年1月联合开展了由日本首先于1990年4月提出的为期10年的IMS国际合作计划。

2.国内发展简况

我国20世纪80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题，已在专家系统、模式识别、机器人方面取得了一批成果。1993年，中国国家自然科学基金委员会重点项目“智能制造技术基础的研究”获准设立，1994年开始实施，由华中理工大学、南京航空航天大学、西安交通大学和清华大学联合承担。研究内容为IMS基础理论、智能化单元技术、智能机器等。至今，已取得了不少可喜的研究成果。

综上所述，可以看出IMS是一种集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身的制造模式，具有不断向纵深发展的高技术和高水平的先进制造系统，同时也是需要投入巨大科研力量去突破一个个技术难点的先进制造系统。目前研究的重点为虚拟企业、分布式智能系统、并行工程和基于的IMS。同时也应看到，这是一个人机一体化智能系统，只要努力追求人的智能和机器智能的有效结合，这样的系统就有可能实现。当然，这种实现是一个从初级到高级的发展过程。

第6篇：智能制造技术的特征范文

关键词：机械制造技术；机械制造业；生产管理；制造设计；自动化装备

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0018-03

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生整个过程的工程学科，并广泛将电子学、信息科学、材料学、生物学、管理科学等最新科学成就融入其中，目的是提高产品的质量、效益和竞争力。

机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。我国加入了WTO后，面对日益激烈的市场竞争环境，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术研究中。近年来，我国制造科学技术有了日新月异的变化和发展，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平。

1 现代机械制造技术的特征

1.1 面向工业应用的技术

随着生活水平不断提高，人们对各种产品的要求也越来越高，除了质量的要求外，人们慢慢地也开始追求产品的精美外观，因此，现代化的各种制造技术，应该满足人们对产品的最实际要求与效果，这无形中也促进了企业竞争实力的提升，进而促进了国家经济实力的增长，从而提高了整个制造业的经济效益与社会价值。

1.2 CAD/CAM的广泛应用和开发

机械制造与电子技术、计算机技术的结合越来越紧密，计算机及其网络技术的迅速发展，使机械技术、制造和理论计算融为一体。NC、CAD/CAM、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等已成为提高劳动生产率的强大手段，成为制造业现代化的标志。

1.3 设计与工艺一体化

随着科学技术的迅速发展、社会需求的日益多样化，更新换代加快、品种越来越多、批量越来越少。因此，小批量的生产在产品生产中已成为主流，出现了面向制造设计的并行工程（CE）和精良生产（LP）新技术，使设计与工艺一体化。随着计算机的普及与网络技术的迅速发展，设计与工艺一体化进程正在加速发展。

1.4 制造技术已成为系统

先进制造技术之所以具有强大的优越性，其根本原因在于它在利用传统制造技术的同时，能不断结合当今现代化的高新技术成果，这样既避免了传统制造技术的缺陷空白，又充分发挥了现代技术的能量流与信息流，使之成为一个完整的系统。

1.5 加强环境保护意识

生产者在生产的过程中，对环境的保护越来越重视，对一些可以再次利用的资源进行最大可能的回收，并加以利用，将资源的回收利用，这也是现代制造技术发展的重要方向。

2 现代机械制造技术的发展状况

近年来，我国制造业不断引进世界先进制造技术，并加大各领域的技术研究，形成了一定特色的制造新气象，但是，对于高精尖端的领域，与欧美等一些工业发达国家相比，仍然存在很大一段差距，主要表现在如下几个方面：

2.1 生产管理

工业发达强国在管理中广泛采用计算机技术，推出了准时生产（JIT）、精益生产（LP）、敏捷制造（AM）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展。我国多数小型企业却采用经验管理方法，只有少数大型企业采用了计算机辅助管理技术。

2.2 制造设计

随着计算机辅助设计（CAD/CAM）的兴起，世界各工业发达国家抓紧有利时机，不断将该技术引用其中，并能做到对设计数据和规则进行定期更新与处理。我国对CAD/CAM技术的应用却不是很普遍，且该领域的人才较为紧缺。

2.3 自动化装备

目前制造业正在从以机器为特征的传统技术时代向着以信息为特征的系统技术时代迈进，进入了一个能够增强企业在不可预见的多变环境中生存能力的全球化敏捷制造阶段，世界各国十分重视发展先进制造与自动化技术，许多工业国家应用先进制造与自动化技术实现了设计、制造和经营的一体化，加强了在国际市场的垄断地位，而我国在这一方面却显得非常的薄弱。

2.4 制造工艺方面

精细加工、微细加工、微型机械和微米纳米技术、高精密加工技术、超塑激光加工技术、电磁加工技术以及复合加工技术等新型加工方法在工业发达国家应用较广泛。而我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

3 我国机械制造先进技术的发展趋势

现代制造技术是在保留传统制造工艺积极要素的同时，不断融入当今最新的研究发展技术而成，并在产品生产的所有领域及过程中广泛渗透。

3.1 智能工程化

人类和智能机械共同组成人机一体化，形成智能系统，该系统在制造过程中能进行如构思、分析、判断、推理、决策等智能活动。智能系统中，“智能”主要体现于系统具有极好的“柔”特性。在设计和制造中，采用模块化，使其具有较大柔性。

3.2 自动技术化

自动化技术在制造系统中主要表现在集成技术、系统技术、柔性制造技术、人机一体化等各个方面，自动化技术向高科技方向纵深是制造业的发展趋势所在。

3.3 虚拟技术化

虚拟技术在制造过程中可模拟和检验产品生产过程。为优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和成本最低标，并检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，需进行生产过程计划、管理、调度、供应链及物流设计的仿真，以预知设计与生产中可能出现的缺陷和错误。

3.4 绿色环保化

在设计、工艺、生产过程、包装等各个生产过程中进行绿色管理，产出绿色产品，产品在使用完后还可进行回收利用。通过绿色制造技术能使原材料和能源的利用效率达到最高，最大限度地减少制造对环境的负面影响。

3.5 全球一体化

自从加入WTO，世界各国之间的距离变得越来越小了，全球之间的贸易往来更加密切，世界是一个大工厂，全球一体化的进程日益加快。网络通讯技术的迅猛发展，更是加速了各国企业之间的交流与合作，从而产生更激烈的竞争，这样一种发展的模式有力地促进了国际市场间的竞争。

4 结语

在激烈的国际竞争环境中，一个国家科技发展水平的高低，制造业在其中起到了关键的衡量作用。我国正处于改革的转型期，有相当的前沿科学技术还没有自己的知识产权，制造水平也非常薄弱，需要不断地攻坚克难。只有把握住世界先进制造技术的发展潮流，顺应改革的步伐，将其放在战略优先的高度，加大投入，这样才能缩短与先进工业国家的距离，才能在世界的竞争场上占有一席

之地。

参考文献

[1] 马晓春．我国现代机械制造技术的发展趋势[J]．森林工程，2003，（3）：23-24．

[2] 董艳秋．现代机械制造技术及其发展趋势[J]．煤炭技术，2006，（11）．

第7篇：智能制造技术的特征范文

关键词：机电一体化；发展趋势；智能控制

1 概述

当前，我国的科学技术不断发展，在很多的科学领域都有了很多的渗透和交互，这样也使得工程建设领域出现了很多新的变革，在机械制造领域，科学技术尤其是电子计算机技术不断使用其中，这也使得基本的技术和产品功能都出现了很大的改变，这样就使得工业生产领域机电一体化的速度明显有了很大的提升。

2 机电一体化的发展趋势

机电一体化通常就是指在科学技术领域多种技术多种学科不断交融的趋势，以当前的机电一体化的发展情况而言，机电一体化正在朝着这样几个方向发展：

2.1 智能化

在人类社会的发展和进步中，智能化是一个非常明显的特征。智能化也是机电一体化技术和传统机械技术的一个最重要的差别。机械智能化的一个最为集中的表现就是产品出现了很多智能化的功能，，机电一体化技术中，智能化的使用也使得其成为了本世纪最为重要的一个发展趋势。

2.2 高性能化

高性能也就是指速度快、精度高、可靠性强、效率高的发展趋势，在近几年诞生的CNC就能够很好的满足这几方面的需要，这种系统在进行处理的过程中使用很多的中央处理器，在连接的过程中使用了很多条主线，这样就可以使得数据能够以很快的速度进行传递，在运行的过程中，能够实现同时对多项任务完成处理，在系统设置中，重视系统的实际功能能够对故障进行自动诊断，如果系统出现了问题要及时进行自动检查和处理，在处理之后还要能够对系统进行自动的修复，这些先进的功能也能够有效的保证我国机电一体化设备的高性能。使其能够在实际的工作中发挥更大的作用。

2.3 网络化

在20世纪90年代，互联网技术在我国悄然兴起，所以与网络技术相关的各项技术也不断的出现在了各个领域中，远程控制和监控技术也因为网络技术的发展和应用得到了很好的效果，用于远程控制的各种终端也使用了多种网络技术，所以，在机电一体化的过程中，其一定会朝着网络化的方向发展。

2.4 微型化

微型化是微型机电一体化和机械技术以及电子技术的有机融合，这项技术也是机电一体化技术中最新的发展趋势，这种技术能够体现出诸多的优势，首先其体积较小，所以其能够占据更小的空间，在运行的过程中灵活性更强，在军事和医疗等领域发挥着十分巨大的作用，也是近几年来最重要的技术之一。

2.5 人格化

在以后的机电一体化技术中，其在性能和表现上应该更接近于人类，也就是要更好的加强人和机械之间的协调性，同时也使得二者能够更好的相互融合，能够使得机械在操作时更符合人们的操作习惯，在安全性和可靠性上也能够更有保证。

2.6 绿色化

系统绿色化特点就是指其在生产制造和使用的过程中不会产生污染，同时也不会对环境造成负面的影响，同时在其到达使用期限之后还能够将其相关的部件进行有效的回收使用，我国的经济和工业都不断发展，随之而来的是我国的资源也不断的减少，在环境方面也出现了很大的不足，生态环境不断遭到新的破坏，这种特点非常符合我国当今的发展需求，同时其又能够很好的体现出我国的基本国策，所以这种绿色化特征也必然会成为今后我国机电一体化的一个重要的发展趋势。

3 我国机电一体化的应用前景

3.1 利用高新技术对机电一体化进行有效的改造和提升

在实际的使用中，机电一体化技术要涉及到非常多的学科和领域。它也是一门有很强的综合性的技术，我国近几年的发展中非常重视相关产品的创新，通过对先进技术的使用不断增强产品自身的市场竞争力。

3.2 开发新一代的机电一体化系统

3.2.1 计算机集成制造系统

在CIMS发展过程中，要注重人机一体化。在CIMS系统中处于核心地位的过程控制级计算机，应配备必要的硬件和一定的软件功能。在软件方面，要做到计算辅助设计（CAD）和计算辅助制造（CAM）与硬件的有机结合，在发展过程中，要重视基本技术，不盲目追求高度自动化，数字化，逐步实现机电一体化的柔性、自动化、全局化。

3.2.2 智能制造技术

智能制造系统（IMT）是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在人类专家的指导下，做到人机的有机结合，而不是取代人，智能制造系统具有很强的自律能力。人机一体化能力是机电一体化研究热点，它是在控制理论的基础上，吸收人工智能、心理学、生理学、运筹学、计算机科学等新思想，新方法，模拟人类智能，对诊断过程，人-机接口，自动编程和加工过程等问题进行分析、判断，推理，构思和决策。以取代或延伸制造工程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展，以求得更高的控制目标。

3.2.3 精益生产方式和敏捷制造技术

精益生产方式（LP）是以人为中心，以简化为手段，以尽善尽美为最终目标，包括雇员的介入，全面生产力的保持，及时化的生产，全面质量管理组成，探讨更有效地简化企业的组织结构，简化产品的开发过程，简化零件的制造过程和产品的结构，由于LP是基于企业或企业集团，有一定的局限性，于是出现了跨企业、跨地域、面向全球的制造技术即敏捷制造技术（AM）它随着市场变化，能快速形成不断变化的公司。形成虚拟制造系统达到产品设计制造过程的敏捷性，实现人、技术与管理优化集成、在企业内部及企业之间实施并行工程技术。

3.2.4 快速零件制造技术

快速零件制造技术（RPM）是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的技术总称。在加工中成型设备是无需专用夹具或工具的通用机器，而且加工过程中较少的人干预或无人干预，它由CAD软件设计零件的三维实体模型的数字模型，然后根据工艺要求，按一定厚度分层，完成从三维实体模型到三维平面的转变，进行加工处理，生成数控加工代码，再以平面加工方式生产每个深层要求，是集计算机技术，数控技术等于一体的技术。

结束语

在机电一体化技术中要涉及很多的学科，它的发展也和社会的发展和进步有着十分密切的关系，和机电一体化相关的技术有很多种，这些技术会随着我国的经济和科技发展而不断完善和壮大，从而也更好的为我国的相关产业服务，促进我国相关产业的发展。

参考文献

第8篇：智能制造技术的特征范文

机械自动化 模糊控制 人工智能

【中图分类号】P415.1+3文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0012-01

机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术，应实事求是，一切从我国的具体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。

1我国机械自动化的现状

机械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来，在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国让处于初级操作阶段的自动化。

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

1.1管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

1.2设计方面

工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD技术的比例比较低。

1.3制造工艺方面

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

1.4自动化技术方面

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。

2机械自动化关键技术

自动化制造系统（FMS）系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，FMS发展颇为迅速，并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。

2.1计算机辅助设计

未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。

2.2模糊控制技术

模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。

2.3人工智能、专家系统及智能传感器技术

迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在FMS（尤其智能型）中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪中期，人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。

2.4人工神经网络技术

人工神经网络fANN是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。

3现代机械技术的发展方向

现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代；二是机械制造的高度自动化，以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。

3.1精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括：精密铸造（湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯）、精密锻压（冷湿精密成形、精密冲裁）、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。

3.2无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业，无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如废液排放和回收等等。

3.3快速成形技术快速原型零件制造技术（RPM），其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则，而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造（LOM），熔化沉积制造（FDM）等等。

第9篇：智能制造技术的特征范文

关键词：先进制造技术 机械制造业 发展方向

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验，但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。但目前被公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：

1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。

2．从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。

3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。

4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。

5．机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。

下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。

一、集成化

计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分： 1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。

2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。 3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。 4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。

二、智能化

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。

三、敏捷化

敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。

四、虚拟化

“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

五、绿色制造技术的应用及绿色设计

若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发，诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的，也是较为成功的应用，只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。 （1）节约资源方面：将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。

（2）采用新设计的加工工艺方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，大大降低了汽车尾气的排放。

（3）适用于环境友好的材料方面：世界上著名的汽车生产企业，使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质，采用轻型材料――铝材制造车身，使汽车重量减少40%，能耗也降低了。

（4）部件回收在制造方面：从1990年中期，美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项，每年就可获利数十亿美元。

六、清洁化