智能制造的關鍵技術范文

導語：如何才能寫好一篇智能制造的關鍵技術，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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【關鍵詞】變電站；智能化；關鍵技術

1、前言

智能變電站作為堅強智能電網的基礎和保障是至關重要的建設內容，堅強智能電網能夠實現從發電到用戶用電各環節的雙向信息交流。目前，數據采集、自動化控制等技術已趨于成熟并已進行實際應用，變電站智能化建設的應用逐步擴大，這為未來電網的智能化建設提供了技術支持和保障。為了不斷適應社會發展的需要，將變電站進行智能化升級改造勢在必行，改造后的變電站能夠實現提升運行效率、優化資源配置、降低運維成本的目的。

我國電網公司已于2010年明確提出在智能電網技術改造的基礎上，加大對500KV變電站的智能化改造技術方案的研究力度，不斷加強對改造過程中的關鍵技術進行模擬討論，爭取在未來五年內實現2003年以前投運的500KV變電站設備進行智能化改造并以此為基礎廣泛投入應用。本文正是以我國電網公司的相關原則和技術規范為理論基礎對500KV變電站智能化建設的關鍵技術進行探索和詮釋，并在此基礎上形成了具有實用價值的變電站智能化建設技術方案體系，具有一定的理論和現實意義。

2、500KV變電站現狀分析

我國500KV變電站基本上是具有樞紐作用的變電站，這些變電站大部分采用PLC監控系統，它的繼電保護裝置是通過微機來實現的，存在重復采集資源、程序調試復雜、設備兼容性差、規范化、標準化有待提高等問題，這些問題的存在嚴重影響了變電站的生產運行效率，安全性指標有待進一步提高。

隨著社會的不斷發展，計算機通信網絡技術、新型傳感器等技術也有了日新月異的發展，500KV變電站的自動化系統在應用上也得到了進一步升級，衍生的新技術和新功能應用于變電站的越來越多。但是，這些新的技術和應用多是依據各自的需求產生的，系統間的兼容性很差，信息共享度差。此外，由于用戶對廠家的私有協議依賴性較大給變電站系統的后期維護帶來了巨大的挑戰。所以，變電站在智能化建設方面必須要充分發揮國際標準的優勢，靈活、便捷的適應社會新標準、新技術的發展需要，有效融合異構信息，高效實現系統的兼容。

3、變電站智能化改造的基本原則

依據國家電網公司的《變電站智能化技術原則》和智能電網項目建設意見，全面貫徹變電站全壽命周期的管理理念對現有變電站進行設備更新的改建工程，避免出現為智能化改造而造成的破壞性改造。為了節約整體改造項目的投資，技術人員必須要堅持向典型設計靠攏的原則，不斷優化主接線和設備的配置，遵循科技進步和社會發展的需要，改造技術一定要具有前瞻性，能夠適應設備長期運行的需要，要充分考慮技術設備的長期兼容性，不能僅停留在簡單的配件更換上。

要全面貫徹國家電網公司提出設備全壽命周期管理理念，在此基礎上提高技術改造工程的效益。運用全壽命周期成本管理方法進行技術經濟的綜合分析評價，全面考慮系統的規劃、設計、制造、配置、安裝、運行、維護、改進、更新、報廢的全過程，綜合追求效益最大化，供電質量最優化，全壽命周期費用最小化。本著系統可靠性、先進性、經濟性的原則考慮現階段廠家的制造能力進行設備選型。

4、500KV變電站智能化改造關鍵技術及方案

4.1變壓器智能組件技術

一次設備智能化改造的重要特征是智能組件作為變電站設備層的關鍵設備，主要有變壓器冷卻系統匯控柜、有載調壓開關控制器、短路控制箱等。智能組件就是可以實現集成、分散、內置、外置等任意組合的靈活設備。

變壓器進行設備狀態信息的采集和處理，主要是采用主、子智能電子設備（LED）方式。主LED的主要任務是對一次設備進行綜合故障的診斷和狀態評估，根據各智能檢測組件的檢測數據和結果來判斷，主LED的功能相當于前置服務器，被安置在智能匯控柜中。變壓器智能組件關鍵技術如下：

1）同步監測技術：可以實現多種狀態量實時同步監測，如微水監測、鐵芯電流監測、油溫監測、有載開關監測、工況信息等。2）過載能力評判：主LED結合環境溫度、油溫、負荷等情況完成對變壓器過載能力的估算，建立變壓器負荷動態智能監測系統。3）設備余壽評估：主要是通過對頂層油溫、環境溫度、負荷等情況進行設備的絕緣老化與剩余壽命評估。通過智能組件對熱點溫度的監測計算絕緣老化率，絕緣老化率主要取決于繞組熱點溫度和油中的水分以及超負荷情況。

4.2開關設備智能組件技術

開關設備智能組件可以實現開關設備的間隔內保護、監控、傳輸等功能，它是采用保護、測控、狀態監測、計量、合并單元、智能終端一體化技術。智能組件通過專用光、電纜與開關設備二次機構或傳感器連接，被安裝在開關設備附近或本體機構箱內。當下，計量和狀態監測還難以有效結合集成于一體，智能組件未來應高度集成化，高效兼容化，使其具有更高的可靠性，進而與一次設備融為一體，使之真正成為智能變電站的重要設備。

4.3自動化系統改造方案

基于500KV變電站的重要性，自動化系統改造需要兩套系統并存交替運行的形式，改造過程中需要考慮新、舊系統間有清晰的分界線，盡可能減少停電的范圍和次數。系統改造前期要嚴格按照新監控系統配置要求布置，在系統調試時要盡可能完成全站系統的試運行和性能測試。改造過程中，要保持新老系統的聯閉鎖完整再進行跨間隔設備的改造，待全站改造完成后，舊系統需要推出運行后再拆除相關電纜，改造期間新、舊監控系統可以實現平滑過渡。

4.4遠動系統改造方案

遠動系統在改造過程中不能中斷，該系統承擔著向遠方調度傳送實時信號、接受遠方控制命令的功能。在改造過程中可以采用以下幾種遠動系統過渡。

1）在組織改造過程中，新遠動與原遠動通信保持獨立，互不通信，已改造過的設備通過新遠動系統上傳數據，未改造過的設備還是由原遠動上傳數據，隨著改造的進行，最終所有信息都是通過新的遠動系統上傳數據至調度端。2）將改造后的設備信息都匯集到新的遠動系統，將新遠動數據經接口轉換裝置接入原遠動系統，再向調度傳送信息。隨著改造的進行，逐漸由新的遠動通信裝置向遠方調度傳送信息。3）先建立新的遠動系統，將原遠動系統中的數據接入到新遠動系統通信系統通信裝置中，隨著改造的進行，整合轉發參數，新系統直接采集數據，原遠動數據逐漸減少。

5、結束語

變電站的智能化建設是國家電網的基礎和重要組成，傳統變電站通過智能化改建能夠提升其運行效率，優化資源配置，降低運營成本。建設堅強的智能化電網是一個循序漸進的過程，當下，需要我們有步驟、有計劃的深入探索系統的兼容性、穩定性及可靠性的技術改造方案，從而實現電網智能化的穩步推進。相信在不久的將來，研究總結出一套符合社會發展需要的、資源利用效率高、改造成本低的技術改造方案必將在500KV變電站智能化改造項目中得到廣泛的應用。

參考文獻

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明確提出四項重點任務，規劃人工智能未來三年發展主線。

《行動計劃》提出四項重點任務:1、人工智能產品規?；l展，重點培育和發展智能網聯汽車智能化產品，推動智能產品在經濟社會的集成應用;2、人工智能整體核心基礎能力增強，重點發展智能傳感器、神經網絡芯片、開源開放平臺等關鍵環節;3、深化發展智能制造，鼓勵新一代人工智能技術在工業領域的探索應用，提升關鍵技術裝備創新能力;4、構建行業訓練資源庫等產業公共支撐體系，完善人工智能發展環境。《行動計劃》從基礎設施、核心技術、產業化和配套政策四個層面規劃了未來三年發展主線，人工智能迎來又一輪發展良機。

繼續加快人工智能發展步伐，力爭產業化、尖端化服務實體。

隨著人工智能在各行各業應用逐步深入，從算法和技術層面走入實體經濟的步伐正逐漸加快，作為支撐我國制造強國和網絡強國戰略的重要舉措，人工智能在產業化發展方面需要持續服務行業。其中培育和發展智能化產品，推動智能產品的量產，從供給和需求端推動智能硬件普及將成為人工智能落地實體的重點舉措。智能網聯汽車、智能服務機器人、智能無人機、醫療影像輔助診斷系統、視頻圖像身份識別系統、智能語音交互系統、智能翻譯系統、智能家居等細分領域有望迎來迅速發展。除產業化之大以外，秉承制造“強”國戰略，《行動計劃》指出要重點突破核心基礎，主要涵蓋高精度、低成本智能傳感器，面向云端訓練、終端應用的神經網絡芯片及配套工具，開源開放平臺建設等軟硬件基礎。在產業化基礎上，在核心基礎技術領域取得突破，主要利好傳感器、芯片、開源平臺等急需突破的基礎層技術。

深化智能制造，人工智能推動生產力和生產關系變革。

人工智能與制造業深度融合，是人工智能產業鏈之外推動制造強國戰略的更進一步舉措?！缎袆佑媱潯分赋?，深入實施智能制造，要鼓勵新一代人工智能技術在工業領域各環節的探索應用，支持重點領域算法突破與應用創新，系統提升制造裝備、制造過程、行業應用的智能化水平。我們認為從智能裝備角度，人工智能的發展有望在智能制造關鍵技術設備上取得生產力的突破，同時打造數字化車間、智能工廠等變革生產關系的工業互聯網產品。

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【關鍵詞】機械加工；智能化；問題分析

要實現高效率和高質量就必須要實現智能化。機械加工行業是一個整體機構嚴謹、步驟分工明確的行業,智能化就是高標準、高質量、高要求、精細而準確的計算。智能化是高科技代名詞,智能化產品普及市場能大大增加企業產品的客戶滿意度和市場占有率。智能化的實現為提高企業生產水平生產效率以及生產競爭力提供了重要保障。

1、我國機械加工智能化現狀

近日，“十二五”國家863計劃“智能化農機技術與裝備”重大項目啟動會在京舉行，該項目是截至目前農業裝備領域財政投入最大的國家863計劃項目，項目經費概算2.758億元，其中國撥1.138億元，自籌1.62億元。該項目也是“十二五”期間繼“現代多功能農機裝備制造關鍵技術研究”重大項目第2個由農業裝備聯盟組織或牽頭實施的國家科技計劃重大項目。項目由農業裝備產業技術創新戰略聯盟牽頭實施，實施期自2012～2015年，匯聚相關技術產品領域的57家主要企業、研究院所、大專院校近350名相關領域優勢科研人員，從突破關鍵共性技術、創制重大產品與集成示范等兩個層面開展種苗高速栽插與精密播種技術、高效收獲分離清選技術、農產品智能分選與節能加工技術與裝備等10項任務研究。項目將重點突破智能栽插和高效采收、植物生長過程和環境信息實時監測、種肥水藥按需施用控制等智能化共性關鍵技術100多項，開發智能化種子精細加工、全自動嫁接育苗、瓜菜智能化生產、植物工廠化生產等重大裝備與設施50套左右。同時，建成10多處以智能化技術為引領的智能農機裝備產業化示范基地。

項目主要技術路線分為兩方面。一是對國外技術已經成熟、在國內已經引進試驗的高端產品技術，采用聯合設計、消化吸收再創新的方式，如全自動嫁接育苗成套裝備、瓜蔬自動化收獲技術與裝備等；二是對國內已具研究基礎的智能化、信息化技術等領域采用集成創新方式，集成形成先進適用技術和產品，如智能化種子干燥和精細化選別裝備技術、農產品智能分選技術與裝備開發等。同時，創新新原理、新結構，與農藝技術有效結合，自主研究適合我國不同種植模式和作物多樣化需求的高速栽插與精密播種技術、作物收獲高效分離清選技術、植物生產智能監控關鍵技術與系統以及優質茶生產智能化關鍵技術與裝備開發，以智能化技術引領提升我國農機裝備與設施智能化水平，提高產業自主創新能力和國際競爭力。目前，我國農業已經到了提高物質技術裝備水平的緊要關頭。適應農業規?；⒕珳驶?、設施化的要求，必須加強以信息化技術為先導的智能化、自動化農機技術與裝備的研究，增強農產品生產的技術集成和標準化應用能力已成必然趨勢。

2、工程機械出口向高端智能化發展

目前，亞洲依然是我國工程機械出口的最大市場，以38.27億美元的出口額位列第一，占全球工程機械出口總額的42.49%，比上年同期增加了24.45%。我國對亞洲的出口價格依然偏低，這既有地緣原因，也有與東盟國家貿易互惠的原因。日本以4.54億美元位列第一，各項出口指標均穩步增長。印度雖然以3.12億美元位居第二，但是出口價格下滑22.56%，直接導致出口額同比下滑15.05%。印度基礎設施需要大量投資改善，市場潛力巨大，但是作為“金磚五國”之一，或許“含金量”不太足。印尼是個頗具潛力的新興市場，雖以3.02億美元的份額僅位居第三，但是出口額、出口數量和價格同比分別增長了64.53%、24.95%和31.68%，市場氣息欣欣向榮。韓國雖然以2.57億美元居于第四位，但是緊隨其后的泰國更值得關注，對泰國的出口額、出口數量同比竟然分別增長了127.4%、89.67%。經歷了前幾年的政權更迭、社會動蕩，一個安定、健康、發展的泰國需要穩步建設。

歐洲以17.35%的市場份額居第二位，出口額達到15.62億美元，同比增加了28.72%。機械出口仍然以傳統歐盟15國和俄羅斯為核心市場，其市場份額達到了14.56億美元，占歐洲市場的93.21%。歐洲國家當中俄羅斯又以5.49億美元居首，俄羅斯市場出口額同比增長51.61%，雖然出口數量下降了9.76%，但是出口價格卻上漲了68.01%，足以說明俄羅斯市場的巨大潛力。事實上，俄羅斯地產價格攀升，投資不斷涌入持續刺激著建筑業蓬勃發展。另外，不斷攀升的國際原油價格使俄羅斯的國內經濟得到極大的改善，同時油氣、礦產開發工程設備需求量也大增，產業迅速發展，而俄羅斯建筑及工程機械折舊率已達45%～75%，使用中的機械設備有50%源于進口。德國以1.73億美元的份額緊隨其后，各項出口指標均有穩步增長，說明德國的實力依然雄厚。英國、意大利、荷蘭等市場份額均過億美元，但都有小范圍波動。

拉丁美洲市場以13.18%的市場占有率排在第三位，出口額11.87億美元，比上年同期增加了67.84%。委內瑞拉以4.01億美元的市場份額雄踞拉美首位。巴西為拉美第一大國，以3.60億美元位居第二，奧運會、世界杯兩大世界體育盛事引來的150億美元建設投資也是一個極其誘人的大蛋糕，今年對巴西工程機械出口的持續增長也印證了這一點。

非洲是一片亟待開發的土地。上半年我國對非洲工程機械出口11.15億美元，占全球工程機械進口總額的12.38%。北美洲市場是相對穩定的大市場，上半年出口額為9.74億美元，同比增長40.9%。北美洲市場以美國為主，美國和加拿大兩國的市場份額分別為8.33億美元和1.4億美元。上半年我國工程機械對中東出口7.25億美元，同比增長34.06%，傳統市場沙特阿拉伯、阿聯酋和伊朗三國就占到了70%的份額，除伊朗外，沙特阿拉伯和阿聯酋均有大幅增長。對大洋洲工程機械出口額3.40億美元，同比增長71.01%，澳大利亞即以2.99億美元占據了87.64%的份額，澳大利亞市場成長良好，工程機械出口穩步大幅增長。

3、結語

綜上,在機械制造智能化過程中要有效運用計算機信息系統發展智能化技術,不斷克服傳統機械制造中存在的問題,進而提高我國機械制造業的高精密度、高競爭力及產業化發展大勢。同時,在新環保的大旗下,減少環境污染,實現低碳經濟。

參考文獻

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一、設計與產業革命

設計制造可遠溯到新石器時期。延綿超千年的農耕時代，人們利用天然材料、主要依靠勞動中積累的經驗傳承和個人的創意設計，用手工藝制造。由于在人造材料、能源動力、工具機器等方面沒有突破，未能引發產業革命。古代中國的設計制造曾走在世界前列，并經由絲綢之路傳播到世界，對人類文明做出了重要貢獻。18世紀中葉，由于蒸汽機、紡織機械、火車等機械設計制造，引發了第一次產業革命，英國崛起為“日不落帝國”。19世紀70年代，由于電機電器、電力系統、內燃機、汽車、飛機等機電設計制造，引發推動了第二次產業革命，人類進入電氣化時代，德美日等崛起為工業強國。上世紀20年代，工業設計興起，倡導設計為了人，追求技術、美學、經濟性的統一，提升產品競爭力和價值。20世紀中葉起，由于半導體、集成電路、電子計算機、數控機床、商用機器等機械電子一體化設計制造，將人類推進到后工業時代，美國引領了電子信息技術和產業創新，德日韓等也在機械電子裝備、消費類電器設計制造等領域形成優勢。如果把農耕時代的傳統設計視為設計1.0，工業時代的現代設計定義為設計2.0，知識網絡時代的創新設計將進化為設計3.0。

二、創新設計的時代特征

寬帶網絡將全球連接成為一體，大數據成為最重要的創新設計資源，全球寬帶、智能物流、云計算、云存儲等成為最重要的基礎設施。多樣化、個性化需求持續增長。資源環境壓力、應對氣候變化、科技與產業創新變革、發展理念的進步等，推動了設計價值理念的進化。

知識網絡時代，設計制造、經營服務同處于物理和全球信息網絡環境中，將更依靠創意創造，依靠全球網絡和知識信息大數據；將從注重產品功能和成本效益，拓展為注重全生命周期的資源能源高效利用，經濟社會、生態環境、人文藝術等綜合優化和可持續發展價值；將轉向多樣化、個性化、更注重用戶體驗的定制式設計制造服務。寬帶網絡、信息開放獲取、云計算、虛擬現實、3D+X打印、智能物流等創造了全新的開放自由、公平競爭、全球合作環境，使得任何奇思妙想的設計都能被制造出來。設計研發、制造服務等相互融合，成為人人可以公平參與、競爭合作、共創分享的創意創造。綠色低碳成共同發展理念。將致力設計創造綠色材料、超常結構功能材料以及智能材料。將設計創造多樣的增材減材、綠色低碳工藝與智能裝備?？仗旌Ｑ蟆⑸畈康厍?、運載物流、化工核能、新能源、生物醫學、微納系統等超常環境、超常功能、超常尺度裝備成為設計制造的新領域和新目標。CAD將進化為基于全球網絡、大數據和云計算的數字虛擬現實，多元優化，超算分析、控制管理等操作系統、工具和應用軟件成為競爭力和附加值的核心要素，并催生出以大數據分析、網絡超算、軟件和服務增值等網絡設計服務新業態。設計創造將融合多學科、跨領域的系統集成創新，將融合理論、實驗、虛擬現實和大數據等科學方法。創新設計――設計3.0將具有綠色低碳、網絡智能、超常融合、共創分享等特征。

三、創新設計與制造強國

中國已是全球制造大國，但還不是設計制造強國?；A核心技術缺失、設計引領的集成創新能力薄弱仍然是制約中國制造“由大轉強”的主要瓶頸。創新設計是制造服務創新鏈的起點和關鍵環節，好的創意和設計不僅能提升產品的功能品質、實現綠色智能制造、提升市場競爭力和附加值，還可以創造引領新的市場需求和產業；創新設計也是把握新產業革命機遇的必然要求。信息、能源、材料、智能制造、生物等技術為主導的新產業革命正在興起。全新的CPS環境催生網絡智造、眾包眾籌及定制式設計制造服務新業態，設計引領才能成為新產業變革的領跑者。未來5～10年，是實施《中國制造2025》的關鍵時期。創新設計對實現創新驅動，建設制造強國，向中國創造轉變意義重大。

應將提升創新設計能力納入國家和產業創新發展戰略。制定中國創新設計技術發展路線圖和十年行動綱要，加強支持引導。要重點突破設計理論方法和軟件等共性關鍵技術，著力推進重點產業領域創新設計能力的跨越。支撐促進產業升級、發展方式轉型。開放融合全球先進設計理念、技術、人才等資源，促進跨地區、產業、學科融合發展，推動中國設計走向世界。堅持以人為本，設計為了人和自然的和諧協調發展，依靠人的創意創造和團隊合作。培育建設創新設計人才隊伍，創造大眾創業、萬眾創新的好環境。

實施重點產業領域創新設計示范工程。通過設計創新引領推動基礎核心技術、系統集成、服務創新，形成具有自主知識產權的新產品、新材料、新工藝、新業態。培育一批具有設計創造能力、掌握基礎核心技術、擁有自主品牌的世界著名企業。

通過設計創新提升鋼鐵冶金、紡織服裝、家用電器、建筑建材、能源電力、交通運載、農業機械等傳統產業的綠色化、信息化、智能化水平，實現從產量規模到質量效益、從輸出產品向輸出整體系統和服務轉變。

重點提升信息技術、高端裝備、新能源、新材料、航空航天、智能電網、先進軌道交通、新能源汽車、海洋工程與高端船舶制造、醫療設備、節能環保等戰略性新興產業，以及現代服務和文化創意等產業的設計創新能力，從同步發展走向跨越引領，形成競爭合作新優勢。

重點提升公共和國家安全、社會管理與服務、生態與環境等領域的設計創新能力。創造信息化、網絡化、智能化的技術裝備支撐體系，提升安全保障、社會服務、生態環境保護修復能力。

要著力加強創新設計共性關鍵技術。發展網絡協同設計、工業和制造工程集成設計、復雜過程系統設計等共性技術；強化綠色低碳、網絡智能、個性化定制、商業模式、服務和品牌等創新設計關鍵技術。設計創新智能制造、管理服務及大數據挖掘等領域的設計工具、云計算、虛擬現實、智能控制、操作系統和嵌入式應用軟件等。

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一、引導和促成高端裝備制造巨頭進行壟斷性技術合作，形成頂級技術合作聯盟

技術是產業發展的靈魂，只有技術實現關鍵性突破，才能保證產業的領先發展。高端裝備制造的優勢關鍵在于核心技術和關鍵技術的領先，而核心技術、關鍵技術往往是被少數壟斷企業所掌控。因此，要使高端裝備制造在國際上占領先機，就需要建立起頂級制造企業間的技術合作聯盟，增強其技術競爭實力。調查顯示，較之美國的技術壟斷合作，無論是在理念還是在行動上，我國高端裝備制造企業的技術合作聯盟明顯落后，特別是頂級企業的技術合作十分欠缺。

因此，有必要從航空裝備、衛星及應用、軌道交通裝備、海洋工程裝備、智能裝備制造行業入手引導頂級制造企業進行技術性壟斷合作。可以促成中國航空工業集團與中國商用飛機有限責任公司在航空裝備制造方面組成壟斷性技術合作聯盟，促成中國航天科技集團與航天科工集團在衛星及應用技術方面組成壟斷性技術合作聯盟，促成中國北車集團和中國南車集團在軌道交通裝備方面組成壟斷性技術合作聯盟，促成中國船舶工業集團、中國船舶重工集團、中遠船務集團及太平洋重工集團在海洋工程裝備制造技術方面組成壟斷性技術合作聯盟。

智能制造裝備是先進制造技術、信息技術和智能技術在裝備產品上的集成和融合，體現了制造業的智能化、數字化和網絡化的發展要求，主要產品是智能儀器儀表與控制系統、關鍵基礎零部件及通用部件、高檔數控機床與基礎制造裝備、智能專用裝備等。政府部門或行業協會可依據產品性質從同類企業中遴選頂級企業促成其進行技術性研發合作，組成壟斷性技術聯盟，實行生產和技術優勢的互補。

國家發展改革委和國務院國資委可統籌國家頂級高端裝備制造企業的技術力量，集中進行行業的共性技術攻關，突破技術瓶頸，在推進原始創新的同時，利用國內外已有的先進成果進行引進消化吸收再創新和集成創新。國家可考慮設立“國家高端裝備制造技術獎勵制度”，按行業組織實施“國家高端裝備制造重點工程”，突出制造企業與研發機構的主體地位，支持制造行業領軍企業參與國家裝備制造科技計劃和重點工程項目，引導頂級企業培育和創立具有國際影響力的自主品牌，幫助企業構建起支撐產品設計創新的研發平臺。

二、引導和促成高端裝備制造巨頭建立研發設計平臺，建立國家高端裝備制造服務體系

政府部門應支持多學科的優化研究，引導制造業巨頭與相關高校建立關鍵技術或核心技術的合作研發平臺?？梢源俪芍袊娇展I集團、中國商用飛機有限責任公司與清華大學、北京航空航天大學、中國科學院建立航空裝備制造研發合作；促成中國航天科技集團公司與航天科工集團公司與東北大學、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學建立衛星及應用的研發合作；促成中國北車集團和中國南車集團與西南交通大學、同濟大學、南京理工大學建立軌道交通研發合作；促成中國船舶工業集團、中國船舶重工集團與大連理工大學、上海交通大學、哈爾濱工程大學建立海洋工程裝備制造研發合作；還可以促成華中數控、智云股份、天馬股份、南通科技、華東數控與清華大學、中科院自動化研究所等科研機構進行智能制造的研發合作。更進一步，可規劃建設智能裝備產業園區，啟動智能裝備重、特大項目建設，瞄準世界500強的生產技術，推動智能裝備產業向縱深發展；要全力推進大型智能工程機械、高效農業機械、智能印刷機械、自動化紡織機械、環保機械、煤炭機械、冶金機械等各類專用智能裝備的制造，實現各種制造過程自動化、智能化，帶動整體智能裝備水平的提升。

現階段，我國高端裝備制造的環境支撐服務、培訓服務、推廣服務、評價服務、公共服務等還很薄弱，特別是全國范圍的制造業服務體系尚未建立，且沒有引起政府相關部門和企業的足夠重視，這將成為嚴重影響高端裝備制造發展的桎梏。要使高端裝備制造在國際上占領先機，有必要整合和發展專業化的制造技術支持服務機構，組建專門為高端裝備制造服務的信息化工程服務機構和軟件服務機構，建立國家數字化高端裝備制造服務體系。

制造業行業協會可利用網絡、視頻等先進信息技術，整合計算資源、軟件資源和數據資源，依托高端裝備制造巨頭建立起全國范圍的面向復雜產品和尖端技術的“國家高端裝備制造研發設計平臺”；國內頂級制造集團企業要進行技術信息資源的整合，建立研發設計服務平臺，為集團內部各下屬企業提供技術能力、軟件應用和數據開發服務。

可由政府投資，聯合國內頂級科研機構和制造領軍企業，建立“國家高端裝備制造服務系統”，通過整合、聯結制造企業和科研機構研發平臺，建立起區域性乃至全國性的研發、資源共享服務平臺，實現政府、企業、科研機構的共同合作，達到“政企學”的聯合攻關。同時，可以聯合國內某一類高校建立高端裝備制造協作網，如由清華大學、中國科學院大學、北京航空航天大學聯合建立航空衛星協作聯盟，由北京交通大學、西安交通大學、西南交通大學聯合建立軌道制造協作聯盟，共享與高端裝備制造和相應創新項目有關的信息和試驗數據，引導這些大學與企業、政府機構合作，編制關鍵技術聯合攻關路線圖，共同攻克開發新產品過程中的共性技術難關，實現對高端裝備制造產品開發、生產、銷售、使用等全生命周期的相關資源的整合，構筑起標準、規范、可共享的高端裝備制造服務體系。

三、把高端裝備自主制造業的規劃與設計提升至國家戰略，加快建成高端裝備制造標準化體系

實施知識產權保護，將高端裝備自主制造提升至國家戰略的高度，加強高端裝備制造行業的標準體系建設，確立和強化我國在國際裝備制造標準領域的影響力和話語權。

目前，我國高端裝備制造行業，特別是一些新興高端制造缺乏統一規范的行業技術標準、市場準入標準和示范推廣標準，一些重大技術試驗數據缺乏標準處理范式，特別是新產品的研發過程涉及到多個學科、多個單位或部門，數據如何進行交換，如何進行描述和表現，迫切需要進行標準化處理。有些大型的綜合試驗，設備來自不同的廠家，數據出自不同的研究機構，事涉多個系統，怎樣把信息融合在一起，實現數據的集成和互相交流，完成跨單位的協同，達到數據在各系統間的交換，也對數據的標準化管理提出了要求。另外，由于不同的試驗、不同的企業具有不同格式的數據，要保證試驗數據的可持續性，保證試驗數據的展示和分析，開發通用的分析軟件和數據挖掘工具，也需要進行標準化管理。除此之外，現在國際制造行業發展了很多應用于試驗的中間件，要使試驗中間件成為通用件，以保證其適用于不同的系統、不同的企業和不同的環節，也需要標準和規范作為支撐。可見，標準化也是一個新技術應用和推廣的具體需求。

綜上所述，有必要把高端裝備自主制造提升至國家戰略，建立國家層面的“高端裝備制造標準化數據庫”，進行生產數據、試驗數據的標準化管理，達到數據存取的標準化，數據交換格式的規范化，實現不同廠家的TDM（試驗數據管理）系統數據能相互調用，一個集團里不同研究單元的數據可以無障礙、無縫地便利提取。要從戰略的高度，不斷累積國家裝備制造業生產和試驗標準化數據，不斷推進低層級TDM系統的建設，進而達到對國家層面TDM系統的豐富和完善。

要在國家戰略層面建設國家高端裝備制造標準化體系，統一和規范高端裝備制造的生產和技術參數，擴大裝備產品的應用性和適用性，推動制造企業全生命周期的信息集成服務。要通過標準化體系的建設，推動企業技術中心，國家級制造工業實驗室、工程研究中心和工業園區的建設，推動高端裝備制造模式向智能化、網絡化、服務化方向發展，促使“云制造”概念的落地。

篇6

關鍵詞：專利分析；數控機床；加工過程；企業

中圖分類號：G353.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0038-02

The Research on CNC Machining Process Adaptive Control of the World NC Major Enterprises Based on Patent Analysis

Wang Jian Li Kun

（Institute of Scientific and Technical Information of Liaoning Province，Shenyang Liaoning 110168）

Abstract：This article based on patents information of CNC machining process adaptive control collected by Thomson Innovation database from 2005-2015，it goes deeply to analysis the top five CNC enterprises in the world with the Key technology research direction and the patent family，provide a reference for China's CNC enterprises industrial layout planning.

Key words：Patent analysis；CNC machine tool；Processing；enterprises

本文通過對德溫特專利數據庫2005-2015年數控機床加工過程自適應控制技術領域相關專利進行梳理，可以確定智能操作、智能化誤差位移補償技術、智能化維護監控功能始終是近十年來的重點研發方向，專利數量呈逐年上升趨勢。相對來講，自動編程、智能化防干涉功能、智能化刀具監控技術、智能化驅動技術、智能化振動抑制技術專利數量較少，關鍵技術專利布局不夠明顯。

為了進一步了解近年來數控機床加工過程自適應控制技術發展方向，對世界專利申請量排名前四位的企業從關鍵技術研究方向、同族專利等方面進行深入剖析。

1 日本發那科公司

發那科公司關鍵技術方向主要是智能化誤差位移補償技術、智能化防干涉功能、智能化維護監控功能和智能化驅動技術等。其中，智能化誤差位移補償技術專利申請數量最多，成為其最主要的技術研發方向。表1列出了發那科公司申請的同族專利所屬的國家、地區或者組織。除了在本國申請專利以外，發那科公司還在中國、美國、德國等5個國家和地區申請了專利。結合表2可以看出，發那科公司在中國申請專利數量與在其他機床生產和研發大國申請數量不相上下。從關鍵技術分布來看，智能化誤差位移補償技術成為發那科公司在包括中國在內的同族專利所屬國家的主要技術布局方向，中國已經成為同日本、美國、德國等發達國家并列的世界主要機床廠商專利布局目標市場。

2 日本三菱集團

三菱集團的研發涉及智能操作、自動編程、智能化維護監控功能、智能化誤差位移補償技術和智能化驅動技術，其中智能操作技術專利申請數量最多，達到10件，而在智能化防干涉功能技術、智能化道具監控技術和智能化振動抑制技術方面沒有進行相關專利申請。

除了在本國申請專利以外，三菱集團專利申請范圍仍然集中在中國、美國、德國和日本這4個國家。從關鍵技術分布來看，智能操作技術成為三菱集團在包括中國在內的同族專利所屬國家的主要技術布局方向。

3 韓國斗山集團

斗山集團在智能操作技術方面申請專利數量最多，占全部專利申請數量的50%。在智能化防干涉功能技術、智能化維護監控功能、智能化誤差位移補償技術方面也在積極地進行相關專利申請，而在自動編程、智能化刀具監控技術、智能化驅動技術和智能化振動抑制技術方面沒有進行相關專利申請。

從韓國斗山集團申請的同族專利所屬國家、地區或者組織情況來看，斗山集團比較注重在本國進行專利布局，在除本國以外的其他國家申請專利數量不多。從關鍵技術分布來看，智能操作技術成為斗山集團在除中國以外的其他同族專利所屬國家的主要技術布局方向，其在中國申請的專利中智能操作技術占比達到44.4%。

4 德國通快集團

通快集團所申請專利涉及兩大方面關鍵技術，包括智能操作（7件）和智能化維護監控功能（3件）。在智能化防干涉功能、智能化誤差位移補償技術、自動編程、智能化刀具監控技術、智能化驅動技術和智能化振動抑制技術方面屬于技術空白區，通快集團沒有進行相關專利申請。

除在本國申請專利以外，該企業還在世界知識產權組織、歐洲專利局、美國、中國、印度、日本6個國家、地區或者組織申請了專利。

5 結語

綜合上述數控機床企業專利申請情況，分別從企業同族專利分布情況、關鍵技術發展方向、企業間互相關關聯等方面，對國外數控機床加工過程自適應控制技術領域主要企業專利進行分析，得出以下幾點結論：

一是從專利申請主體來看，日本企業專利申請數量占前十位企業總申請數量的52.28%，占據絕對的領先地位，我國企業只占15.6%，企業專利申請量不活躍。二是國外企業在我國的同族專利申請活躍，正積極在我國進行專利布局，而我國大部分數控機床企業同族專利布局意識不強，截至目前只有大連光洋的一件專利于2011年在德國、日本、美國、世界知識產權組織申請。三是各國數控機床企業在世界范圍內合作申請的專利寥寥無幾，大部分企業合作申請專利只是在本國內進行，國際間合作不夠深入。四是企業在關注數控機床加工過程自適應控制技術領域側重點略有不同。日本企業比較注重智能操作技術、自動編程和智能化誤差位移補償技術；韓國、德國和美國企業更注重智能操作技術；我國和英國則更關注智能化誤差位移補償方面的技術。

參考文獻

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篇7

【關鍵詞】 智能終端 發展 關鍵技術

前言：隨著時代的進步，智能終端的普及程度不斷提升，用戶需求迅速增長，技術水平逐步提升，使得智能終端朝著智能化、便捷化與現代化的方向有序發展。然而，當前卻面臨著終端硬件平臺狹窄、同質化等問題，為解決該問題，制造商與方案提供商紛紛著手研究其發展關鍵技術，旨在為用戶提供合理、可行的解決方案，增強競爭力。

一、人機體驗關鍵技術

1、免接觸交互。索尼移動在2012年正式推出浮空旋屏式觸屏手機，此項技術能夠實現15毫米內自動感應以及手指懸停，即便不直接接觸手機，使用者手指只要停留在半空便可實現操作，如同應用鼠標點擊屏幕鏈接，且選擇緊湊、周密

2、操作意圖感知。智能終端輸入朝著操作意圖感知的方向發展，現階段，主要存在話音輸入以及劃指文本這兩項感應輸入技術。其中，話音輸入建立在云識別之上，使用話音輸入法，最典型的便是蘋果研發出的Siri平臺。而劃指文本感應建立在語言云計算之上，圍繞移動互聯網中涉及的語言信息展開搜索、抽取和篩選等功能。

3、電容屏輸入筆?，F階段，市場上存在較多的控制器產品，例如，電阻觸控面板。電阻屏技術借助多層屏幕結構內部的觸發電阻層自身的電阻變動，依托計算觸點，仿效鼠標進行運作，該電阻觸控屏幕通常在工作狀態下，每次一般只能評判一個觸控點，適合點擊與拖拽等。另外，電容式觸控主要借助人體內部的感應電流開展工作，依照電流比例計算，獲得抽模點，電容式觸摸屏具有多點觸控、便于操作、體驗真實、防塵等特性，然而，其精確性低下，受溫度等環境條件影響的可能性較大。人們一直都在探索觸屏控制技術，希望借助電容式觸屏，研制出性能更加優良的觸控筆。

二、終端平臺安全技術分析

2.1安全依靠平臺

雖然存在健全的隔離體系，且有效管控第三方應用，然而，無論如何先進與成熟的操作系統都不可避免存在漏洞，同時，不可能永遠都不被攻破。對于IOS、Android而言，前者的安全性高于后者，這主要是因為蘋果公司重視該生態系統，且已投入運營?，F階段，蘋果系列產品，主要通過應用商城來，應用經由層層審核與嚴格的上架程序，一旦發現威脅用戶利益或者不良應用軟件，便立刻將其移除。

2.2敏感應用

智能手機中通常包含一些敏感信息，且此類信息至關重要，為規避惡意侵入，業界針對這一問題，提出借助芯片級設計來達到安全需求標準。安全硬件方案主要從設備硬件著手，這是因為依托硬件進行劃分，設備包含常態與安全這兩個操作系統。在現實生活中，能夠借助特定的芯片實現安全運行，還可依托硬件設備來構建兩套硬件環境，以供常態和安全操作系統分別運行。安全操作系統一般在敏感或者特殊場合被激活，同時，接管輸入鍵盤，錄入局部屏幕，進而展現重要的交易界面。

三、終端云服務技術的演進

3.1云存儲服務

市場上針對智能終端，面向云服務，研發設計出云存儲服務，互聯網企業以及終端公司紛紛推廣和開辟云盤業務，HTC與百度都加入了這一行列，同時，電信運營商也面向內部的手機品牌開拓云存儲服務。該服務的出現可幫助終端及時備份，擁有光明的發展前景，將變成各個終端內部實現內容信息共享的平臺。

3.2應用安全便捷分發技術

各個層面的應用都將朝著云端的方向發展，或者借助云端剖析超額工作工序，在未來，云服務將側重在線服務開發，由此所產生的效益將是十分可觀的。然而，傳統應用存在不足，尤其是商業企業與政府機構卻無法有效移植終端。對于各個企業而言，現階段，其應用平臺主要為瀏覽器以及客戶端技術，無法穩步、大面積覆蓋，這在某種層面制約了信息的便捷獲取、有效獲取。外加，傳統使用模式更愈發不適應，無法滿足具體的使用需求。

自云虛擬化技術問世以來，技術架構出現本質改變。借助應用虛擬化將傳統應用有效改造成依托服務、參照需求開展分配活動的架構。建立在應用虛擬化之上的安全便捷分發技術，顯著降低了接入標準，同時，減小了終端軟件與平臺之間的耦合度。

結語：終端平臺計算呈現出同質化的特點，軟硬件整合情況將成為影響市場競爭力的主要因素，人機交互技術、開發平臺等決定著終端產品的整體實力。因此，我們科學看待終端關鍵技術，深入研究，不斷優化，積極改進，全面提升關鍵技術。

參 考 文 獻

篇8

近年來，中國從中央到地方，包括補貼、稅收、牌照、通行等一系列針對新能源汽車的優惠政策相繼落地，極大地激發了中國企業和消費者對新能源汽車的熱情以及新能源汽車發展的內生動力，這些政策也顯示了中國發展新能源汽車以實現制造崛起的決心。

2015年5月8日，國務院《中國制造2025》規劃，成為中國實施制造強國戰略第一個十年藍圖。中國電動汽車百人會信息部主任沈承鵬認為，規劃中明確提出了繼續支持電動汽車、燃料電池汽車發展。

作為全球最大的汽車電子企業之一，英飛凌中國汽車業務負責人徐輝對記者表示，包括《中國制造2025》在內，中國政府一系列發展策略對中國新能源汽車發展而言頗具亮點。目前新能源汽車領域中，中國本土的電機、電控、電池生產制造和設計能力都不落后于國際水平，新能源汽車已經成為中國產業自主研發和中國制造很好的體現。

記者從北京、深圳多家新能源汽車生產企業了解到，目前市場上熱銷的自主品牌新能源汽車都處于供不應求的狀態，很多工廠都在進行滿負荷生產。在2015年6月的一場研討會上，與會的寶馬、豐田等國際車企代表紛紛表示，新能源汽車在中國的快速發展，展現出中國制造崛起的與眾不同的景象。

這種積極景象也吸引國際巨頭紛紛呼應，2015年上半年，特斯拉充電建設負責人表示，特斯拉不僅要在中國推進超級充電樁網絡建設，還將繼續與中國政府和產業合作伙伴加強合作，積極配合國家電網等企業共同建設電動汽車公共充電基礎設施。

“傳統車領域國外有著百年發展歷史，在可預見的未來，中國‘超車’難度太大。”北汽新能源汽車股份有限公司總經理鄭剛說，“但在新能源汽車領域，特別是純電動技術路線，大家都是5年前起跑?！?/p>

盡管技術瓶頸少于傳統汽車，但新能源汽車要想成為中國制造崛起重要載體，中國新能源汽車制造業仍然需要突破少數關鍵技術的障礙。在面臨的引導消費、充電設施、核心技術等眾多挑戰中，技術仍然是關鍵問題。

不少專家指出，要想讓新能源汽車成為制造強國的載體，一些關鍵技術中仍需中國車企有效突破。業內人士對記者表示，例如新能源汽車所用電子模塊，中國能夠量產的廠商就很少。從設計到制造再到量產，汽車工業化的電子芯片和模塊往往需要4至6年的生產周期，因此一般同類廠商都是先做較為簡單的消費電子類產品，再經過多年的積累的技術經驗，才能夠入手生產。

鄭剛說，這些年來中國汽車制造技術進步不小，大規模流水線制造水平和國外已經很接近，但智能化制造差距還很大。

徐輝認為，要真正達到《中國制造2025》的目標，還需要汽車車廠的生產環節、系統調試、零部件生產等環節，都要達到智能化生產，這是最基本的要求。

在這種情況下，中國各大主流汽車廠商無一不在大力投入新能源汽車的研發和生產。讓電池的能量密度比、體積密度比大大進步，使成本大大降低，這不僅是中國新能源汽車發展方向所在，也是中國實施制造崛起的一個體現。

篇9

【關鍵詞】智能變電站 網絡報文分析 關鍵技術分析

將智能變電站引入過程層后，可使電纜進行信號量、模擬量的采集以及一次設備的控制轉為過程層光纖網絡。進而替代傳統的控制和交流電纜。在智能變電站在網絡內部進行過程層工作時，其狀態的優劣直接決定了變電站的運行安全。所以，一些智能變電站為求專門的網絡分析系統，采用了IEEE1588 技術的網絡化對時協議，以保證IEC 61850 標準的智能變電站站控層以及過程層網絡的分析、監視得以實現。針對IEC 61850 的通信技術的復雜性，只有使用更專業的設備才能對整個通信系統的進行評估和分析，已達到掌控通信系統全貌的工作狀態。從而使在通信系統的使用過程中出現的問題得以解決。本文從智能變電站的網絡報文采取的關鍵技術進行分析，旨在解決其過程層網絡報文分析的技術難題。

1 智能變電站的基本概念

智能變電站是利用先進環保的設備，滿足站內的通信平臺網絡化、全站信息的數字化以及信息共享的標準化需求。同時，能自動進行信息的計量、保護、測量、控制、采集等任務。還能根據電網條件實現職能調整、實時控制、在線分析等功能的變電站。

2 智能變電站網絡報文分析

智能變電站網絡報文分析主要作用于智能變電站過程層網絡系統及站控層，其分析網絡系統內的所有通信報文。使自動化系統的運行狀況透明，及時發現異常運行狀態并進行報警處理。通過離線分析找出系統內部出現問題的關鍵點，分析問題出現原因并引導相關工作人員更快制定出解決方案。智能變電站網絡報文分析系統的結構采用“1 臺網絡報文分析裝置+N 臺網絡報文記錄裝置”的構成模式。

3 智能變電站關鍵技術分析

IEC61850的應用、電子式互感器、在線監測、電子式互感器都包含在智能變電站關鍵技術的范圍內。筆者將對以上四種技術進行分析，以求增強智能變電站使用的安全性能，從而提高智能變電站安全運行的水平。

3.1 IEC61850的應用

IEC61850的應用標準主要有這三種信息服務模型，分別是GOOSE（面向變電站事件的通用對象）、MMS（報文制造的規范）以及SV（采樣值）。GOOSE這種信息服務模型不僅規范了間隔層IED之間的開關量報文傳輸，還使過程層的智能終端與間隔層IED之間的報文傳輸。而且還滿足了繼電保護應用對時效性的高要求。MMS通信機制規范了站控層的監控主機與間隔層IED之間報文傳輸的維護，使得各種IED的運行信息標準內容傳遞給主站的過程順暢。SV的通信機制則有效的規范了合并單元與間隔層IED之間采樣值的報文傳輸，使合并單元與間隔層IED的數字信息往來直接。IEC61850的標準應用技術因其清晰、統一的層次信息模型，使許多源自不同廠家的設備得以相互操作。淘汰了利用變電站中大量的協議轉換器來簡化網絡層次的傳統操作方式。此外，IEC61850的標準應用技術是開放性的協議，使用戶對廠家的依賴性降低從而保證用戶投資的長效性。

3.2 電子式互感器技術

電子式互感器的工作是由一次側高電壓、大電流轉變傳輸信號開始的。具有良好絕緣性的光纖傳輸到二次設備，經過低壓側進行處理后再輸出。電子式互感器技術的動態范圍很寬，其相應的頻率響應范圍也廣，使高壓電力線上的諧波測出順利。現階段在進行智能變電站項目試點的過程中，不同型號的電子式互感器在不同的電壓等級的條件下都得到了一系列的應用。在此進行項目試點的過程中既積累了經驗又為提高電子式互感器的成熟度做出了貢獻，其日后電子式互感器產品的造價及推廣創造了穩定的技術條件。

3.3 在線監測技術

電力在智能變電站的一次設備變化中，在線監測技術使變壓器、斷路器以及電子式互感器的正常運行提供了技術保護。在線監測技術使利用利用傳感器來進行工作的，使電網設備實現自動化、可觀測和可控制性，這是智能設備的的工作核心。在對斷路器進行在線監測的過程中，隨著信號處理和傳感器技術的提升，使斷路器在線監測的盲區減少。再有就是利用光纜連接媒解決了以往因電纜引起的干擾問題。最后將斷路器在線監測的變化結果傳送出來，保證了設備的健康運行。利用斷路器在線監測技術還可以對斷路器的運行工況進行監測，實時傳送斷路器記錄的數據分析結果，保證斷路器工作始終處于正常狀態。智能監測技術的實現加快了變電站二次系統全數字化進程，使智能變電站更具可靠性、安全性。變壓器的在通過傳感器收集信息時，要符合IEC61850的技術標準。為電網的更好更快地運行提供技術支持。

4 總結

根據現有智能變電站過程層網絡組網的界定的技術標準，筆者研究出了智能變電站網絡報文分析的幾種運行方案。主要內容有海量數據信息的存儲與處理以及高精度數據同步這兩方面關鍵技術的研究。筆者通過對大容量多硬盤的存儲技術的開發研究，成功的解決了智能變電站網絡報文分析的難題。

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作者簡介

馮艷麗（1982-），女，河南省項城市人?，F為許繼電氣股份有限公司保護自動化系統公司設計部助理工程師，從事工程設計工作。

作者單位

篇10

【關鍵詞】機器人；工業機器人；發展現狀；發展趨勢

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺工業機器人以來，機器人技術及其產品發展很快，已成為柔性制造系統（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統（CIMS）的自動化工具。

廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本，有著十分重要的意義。和計算機、網絡技術一樣，工業機器人的廣泛應用正在日益改變著人類的生產和生活方式。

一、工業機器人的應用情況

經過五十多年的發展，工業機器人已在越來越多的領域得到了應用。在制造業中，尤其是在汽車產業中，工業機器人得到了廣泛的應用。如在毛坯制造、機械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測及倉庫堆垛等作業中，機器人都已逐步取代了人工作業。

隨著工業機器人向更深更廣方向的發展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應用范周還在不斷地擴大，已從汽車制造業推廣到其他制造業，進而推廣到機械加工行業、電子電氣行業、橡膠及塑料工業、食品工業、木材與家具制造業等領域中。在工業生產中，弧焊機器人、點焊機器人、分配機器人、裝配機器人、噴漆機器人及搬運機器人等工業機器人都已被大量采用。機器人正在為提高人類的生活質量發揮著重要的作用。

二、國內外工業機器人的發展現狀

1、國外工業機器人的發展現狀

在國外，工業機器人技術日趨成熟，已經成為一種標準設備被工業界廣泛應用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業機器人公司，它們包括：瑞典的ABB Robotics，日本的FANUC、Yaskawa，德國的KUKA Roboter，美國的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics，這些公司已經成為其所在地區的支柱性產業。國外專家預測，機器人產業是繼汽車、計算機之后出現的一種新的大型高技術產業。據聯合國歐洲經濟委員會（UNECE）和國際機器人聯合會（IFR）的統計，世界機器人市場前景看好，從20世紀下半葉起，世界機器人產業一直保持著穩步增長的良好勢頭[1]。

在發達國家中，工業機器人自動化生產線成套設備已成為自動化裝備的主流。國外汽車行業、電子電器行業、工程機械等行業已經大量使用工業機器人自動化生產線，以保證產品質量，提高生產效率，同時避免了大量的工傷事故。像國際上著名公司ABB、Comau、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等都是機器人自動化生產線及物流與倉儲自動化設備的集成供應商。目前，日本、意大利、德國、歐盟、美國等國家產業工人人均擁有工業機器人數量位于世界前列，全球諸多國家近半個世紀的工業機器人的使用實踐表明，工業機器人的普及是實現自動化生產，提高社會生產效率，推動企業和社會生產力發展的有效手段。

2、國內工業機器人的發展現狀

在降低制造成本，解決用工嚴重不足等口號的呼喊下，近年來機器人產業在全世界范圍內興起。中國作為世界工廠，面臨的形式更是尤為的嚴重。有數據顯示中國每年工業機器人的裝機量約占全球的1/8，僅次于日本、韓國，預計2015年中國的裝機量會超過這兩個國家，成為世界上使用工業機器人最多的國家。自2009年以來，中國機器人市場持續快速增長，工業機器人年均增長速度超過40%，到目前為止，中國工業機器人市場份額約占全球市場的1/5；以教育、清掃等為代表的服務機器人在國內也在逐步進入市場。隨著我國門戶的逐漸開放，國內的工業機器人產業將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內工業機器人市場的實際情況，把握我國工業機器人研究的相關進展，顯得十分重要。

2012年，四種新型工業機器人在中國哈爾濱研制成功。專家們認為這標志著我國已經掌握了第一代工業機器人的生產技術，新的機器人產業已經在我國誕生。這四種工業機器人分別是哈爾濱工業大學和哈爾濱風華機器廠等單位研制的華宇Ⅱ型弧焊機器人，華宇Ⅰ型點焊機器人，哈爾濱工業大學與航天部811廠等單位聯合研制的東方1號噴漆機器人和國營星光機器廠研制的星光Ⅰ型直角坐標點焊機器人。

近年來，中國河南洛陽市越來越多的企業開始引進工業機器人等智能設備，但目前國內使用的機器80%是國外制造。位于洛陽工業園區的沃德福集團高端智能裝備制造基地項目，總投資1。5億元，將研發制造6軸工業機器人等高端智能設備，達到年產1萬臺工業機器人的生產、裝配能力。該項目計劃2014年建成投產，預計年產值20億元，不久將在這里首次實現先進工業機器人大批量生產制造。隨著便宜勞動力時代的結束，可以預計工業機器人將迎來一個偉大的時代，不僅在工業上，而且在服務、醫療等領域都有廣泛的應用，從而推動一大批行業的發展，如高端制造業、制造業的個性化、醫療圖像處理以及航空航天等。

近十年以來，在“十五”、“十一五”攻關計劃和863計劃等科技計劃的支持下，我國有組織、有計劃地發展工業機器人產業，通過研制、生產、應用等多個層面的不斷探索，在技術攻關和設計水平上有了長足的進步?？偟膩砜?，已經掌握了工業機器人的設計、制造、應用過程中的多項關鍵技術，能夠生產出部分機器人關鍵元器件，開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業機器人[2]。一些相關科研機構和企業已掌握了工業機器人操作機的優化設計制造技術；工業機器人控制、驅動系統的硬件設計技術；機器人軟件的設計和編程技術、運動學和軌跡規劃技術；弧焊、點焊及大型機器人自動生產線（工作站）與周邊配套設備的開發和制備技術等，某些關鍵技術已達到或接近了國際先進水平，中國工業機器人在世界工業機器人領域已占有一席之地。

三、工業機器人的發展趨勢

工業機器人在許多生產領域的使用實踐證明，它在提高生產自動化水平，提高勞動生產率和產品質量以及經濟效益，改善工人勞動條件等方面，有著令世人矚目的作用，引起了世界各國和社會各層人士的廣泛關注。

1、國外發展趨勢

日本將機器人列為戰略產業，韓國將機器人作為“增長發動機產業”，各發達國家政府早年通過制定政策，采取一系列措施鼓勵企業應用機器人，設立科研基金鼓勵機器人的研發設計，從政策上、資金上給予大力支持，工業機器人的應用和研究走在世界的前列。世界工業機器人市場普遍看好，各國都在期待機器人的應用研究有技術上的突破。從近幾年世界機器人推出的產品來看，工業機器人技術正在向智能化、模塊化和系統化的方向發展，其發展趨勢主要為：結構的模塊化和可重構化；控制技術的開放化、PC化和網絡化；伺服驅動技術的數字化和分散化；多傳感器融合技術的實用化；工作環境設計的優化和作業的柔性化以及系統的網絡化和智能化等方面[3]。

國外機器人領域發展近幾年有如下幾個趨勢：

（1）工業機器人性能不斷提高，而單機價格不斷下降。

（2）機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化；由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產品問市。

（3）工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。

（4）機器人中的傳感器作用日益重要，裝配、焊接機器人采用了位置、速度、加速度視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術在產品化系統中已有成熟應用。

（5）虛擬現實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產生置身于遠端作業環境中的感覺來操縱機器人。

（6）當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發射到火星上的索杰納機器人就是這種系統成功應用的最著名實例。

（7）機器人化機械開始興起。從94年美國開發出虛擬軸機床以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域[4]。

2、國內發展趨勢

中國工業機器人在“七五”、“九五”、“十五”期間研究取得了較大進展，我國在關鍵技術上有所突破，但還缺乏整體核心技術的突破，應用遍及各行各業，但進口機器人占了絕大多數?？茖W院機器人“十二五”規劃研究目標：開展高速、高精、智能化工業機器人技術的研究工作，建立并完善新型工業機器人智能化體系結構；研究高速，高精度工業機器人控制方法并研制高性能工業機器人控制器，實現高速，高精度的作業；針對焊接，噴涂等作業任務，研究工業機器人的智能化作業技術，研制自動焊接工業機器人，自動噴涂工業機器人樣機，并在汽車制造行業，焊接行業開展應用示范。

國家下一步的發展思路，將發展以工業機器人為代表的智能制造，以高端裝備制造業重大產業長期發展工程為平臺和載體，系統推進智能技術、智能裝備和數字制造的協調發展，實現我國高端裝備制造的重大跨越。具體分兩步進行：第一步，2012～2020年，基本普及數控化，在若干領域實現智能制造裝備產業化，為我國制造模式轉變奠定基礎；第二步，2021～2030年，全面實現數字化，在主要領域全面推行智能制造模式，基本形成高端制造業的國際競爭優勢。

工業機器人市場競爭越來越激烈，中國制造業面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰，加快工業機器人的研究開發與生產是使我國從制造業大國走向制造業強國的重要手段和途徑。未來幾年，國內機器人研究人員將重點研究工業機器人智能化體系結構，高速高精度控制，智能化作業，形成新一代智能化工業機器人的核心關鍵技術體系，并在相關行業開展應用示范和推廣。

（1）工業機器人智能化體系結構標準

研究開放式，模塊化的工業機器人系統結構，工業機器人系統的軟硬件設計方法，形成切實可行的系統設計行業標準、國家標準和國際標準，以便于系統的集成，應用與改造。

（2）工業機器人新型控制器技術

研制具有自主知識產權的先進工業機器人控制器。研究具有高實時性的，多處理器并行工作的控制器硬件系統；針對應用需求，設計基于高性能，低成本總線技術的控制和驅動模式。深入研究先進控制方法，策略在工業機器人中的工程實現，提高系統高速，重載，高追蹤精度等動態性能，提高系統開放性。通過人機交互方式建立模擬仿真環境，研究開發工業機器人自動/離線編程技術，增強人機交互和二次開發能力。

（3）工業機器人智能化作業技術

實現以傳感器融合，虛擬現實與人機交互為代表的智能化技術在工業機器人上的可靠應用，提升工業機器人操作能力。除采用傳統的位置，速度，加速度等傳感器外，裝配，焊接機器人還應用了視覺，力覺等傳感器來進行實現協調和決策控制，基于視覺的噴涂機器人姿態反饋控制；研究虛擬現實技術與人機交互環境建模系統。

（4）成線成套裝備技術

針對汽車制造業，焊接行業等具體行業工藝需求，結合新型控制器技術和智能化作業技術的研究，研究與行業密切相關的工業機器人應用技術，以工業機器人為核心的生產線上的相關成套裝備設計技術，開發弧焊機器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置，噴涂線的噴涂設備的研制以及相關功能部件并加以集成，形成我國以智能化工業機器人為核心的成線成套自動化制造裝備。

（5）系統可靠性技術

可靠性技術是與設計、制造、測試和應用密切相關的。建立工業機器人系統的可靠性保障體系是確保工業機器人實現產業化的關鍵。在產品的設計環節、制造環節和測試環節，研究系統可靠性保障技術，從而為工業機器人廣泛應用提供保證。

我國的機器人產業化必須由市場來拉動。機器人作為高技術，它的發展與社會的生產、經濟狀況密切相關。機器人的研制、開發只有從技術上實現可能性大為原則選擇機器人優先應用的領域，并以此為突破口，向其他領域滲透、擴散至為重要。

綜合國內外工業機器人研究和應用現狀，工業機器人的研究正在超智能化、模塊化、系統化、微型化、多功能化及高性能、自診斷、自修復趨勢發展，以適應多樣化、個性化的需求向更大更寬廣的應用領域發展。

參考文獻

[1]劉進長.回顧“十·五”展望未來——訪“十·五”863計劃機器人技術主題專家組組長王田苗[J].機器人技術與應用，2006（01）：1-6.

[2]王田苗.全力推進我國機器人技術[J].機器人技術與應用，2007（2）：17-23.

[3]中國機器人網（）.