時間：2024-04-03 11:52:13
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能制造概念，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中國重汽集團動力公司信息中心主任姜琦認為，裝備的智能化是關鍵點；
香江國際（HKI）制造產業集群IT經理劉新榮說智能制造不能“單兵作戰”，要全面布局……
《中國信息化周報》記者獨家采訪多位制造企業CIO，
研究和探討他們眼中的“智造”機會。
伴隨著能源價格上漲、賦稅增加、勞動力和土地成本提高等問題的出現，我國制造業低成本競爭優勢持續削弱，工業制造業急切需要轉型升級。
在新一輪的產業變革浪潮中，制造業走向智能制造是歷史發展進程的必然，是科技變革的導向，企業如何積極、穩妥、實效地推進智能制造，作為信息化的“掌權”者、排頭兵，CIO該如何把握“智造”機會，值得深思和探討。
2015年，我國《中國制造2025》，全面推進實施制造強國戰略；同年，工業和信息化部批準了46個智能制造試點示范項目和94個智能制造專項，還了《國家智能制造標準體系建設指南（2015版）》。
2016年是我國“十三五”開局之年，也是業界普遍認為的我國系統推進智能制造的發展元年。為了貫徹落實《中國制造2025》并將智能制造的頂層設計進一步完善，近日國務院四部委印發了制造業5大工程實施指南之一《智能制造工程實施指南（2016-2020）》（以下簡稱《指南》）。《指南》為制造業企業發展智能制造指明了基本原則、總體目標、重點任務、組織實施、保障措施等。它是國家對發展智能制造的總體布局和藍圖設計，是企業發展智能制造的綱領性指導意見。
智能制造不僅僅在我國得到了國家層面的政策支持，已經成為全球新一輪制造變革的核心內容，世界各國紛紛加快謀劃和布局，力圖搶占先進制造業發展的制高點。美國“三位一體”推進智能制造發展，政府、行業組織、企業聯盟分別針對關鍵共性技術、智能制造系統平臺和工業互聯網加以布局；歐盟的“數字化議程”將智能制造作為重點研發與推進的方向；德國實施“工業4.0”戰略。
然而，智能制造究竟是什么？包含哪些范疇？目前業界并沒有達成共識。概念、詮釋，不同背景的專家學者眾說紛紜，容易讓制造企業無所適從。在工業和信息化部原副部長楊學山看來，新工業革命、工業4.0、智能制造、工業互聯網，這些概念大爆炸的背后都是一樣的，只是用了不同的包裝而已。“但是，這確實說明，制造業正在發生重大變革。”楊學山肯定地說道。
在近日召開的第三屆世界互聯網大會上，鴻海集團董事長郭臺銘發表的觀點值得參考。他認為，下個時代智能制造的產業革命是分享與共享跨界大數據，包括用戶大數據、制造流程大數據以及供應鏈大數據，只有將這三大流程所產生的大數據彼此互通互聯，才會產生真正的智能制造。
關鍵詞：工業4.0；智能制造；模具制造業；3D打印技術
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.018
1 工業4.0與智能制造
工業4.0的核心理念是信息系統和物理系統的深度融合，從而產生具有“人-機”、“機-機”相互通信能力的信息物理融合系統（CPS）。CPS將是一個包含計算、網絡和物理世界的復雜系統，通過計算機技術、通信技術和控制技術的有機融合與深度協作，來實現信息世界與物理世界的緊密融合。結合制造業的發展，工業4.0提出了智能制造的概念，它是基于現代傳感技術、網絡技術、自動化技術以及人工智能技術，通過感知、人機交互、決策、執行和反饋的方式，來實現產品設計過程、制造過程和企業管理及服務過程的智能化，是信息技術與制造技術的深度融合與集成。智能制造是一種可持續的制造模式，它有助于優化產品的設計和制造過程，大幅度減少生產資料和能源的消耗以及各種廢棄物的產生，能夠同時實現循環再生和減少污染。實現智能制造的智能工廠將由物理系統和虛擬信息系統組成，被稱為信息物理生產系統（CPPS），它是未來制造業的重要組成單位。
2 工業4.0對模具制造業的影響
2.1 3D打印技術的使用
3D打印制造技術作為工業4.0生產模式的突破口，具有分布式制造的重要特征。3D打印制造技術是根據計算機的三維設計和計算，通過軟件程序和數控系統將特定功能材料逐層堆積固化的快速成型制造技術。
傳統的模具制造技術存在其自身局限，比如生產成本高，一般適用于與之對應的注塑件或沖壓件的大規模生產。而且模具的開發技術難度大，特別是對于外觀復雜的工業產品或零件而言，其外觀越復雜，模具的研發費用越高，開模周期越長，加工成本越高。
3D打印技術可用來加工外觀復雜的產品，同時縮短產品研發周期。對于那些生產成本較高的新模具，可以先通過3D打印的方式得到少量產品，待其投放市場后觀察動態，再制造更多的模具來進行大批量生產，這樣可以避免模具開發前期的投入過高對企業造成的潛在風險；3D打印技術可以精確地制造出零件中的任意結構細節，這些組成整套模具的零件被3D打印技術制造出來后，可以有效地知道模具的裝配工藝，避免模具在機構和工藝上的設計失誤；在高端精密模具中，隨形冷卻水道的設計和應用是很廣泛的，然而這里無法使用傳統的機械加工技術來完成，但3D打印技術能夠被用來制造此類復雜的模具，其效果可使模具在需要的部分快速降溫，縮短注塑件的成型周期，從而提高生產效率。
2.2 模具的智能制造
根據工業4.0的特點，模具制造業可以通過運用人工智能、物聯網、大數據、云計算等手段改造生產流程、管理系統和商業模式，從而緩解該行業的生產成本高、開發周期短的壓力。營造智能制造的生產環境，可以改變模具制造業的生產模式，提高產品質量和生產效率。例如日本最大的模具標準零件供應商――米思米（MISUMI）公司，通過使用附著在零件上的RFID電子標簽來自動識別相應的作業和制造流程，并通過這些信息，自動重組、配置最適合的生產單元、生產線及工廠，從而不斷完善多品種、小批量的生產模式，使得更加靈活機動的多品種、多需求生產和訂單管理成為可能。該公司的獨特業務模式，構筑了其全球迅速交貨體制，實現了商業創新和流程、生產方式的再造；例如某模具制造公司通過對大規模生產的注塑件或沖壓件的產品的三維形態掃描和具體尺寸的大數據分析，將產品的尺寸缺陷反饋給模具制造設備，從而發現了用于規模生產的模具的局部缺陷。然后，該公司便可通過模具的三維CAD數字模型的改進，指導3D打印設備，對已使用的模具進行缺陷修復（局部三維再加工和局部修正）或者設計、制造新的模具來替代。整個測量、分析系統的數字化以及產品測量設備與模具制造設備的互聯，使得模具開發和改進變得更加智能化；例如通過分析注塑件或沖壓件的產品訂單、庫存情況和半成品信息，智能化的模具制造工廠能夠合理地分析出目前生產線的產能狀況，并對是否需要制造更多的模具來支持生產線的問題作出判斷。
2.3 模具的云制造
隨著制造業逐漸進入大數據時代，智能制造需要高性能的計算機和網絡設備來實現互聯，這樣通過上游的計算機安裝SCADA數據采集和監控系統，可以將數據發送給云端進行處理、存儲和分配，并在需要的時候從云端接受指令。如圖1所示的是一群機器人的云端控制模型。同樣的，通過上游計算機將模具制造的任務信息發送到云端，并將模具各個部分零件的三維制造信息合理地分配給相互連接的多臺3D打印設備，從而分布式地完成整個模具的3D打印制造任務。這樣就更加有效地實現了模具的快速開發，提高了模具的生產效率。
3 結束語
工業4.0所倡導的信息系統與物流系統正在深度融合中，而智能制造和智能工廠的概念也必將導致整個工業機構、經濟結構和社會結構從垂直向扁平的分布式方向轉變。模具制造業作為制造業的重要組成部分，在加入智能制造的概念后，必然能夠實現信息和物質的智能互聯，更大程度地降低產品成本，提高勞動生產率，這需要我們每一個人的智慧和努力。
參考文獻：
[1].工業4.0和智能制造[J].機械設計與制造工程，2014（08）：1-5.
但是，如何解決從大到強的問題，這個使命非常艱巨，并且花的時間也會比較多，心態也更需要平和一點才行。
現在提得最多的是工業4.0。實際上，工業是從蒸汽機，解決大批量的生產；隨著數控機床和機器人的出現，進行了數控化，叫做數字化時代。所謂的智能化，更加跟傳感技術、信息技術、人工智能技術，包括大數據技術密切相關。所以，智能化技術面臨的挑戰更多一點。
這里面牽涉到局部突破的問題，每個企業特點不一樣，不是一定要實現智能化。其實，實現什么化不重要，最重要把產品質量提上去，效率提上去，然后怎么去贏得市場，在市場上站穩腳跟，才是更重要的。但是，有些企業和行業的變化周期非常快，必須要進行驅動。例如做導軌的企業，它的變化不快，因為導軌強調要花時間做好。一個導軌的價格將近好幾百萬元，但是它不需要搞那么多的智能化、數字化。可能需要的工匠精神反而更多一點。這里面確實有一些行業變化非常大，如果沒有一個很好的數字化和信息化手段，就響應不了市場，而反映速度很慢就很容易失去市場。
有人說，智能制造的概念很大。我倒覺得這個概念不大，但是內涵很重要。這個過程無非是如何把人的知識積累起來，同時在這個過程中進行武裝，通過進化自己的能力，最后實現高品質的制造。
所以，制造行業永恒的主題還是高品質，高效的制造是永恒的核心，不管叫什么名字，這個是永恒的。大家通過現在的信息化手段，能夠使得這個裝備的性能，有一個適應能力，同時使其工藝知識不斷地積累。
制造業有一個很重要特點就是要長期積累，其中工藝知識的積累很重要，而不是說買了幾個機器人就是智能化了。最近我們在做機器人的一個實驗，最難做的是工藝的膜剖，這里需要一個長期積累。但是智能制造里面可能有幾個核心的部分，一個就是數字制造，一個就是載體―機器人。但這里面貫穿整個過程的，還是一些人工智能的技術。
我認為智能制造很重要的特點就是產品的智能化。因為人們對產品的要求不斷在提高，當你的產品增加一些智能以后，你的競爭力就大大提升，所以產品的創新非常重要。離開了產品創新，單獨談智能制造，這純粹是炒概念。必須要為了這個產品進行全面創新，通過智能制造的創新過程，使它縮短，使創新更加方便才行。
然，產品創新的方面有很多，可以根據企業不同的情況，進行不同的產品創新。例如我給這個設備加幾個傳感器，可以把整個過程實現個性化定制等。你有這個功能，人家沒有，你的產品可能就比較好賣。
機器人是智能制造的未來
從1959年第一臺機器人誕生以來，機器人就在國民服務、制造業方面發揮了極其重要的作用。工業機器人出現的最大受益者是汽車行業，現在慢慢擴大到老人護理、安全、太空勘探等領域。機器人在各行各業發揮重要的作用，甚至不可替代。
但是，目前的機器人在各方面的感知能力還很差，只能在結構化的環境中工作。人機合作都是簡單的工作，特種機器人很多的交互遠遠不能滿足我們的要求。今天的機器人技術，其功能和實用性和人類的愿望還有很大的差距，所以需要我們幾代人拼命工作，并且要其他學科的進步共同推動機器人的發展。
機器人應該成為新的增長點，目前世界各國都在制訂機器人的計劃。機器人可以用在制造業領域，搬運、焊接等，慢慢會走向有智能型的領域。
關鍵詞：工業4.0；內涵；現狀；本質
一、工業4.0的概念
工業4.0是德國政府提出的一個高科技戰略計劃。該項目由德國聯邦教育及研究部和聯邦經濟技術部聯合資助，投資預計達2億歐元。旨在提升制造業的智能化水平，建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業伙伴。其技術基礎是網絡實體系統及物聯網。德國所謂的工業四代（Industry4.0）是指利用物聯信息系統（Cyber―PhysicalSystem簡稱CPS）將生產中的供應，制造，銷售信息數據化、智慧化，最后達到快速，有效，個人化的產品供應。
二、工業4.0的內涵
“工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立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。在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變，產業鏈分工將被重組。德國學術界和產業界認為，“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統―信息物理系統（Cyber-Physical System）相結合的手段，將制造業向智能化轉型。“工業4.0”項目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者；三是“智能物流”，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。
三、工業4.0的發展現狀
工業自動化是德國得以啟動工業4.0的重要前提之一，主要是在機械制造和電氣工程領域。目前在德國和國際制造業中廣泛采用的“嵌入式系統”，正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內部，是一種特定應用設計的專用計算機系統。數據顯示，這種“嵌入式系統”每年獲得的市場效益高達200億歐元，而這個數字到2020年將提升至400億歐元。有專家預計，不斷推廣的工業4.0將為德國的西門子、ABB、通快（Trumpf）等機械和電氣設備生產商，以及菲尼克斯電氣（Phoenix Contact）、浩亭（Harting）以及魏德米勒（Weidmuller）等中小企業帶來大量訂單。德國聯邦貿易與投資署專家Jerome Hull在接受時代周報記者專訪時表示，工業4.0是運用智能去創建更靈活的生產程序、支持制造業的革新以及更好地服務消費者，它代表著集中生產模式的轉變。Jerome Hull介紹：所謂的系統應用、智能生產工藝和工業制造，并不是簡單的一種生產過程，而是產品和機器的溝通交流，產品來告訴機器該怎么做。生產智能化在未來是可行的， 將工廠、產品和智能服務通聯起來，將是全球在新的制造業時代一件非常正常的事情。工業4.0是涉及諸多不同企業、部門和領域，以不同速度發展的漸進性過程，跨行業、跨部門的協作成為必然。同樣是在2013年漢諾威工業博覽會上，由德國機械設備制造業聯合會（VDMA）、德國電氣和電子工業聯合會（ZVEI）以及德國信息技術、通訊、新媒體協會（BITKOM）三個專業協會共同建立的工業4.0平臺正式成立
四、工業4.0的本質分析
1.本質是基于“信息物理系統”實現“智能工廠“
第一次工業革命始于18世紀后半期由蒸汽機實現工廠的機械化；第二次工業革命始于19世紀后半期用電力來實現大規模化批量生產；第三次工業革命始于20世紀后半期通過電氣和信息技術實現制造業的自動化。第四次工業革命――工業4.0，其實就是實現“智能工廠”。工業4.0將在前三次工業革命的基礎上進一步進化，基于信息物理系統（Cyber Physical System）實現新的制造方式。信息物理系統是指通過傳感網緊密連接現實世界，將網絡空間的高級計算能力有效運用于現實世界中，從而在生產制造過程中，與設計、開發、生產有關的所有數據將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產系統。
2.核心是動態配置的生產方式
工業4.0報告中描述的動態配置的生產方式主要是指從事作業的機器人（工作站）能夠通過網絡實時訪問所有有關信息，并根據信息內容，自主切換生產方式以及更換生產材料，從而調整成為最匹配模式的生產作業。動態配置的生產方式能夠實現為每個客戶、每個產品進行不同的設計、零部件構成、產品訂單、生產計劃、生產制造、物流配送，杜絕整個鏈條中的浪費環節。與傳統生產方式不同，動態配置的生產方式在生產之前或者生產過程中，都能夠隨時變更最初的設計方案。
3.首要目標是工廠標準化
德國工業影響力的一個側面就是“標準化”。PLC編程語言的國際標準IEC61131-3（PLCopen）主要是來自德國企業；通信領域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都誕生于德國。工業4.0工作組認為，推行工業4.0需要在8個關鍵領域采取行動。其中第一個領域就是“標準化和參考架構”。標準化工作主要圍繞智能工廠生態鏈上各個環節制定合作機制，確定哪些信息可被用來交換。為此，工業4.0將制定一攬子共同標準，使合作機制成為可能，并通過一系列標準（如成本、可用性和資源消耗）對生產流程進行優化。以往，我們聽到的大多是“產品的標準化”，而德國工業4.0將推廣“工廠的標準化”，借助智能工廠的標準化將制造業生產模式推廣到國際市場，以標準化提高技術創新和模式創新的市場化效率，繼續保持德國工業的世界領先地位。
總的來看，工業4.0戰略的核心就是通過CPS網絡實現人、設備與產品的實時連通、相互識別和有效交流，從而構建一個高度靈活的個性化和數字化的智能制造模式。在這種模式下，生產由集中向分散轉變，規模效應不再是工業生產的關鍵因素；產品由趨同向個性轉變，未來產品都將完全按照個人意愿進行生產，極端情況下將成為自動化、個性化的單件制造；用戶由部分參與向全程參與轉變，用戶不僅出現在生產流程的兩端，而且廣泛、實時參與生產和價值創造的全過程。
參考文獻：
[1]程曉蕾.工業4.0架構下的工業大數據的需求、環境及服務化[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015（08）
[2]孟書云、李宏勝、周伯榮、陳桂、湯玉東.機器人學與機械基礎課程融合教學探索[J].科教文匯（中旬刊），2015（04）
(訊)工業4.0是德國政府《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一，并已上升為國家戰略。
德國政府提出“工業4.0”戰略，并在2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出，其目的是為了提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中占領先機。“工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，分為智能工廠、智能生產和智能物流三大主題。目標是建立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。在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。
德國學術界和產業界認為，“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統——信息物理系統相結合的手段，實現制造業向智能化轉型。
制造云大數據
眾所周知，人類社會正面臨著一場新的技術革命和新的產業變革。那么我們認為互聯網+人工智能的時代正在到來。怎么解讀人工智能？首先，網絡是一個泛在的互聯網，包括魍車幕チ網和互聯網+人工智能，其核心技術是七類技術深度融合，包括新互聯網技術、新一代信息技術、新人工智能技術、新能源技術、新材料技術、新生物技術以及新應用領域專業技術。互聯網時代特征總結為泛在互聯、數據驅動，共享服務，跨界融合，自主智慧和萬眾創新。
當然，制造業作為國民經濟、國計民生和國家安全的重要基石，正面臨全球新技術革命和產業變革的挑戰，特別是新一代信息通信技術，核心就是要發展智能制造技術產業和應用。對我國來說面臨的五大挑戰是：第一要從技術跟隨到創新以及到超越，第二要從傳統制造向數字化、網絡化、智能化轉變，第三從粗放型制造向質量效益性轉變，第四從資源消耗到綠色制造轉型，最后要由生產型制造到生產+服務型制造轉變。
其核心問題就是要貫徹創新協調綠色開放共享發展理念，要走中國特色的工業化道路，以創新發展為主題，以制造業提高質量增加效益為中心，特別強化兩化融合，而且要推進智能制造主攻方向。
云制造的概念首先是基于泛在網絡，其次是借助新興大制造技術、信息通信技術、智能科學技術及制造應用領域四類技術深度融合。數字化、網絡化、智能化作為技術手段，構成一個以用戶為中心的統一經營的智慧硬軟資源和能力的服務云。這實際上就是人、機、物互聯服務，或者是現在提出的工業互聯網的概念。
用戶通過智慧終端和智慧云制造服務平臺能隨時隨地按照需要獲取智慧制造的資源和能力，要對整個全系統全生命周期產業鏈里面的人機物信息技術自主的智慧的感知，互聯協同分析認知和決策控制與執行，促進制造全系統及全生命周期活動中的人組織、經營管理、技術設備三要素及信息流、物流、資金流、知識流、服務流集成優化，形成一種基于法在網絡、用戶為中心、人機物信息融合。
智慧云模式是什么，手段是什么，業態是什么，特征是什么，實施內容是什么，以及目標是什么都值得探討。
我們把它叫智慧，因為強調三種深度融合：人物與環境信息深度融合，數字化、網絡化智能化的深度融合，工業化和信息化的深度融合。同時，很重要的基于大數據的并行、協同、實時、互聯、智能的進行創新。根據這樣一個理念所構成的系統，我們把它叫做智慧云制造系統或者簡單說智慧制造云。概念模型包含幾大部分內容，一是制造資源的能力和資源，這里面包括軟的、硬的，包括能力和智能互聯產品；二是制造云池；三是制造全生命周期的智慧云。其核心支持就是智慧云制造的平臺。
綜上，智慧制造云是一種互聯網+人工智能時代的模式手段。制造模式是以用戶為中心的互聯服務協同個性柔性社會化智能制造產品以及服務用戶的模式，它的手段就是四類技術深度融合的數字化網絡化作為技術手段，構成一個智慧化的人機物環境信息互聯系統，體現數字化、物聯化、虛擬化、協同化、定制化、柔性化和社會化的產品。
那么智慧制造云、工業云里面的大數據實際上是全系統全生命周期里面的三要素、五個流里不斷產生的四個大數據，包含制造全生命周期里面的各種數據，有企業經營管理的數據，有技術產品設備的數據。有結構化、半結構化和非結構化數據，有靜態數據、動態數據和實時數據。
智慧制造云大數據的特點，除了四個云以外，和大量、高速、多樣、價值以外，還加上了多元符合模態、數據類型異構等。其作用簡單來說能精準高效智能地用到全生命周期的活動，促進云制造的智慧化，目標實現產業研制、管理服務效率質量成本能耗，實現產品加服務為主導的隨時隨地的按需個性化指導。
目前，大數據在感知基礎上，有六類大數據關鍵技術，關鍵技術在制造云里有新的需求。首先大數據的集成與清洗，就是把不同來源、格式、特點性質的數據及數據源在邏輯上或物理上有機地接入平臺并進行新審查和教研，得到干凈、一致的數據。第二技術就是大數據存儲和管理，采用云存儲和分布式存儲技術及高吞吐量數據庫技術與非結構化數據訪問技術，實現運輸集中的數據經濟、高效、高可靠、容錯的管理與服務。第三大數據分析挖掘，從這些海量的隨機的數據中要找出有價值的東西，比如說現在分布式計算引擎，數據分析機器學習等，對我們制造云要以應用目標為導向，導出相應算法軟件。同時需要建立云制造應用系統定量分析的人工智能分析模型，數據不是直接用的，是通過模型來的。可視化，各種各樣數據可視化而且能應用，比如多維數據分析，虛擬現實等，對目前綜合處理顯示多維數據以及交互需求是非常重要的。其次是大數據的標準和質量，對智慧云多類型標準需求不限，而且交易和交互要作為一個導向。最后就是安全，全生命周期里面要安全，像隱私保護、數據水印以及區塊鏈技術等。
大數據的云化
第三個問題就是大數據云化。直接把大數據遷入模型軟件，第二是直接提供DAAS，第三個就是風險，最后一個就是大數據的可視化，基于大數據可視化技術實現智慧制造云里面的風險和顯示。
云里面大數據怎么用也值得探討。第一類是航天產品電纜數據化設計，也就是說把電纜有關的經驗數據和綜合分析性能數據收集過來，放到電纜數據工程里面，實現了電纜數據化生產的一體化，產生效果后有60%以上研制時間開展產品質量提升。第二類是醫藥，利用現在制造云里面官方電子病例、醫療等信息系統提取海量臨床數據，挖掘藥物效用及治療方法，從而為醫藥研發提供參考。第三類是航天制造和生產比如博世、力士樂等智能生產。第四類就是維修，比如C919健康管理，需要實時檢測大數據中心。根據上面的情況，智慧制造云在大數據當中是很重要的。
最后提點建議。首先當然是大數據已經成為智慧制造云建設和運行的重要資源，如果沒有大數據、沒有云、沒有人工智能，那最后肯定是做不到智慧化制造。而研究實踐需要從技術、應用、產業三方面來協調，進行各個層次的技術創新和人才培養。
從技術應用和產業方面，概括性地提幾點想法：第一，從技術上要做到重視大數據、信息通信技術、人工智能技術、系統工程技術與制造領域等多種技術的深度融合。要搞大數據，必須要做到這幾個技術的深度融合，這是我們的一個觀點。第二，離不開云，因此要對面向用戶大數據的云服務技術進行研究。第三，要重視基于大數據制造全生命周期里面的新模式、流程、手段的研究。最后，要進行符合共享經濟商業模式的技術研究，當然還有安全和相應標準的制定與評估。
從應用角度來看，要“四個突出”。第一要以突出制造特色和行業特點來開展；第二要突出問題導向，問題在哪，競爭力缺點就在哪；第三要突出大數據驅動的智慧云制造管理運行模式、手段和業態的變革；第四要突出三要素與五流的綜合集成化、優化和智慧化。
關鍵詞：智能制造；機電一體化；具體應用
在科技技術逐漸發展下，機電一體化技術也具備了更多的優勢，并且使其在更多的領域中被運用。機電一體化技術的出現，讓電子和機械有效的結合在一起，進而達到了對機械設備進行智能化管控的目標，這是智能制造的基礎構成。在目前的生產制造中，主要是包含了智能系統以及智能制造技術。其是目前社會工業化發展的主流趨勢。
1智能制造相關概念以及機電一體化技術的現狀
在我們目前的社會發展現狀來看，智能制造具體是包括了2個方面內容：其一是智能制造技術，具體是技術人員將計算機模擬系統作為輔助工具，進而對特定系統進行分析以及決策，從而節省了大量的人力與財力。相關人員只需要使用計算機系統就能夠對系統進行分析，提升了研發的可行性，并且也確保了生產制造的高效性。其二是智能制造系統，這就能夠簡單的理解為人機一體化，是經由智能機器人與人類專家構成的，在運用的時候主要是將計算機作為工具，讓人類專家進行分析以及構思等等，以此替代了在制造工廠中人為的腦力活動。智能制造系統是對智能制造技術的延伸與發展，其是將網絡化、自動化技術整合為一體的制造系統，讓整個子系統能夠進行智能化的運行。在機電一體化技術發展初期時，電子技術和機械技術并沒有有效結合，其主要是依靠電子技術在機械工業中的使用，以此提升機械生產效率和產品質量。不過，在目前的計算機技術以及信息技術發展現狀下，機電一體化被注入了新的活力，其在生產中得到了普遍的應用。將其運用在智能制造中，更加促進了整個機械各行業的發展，讓生產管理工作實現了智能化、自動化，從而讓生產工作的實施更加的方便。在機電一體化中涵蓋了很多種技術，并且隨著科學技術的發展也融合了更多新的技術，確保了這種技術的先進性與實時性。機電一體化技術運用了電子技術，在人工智能的基礎上運用計算機系統，進而達到了對機械設備的自動化管理以及控制，從而讓整個生產過程更加的方便和高效，也讓生產活動更加的規范。
2機電一體化技術在智能制造中的具體應用
（1）傳感技術的相關應用。在集體一體化技術中，傳感技術是最為基本與關鍵的構成。因為其具備很高的準確性以及敏感度，能夠盡可能的避免受到外界雜亂信號設備的干擾。如果把其運用在智能生產中，能夠發揮其巨大的作用，在這個基礎上建設相關的傳感網絡系統，這樣就能夠實現信息之間的相互傳輸，并且使用計算機把其收集到的相關信息進行整理與分析，進而讓整個生產過程能夠被有效管控。在目前的生產制造中運用的傳感器中，其是以光纖電纜傳感器為主要，運用標準化的接口，大幅度減少了設計難度以及成本。（2）數控生產中的相關應用。我們將機電一體化最早是運用在數控加工技術方面，其在我國機械制造水平方面發揮了很大的作用。把機電一體化技術運用在數控制造中，能夠提高機械加工的精準度和機械加工的效率，數控生產的主要是在其加工精準度方面，因此數控在智能控制系統方面要求比較嚴格，現在數控機床中運用的智能控制系統大部分運用的是CPU預計總主線模式，這種模式主要是進行在線判斷以及智能控制技術，在此基礎上進行三維仿真，對整個數控技術加工的過程進行模擬實驗，以此對實際操作提供參考依據。（3）在自動線和自動機械中的應用。當前很多比較大的企業中，均是運用了自動化生產線依據自動生產機械，這種技術是使用了電子技術中光電控制系統和人機界面控制系統，進而對整個生產制造系統進行全面控制。自動生產線和自動機械運用范圍比較廣泛，比如目前的電腦以及手機都是自動化生產線。其主要是運用計算機控制系統對在生產中的相關設備進行有效融合，即為數控設備、計算機設備等相關的方面進行一體化管控，進而進行集約化以及網絡化的生產模式。（4）機電一體化技術的發展應用。將機電一體化技術運用在智能制造中，工業智能機器人是最為先進的應用，其融合了各種相對先進的技術，是將人工智能、仿生技術以及計算機技術等相關的科學技術融合的新技術。機器人是目前科學技術中研究的重點，是控制論以及傳感技術等相關的總體，其在生產制造行業中被廣泛的應用。在工業生產中智能機器人的出現與應用，提升了產品質量的同時也增加了產品產量，并且也減輕了工作人員的勞動量。工業智能機器人在運用時具備了能夠對信息進行判斷、迅速完成復雜的工作流程以及生產準確度高等相關的優點，并且還能夠運用在軍事生產制造中，其得到了各行各業的高度認可。
3結束語
綜上所述，在目前的工業生產行業中，智能制造是最為主要的發展趨勢，其能夠對工業生產進行自動化以及智能化的管理，從而提高了生產效率以及質量。而機電一體化是智能制造的關鍵與基礎，其應用水平對智能制造的實現有很大的影響。所以必須要重視機電一體化在智能制造中的相關應用，在此基礎上保障了智能制造能夠更好的發展，從而為生產企業帶去更多的經濟效益。
參考文獻：
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[3]徐小涵,付洪磊.機電一體化技術在化工企業中的應用[J].山東工業技術,2017(07):162.
摘要：物聯網技術是智能家居的核心技術支撐，智能家居是物聯網技術在智能家庭中的應用體現。當前網絡和智能技術高速發展融合的背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產業，無論是IT終端制造廠商、互聯網運營商、服務商和傳統家電制造商均把它視為新的增長爆發點。本文通過對物聯網技術在智能家居領域的應用來說明物聯網的運用對智能家居系統技術進步、功能擴展、服務、達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環保的需求的作用。
關鍵詞 ：物聯網技術；智能家居；應用
一、物聯網概述
物聯網的英文描述為“The Internet ofthings”，即“物——物相連的互聯網”[1][2]。物聯網的基礎核心仍舊是互聯網，它在傳統互聯網人與物互通的基礎上，實現物與物互通，是互聯網發展的應用和業務層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息；可靠傳遞是指通過無線網絡和互聯網的融合將物體信息準確傳遞；智能處理是指利用云計算、數據挖掘及智能識別等人工智能技術對海量數據信息進行分析處理，完成對物體的智能化控制。
物聯網的概念在1999 年被提出，是在互聯網的基礎上，利用射頻識別技術、無線數據通信技術等構造出的一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網。2005 年11 月17 日國際電信聯盟《ITU 互聯網報告2005：物聯網》，重新提出了物聯網的概念[3]，并對其進行了擴展，不僅局限于RFID技術。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。隨后，美國將物聯網列為振興經濟的一個重點。此外，歐洲、韓國、日本等國家也把物聯網產業作為振興國家經濟的一個核心產業[4]。2009年8月，溫總理提出了“感知中國”的概念，自此物聯網被列為國家五大新興戰略性產業之一，在中國受到了極大的關注[5]。
物聯網是在網絡技術、傳感技術及通信技術日趨成熟的條件下出現的，它是一種體現物與物之間新型關系，將所有物品通過射頻識別、二維碼、無線數據通信等智能感知技術與互聯網連接起來，的具有智能化識別、控制與管理功能的網絡系統，其中可能涉及多種信息傳感設備，比如射頻識別裝置、二維碼掃描裝置、紅外感應裝置、各種傳感器等。
物聯網從產生之初到現在，已經被應用到眾多領域，如智能交通、智能消防、工業檢測、老人護理、食品溯源和情報搜集等。毫無疑問，物聯網也將對智能家居領域產生深遠影響。基于物聯網的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯網技術應用到家用電器中，可以使家電具有智能感知及信息網絡功能，能使家庭中的家電設備之間信息交互、家電設備與產品和用戶之間也可以進行信息交互，方便人們的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒適、健康、環保。
關于物聯網的概念，目前沒有統一的標準。但是綜合來看，物聯網是一種實現物-物相連的智能網絡，它主要依賴于智能感知技術、無線通信技術、遙感技術、智能數據處理技術[5]等，是在互聯網的基礎上發展起來的。物聯網從產生之初到現在已經被應用在越來越多的領域，如物流、交通、產品安全監測、路燈管理、智能電力[6]、醫療[7]等。智能家電與智能家庭的發展，用戶新增的需求，使廣大廠商和研究人員發現，智能家居也是物聯網發展的一個重要領域。[8]IT終端制造廠商、互聯網運營商、服務商和傳統家電制造商正在進行此方面的研究，也逐漸推出基于物聯網技術的產品。物聯網技術使得家電在智能化控制的基礎上，實現了商品與設備的關聯及設備之間的關聯，展現出了一種更加智能化的便捷、健康、環保的家居場景。
二、智能家居系統概述
目前，智能家居系統沒有一個統一的定義或者概念，百度百科的解釋是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將與家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統。能提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。”
2012年4月5日中國室內裝飾協會智能化委員會《智能家居系統產品分類指導手冊》把智能家居系統產品共分為二十個分類包含了：控制主機（集中控制器）、智能照明系統、電器控制系統、家庭背景音樂、家庭影院系統、對講系統、視頻監控、防盜報警、電鎖門禁、智能遮陽（電動窗簾）、暖通空調系統、太陽能與節能設備、自動抄表、智能家居軟件、家居布線系統、家庭網絡、廚衛電視系統、運動與健康監測、花草自動澆灌、寵物照看與動物管制。
由此可知，智能家居是一個系統的概念，融合了網絡信息技術（有線、無線）、智能家電技術、自動控制技術等技術，將家庭平臺上與信息相關的信息設備、智能家電和家庭安保裝置，通過綜合布線技術連接到一個家庭智能化系統上進行集中的或異地的監視、控制和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。這些功能都是通過智能家居系統中的家庭網絡控制來實現的，通過家庭總線系統提供各種服務功能、并和住宅以外的外部世界相通連。智能家居系統通過網絡化的綜合管理家中設備，來創造一個優質、高效、舒適、安全、便利、節能、健康、環保的居住生活環境空間。[9]
筆者認為智能家居強調的是整體的環境，包括健康環境、人機互動的環境、安全的環境、經濟的環境，以用戶體驗為核心的整體環境的創造。
健康的環境包含舒適的溫度、優質的空氣、適宜的水溫等；人機互動的環境主要指智能化的體驗、便捷的人機互動的界面和高集成度的人工智能應用；安全的環境包括家庭安防監控和網絡環境自身的安全；經濟的環境主要體現在系統本身的經濟合理（如系統價格）及家庭應用的經濟合理（如節水、節電、擴展方便）。
三、物聯網技術在智能家居領域的應用
物聯網技術主要包含三個層面，即感知層面、網絡層面和應用層面。物聯網常見的感知技術包括RFID 技術、二維碼技術、傳感器技術、攝像頭、gps 等；進行網絡傳輸的技術主要包括3G、Wi-Fi、藍牙、接入網等；計算技術主要是指進行海量數據處理的技術包括數據挖掘和數據推送。網絡層面包含電信運營（移動、有線、衛星通信網絡等）、物聯網運營（信息中心、管理中心等）、平臺、軟件、系統設備、系統集成及終端設備。應用層面包含環境監測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠程醫療、城市管理、公共安全、工業監控、綠色農業、資源管理等。
物聯網技術在智能家居的應用包含了家居環境控制、家庭安防、智能家電等多個領域，一個完全的智能家居系統按照前文所述包含了20個子系統。在物聯網技術支撐下，用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網絡，然后在互聯網的基礎上，對家庭中的設備、產品進行監控；在家電或者產品發生故障時能夠通過網絡自動進行短信、電話等智能報警；家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習慣和生活方式，利用數據挖掘、情境感知等技術為用戶進行合理的信息推送，實現人與家電、環境、產品的自然交互。
物聯網技術貫穿智能家居從終端設備的研發、系統集成及運行到用戶使用的全過程。從技術角度來看，物聯網智能家居技術的核心技術是通訊或控制協議，涉及硬件接口和軟件協議兩部分，可以簡單的劃分為無線與有線技術。
有線技術包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是專門針對智能家居行業制定的通訊技術。X-10電力線載波技術在上世紀70年代產生，在我國2000年前后引入并開始推廣，該技術可以在電力線上通訊，免于智能家居系統部署的時候另外布線。該技術對電網運行環境依賴性較高，由于設備成本、技術穩定性及信息安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS 提高了一定的通訊穩定性，但是難以保證持續穩定的質量，對電網環境的依賴性仍舊很強，使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術已經有40多年的技術積淀，但是由于成本和技術瓶頸，智能家居產品在有線技術開發方面不斷地進行新的嘗試，各種技術的優缺點暫時不能滿足客戶的需求，也許這也是今天多種有線技術并存的原因。
無線技術包含了RFID 智能識別技術、藍牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進行數據傳輸的非接觸式的自動識別計技術，它通過無線電信號進行數據讀寫并識別特定目標，具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優點。RFID 是20 世紀90 年代興起的，發展至今被認為是自動識別領域中應用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術。[8] WiFi作為低成本、最易與互聯網連接的智能家居技術解決方案被廣為應用。ZigBee ZigBee 技術的特點包括：低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設計可用于支持特定應用軟件的開發和部署。應用規范和ZigBee 的堆棧相連，讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應用的無線產品。可用的應用規范包括家庭自動化、智能能源、通信、醫療、遠程控制（RF4CE,或稱消費電子射頻）、建筑自動化和零售服務。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監控和控制，廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠程控制。[10]
物聯網智能家居系統從技術和應用的角度來說穩定性、可拓展性（靈活性）、安全性及經濟性都是重要衡量指標。目前為止，無論是有線技術還是無線技術都沒有一個得到廣泛認可的技術標準。有線技術基于專用通訊線纜，某種程度上來說其穩定性較好，但是可拓展性較差（系統擴展、改良需要重新布線）、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術的高速發展在可拓展性（靈活性）及經濟性方面都具有優勢。穩定性和安全性方面兩者各有千秋，都在不斷發展完善。
四、國內智能家居的現狀和問題
智能家居在中國經歷了近6 年的起步階段，發展速度緩慢，主要是因為沒有投入大量的資金，開發技術短期內也不成熟。[9]目前整個智能家居行業發展主要的成果還是反映在智能化的攝像頭、電視、電冰箱、傳感器、手機、空調、醫療設備、穿戴設備等一系列終端產品，及一些分散的智能家庭控制子系統的研究上，比如，三表抄送系統、門禁系統、可視對講系統、燈光控制系統、窗簾控制系統等。以“智能家居”系統作為產品目前仍沒有在市場上大規模出現，基本停留在概念階段。
隨著物聯網技術的日趨成熟，不斷融入智能家居，其內容發展越來越豐富，想象空間越來越大。但由于早期開發技術的不成熟，智能家居發展至今仍沒有普及，在技術、需求、經濟適用性等方面仍有諸多的問題有待解決。
1．技術層面
如上文所述，由于穩定性、經濟性、安全性、可拓展性等原因，當前無論有線技術還是無線技術都沒有一個得到廣泛認可的技術標準，處于百家爭鳴的階段。由于沒有開放的協議、統一的接口和數據庫，使得技術協調和系統整合比較困難。各設備之間、子系統之間難以實現互聯、互通和互操作，使得各個子系統之間形成“信息孤島”，且兼容性和可拓展性較差，難以實現真正智能化，也給系統集成商、服務運營商和客戶使用帶來困擾。
筆者認為，當前網絡和智能技術高速發展融合背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產業，互聯網相關企業無論IT終端制造廠商、互聯網運營商，還是服務商和傳統家電制造商均把它視為新的增長爆發點。在巨大的市場利益驅動下，各種技術創新、改良都向著好的方向發展。但相關標準的建立、接口的統一，需要一個適應淘汰的過程。它無法由哪個組織或部門單獨完成，需要在市場競合過程中由相關企業、科研院所、相關協會等組織在用戶的認可下共同努力實現。
2．需求和經濟適用層面
目前，智能家居產品在滿足用戶需求和經濟適用方面存在的主要問題是，產品較為單一（受技術等原因限制）且價格高昂。筆者認為任何產品成功最核心的原因，是建立在滿足客戶需求的基礎之上。對于智能家居而言，客戶的需求具有多樣性、時效性、經濟合理性等特點。如前文所述，智能家居強調的是整體的環境，包括健康環境、人機互動的環境、安全的環境、經濟的環境，以用戶體驗為核心的整體環境的創造。要滿足上述需求，智能家居產品在技術滿足的前提下，要能夠做到解決方案多樣化、系統擴展便利化、用戶體驗簡單化、產品成本最低化。解決方案多樣化與系統擴展便利化是指，系統方案靈活多樣，既可以提供整體解決方案，也可以分部、分步提供。從客戶角度來說，最好能夠與不同品牌的系統解決方案兼容。客戶經過初步體驗后能有更大的選擇空間，同時在增加新系統或改良現有系統時不會給客戶造成過多不便。用戶體驗簡單化是指產品的控制界面或人機交互界面應想用戶所想，盡可能的“傻瓜”與智能，盡最大可能的從用戶角度出發。產品成本最低化是指在保證質量和功能完整性的前提下，盡可能降低生產、開發成本，在合理的利潤空間下投放市場。否則完美但溢價過高的產品是很難得到用戶認同的。
五、結論
本文通過對物聯網技術在智能家居領域應用的簡要分析認為，智能家居強調的是整體的環境，包括健康環境、人機互動的環境、安全的環境、經濟的環境，以用戶體驗為核心的整體環境的創造。基于物聯網技術的智能家居需要從技術層面、滿足用戶需求和經濟適用改善提高著手。技術層面的提高目前主要需要完成標準的建立和接口的統一，在市場競合的過程中由相關企業、科研院所、相關協會等組織在用戶的認可下共同努力實現。需求和經濟適用層面，需要企業在以用戶體驗為核心的基礎上不斷努力提高。使物聯網的運用在智能家居系統技術進步、功能擴展、服務方面，最終達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環保的需求。
參考文獻
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[9]郭之成.淺談云計算技術在物聯網智能家居系統中的應用.
3月4日，格力在北京舉辦智能裝備高峰論壇，首次了其研發的機器人產品。3月8日，美的在上海舉辦“智啟未來”戰略會，介紹其在智能家居、智能制造的布局策略。
這兩家中國最大的家電巨頭同時布局機器人、智能制造產業，是國內制造業升級轉型的一個縮影。兩家公司都既把智能裝備作為提升自身制造能力的工具，又把智能制造作為一個新的市場，要出售機器人和解決方案。但在實現路徑上，兩家的思路和做法大不相同。
對內，兩家公司都把機器人作為提升制造能力的手段，通過機器換人，提高自動化率，降低成本，提高生產質量。不過，格力展示的重點是 “黑燈工廠”，而美的總裁方洪波則多次表示，智能制造的本質不是無人工廠。
格力介紹其智能制造的進展時，強調通過應用機器人、機床、機械手等自動化設備，實現對工人的替代，側重的是生產現場的自動化改造。
美的總裁方洪波的表述是，智能制造的本質是基于數據的所有業務的鏈接。相比格力，數據、信息這樣的關鍵詞在美的闡述智能制造時出現的頻率要高得多，是比自動化設備更重要的概念。
3月8日的會上，美的空調事業部有關高管介紹了其智能工廠的內容：1998年開始上線ERP、集團層面整合上線“632”信息系統，終端設備的數據采集給中控中心提供決策依據，生產人員通過智能手機監控調節生產，通過物聯網、信息化技術連接人、設備和終端，這些是美的在智能制造方面重點傳達的理念。
兩家企業的上述思路差異，使其對外的機器人產品也有所不同。
2012年前后，安川、ABB的機器人就開始進入格力的制造工廠，在意識到市場對機器人的需求之后，格力決定自主研發，自己生產機器人。這一決策延續了其“掌握核心科技”的企業文化基因，格力希望將之前攻克空調核心部件壓縮機的經驗復制到工業產品領域。近兩年，除了機器人，格力還在研發數控機床、模具，布局非標系統集成業務。具體到機器人，格力表示三大核心零部件：電機伺服系統、減速器及控制系統，格力都在進行自研。減速器是三大核心零部件中難度最大的領域，基本被日本企業壟斷。
美的則通過收購來迅速擴充實力，出手庫卡，拿下以色列運動控制供應商高創，結合已有的威靈電機，在機器人的核心零部件版圖上，美的掌握了電機、伺服驅動和控制系統，僅剩減速器還需外購。
收購庫卡、高創是為了進入機器人市場，但美的意圖不止于產品本身。出席美的l布會的庫卡CEO介紹說，過去七年，庫卡軟件人員從之前的一半增長到三分之二，未來還將繼續增長。云計算、大數據、IT系統將對機器人產業帶來變革。高創創始人也在強調軟件數據如何提升產品的智能化水平，帶來更多利潤和價值，在顧炎民的表述中，大數據、云計算和人工智能是美的新房子的黏合劑。
簡要總結，格力更“硬”，美的更“軟”。格力的關注焦點是自動化設備本身的應用和制造，美的則更關注如何用數據、信息來打通產業鏈，創造更多價值。
[關鍵詞]機械制造 數控技術 特點 應用
中圖分類號：TH165 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）11-0023-01
1.引言
要探究機械自動化在機械制造中的實際應用，就必須要明確機械自動化的概念。機械自動化是指機械設備在脫離人為干預的情況下，按照預先設定的程序和指令自動完成設備的操作，實現生產的過程，機械自動化其實是自動化的一個分支領域。機械自動化的應用具有革命性的意義，
改變了工業制造的傳統模式，進一步提高了整個工業的生產能力更重要的是，電氣自動化在其影響下也應運而生。結合我國作為發展中國家的實情來看，在機械制造中還不具備全局自動化的條件，也不能盲目的進行機械自動化，如果只顧提高生產效率，擴大生產規模，勢必會造成供求不平衡，所以要在生產柔性的基礎上，建立完善的系統，適度人為干預，將我國的機械自動化發揮出最大效能。
2.機械自動化在機械制造中的實際應用
2.1 智能化應用
所謂智能化應用，就是指通過計算機技術、網絡技術、智能控制技術、編程技術等現代科研的相互融合實現的具有人工智能的應用。智能化應用是科學技術不斷發展的產物和市場經濟的必然要求。智能化應用要求在市場經濟體制中，機械制造技術的改進不僅需要摒棄原有的，落后的制造加工理念與技術，還需要結合商品概念，通過對加工商品概念的理解來制定更加完善的制造加工方案，實現對商品的終極制造。在這里所提到的智能化在機械制造中主要是指，在機械制造中，為了全方位提高機械制造工藝性能，將機械制造技術、自動化技術、人工智慧能技術以及計算機應用技術等多種技術進行結合，使其相互滲透、融合后所形成的一種綜合制造技術。需要注意的是，智能化制造技術在實際應用環節，其除了可實現人工智能以外，還可以在制造加工中模擬專家，或相關技術人員的思維活動，起到代替專家思考與工作的作用。
2.2 集成化應用
集成化技術是機械制造中的一項新技術，主要指利用信息化技術來完成機械制造過程的優化、精簡、集成等功能，實現機械產品的快速制造。在機械制造過程中，由于其所使用到的計算機技術、微電子技術、通訊技術等等都是相互關聯、緊密結合的，并且在這些高新技術相互融合的過程中，很有可能會滋生出新的高新技術，比如現代社會中常見的計算機輔助技術、柔性制造技術等等。所以為了促進這些高新技術的發展與產生，就必須要將現有技術或現有的設備系統進行整合與集成，產生出新的管理應用技術。機械制造工藝中，機械制造實現集成化制造以后，不僅可將生產制造企業內部所有的生產工作、經營管理活動進行整合，使之形成一個完整、統一的整體，還可從原有的機械制造基礎上實現柔性生產模式的變革，以人為活動主體，保證企業產品的生產質量，并實現產品生產質量與服務質量的和諧統一。這便是機械自動化技術中集成制造所帶來的好處。
2.3 虛擬化應用
機械虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實機械制造活動過程進行仿真，以發現和解決機械制造中可能出現的問題，以達到機械產品制造成功，達到降低成本、縮短機械產品開發周期，增強機械產品競爭力的目的。
2.4 柔性自動化應用
所謂柔性自動化，是指全新一代的自動化程序，由于其實現自動化的程序是靈活多變的，甚至可以實現編程自動化，因此近年來在復雜的生產領域大受歡迎，并一舉解決了大批量生產和小批量生產之間的矛盾，不僅保障了產品質量和生產效率，更關鍵的是能夠很好的根據市場來靈活的調整生產，保證供求平衡，實現更高的經濟效益合計社會效益。目前，柔性自動化在企業運用中逐漸開始成熟，其靈活的特性也開始顯現出應有的價值。生產和運輸的自動化應用首先是生產實現自動化，因為機械的自動運轉取代了人力的操作，所以在機械制造的各個環節中，直接參與生產的人就會明顯減少，對于一些中小企業來說，這樣能夠節約很大的勞動成本，為企業減少了很大壓力。而且自動化的生產無論從工作能力還是精確度來講，都要高于人力，這就使得生產效率提高的同時也保障了產品質量。其次是運輸的自動化，通過預設的程序進行物質的輸送，能夠保障流程的暢通和銜接，提高傳送效率。
3.機械自動化在機械制造中應用的趨勢
從宏觀上來看機械自動化在機械制造中的應用前景
首先要認識到的一點就是，我國的機械自動化和發達國家相比較，起步較晚，無論是理論支撐，科學技術水平，還是管理水平及規范制度都還有一定的差距，這也間接說明了我國的機械自動化在機械制造中的應用還有十分大的上升空間。從宏觀來看，科技是核心，人才是關鍵，所以在未來的發展過程中，加大對科學技術的投資，培養先進的專業人才，開拓創新，擁有更多的自主知識產權的產品，提高核心競爭力，是我國機械自動化在機械制造中應用的主要方向。
4.結論
綜上所述，機械自動化在機械制造中的實際應用，為產業發展作出了巨大貢獻，不僅提高了工作效率，減少了人員投入，還縮減了生產成本，提高了產品的質量。機械自動化在機械制造中的應用，正是工業現代化的要求，是科技創造生產力的表現，也是工業集約可持續發展的必然趨勢，機械制造只有抓住了自動化科技的浪潮，才能將挑戰轉化為機遇，有快又好的發展。當然，就我國目前的實際情況來看，機械自動化的發展還不是很成熟，在網絡數字和綠色環保方面，還需要各界的共同努力。
參考文獻
[1] 王愛玲《現代數控機床與結構》北京：機械工業出版社，1999.
本周上證指數在2400-2450點間拉鋸，但板塊個股依舊活躍，短線的賺錢效應還是相對突出。軍工、家電、券商、電子板塊本周獲得資金關注延續上漲的勢頭。
兩會期間消息不斷，相關的主題概念股聞風而動。增強國防意識、提高國防預算激發軍工概念股做多熱情。航母概念股中國船舶（600150）一枝獨秀，全周最大漲幅25.4%。生產武器控制系統的中兵光電（600435）、航空發動機的成發科技（600391）和軍用特種鋼材的撫順特鋼（600399）本周都有超過10%的漲幅。商務部明確今年將延續家電下鄉政策為家電板塊空中加油。周三，蘇寧電器（002024）強勢上攻，漲逾9%。隨后，美菱電器（000521）、小天鵝A（000418）、青島海爾（600690）接棒家電領漲的位置。
券商股則借多項利好因素齊聚集體井噴。國金證券（600109）周四漲停。已公布2月份經營數據的16家上市券商，當月凈利潤環比大幅增長。多家券商更成功打了一場漂亮的“翻身仗”，如去年虧損的廣發證券（000776）、東北證券（000686）。
本周蘋果公司在美國召開第三代iPad產品會，新產品有望在3月16日正式開售。受此消息影響，周二以宇順電子（002289）、歐菲光（002456）、超聲電子（000823）等為代表的“觸摸屏”概念再度雄起。宇順電子收于漲停板，歐菲光則一路攀升收漲4.46%。宇順電子、歐菲光、超聲電子從其低點反彈算起，最大漲幅分別超過140%、80%、70%。
事實上，宇順電子、歐菲光并沒參與蘋果產業鏈。真正助力觸摸屏概念股瘋狂大漲的背后推力，其實是中興和華為年初給這些觸摸屏生產企業的大額“訂單”，正是兩大通訊巨頭的“千元智能手機”項目導演了龍年一季度觸摸屏項目的“上漲”大戲。
國內智能手機今年有望迎來爆發性增長時期，智能手機廠商發展前景一片大好。2012年全球智能手機出貨量預計達到6.56億，增速為39%。本土智能手機廠商出貨量將超過1.2億，增幅在100%以上。全球第4大手機制造商中興通訊2011年智能手機的出貨量超過1200萬部，取得了400%的驕人增幅。中興今年智能手機出貨計劃要突破3000萬部，2015年力爭手機收入進入全球前三名。全球第6大手機制造商華為今年在大力發展中國市場的同時，將加快進入歐美、日本等主流國際市場，并力爭今年實現智能手機的銷量從2011年的2000萬部提高至5000-6000萬部的目標。聯想近日公布的第三財季財報顯示，聯想智能手機在中國市場銷量同比增長了20倍，2012年1月，市場份額提升至11.1%，成功躋身前三甲行列。
易觀智庫的數據顯示，截至2011年底，國產品牌整體市場份額為37.5%，而諾基亞、三星、LG和摩托羅拉四大國際品牌占比為41.5%，國產品牌正在趕超國際品牌市場份額。另外，在2011年我國手機市場銷量前十名的品牌中，國產品牌已經占了六席。
以中興、華為為主導的千元智能機市場在2012年的增長確定性較強，出貨量和收入都將實現翻倍成長，必將推動供應鏈訂單繁榮。從訂單收入貢獻度來看，由于顯示屏和電容式觸摸屏分別占平價智能機成本的18%和11%，進入中興和華為供應鏈的顯示領域廠商分享產值最高，其中宇順電子、歐菲光、超聲電子和長信科技（300088）以顯示、觸摸技術為主營業務，彈性較大，訂單上升帶來的業績增長幅度較大。這也可解析為何觸摸屏概念股漲幅較其他電子元器件股要高的原因。
供應鏈上其他公司可分享產值稍低，可關注PCB板的國內龍頭興森科技（002436），電聲器件廠商共達電聲（002655）、歌爾聲學（002241），結構件廠商長盈精密（300115）、勁勝股份（300083），其他手機配件生產商卓翼科技（002369）。
【關鍵詞】大數據 云計算 工業4.0 工業云 物聯網 IOT 萬物互聯 工業互聯網 人工智能 智能制造
1 概述
1.1 工業1.0
機械化，以蒸汽機為標志，用蒸汽動力驅動機器取代人力，從此手工業從農業分離出來，正式進化為工業。
1.2 工業2.0
電氣化，以電力的廣泛應用為標志，用電力驅動機器取代蒸汽動力，從此零部件生產與產品裝配實現分工，工業進入大規模生產時代。
1.3 工業3.0
自動化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應用為標志，從此機器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業生產能力也自此超越了人類的消費能力，人類進入了產能過剩時代。如圖1所示。
1.4 工業4.0將是整個中國時代性的革命
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，所以說，工業4.0是整個中國時代性的革命。如圖2所示。
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。如圖3所示。
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。如圖4所示。
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。如圖5所示。
5 【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。如圖6所示。
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！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。如圖7所示。
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。如圖8所示。
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。
中國為什么選擇德國標準？
（1）中國政府認為，德國路徑比美國路徑更容易實現；
（2）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。
工業時代4.0這條路剛剛開始，但給了我們大概的方向，未來企業會變成數據的企業、創新的企業、集成的企業、不斷快速變化的企業。對于整個制造業來說，這是一個巨大的顛覆，稱之為工業革命，是毫不為過的。
6 國際國內工業云的建立
GE公司建立的Predix云，一個專為收集與分析工業數據而開發設計的云解決方案。Predix云也是“平臺即服務”（PaaS），將在高度安全的工業級云環境中捕捉和分析海量高速運行、類型多樣的各種機器產生的數據。Predix云將推動工業互聯網的下一階段增長，可以幫助開發者為行業快速開發、部署和管理應用與服務。
全球化的數字制造的熱潮洶涌，工業大數據以前所未有的速度和巨量被釋放出來，如何將這些數據與人、機器相連接，成為一個嶄新的命題。而制造業巨擘GE在回歸工業根基的轉型之路上，推出了工業互聯網這一廣為傳播的概念，而Predix正是GE承載新工業帝國夢想的核心平臺。Predix是GE面向行業推出的一個工業云平臺。不同的組織，能在上面控制數據的連接，并使用第三方開發者的分析軟件。 一方面Predix為大量開發者提供便利，開發各種工業級APP。開發者只需關注如何解決問題，而無須關心如何獲取以及連接數據；另一方面用戶作為數據托管方，則可以使用這些APP，進行設備管理、運營維護等。
Predix的起源傳統意義上OT技術是用于對機器設備的監視和控制，但GE眼中的OT技術已經超越這些概念，將機器設備與云服務連接，通過數據的分析可以幫助進行設備故障預測和整體健康程度的評估。通過融合IT和OT技術，GE正在重新定義工業自動化。
GE通過內置的傳感器對機器設備的數據采集已有多年，但這些物聯網前的傳感器主要用于對設備運行實時性能的監測，比如顯示某一特定測點的壓力值，設備專家通過監視各測點的數值從而推斷設備的性能，然后這些實時數據就被丟棄，不再進行收集存儲。
機器設備產生的海量時間序列數據與社交數據和交易數據差別很大，針對工業數據的存儲、分析必須針對性地進行優化，以幫助理解機器設備的行為表現。為了處理這些海量的數據集，GE需要一個新的平臺來安全連接設備并分析數據，就這樣在2013年，一個基于云計算的軟件平臺Predix被開發出來。不僅僅通過運營數據分析降低設備的服務成本，也通過這些運營數據有效指導產品研發的改進。
如圖9所示，工業數據湖受到Amazon提供S3、EC2等云服務的啟發， GE的管理層逐漸意識到他們也可以將Predix以云服務的形式推向市場，從而開啟設備運營的聯接、分析服務市場。
Predix正式誕生。
Predix的構成Predix是GE推出的全球第一個專為工業數據與分析開發的云服務平臺，負責將各種工業資產設備和供應商相互連接并接入云端，并提供資產性能管理（APM）和運營優化服務。Predix承擔的角色類似個人電腦中的Windows和智能手機中的IOS、Android操作系統。對于紛繁復雜的工業設備和工業數據類型來講，Predix與其說是通過操作系統來運營工業互聯網，不如說是為海量的工業數據找到了一種相對標準和統一的承載和呈現形式。
如圖10所示，Predix的架構傳承于GE工業化基因，Predix提供標準的方式來運行工業級的分析能力，連接機器、數據和人，提供分布式計算、大數據分析、資產數據管理、機器和機器通信和應用移動性，“端到端”的安全訪問機制確保數據、設備、網絡和系統的授權訪問。
GE為何要推行Predix其實是一個面向云應用的軟件平臺，負責將各種工業資產設備和供應商相互連接并接入云端，并提供資產性能管理（APM）和運營優化服務。所以，Predix的功能是統籌各種APM系統、承載行業用戶的工業互聯網應用，從這個意義上，GE把它稱為“操作系統”。
APM系統一般包括企業資產管理（EAM）、預防性維護（PM）、預見性維護（PdM）、工廠資產管理（PAM）、環境健康和安全（EH&S）等方面。GE的APM系統，是GE為了提升自身的資產管理績效而特別研發，并已在內部應用多年的，一整套綜合了云計算和物聯網技術的解決方案。
實際上沒有APM系統的Predix是沒有靈魂的。所以即使GE開放了Predix，用戶也需要使用GE的APM來實現遠程監控、診斷、智能運行設備。所不同的是用戶基于Predix二次開發出來的是以GE APM系統為核心的、適合自己的資產績效管理方案，因為不同行業的資產績效管理方案，必須要寫入該行業的特性和參數。
GE的終極目標每一家工業企業都要成為一家數字公司，這是GE對未來的看法。而GE同時希望，Predix能成為這些數字公司的駐足之地。
因此，GE加大推廣APP開發的力度。2016年GE計劃開設4個創新坊，加大企業對于開發類似工業APP的扶持，從而孵化出完整的生態群。
市場的同類掘金者為了在數字化領域挖掘新的商業機會，西門子正在以“西門子數字服務”為平臺，努力發展相關服務。西門子2015年底宣布將增加研發投入3億歐元搭建跨業務新數字化服務平臺Sinalytics。這一平臺與Predix非常類似，整合了遠程維護、數據分析及網絡安全等技術。繼成功完成內部測試之后，2016年西門子正式面向市場推出“MindSphere工業云平臺”。MindSphere被設計為一個開放的生態系統，工業企業可將數據服務作為預防性維護、能源數據管理以及工廠資源優化的基礎。
除此之外，前段時間與美的達成股權收購的機器人制造商KUKA和Infosys宣布聯手開發支持企業迎接工業4.0的解決方案，合作目標是開發一個可讓客戶采集、評估和利用數據以提高自身生產過程的軟件平臺，KUKA將通過建立工業4.0云平臺擴展設備與云系統之間的連接。
PTC2014年宣布收購物聯網平臺創建者ThingWorx，并致力于建立和運營物聯網應用。經過一系列的收購和運作，2016年6月，PTC宣布新版物聯網平臺ThingWorx 7上市，包括進階的聯網產品管理工具組、強大的新分析功能、公有云支持、簡化的平臺元件等。
當然，對IBM、SAP、微軟這些虎視眈眈的市場巨鱷，同樣不能忽視他們對工業云的狂熱。
總結中國企業具有廣泛的工業云應用需求，如風電、飛機發動機、汽車、工程機械、家電等保有量居世界前列。因此，呼喚中國自己的工業云生態圈，是一種合情合理的想法，正如GPS之于中國的北斗導航系統。
然而，這樣的云平臺的搭建，在中國，已經幾乎可以斷定無法由一個公司之力來建設的。這么龐大的一個生態圈，絕非當下中國制造業任何一個企業的工業技術體系可以承擔，一個合適的制造業共同體，迫在眉睫。
然而以GE為代表的企業已經開始布局工業云，在海爾、在華為這些優秀的制造業都已經結為聯盟。徐工集團與阿里云公司共同打造的“工業云”平臺瞄準工業互聯網領域的全球標桿―美國GE公司打造的Predix工業云平臺，應用顛覆式思維、借助新一代信息技術，將徐工數字化工業能力輸出打造成開放、共享的全球云平臺，力爭成為中國工業領域的“Predix”。
7 結論
工業物聯網正在推動第四輪工業革命，它將大大改變制造、能源、交通運輸、城市、醫療以及其他工業行業，并幫助企業從傳感器聚集數據，從而最大限度地提高機器效率以及整個工作的吞吐量。具體應用包括運動控制、機器與機器通信、預防性維護、大數據分析以及互聯醫療系統等。
工業云平臺由于能夠靈活實現跨區域工業信息服務的部署和交付，已經成為國際巨頭們投入的重點。如果說傳統信息技術領域是美國企業占據優勢地位，那么工業領域的信息服務發展正迎來群雄逐鹿的時代。誰能率先確立在全球的工業云服務覆蓋，便能在智能制造時代掌握產業生態的制高點，并取得掌控工業物聯網的先機。
參考文獻
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