孫柏林

(中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)專家咨詢工作委員會(huì)，北京 100085)

0 引言

裝備制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)主體，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。它事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)全局，是國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。裝備制造業(yè)也是經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和國(guó)家安全的重要保障。我國(guó)裝備制造業(yè)經(jīng)過(guò)建國(guó)以來(lái)的多年發(fā)展，形成了門類齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定水平的產(chǎn)業(yè)體系，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。裝備制造業(yè)是一個(gè)涵蓋非常寬泛的領(lǐng)域，包括31個(gè)行業(yè)。把原材料變成產(chǎn)品所采用的種種技術(shù)，統(tǒng)稱為制造技術(shù)。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)的裝備制造業(yè)發(fā)展迅速。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，產(chǎn)品技術(shù)水平有了較大提高，少數(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量已步入世界先進(jìn)行列。

盡管如此，我們?nèi)皂毲逍训卣J(rèn)識(shí)到，我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展還面臨產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩、結(jié)構(gòu)不合理、抗風(fēng)險(xiǎn)能力差、技術(shù)創(chuàng)新體系不健全、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、高端核心技術(shù)依賴進(jìn)口等問(wèn)題。因此，我國(guó)還不是一個(gè)制造強(qiáng)國(guó)。在倡導(dǎo)科技創(chuàng)新的今天，傳統(tǒng)制造技術(shù)顯現(xiàn)出了多方面的缺陷。大力振興裝備制造業(yè)、克服和改進(jìn)傳統(tǒng)裝備制造業(yè)的缺陷，是我國(guó)裝備制造業(yè)樹(shù)立和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、走新型工業(yè)化道路、實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措［1-4］。

1 傳統(tǒng)裝備制造業(yè)的種種缺陷

傳統(tǒng)裝備制造業(yè)仍存在著許多不足，具體介紹如下。

①產(chǎn)量低、質(zhì)量差:傳統(tǒng)裝備制造業(yè)在產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量方面都比較欠缺。

②生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng):“時(shí)間就是金錢”，在“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”時(shí)代，機(jī)遇稍縱即逝。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、投放市場(chǎng)以及產(chǎn)品更新?lián)Q代的時(shí)間都需要加快。

③生產(chǎn)效率低:隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)增長(zhǎng)，企業(yè)致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，制造產(chǎn)品的數(shù)量比之前有大幅度增加。面對(duì)這種狀況，若依舊采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式，難以滿足生產(chǎn)效率指標(biāo)的要求。

④節(jié)能降耗差:一些傳統(tǒng)裝備制造業(yè)企業(yè)是在大量消耗能源與材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)的，很少注意節(jié)能降耗的問(wèn)題。

⑤競(jìng)爭(zhēng)能力弱:由于產(chǎn)品更新?lián)Q代慢、生產(chǎn)工藝差、生產(chǎn)效益低，難以更好地滿足用戶的個(gè)性化需求，因此，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力弱。

促進(jìn)中國(guó)裝備制造業(yè)由大變強(qiáng)已成為新時(shí)期我國(guó)一項(xiàng)重大而緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。

2 智能制造裝備的優(yōu)點(diǎn)

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，以計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)得到迅猛發(fā)展。這給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，形成了先進(jìn)制造技術(shù)。2012年，勞動(dòng)力成本提升、產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及政策扶持等使得先進(jìn)制造裝備技術(shù)具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

自計(jì)算機(jī)技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，裝備制造大體沿著兩條線路發(fā)展:傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展和借助計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化科學(xué)的先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，傳統(tǒng)制造技術(shù)雖然得到了不同程度的發(fā)展，但仍存在著很多問(wèn)題。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)對(duì)產(chǎn)品、工藝和系統(tǒng)等設(shè)計(jì)師和管理人員提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法不能有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。要解決這些問(wèn)題，需要采用現(xiàn)代的工具和方法。通過(guò)集成傳統(tǒng)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)及人工智能(artificial intelligent，AI)等發(fā)展起來(lái)的一種新型智能制造技術(shù)(intelligent manufacturing technology，IMT)和智能制造系統(tǒng)(intelligent manufacturing system，IMS)，則有可能使企業(yè)走出困境，度過(guò)危機(jī)。

傳統(tǒng)的制造技術(shù)與人工智能、自動(dòng)化等技術(shù)相結(jié)合，形成了智能化的先進(jìn)制造技術(shù)(advanced manufacturing technology，AMT)。先進(jìn)制造技術(shù)是在市場(chǎng)需求及科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)下逐步發(fā)展形成的。在市場(chǎng)需求不斷變化的驅(qū)動(dòng)下，制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模已向多品種、變批量、柔性化的方向發(fā)展;在信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，制造業(yè)的資源配置已向信息(知識(shí))密集型的方向發(fā)展。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的目的，不僅是要高效制造出滿足用戶需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，而且還要清潔、靈活地進(jìn)行生產(chǎn)，以提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。

作為近兩年國(guó)家新確定的高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一，智能裝備制造始終與生產(chǎn)制造息息相關(guān)，幾乎可以在每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中加以運(yùn)用和體現(xiàn)。智能裝備制造提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。

21世紀(jì)，先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①精密化:速度、精度和效率是裝備制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)、靜態(tài)特性等有效措施，大大提高了機(jī)械裝備的速度、精度、效率。

②自動(dòng)化:先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展是和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起的。自動(dòng)化技術(shù)，特別是智能控制技術(shù)，大多首先應(yīng)用于先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展領(lǐng)域。

③信息化:信息技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)，大大改變了制造的面貌，它是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展與制造科學(xué)形成的主要條件。但信息技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)制造技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)依然是發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。當(dāng)然，制造技術(shù)的發(fā)展也離不開(kāi)信息技術(shù)的發(fā)展。

④柔性化:柔性化包含數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性和群控系統(tǒng)的柔性兩方面。數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性是指數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面廣;系統(tǒng)可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求。群控系統(tǒng)的柔性是指同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

⑤圖形化:用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因此開(kāi)發(fā)用戶界面的工作量極大。當(dāng)前，Internet、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用。人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能。

⑥智能化:早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成;而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，人工智能正朝著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，人工智能和實(shí)時(shí)系統(tǒng)相互結(jié)合，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。

⑦可視化:科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字表達(dá)，而是可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。

⑧多媒體化:多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程序集成電路FPGA、專用集成電路ASIC芯片等，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度;應(yīng)用LED平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、質(zhì)量輕、體積小、功耗低、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互聯(lián)技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度等方式，降低產(chǎn)品價(jià)格、改進(jìn)產(chǎn)品性能、減小組件尺寸，并提高系統(tǒng)的可靠性。

⑩網(wǎng)絡(luò)化:制造裝備聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)制造裝備聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)制造裝備上對(duì)其他裝備進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行。不同裝備的畫(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)裝備的屏幕上。

智能化是人類利用技術(shù)改造自然的極致，而綠色化是人類與自然和諧相處的見(jiàn)證。在綠色化、智能化裝備的生產(chǎn)過(guò)程中，能量的消耗更低、材料更少、質(zhì)量更輕，使用時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)能量更小、效率更高。

3 智能裝備制造的發(fā)展重點(diǎn)

當(dāng)前，制造業(yè)正著朝全球化、信息化、專業(yè)化、綠色化、服務(wù)化的方向發(fā)展;而制造技術(shù)則向高精度、自動(dòng)智能、綠色低碳、高附加值、增值服務(wù)、物流聯(lián)動(dòng)等方向發(fā)展。在智能裝備制造的發(fā)展趨勢(shì)中，制造業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)將主要圍繞“綠色化”與“智能化”展開(kāi)。作為我國(guó)高端裝備制造領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的五大行業(yè)之一，智能裝備制造產(chǎn)業(yè)是目前唯一未被國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)充分挖掘的“金礦”，智能裝備將成為推進(jìn)我國(guó)裝備制造業(yè)邁向“高精尖”的最主要力量。

3.1 “綠色化與智能化”引領(lǐng)世界發(fā)展的潮流

綠色化與智能化，一直是近年來(lái)國(guó)際工業(yè)領(lǐng)域的主要潮流。這兩大主題，無(wú)一不是對(duì)當(dāng)前實(shí)際工業(yè)需求的高度概括和響應(yīng)。國(guó)際許多知名企業(yè)，如西門子、ABB、菲尼克斯電氣、日本三菱集團(tuán)等，都在各自企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)“綠色化與智能化”，而“智能化”則是許多外國(guó)企業(yè)產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展方向。

2012年，漢諾威工業(yè)博覽會(huì)就是以“綠色、智能”為主題，中國(guó)是本屆工博會(huì)伙伴國(guó)。中國(guó)展團(tuán)推出了主題為“綠色、智能”的1500 m2中心展區(qū)，主要展示新能源、新能源汽車和智能制造的最新產(chǎn)品和技術(shù)。

2012年11月5日，第14屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在上海開(kāi)幕。該展覽會(huì)以“創(chuàng)新轉(zhuǎn)型與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”為主題，來(lái)自全球1600余家中外企業(yè)集中展示高端制造、綠色制造的各類新品。

3.2 綠色化

目前，綠色經(jīng)濟(jì)受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。以里約全球峰會(huì)20周年為契機(jī)，2012年，里約召開(kāi)的聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展大會(huì)(UNCSD)的主題之一就是“可持續(xù)發(fā)展和消除貧困背景下的綠色經(jīng)濟(jì)”。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)從2008年開(kāi)始實(shí)施綠色經(jīng)濟(jì)倡議，2011年2月發(fā)表了綠色經(jīng)濟(jì)報(bào)告書(shū)(UNEP 2011)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)從2008年開(kāi)始制定綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略，并將綠色增長(zhǎng)作為其成立50周年的紀(jì)念主題。

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一場(chǎng)綠色變革浪潮正在席卷全球?？v觀世界綠色文明的發(fā)展趨勢(shì)，21世紀(jì)必將成為“綠色世紀(jì)”。

綠色制造是一種綜合考慮環(huán)境問(wèn)題和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期對(duì)環(huán)境影響最小、資源利用率最高。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，綠色化是提高可持續(xù)發(fā)展水平的關(guān)鍵。中國(guó)政府高度重視發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)和綠色經(jīng)濟(jì)，把可持續(xù)發(fā)展作為國(guó)家戰(zhàn)略，把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)作為重點(diǎn)任務(wù)。

為了適應(yīng)裝備制造業(yè)領(lǐng)域?qū)Α熬G色化”的迫切需求，必須確立管理、設(shè)計(jì)、材料、工藝、生產(chǎn)、物流、報(bào)廢、回收、循環(huán)使用等全生命周期理念。綠色制造是通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)的制造技術(shù)、設(shè)計(jì)理念和生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)資源能源的高效清潔利用和環(huán)境影響的最小化。制造過(guò)程的綠色化是指從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，在制造的各個(gè)階段都要充分考慮環(huán)境保護(hù)，做到可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)和自然界的統(tǒng)一與和諧。這里的環(huán)境不僅指自然環(huán)境，還包括社會(huì)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境。

3.3 智能化

3.3.1 智能化的概念

通常人們所指的“智能”，是指人的思維能力，從其外延來(lái)看，“智能”就是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、運(yùn)用規(guī)律的能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通常“智能”包括四個(gè)方面的能力，即感知能力、記憶與思維能力、學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力。

而對(duì)于智能化，目前尚無(wú)明確的、公認(rèn)的、科學(xué)的定義，但通常認(rèn)為其應(yīng)當(dāng)包括兩方面的含義:一是采用“人工智能”的理論、方法和技術(shù)來(lái)處理各種問(wèn)題;二是具有“擬人智能”的特性，具備自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自校正、自協(xié)調(diào)、自組織、自診斷和自修復(fù)等功能?！皵M人智能”特性可以作為衡量是否為智能化裝置、設(shè)備、系統(tǒng)的基本標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 智能化的需求

世界技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展表明，發(fā)展智能制造是提升制造業(yè)效能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)。因此，裝備制造業(yè)對(duì)于智能化的需求十分迫切。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)智能制造或?qū)⒊蔀樾碌耐黄瓶凇?/p>

智能化是自動(dòng)化的高級(jí)階段，是柔性化和集成化的延伸和發(fā)展。專家指出:今后，傳統(tǒng)的制造業(yè)仍將朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長(zhǎng)壽命的“六高一長(zhǎng)”方向發(fā)展。新型的先進(jìn)制造技術(shù)將朝著小型化(微型化)、集成化、成套化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化、綜合自動(dòng)化、光機(jī)電一體化方向發(fā)展;在服務(wù)上，將朝著專業(yè)化、簡(jiǎn)捷化、無(wú)維護(hù)化以及組裝生產(chǎn)自動(dòng)化、無(wú)塵(或超凈)化等方向發(fā)展。在這些“化”中，占主導(dǎo)地位、起關(guān)鍵作用的是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

智能控制是當(dāng)今多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域之一，其研究重心是解決傳統(tǒng)控制理論與方法所難以解決的不確定性問(wèn)題。智能控制是自動(dòng)控制的最新發(fā)展階段，它的本質(zhì)是在宏觀結(jié)構(gòu)和行為能力上對(duì)機(jī)器人控制器進(jìn)行模擬。

3.3.3 智能制造

在高端制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中，智能化是其中一個(gè)方向?，F(xiàn)在倡導(dǎo)的高端制造業(yè)是全方位的發(fā)展，智能化只是技術(shù)上的要求。隨著原材料價(jià)格和人工成本的持續(xù)上漲，更多企業(yè)寄望于通過(guò)制造業(yè)與高新技術(shù)“聯(lián)姻”，孕育出新的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張模式。業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)通過(guò)融合集成先進(jìn)制造、信息和智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的綠色化、自動(dòng)化和智能化。智能制造這個(gè)概念是面向產(chǎn)品全生命周期的，用來(lái)實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程、制造過(guò)程和制造裝備智能化。它是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造過(guò)程技術(shù)的深度融合與集成。

分析人士普遍認(rèn)為，制造企業(yè)引入機(jī)器人折射出三層信息:企業(yè)成本再造加速、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時(shí)代到來(lái)、議價(jià)能力提高。這些趨勢(shì)表明，“注入人類知識(shí)”的智能制造正不斷地從根本上改變著傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。我國(guó)高端智能裝備尚處于初級(jí)階段，汽車行業(yè)萬(wàn)人工業(yè)機(jī)器人保有量仍不及發(fā)達(dá)國(guó)家的1/10。雖然2011年，中國(guó)汽車工業(yè)的增速大幅下降，但是1800萬(wàn)輛的龐大市場(chǎng)規(guī)模仍然預(yù)示著以自動(dòng)化裝備代替高漲的人工成本所帶來(lái)的巨大市場(chǎng)空間。

“十二五”高端裝備制造發(fā)展將選擇五大方向重點(diǎn)突破，它們分別是航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、海洋工程裝備和智能制造裝備。在智能制造裝備方面，將重點(diǎn)發(fā)展智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、重大智能制造成套裝備等四大類產(chǎn)品。

4 智能制造技術(shù)走向

2010年10月，《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確提出要加大培育和發(fā)展高端裝備制造產(chǎn)業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并將智能制造裝備列為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向之一。太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)孟文俊表示，《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》的出臺(tái)給整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇，這將會(huì)進(jìn)一步加快我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相關(guān)專家認(rèn)為，近20年來(lái)，我國(guó)微電子、通信、計(jì)算機(jī)、人工智能控制和圖像處理等多學(xué)科飛速發(fā)展，這為智能制造的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

未來(lái)10年，我國(guó)智能制造裝備(包括儀器儀表行業(yè))產(chǎn)業(yè)，應(yīng)牢牢抓住發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，本著“創(chuàng)新優(yōu)先、重點(diǎn)突破、技術(shù)融合、夯實(shí)基礎(chǔ)、多元投入”的原則，面向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，針對(duì)制造過(guò)程中的感知、分析、決策、控制和執(zhí)行等環(huán)節(jié)，融合集成先進(jìn)制造、信息和智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的自動(dòng)化、智能化、精益化和綠色化。

5 加快綠色化、智能化步伐的原因

加快綠色化、智能化步伐的原因分析如下。

第一，我國(guó)有限的資源和嚴(yán)重的環(huán)境污染決定了必須走裝備工業(yè)綠色制造的發(fā)展道路。裝備工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的概念可歸納為研發(fā)極少產(chǎn)生廢料和污染物的工藝或技術(shù)系統(tǒng)，在環(huán)境資源不減少的前提下，加強(qiáng)環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)和更新能力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，提高人們的生活質(zhì)量。

目前，我國(guó)正大力提倡科學(xué)發(fā)展觀和綠色GDP概念，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。加快發(fā)展裝備制造業(yè)，尤其是開(kāi)展綠色先進(jìn)制造技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源的合理利用提出了更高的要求。

第二，提高我國(guó)裝備制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的需要。我國(guó)加入WTO后，國(guó)內(nèi)企業(yè)的環(huán)保、技術(shù)、法制、經(jīng)濟(jì)理念需要及時(shí)更新。WTO體制及其規(guī)則允許各成員采取保護(hù)人體健康、動(dòng)植物健康、環(huán)境和自然資源等措施，提倡消耗適度、無(wú)污染、有利于環(huán)保的產(chǎn)品和服務(wù)。

第三，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的智能化水平正在加速提升，這給我國(guó)裝備制造業(yè)帶來(lái)更大挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在世界先進(jìn)國(guó)家正在展開(kāi)對(duì)工業(yè)智能化制高點(diǎn)的爭(zhēng)奪，特別是日本，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人和家庭機(jī)器人的研究已經(jīng)開(kāi)展了十多年，而且開(kāi)發(fā)得非常成功。

“十二五”期間，國(guó)家將在制造領(lǐng)域成立綠色化、智能化制造聯(lián)盟，積極推進(jìn)業(yè)界的發(fā)展，加快中國(guó)裝備制造業(yè)的綠色化、智能化步伐。

第四，先進(jìn)制造技術(shù)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)以及回收再生的全過(guò)程。技術(shù)、人員、管理和信息的四維集成不僅涉及到物質(zhì)流和能量流，而且還涉及到信息流和知識(shí)流，即四維集成和四流交匯是先進(jìn)制造技術(shù)的重要特點(diǎn)。

第五，積極承擔(dān)國(guó)家科技項(xiàng)目，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外大型裝備制造商之間的合作。如與石油、化工公司開(kāi)展從石油煉制到合成加工的各個(gè)方面的橫向合作研究;開(kāi)發(fā)系列化綠色機(jī)械工藝用油，包括綠色極壓切削油、高速合成型電火花加工油、環(huán)保型多功能合成切削液、環(huán)保長(zhǎng)效防銹油等產(chǎn)品。

在“十二五”期間，國(guó)家裝備制造業(yè)將投入大量精力開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人和智能控制系統(tǒng)。作為裝備制造業(yè)企業(yè)，應(yīng)當(dāng)抓住這種發(fā)展機(jī)遇，在“產(chǎn)學(xué)研”的合作項(xiàng)目中，吸取豐富的營(yíng)養(yǎng)。

6 結(jié)束語(yǔ)

“十二五”期間裝備制造業(yè)的發(fā)展思路可總體概括為一個(gè)戰(zhàn)略、一個(gè)目標(biāo)。一個(gè)戰(zhàn)略指的是調(diào)整轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新升級(jí);一個(gè)目標(biāo)指的是推進(jìn)裝備制造業(yè)由大變強(qiáng)?！笆濉逼陂g，我國(guó)裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略思想是:深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路;以科學(xué)發(fā)展為主題，以加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)為主線，實(shí)施“調(diào)整轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新升級(jí)”戰(zhàn)略，圍繞建設(shè)裝備制造業(yè)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)，著力調(diào)整產(chǎn)業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)和企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級(jí);著力加強(qiáng)自主創(chuàng)新，加快形成自主技術(shù)、產(chǎn)品和品牌;著力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展高端制造業(yè)，促進(jìn)形成新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn);著力推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合，提升裝備制造業(yè)整體素質(zhì)。

不斷發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù)，也正在這個(gè)方興未艾的“智能時(shí)代”中尋找著自己的廣闊天地。事實(shí)上，智能化在各領(lǐng)域的迅速普及，也許正是自動(dòng)化技術(shù)在未來(lái)的一片廣闊藍(lán)海，而自動(dòng)化也將助推智能應(yīng)用的發(fā)展。

總之，我國(guó)要由“傳統(tǒng)”向“先進(jìn)”、“制造”向“創(chuàng)造”跨越，實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)高端突破，必須要實(shí)現(xiàn)“六大轉(zhuǎn)變”，即由粗放加工向精密制造和工藝創(chuàng)新轉(zhuǎn)變、由簡(jiǎn)單模仿制造向掌握核心技術(shù)轉(zhuǎn)變、由低附加值產(chǎn)品向高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)變、由重生產(chǎn)規(guī)模向重質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變、由設(shè)備制造向系統(tǒng)集成轉(zhuǎn)變、由單純制造向制造服務(wù)化轉(zhuǎn)變。

在2012年“第八屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì).新自動(dòng)化論壇”上［5］，一些企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和專家認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)型的重要性。這充分體現(xiàn)了這些企業(yè)對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的敏銳性。縱觀全球，各國(guó)致力于以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，更加注重資源節(jié)約、環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展，智能化、綠色化已成為全球制造業(yè)的發(fā)展必然趨勢(shì)，智能制造裝備的發(fā)展也必將成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

綜上所述，積極推廣綠色、智能制造是未來(lái)企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

十八大報(bào)告中提到加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)［6］，這些要求堅(jiān)定了人們對(duì)所從事的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心。信息化和工業(yè)化的深度融合，推動(dòng)了裝備制造業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。而全球化的到來(lái)，使中國(guó)工業(yè)與世界工業(yè)在發(fā)展智能化階段站在了同一起跑線，使我們有機(jī)會(huì)進(jìn)一步站在巨人的肩膀上實(shí)現(xiàn)超越。目前，中國(guó)工業(yè)正處于非常重要的戰(zhàn)略機(jī)遇期。因此，在今后的工作中，一定要更加努力，為國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

［1］國(guó)務(wù)院.工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃(2011—2015年)［R］，2011.

［2］科技部.智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃［R］，2012.

［3］科技部.綠色制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃［R］，2012.

［4］工信部.高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃［R］，2012.

［5］孫柏林.未來(lái)智能裝備制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)［C］//第八屆CIIF·MM·新自動(dòng)化論壇，2012.

［6］陳磊.十八大代表議報(bào)告話創(chuàng)新［EB/OL］.［2012-11-12］.http:∥tech.southcn.com，2012.