導語：如何才能寫好一篇智能制造概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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（1）設計過程當中盡量采用一些可再生、可回收的資源與材料，設法降低資源消耗。機械制造與自動化的材料選擇應遵循可回收、易分解、可再生的原則，使用這類材料進行機械制造與自動化加工，不會排放大量的有毒有害物質，對環境的危害比較小。尤其是對于結構用的零件，在結構設計過程中一定要滿足易分解、易分配的原則，嚴格杜絕使用有毒材料，努力提高環保材料的循環使用效率。

（2）在機械制造與自動化設計過程當中盡量考慮輕重量、低能耗、長壽命原則。通常產品的壽命得到有效延長就等于說是降低了機器產品的報廢率，意味著機械的產品產量也相應的減少了。同時，降低機械產品的能耗也能減少污染，提高了環保效率。出于降低材料能耗的角度，適度減輕機械產品的重量，并從環境的負荷對于機械的要求方面進行優化設計，產品設計應符合環境通用標準，實現機械構件的通用性。

（3）在機械制造與自動化設計過程當中還應考慮到零件報廢以后的污染處理成本。設計過程當中，報廢以后的污染處理問題常常被忽視，應積極采用一些低環保負荷、綜合成本最小化的材料。盡量避免使用含氯橡膠、氟利昂、石棉和樹脂等類型的材料。

2改進制作工藝，實現節能減排

（1）因地制宜，參考外部環境選擇加工工藝。在單個零件的眾多加工工藝當中應考慮到現場設備的匹配。比如零件的鍛壓工藝，可以選擇冷鍛壓方式，也可以選擇溫鍛壓方式，還可以選擇熱鍛壓方式，其中熱鍛壓工藝能源利用效率要低于冷鍛壓和溫鍛壓方式，但是選用冷鍛壓工藝對環境的危害要比熱鍛壓和溫鍛壓工藝高，所以溫鍛壓工藝將在日后廣泛被應用。

（2）對于現有產品結構進行優化。眾所周知，機器結構越簡單，設計零件越少，制造過程所需的能耗就會越低。同時，機械設計中零件的形狀對于制造過當中的能耗影響也很明顯。所以，在設計過程中既要保證產品的基本性能，也要盡可能簡化零件，優化產品結構、減小機械提及、減少零件數量。

（3）對于工藝工序的合理安排。在節能設計過程中，對加工工序進行合理有效的調整，優化工藝方法的選擇，也能實現節能目標。例如：冷軋薄板的生產由于冷軋過程中鋼板要經受塑性變形，必須經過退火處理才能適于復雜的成形加工。加工環節過程當中對于每個工序都進行環保優化，盡可能高的提高能源利用率。

3機械制造及其自動化技術未來發展趨勢

機械制造及其自動化技術發展離不開計算機應用技術水平的不斷提高。目前機械制造及其自動化技術應用合作日益國際化、大規模化，這就要求與自動化相關的計算機集成和網絡技術要全面發展，與國際接軌，跟上世界步伐。同時，數字化制造技術在機械制造及其自動化技術中的應用也成為未來節能技術的必經之路。節能環保理念在機械制造及其自動化技術當中的引入，必將使得機械制造及其自動化技術應用更加全面，提高產品質量、降低工人勞動強度、提高企業經濟效益、實現節能減排，進一步推動工業的發展。

4結束語

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而具體到制造業內部的各分支行業領域和公司，每天也都在上演著形形的跨界、布局、兼并、聯合、轉型、升級等熱劇，目標無非在于建立一個高度靈活的個性化、數字化的產品與服務的生產模式。

毫無疑問，這種轉型升級的大潮與當前國家制造業的大勢頗為吻合的。從制造大國向制造強國轉變，是中國的既定戰略方向。自“十二五”以來，謀求制造業的轉型升級成為政府各部門工作的一個核心理念。

作為這波熱潮的關注者和研究者，我們相信，已經從各種渠道看慣了各式各樣的表格和數據的你，打開這本雜志，并不希望再次看到這些重復且無趣的內容。因此我們并不打算再次敘述某企業通過引進機器人而壓縮了多少生產成本，或者某公司采取新型節能方案而降低了多少能耗。即便是同一個故事，我們也想換一個角度或方法來講述。

在此，我們嘗試著換一種思維，把站在傳統制造業身后，為其轉型升級提供推動力量的那些硬件、軟件或解決方案提供商推向臺前，從它們的角度來為你聚焦本次轉型大潮下的諸多細節與故事。

比如德國西門子力推工業4.0，積極探索未來制造；美國GE提出工業互聯網概念，努力把傳統工業與互聯網、大數據嫁接；發那科、ABB、庫卡等積極在中國推銷工業智能機器，助力中國制造業的智能化；IBM、思科、日立、惠普、NEC等傳統IT廠商力圖用ICT技術改造傳統制造業，為中國工業騰飛添翼等等……

我們認為，在這場已然暗潮涌動的第四次工業革命浪潮下，全球制造業從生產方式到商業模式都在發生著深刻變化，而推動這種變革的力量可以稱之為“制造+”。無論以智能制造為核心的德國工業4.0，還是以互聯網思維為基本理念的美國網絡化制造，都可以定義在“制造+”的范疇內。

而在中國，新型工業化所積極倡導的信息化與工業化的融合，可以看作是一種與世界范圍的“制造+”理念的不謀而合。所以，我們不妨把所有在智能制造、網絡制造、綠色制造、柔性制造等新型制造形態上，擁有核心技術或者能為制造業提供智能、網絡、綠色解決方案的公司，都歸納為“制造+”的中堅力量。

這些“制造+”公司，既是中國乃至全世界制造業轉型升級的推動者，同時也是重要的見證者和參與者。我們將擷取其中的一部分公司，為你展示這波制造業蝶變中，它們所起到的巨大作用。

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關鍵詞:中國制造2025；機電一體化；現狀；展望；863計劃

1當前機電一體化產品概念設計國內外研究現狀

1.1國內研究現狀

我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發展，目前我國的工業化整體處于“工業3.0”左右的階段。（1）數控技術方面：截止2016年，我國數控技術經歷58年，目前國產數控機床可供品種達2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業的發展拉動高端數控機床的發展，進而推動機電一體化進程。（2）工業機器人方面:目前，國內機器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統地攻關，在原有的良好基礎上更上一層，后期能立于世界先進行列之中。（3）激光術方面：近年來，激光技術發展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又擴大了緊湊型的高功率激光器的應用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發動機的發展或用于空間探索的推進器系統改造。（4）互聯網應用方面：推行互聯網思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團有限公司分別運用CAX系統和SPC工具進行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。通過這幾方面可以看出機電一體化產品概念設計有著很大發展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。

1.2國外研究現狀

機電一體化的相關研究在國外最早在上個世紀60年代開始，在九十年代后期機電一體化進入深入發展階段，并出現了“機電液”和“機電光”等一些新的分支，現階段以德國和美國為代表的發達國家工業化發展已經達到了“工業4.0”，并在國際上處于領先地位。

2未來建立機電一體化的產品概念設計理論與方法的意義

未來建立機電一體化產品概念設計理論與方法意義深遠，在新的技術不斷沖擊下，機電一體化會不斷提高，能提高我國的機械工業化水平，也是社會生產力的必然要求，能在追求特定價值功能的基礎上，實現系統的最優化，能很好地代表當今機械工業主要趨勢。

3未來機電一體化的發展展望

未來，隨著微電子技術和機械電子技術的迅猛發展，機電一體化必將注入更多新的內容，各個學科將繼續相互交叉、相互支持和互相發展，并且機電一體將朝著更加智能化、微型化、系統化和環保化方向發展，總理在政府工作報告中指出，實施“中國制造2025”計劃，堅持創新驅動，智能轉型，強化基礎，綠色發展，加快從制造大國轉向制造強國，并且我國今年推出了“工業互聯網”和“互聯網+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯網+”創新比賽，并取得不錯的效果，讓機電一體概念設計理論與方法化不斷升級，加強了工業化與信息化的緊密結合，下一階段我們將運用信息—物理融合系統（CPS）,實現大型大型工程系統實時感知、動態控制和信息服務，更好利用機電一體化解決實際問題，不斷促進中國工業化發展。

4結語

在“中國制造2025”計劃的推動下，機電一體化的研究和相關領域必將出現突飛猛進的發展，當然，與機電一體化相結合的技術（機電液和機電光）很多，相信未來在機電一體化的促使下中國工業將邁向“工業4.0”。

作者:于志業 單位:太原科技大學

參考文獻：

[1]孫彥廣。工業智能控制技術與應用[M].北京:科學出版社，2007.

[2]李建勇。機電一體化技術[M].北京:科學出版社，2004.

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自2014年“工業4.0”成為熱點方向，這個醒目的標題就令人充滿了欲望和想象。2015年政府工作報告中明確提出實施“中國制造2025”，堅持創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展，加快從制造大國轉向制造強國，推動傳統產業技術改造，并提出了“互聯網+”行動計劃。

工業是強國之本，建設制造強國勢在必行。中國服裝業在此背景下恰逢歷史性機遇，同時也將與世界性挑戰正面交鋒。

中國是制造大國，但大而不強，中國制造業目前仍處于“工業2.0”和“工業3.0”并行發展階段。用清華大學設計戰略與原型創新研究所蔣紅斌博士的話來說，就是“我們的主體經濟特質是左腿已經邁入了4.0時代，但是右腿還在2.0版本里。”與德國等制造強國相比，無論是在研發投入、技術水平、產品質量還是品牌形象上都存在較大差距。

當前，世界范圍內新技術、新應用、新產業、新業態蓬勃興起，正在引發影響深遠的產業變革。面對新一輪科技革命和產業變革帶來的機遇和挑戰，各國紛紛抓緊調整各自的戰略，日益重視制造業在促進經濟復蘇和轉變發展方式中的作用。因此，全球制造業發展格局在近幾年發生深刻變化，中國制造業發展正在面臨發達國家和發展中國家的“雙重競爭”。如美國制定了先進制造業國家戰略計劃，德國推出了“工業4.0”戰略，法國出臺了“新工業法國”。去年9月，印度也了“印度制造”戰略，將制造業作為立國之本。

由此，工業和信息化部部長苗圩提出，中國必須走“工業2.0”補課、“工業3.0”普及、“工業4.0”示范的“并聯式”發展道路。而對于始終走在變革尖峰上的服裝業而言，創新能力不足、勞動力數量拐點初現等信號無一不在警示――制造業的傳統發展方式已難以為繼，涅重生還是銷聲匿跡？答案或許就在一念之間。

智能時尚玩轉產業鏈整合

“中國制造2025”提出了用三個十年實現由制造業大國向制造業強國轉變的戰略目標，中國紡織工業聯合會副會長孫瑞哲認為，紡織服裝業具有先期邁進世界紡織強國陣營的基礎和優勢。具體而言，紡織服裝業智能制造包括智能裝備、智能產品和智能零售三個方面，但從“大時尚”的層面來說，脫下智能制造“冰冷的鎧甲”搭界服裝業，智能時尚的概念應運而生。

我們可以從紛繁變化的市場動態中捕捉到智能時尚的洶涌來襲。近兩年，可穿戴設備產業趨于成熟，國內外企業層出不窮的新產品滲透至消費者生活的方方面面，根植“可穿戴”背后的天然視覺優勢，作為智能產品的重要分支，為智能化與時尚化的結合吹響了沖鋒號。

智能裝備方面，和鷹、寶盈等龍頭企業深耕自動測體CAT、模板縫制系統等尖端領域，串聯縫制智能設備產業鏈，為智能時尚打下堅實基礎。智能零售則是在創新型零售概念的基礎之上，作為“工業4.0”時代催生出的新產品，直抵終端，讓消費者通過更便捷的方式將智能時尚“穿上身”。如運動品牌匡威就在今年夏天選擇北京、上海、廣州的三家門店，設置三塊“Made by you互動櫥窗”，顧客通過掃碼進入系統，上傳圖片來打造屬于自己的Chuck Taylor 鞋款。

是的，身處其中，每個人都感受到了移動互聯、大數據、云計算帶來的興奮、憧憬、敬仰、恐懼，但你所看到的可能只是冰山一角，藏在冰山底下產業結構的變化，你或許根本不曾知曉。

大勢所趨、不得不為。“中國制造2025”提出以推進信息化和工業化深度融合為主線，大力發展智能制造，構建信息化條件下的產業生態體系和新型制造模式。

中國服裝企業勇于嘗試與創新，并且得出金科玉律――智能制造不只是設備，而是在塑造一種觀念，在危機意識中，“工業4.0”既是機遇，也有挑戰。

從現有路徑來看，紡織服裝業大力推進制造過程的智能化，勢必將從產品設計智能化、關鍵工序智能化、供應鏈優化管控等方面，推進重點行業智能制造單元、智能生產線、智能車間、智能工廠建設，還要積極培育新型生產方式，結合汽車、機床、通信設備、紡織等行業特點，推進重點行業智能制造應用示范，不斷探索大規模個性化定制、云制造等新型制造模式。

智能思維去陳出新進行時

智能時尚憑借著互聯網和制造基因開始“飛入尋常百姓家”，智能科技正在擺脫以往“噱頭”的固定角色，日益成為服裝企業應對“數量增長慢下來，質量增速提上去”的“新常態”發展的不二法寶。然而，面對“只見其聲，未見其形”技術革命浪潮，服裝企業探路智能制造升級沒有快車道。

另一方面，“中國制造2025”不是專門為應對新一輪科技革命制定的規劃，而是對制造業轉型升級的整體謀劃，不僅要提出培育發展新興產業的路徑和措施，還要加大對量大面廣的傳統產業的改造升級力度，同時還要解決制造業創新能力、產品質量、工業基礎等一系列階段性的突出矛盾和問題。

因此，服裝產業的智能轉型意味著要展開一段摒棄舊規則、樹立新邏輯的蛻變之旅，在翻天覆地的變化下，結合產業鏈上的智能“新伙伴”，豐滿智能時尚的新思路勢在必行。而在即將于10月首次亮相上海的CHIC2015秋季展上，“智能時尚”，的主題由此誕生。不僅如此，在秋季展上這一主題將貫穿于時尚男裝、時尚女裝、皮革/皮草/羽絨、牛仔、貼牌加工及供應鏈、配套資源等各個專業展區，而同期舉辦的各項活動也將引領業界開啟“智能化”啟迪。

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黑科技，是動漫《全金屬狂潮》中的術語，指凌駕于人類現有科技水平之上的知識，或者說以人類現有的世界觀無法理解的獵奇物。經過網民反復使用，黑科技逐漸開始接地氣兒。移動互聯網生活中談到一些讓人感覺非常前衛的技術時，往往會稱之為黑科技，如量子通信、VR、石墨烯以及近期A股積極炒作的黑磷。

近年來的科技加速進步，使得黑科技迅速轉化為現實生產力的概率越來越高。本期《英才》將為讀者解析A股中的黑科技概念股。

科大訊飛（002230.SZ）

概念股指數：

這家公司的主營是語音核心技術及其相關產品研發、生產與銷售。是我國眾多軟件企業中為數極少掌握核心技術并擁有自主知識產權的企業之一，其語音合成核心技術代表了世界的最高水平。公司8月27日晚公告稱，擬定增募集21.5億元，其中投建智慧課堂和訊飛超腦。“訊飛超腦”將重點突破新一代人工智能在語音理解、知識表達、邏輯推理和自主學習方面的認知智能技術體系，研究面向穿戴式設備及智能家居的新一代感知智能語音交互核心技術和面向智能教學及人際信息溝通的語音語言認知智能核心技術。

華力創通（300045.SZ）

概念股指數：

公司主要從事基于計算機技術的仿真測試系統及其相關設備的研發、生成和銷售業務，產品包括機電仿真測試產品、射頻仿真測試產品和仿真應用開發服務。公司舉辦了兩場基于TechViz的虛擬現實系統整體解決方案專題研討會，聯合國際一流的軟硬件制造商TechViz、科視Christie、A.R.T等，著重探討了針對虛擬現實應用，提出了高級可視化的整體解決方案。結合國內外的大量虛擬現實系統的應用案例，分析虛擬現實應用于虛擬拆裝、人機交互、協同設計、方案評審等各環節的作用，并在北京、上海各搭建了一套CAVE系統用于現場體驗。

新大陸（000997.SZ）

概念股指數：

公司是國內電子信息以及稅控收款機等多領域的龍頭企業，在國內終端廠家中唯一掌握終端核心芯片設計技術，第一家獲得金融稅控收款機許可證和唯一擁有被譽為3G瓶頸技術的二維碼自動識別核心技術企業。公司在電子支付、信息識別領域擁有領先的研發優勢。今年以來公司相繼收購了福州國通世紀網絡工程有限公司100%的股權，福建國通星驛網絡科技有限公司60%的股權，福建新大陸支付技術有限公司30%的股權，此次并購完成后公司將在支付終端研發銷售，支付和數據運營，O2O營銷等環節形成全產業鏈覆蓋。

中水晶光電（002273.SZ）

概念股指數：

公司是國內專業從事精密薄膜光學產品研發、生產和銷售的知名光電元器件制造企業。VR/AR產業作為下一臺人機交互的計算平臺，具有巨大的發展潛力，公司依托先進的關系技術切入VR/AR關鍵零部件領域，先后與以色列智能眼鏡和奧圖酷鏡合作，VR/AR業務將成為公司的下一個利潤增長點。戰略布局HUD，有望占領車載顯示終端系統。公司的“智能汽車抬頭顯示器”安裝在汽車儀表臺上方，公司HUD產品具有深度定制的操作系統，可實現便捷性的人機交互。

漢威電子（300007.SZ）

概念股指數：

公司主營氣體傳感器、氣體檢測儀器儀表的研發、生產、銷售及自營產品出口。2015年2月12日，公司公告稱與浙江風向標科技有限公司簽署戰略合作框架協議，雙反將在智能家居及家居安全方面開展深度合作。具體而言，公司基于風向標智能化平臺開發可接入Vanelife云平臺的智能傳感產品，滿足風向標Vanelife云，風眼APP的技術要求，接入條件，完善風向標智能家居系統的產品系列。風向標為公司提供物聯網云接入，云服務，幫助公司打造“云管一端”綜合解決方案，提升公司電子產品與服務的智慧化。

藍思科技（300433.SZ）

概念股指數：

公司主營視窗防護玻璃的研發生產和銷售。公司7月25日公告稱，出資6000萬參與投資設立機器人子公司，公司持該子公司60%的股份。機器人公司的經營范圍包括，機器人開發、機器人零配件組裝，工業機器人制造，機器人零配件銷售，智能技術開發等。公司稱，設立機器人子公司是為公司未來大規模導入自動化設備奠定基礎，保障能夠獲得匹配的自動化設備，減少人工成本，緩解用工壓力，提高生產效率，是落實生產自動化戰略和實現智能制造、綠色制造、信息化制造轉型升級的重要舉措。

司爾特002538.SZ）

概念股指數：

公司是一家集磷復合肥生產、各類化肥貿易為一體的現代化高科技股份公司。20多年來，公司依托本地硫資源優勢和農業腹地的市場區位優勢，堅持做專、做深、做強、做大，由傳統復混肥龍頭企業發展成為規模化、專業化、現代化磷肥一體化生產企業，現已具備年產92萬噸高濃度緩釋NPK復合肥，55萬噸MAP，90萬噸硫酸的生產能力。去年新增項目逐步投放，包括29萬噸/年磷酸一銨、70萬噸/年氨化造粒緩釋復合肥，4萬噸/年硫酸鉀項目。公司磷肥產品有效養分濃度高，雜質少，利用率高，在市場上享有較高的知名度。

紫光國芯（002049.SZ）

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賽迪智庫軟件與信息服務業研究所

工業互聯網概念由美國通用電氣（GE）公司于2012年提出，旨在物聯網的基礎上，綜合應用大數據分析技術和遠程控制技術，優化工業設施和機器的運行和維護，提升資產運營績效。

國家戰略

工業互聯網的概念一經提出即成為美國《先進制造伙伴計劃》的重要組成部分。2013年3月，美國國家標準與技術研究院（NIST）《工業互聯網標準框架任務》，標志著工業互聯網正式上升為美國國家戰略。

同時，在GE的推動下，AT&T、思科、GE、IBM和Intel等五家分別來自電信服務、通信設備、工業制造、數據分析和芯片技術領域的行業龍頭企業，聯手組建了帶有鮮明“跨界融合”特色的工業互聯網聯盟，旨在制定通用標準，打破技術壁壘，利用新一代信息通信技術激活傳統工業過程，促進物理世界和數字世界的融合。截至目前，工業互聯網聯盟已經吸引了全球制造、通信、軟件等行業159家骨干企業的加入。

互聯網聯盟的組建，使得工業互聯網突破了GE一家公司的業務局限，內涵拓寬至整個工業領域。

在我國，隨著2015年《政府工作報告》中明確提出制定“互聯網+”行動計劃和國務院今年5月份印發了《中國制造2025》，工業互聯網與“互聯網”+工業、智能制造等發展熱點密切關聯，其概念內涵又進一步豐富。

工信部部長苗圩在解讀《中國制造2025》時指出，“工業互聯網是順應新一輪工業革命和產業變革的一個重點發展領域，也是政府工作報告中提到的‘互聯網+’最早實現的行業之一”，“工業互聯網的應用和發展可從兩個方面切入，實現融合發展：第一個方面，就是智能制造；第二個方面，就是把互聯網引導到工業企業、工業行業中去。”

從苗圩部長的解讀可以看出，我國的“工業互聯網”就是“‘互聯網+’工業”，而其內涵不僅包含利用工業設施物聯網和大數據實現生產環節的數字化、網絡化和智能化（即德國工業4.0描述的智能工廠），還包括利用消費互聯網與工業融合創新，實現制造產品的精準營銷和個性化定制，通過重塑生產過程和價值體系，推動制造業的服務化發展。

四大發展要點

工業互聯網主要有四大發展要點。

一是物聯網，主要解決工業數據的采集和傳遞；

二是智能機器，能夠實時采集設備的運行數據，根據預置模型自主選擇回傳并根據自身決策或遠程指令執行相應的動作；

三是工業大數據分析，利用融合以往生產工藝經驗和行業應用知識的數據篩選和分析模型，預測設備行為并提出干預建議；

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1、什么是工業4.0？

“互聯網+制造”就是工業4.0。“工業4.0”是德國推出的概念，美國叫“工業互聯網”，我國叫“中國制造2025”，這三者本質內容是一致的，都指向一個核心，就是智能制造。

2015年中國有幾個概念非常火，第一是大眾創業、萬眾創新，第二就是工業4.0，第三個就是“互聯網+”。

“互聯網+”是巨大無比的概念，“互聯網+”里面有“互聯網+金融”叫做互聯網金融、“互聯網+零售”、“互聯網電子商務”，而“互聯網+制造”就是工業4.0。它將推動中國制造向中國創造轉型，所以很多人說，工業4.0是整個中國時代性的革命。

2.工業4.0有哪些特點？

互聯：互聯工業4.0的核心是連接，要把設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地聯系在一起。

數據：工業4.0連接和產品數據、設備數據、研發數據、工業鏈數據、運營數據、管理數據、銷售數據、消費者數據。

集成：工業4.0將無處不在的傳感器、嵌入式中端系統、智能控制系統、通信設施通過CPS形成一個智能網絡。通過這個智能網絡，使人與人、人與機器、機器與機器、以及服務與服務之間，能夠形成一個互聯，從而實現橫向、縱向和端到端的高度集成。

創新：工業4.0的實施過程是制造業創新發展的過程，制造技術、產品、模式、業態、組織等方面的創新，將會層出不窮，從技術創新到產品創新，到模式創新，再到液態創新，最后到組織創新。

轉型：對于中國的傳統制造業而言，轉型實際上是從傳統的工廠，從2.0、3.0的工廠轉型到4.0的工廠，整個生產形態上，從大規模生產，轉向個性化定制。實際上整個生產的過程更加柔性化、個性化、定制化。這是工業4.0一個非常重要的特征。

3、工業4.0有哪些技術支柱？

工業4.0九大技術支柱包括工業物聯網、云計算、工業大數據、工業機器人、3D打印、知識工作自動化、工業網絡安全、虛擬現實和人工智能。這九大支柱中會產生無數的商機和上市公司。

4、哪類公司最有前景？

結合中國工業現狀來看，未來十年，中國工業4.0領域將有充足發展的三類公司有：

第一類是智能工廠，分為兩種，第一種是傳統的工廠轉型成智能工廠，第二種是一出生就是智能工廠；

第二類是解決方案公司，為制造業公司提供智能工廠頂層設計、轉型路徑圖、軟硬件一體化實施的工業4.0解決方案公司。

第三類是技術供應商，包括工業物聯網、工業網絡安全、工業大數據、云計算平臺、MES系統、

除這三類以外，虛擬現實、人工智能、知識工作自動化等技術供應商也會面臨巨大的發展前景。

【解決方案】包括軟件硬件。軟件有工業物聯網、工業網絡安全、工業大數據、云計算平臺、MES系統、虛擬現實、人工智能、知識工作自動化等；硬件是工業機器人(包括高端零部件)、傳感器、RFID、3D打印、機器視覺、智能物流(AGV)、PLC、數據采集器、工業交換機等。

這是一次巨大的產業革命，錯過了工業4.0也就錯過了這個時代！！

5、誰最終贏得第四次工業革命主導權？

第四次工業革命以2013年德國漢諾威為標志，宣布這一輪工作革命以智能制造為核心。

德國政府所定義的德國工業4.0，由一個信息，一個網絡，四大主題、三項集成、八項計劃組成的框架機構。德國政府提出工業4.0整體框架有很多地方和中國的實際國情不同，操作上面還有一定的距離。

第四次工業革命延續時間大概為30到40年，所以說工業4.0、移動互聯網對中國工業的顛覆、再造和融合，才剛剛開始。

第四次工業革命的本質是主導這個世界未來的工業標準之爭，是由德國和美國按照自己的邏輯路徑、表述方法來進行推進。

美國提出了工業互聯網標準，希望關注設備互聯、數據分析、以及數據基礎上對業務的洞察，他們對傳統工業互聯網互聯互通，其關注點在大數據和云計算。

德國提出工業4.0，擁有強大的機械制造技術，嵌入式以及控制設備的先進設備和能力，德國很關注生產過程智能化和虛擬化的深刻改變。

可以看到，美國工業互聯網和德國工業4.0，實施路徑和邏輯相反，但是目標一致。美國是以GE公司、IBM這些公司為支持，側重于從軟件出發打通硬件；德國是以西門子、庫卡、SAP這些公司為主導，希望可以從硬件打通到軟件。

無論從軟到硬，還是從硬到軟，兩者的目標是一致的，就是實現智能制造，實現移動互聯網和工業的融合。

6、中國為什么選擇德國標準？

第一，中國政府認為，德國路徑比美國路徑更容易實現；第二，美國的工業空心化嚴重。IT公司出現工業4.0挑戰大，缺少基礎設施的落地，德國工業技術雄厚，是生產制造基地，生產設備供應商加IT業務解決方案提供商。在第四次工業革命的戰略選擇上，中國政府的策略是，緊盯新一輪產業發展的潮流，選擇工業4.0，推出中國版的中國制造2025，尋找機會彎道超車，后發先制。

工業4.0是一個全新的時代，一期剛剛開始，預計要30到50年的時間發展引進，按照國家工信部部長所說：德國是從工業3.0串聯到工業4.0，中國是2.0、3.0一起并聯到4.0。

工信部和中國工程院把中國版的工業4.0的核心目標定義為智能制造，這個詞表述非常準確。由智能制造再延伸到具體的工廠而言，就是智能工廠。智能制造、智能工廠是工業4.0的兩大目標。

在未來的工業4.0時代，軟件重要還是硬件重要，這個答案非常簡單：軟件決定一切，軟件定義機器。所有的工廠都是軟件企業，都是數據企業，所有工業軟件在工業4.0時代，是至關重要的，所以說軟件定義一切。

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【關鍵詞】制造控制系統；集成框架；智能重構；知識功能塊；Web服務

引言

激烈的市場競爭和動態多變的制造環境，迫使企業不斷提高對制造控制系統可重構性能的要求。最初是簡單重構，然后是動態重構，目前發展的主要趨勢是智能重構。

IEC 61499功能塊采用分布式和硬實時的設計原理，既具有面向對象的特征，又具有優良的自治性，已被學者們作為研究新一代智能制造控制系統的重要基礎。本文將人工智能領域的知識表達與IEC 61499功能塊標準相結合，提出了知識功能塊新概念，并以其作為功能單元，構建了智能重構制造控制系統（Intelligently Reconfigurable Manufacturing Control System，IRMCS）集成框架。在此框架下，智能重構與智能控制過程能夠并行進行，各個計算機化的可編程制造設備可相互協作并相互促進，從而使制造控制系統達到全局優化的效果。最后，開發了一個原型系統，用于驗證所提出的集成框架的有效性。

1.基于知識功能塊的智能重構制造控制系統集成框架

1.1 知識功能塊模型

將IEC 61499基本功能塊模型進行擴展，提出了適應智能重構的知識功能塊模型（如圖1）。其特點是：①將事件流區分為執行事件與重構事件兩種類型；②同時將數據流區分為執行數據與重構數據兩種類型；③相應地增加了與重構事件及數據相關聯的重構控制表及重構算法；④為了便于智能重構與智能控制的并行執行過程的相互協作，還增加了用于功能塊實體與制造知識庫交互的協調知識數據流。該模型在邏輯上與基本功能塊完全相同，既提高了可重構性，又保持了功能塊組織結構的穩定性。知識功能塊的控制功能或者是控制加工資源的操作（如機器人的移動），或者是控制制造元過程（meta process），即制造過程的最小組合單元。為簡便起見，下述功能塊均指知識功能塊。

1.2 基于知識功能塊的智能重構制造控制系統集成框架

在集成工程知識、制造過程知識和制造資源能力的基礎上，構建了以具有自治與協作能力的知識功能塊為最小功能單元的IRMCS集成框架，其特點如下：

（1）采用金字塔型結構的思想，在邏輯上以制造系統集成（Manufact uring Systems Integration，MSI）結構的遞階方式，將控制系統分成系統層、規劃層和資源層三層，資源層又分為虛擬制造設備（Virt ual Manufacturing Device，VMD）層和設備控制器層。復合功能塊由多個基本功能塊通過數據流和事件流連接形成，以完成更為復雜的控制任務。控制任務的完成依賴于功能塊（基本功能塊或/和復合功能塊）之間的信息傳遞。

（2）將功能塊間的信息傳遞分為軟實時通訊與（硬）實時通訊兩種方式。軟實時通訊采用基于Web服務的客戶機/服務器（Client/Server，C/S）方式實現，（硬）實時通訊則采用基于制造報文規范（Manufacturing Message Specification，MMS）及Web服務的報文傳輸機制實現。從本質上看，兩者都采用統一的標準報文格式（以簡單對象訪問協議（Simple Object Access Protocol，SOAP）為消息傳遞形式的Web服務C/S機制接口）。

（3）從信息傳遞性能來看，各功能塊實體均具有數據、報文傳輸能力，因此松弛了層次間的“主-仆”關系，提高了從屬層次上各功能塊實體的局部自治能力，從而大幅降低了對層次間實時通訊的需求。

2.智能重構與智能控制的并行執行過程

為了使制造控制系統具有自組織與自適應能力，其智能重構與智能控制過程必須能夠并行進行。預先確定好的控制應用的執行邏輯約束，以及功能塊本身所具有的重構支持機制，將確保重構過程自動平穩進行，避免初始的應用邏輯與當前的執行條件發生沖突。智能重構與智能控制的并行執行過程。該過程存在執行控制流與重構控制流兩種類型的控制流，前者由計劃調度復合功能塊產生，后者由重構控制復合功能塊產生。在制造控制系統動態演化過程中，監督協調復合功能塊在制造知識庫的支持下，根據重構規則及控制規則協調智能重構行為與智能控制應用的并行執行。

3.系統設計

一個簡化的柔性制造系統（Flexible Manufact uring System，FMS），它包括兩臺機床（M1與M2）和一個緩沖區B1。兩臺機床共享一臺機器人R1；FMS共享一臺負責運輸零件的自動導引小車A1；還包括一個智能倉庫，可在任意時刻提供系統所需的零件和存儲空間。此外，一臺主控計算機負責控制整個系統及監視所有設備的運行情況。如基于Web服務面向服務的控制軟件體系結構將面向服務的思想與IEC 61499功能塊標準相結合，并采用Web服務作為功能塊的實現技術，提出了基于Web服務面向服務的IRMCS軟件體系結構。通過功能映射，上述IRMCS集成框架中邏輯層面上的功能塊體現為各種具體的功能塊Web服務。底層是功能塊Web服務組件庫（包含各個功能塊Web服務的具體實現）；MMS服務集合提供制造信息傳遞規范；Web服務技術是整個體系結構的實現平臺，其協議堆棧為客戶端與服務器提供Internet/Int ranet環境下的網絡服務；采用Web服務的Web服務描述語言（Web Serivce Description Language，WSDL）描述功能塊Web服務，并到統一描述、發現和集成（Uni2 versal Description，Discovery and Integration，UD2 DI）協議注冊節點，然后客戶端控制應用可從注冊節點發現需要的功能塊Web服務并使用它們。此外，客戶端與服務器通過SOAP相互通訊。

由于Web服務本質上建立在一系列基于可擴展標記語言（eXtensible Markup Language，XML）的開放標準（WSDL，SOAP及UDDI）基礎之上IEC 61499功能塊標準與Web服務相結合可以給制造控制系統帶來真正的與硬件平臺、操作系統與編程語言無關的通訊能力，提高了它的柔性、可重用性、可擴展性與互操作性。同時，由于Web服務的動態、發現及綁定機制，IRMCS具有動態的可重構性與集成能力。

上述系統模型中的制造設備通過串口通訊（如RS2232C通訊協議）與服務器計算機相聯系，服務器計算機與主控計算機具有相似的硬件配置Pentium IV 2.4GHz，512M RAM，以太網卡。為了展示IRMCS的跨語言、跨平臺性能，客戶應用及各設備VMD功能塊Web服務選擇Windows 2000為開發平臺，J ava為編程語言，Sun J RE為運行環境，Bor2 land JBuilder 9作為開發工具，Tomcat作為Web服務器；另一方面，計劃調度功能塊Web服務及重構控制功能塊Web服務選擇Linux為開發平臺，C#為編程語言，Microsof CLR為運行環境，Visual St 為開發工具，IIS為Web服務器。這種執行方式也可驗證IRMCS在異質環境下的互操作性。在Internet/Int ranet環境下，用戶可利用客戶程序方便地遠程監控該FMS的實際運行情況。

結束語

為了實現制造控制系統的智能重構，提出了知識功能塊的新概念，并以其為基礎構建了IRMCS集成框架。IRMCS原型系統驗證了IEC 61499功能塊標準、Web服務中間件和面向服務概念在實現智能重構制造控制系統方面的有效性。

但在實際應用中，基于Internet/Int ranet的集成框架需考慮制造控制專用信息傳遞過程中的安全問題。未來將研究采用安全套接字層（SecureSocket Layer，SSL）技術對制造通訊信息進行加密與解密。

參考文獻

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篇9

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篇10

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1智能制造簡介

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。以智能制造技術（Intelligent Manufacturing Technology，IMT）為基礎組成的系統叫做智能制造系統（Intelligent Manufacturing System，IMS），它具有以下特征:

①具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力。要具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力，也就是需要智能系統對信息具有一定的分辨能力，這要求系統的模型必須建立在相應的知識庫上，系統運用知識庫來決定自身行為。

②實現人機一體化。實現人機一體化就是使人和智能機器在制造過程中相互協作，在此系統中不能把人間單的當作操作者來看待，要意識到此時人和智能機器是平等的，可以認為他們是為了完成某些項工作而進行合作的兩個個體，他們需要做的就是運用各自的特長來完成任務。

③擁有學習能力和自我維護能力。產品制造是在不斷發展和變化的，因此在制造過程中所需要的知識也不斷的增加，同時在運行過程中不可避免的會出現故障，為了更好的適應社會對產品制造的要求，需要智能制造系統擁有學習能力和自我維護能力。

智能制造在現代制造業中應用廣泛，主要包含產品智能設計、加工過程智能監控、產品在線智能測量、機器故障智能診斷、制造系統的知識處理與信息處理、制造系統的智能運行管理與決策等方面。

2智能制造在中國制造業的應用現狀及發展趨勢

2.1國內外智能制造的發展狀況

自20世紀80年代智能制造提出以來，世界各國都對智能制造系統進行了各種研究，首先是對智能制造技術的研究，然后為了滿足經濟全球化和社會產品需求的變化智能制造技術集成應用的環境——智能制造系統被提出。智能制造系統是1989年由日本提出的，隨后還于1994年啟動了先進制造國際合作項目，包括了公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統控制、快速產品實現的分布智能系統技術等[1]。近年來，各國除了對智能制造基礎技術進行研究外，更多的是進行國際間的合作研究。 　在我國對智能制造的研究也早在上世紀八十年代末就已開始。在最初的研究中在智能制造技術方面取得了一些成果，而進入21世紀以來的十年當中智能制造在我國迅速發展，在許多重點項目方面取得成果，智能制造產業也初具規模。總的來說我國在智能制造方面的發展是不錯的，近年來國家和各大制造企業對智能制造的發展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金也大幅增長。

2.2智能制造在我國的發展趨勢

在我國制造業未來的發展中，智能制造必將扮演更加重要的角色。我國必將由制造大國向制造強國轉變，這就要求我國制造業由粗放型向集約型轉化，這就要求我們必須控制能源消耗的增長，而通過智能制造系統能夠更加充分的利用原材料，有助于我國制造業向集約型轉化。要發展好智能制造，我們首要的任務是盡快建立起智能制造的理論體系，理論體系是整個智能制造的基礎，也是全面發展智能制造的前提。在建立理論體系的同時技術體系也要相應的建立起來，智能制造系統是以智能制造技術為基礎建立起來的，它以智能制造技術為基石。最后，結合我國制造業實際情況，建立符合我國制造業發展需要的特色智能制造系統。

3結語

隨著全球制造業的發展，智能制造也將隨之不斷發展，這是制造系統由能量驅動型轉變為信息驅動型所帶來必然的結果。在這個全球化的智能制造浪潮中，我國當然也不落人后，我國一些高等院校已進行相關研究，隨著國家和各大制造企業對智能制造的認識加深，相信將會有越來越多的人力物力將會投入智能制造的研究當中，最終得以在全國范圍形成濃厚的研究氛圍，國家、企業、高校之間相互合作，統籌規劃、集中優勢，最終形成符合我國制造業發展的智能制造系統。