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智能制造发展报告篇一
摘要：当前世界经济复苏艰难曲折、全球航运市场持续低迷、造船产能面临着严重过剩，市场竞争激烈。在这种形势下，振兴制造业，加快结构调整、全面转型升级、推动产业快速迈向高端，已成为全行业的共识。当前，我国船舶制造行业处于一个变革的时代。新一轮的工业变革已经开始，而其中，制造业数字化、网络化、智能化作为革命的核心力量。这场“智”造革命所带来的风暴，将深刻影响着我国造船业的未来。
关键词：船舶；智能制造；数字化；自动化 1.引言
西方发达国家振兴制造业走的是一条新路子，主要是依靠科技创新，抢占国际产业竞争制高点、增强经济发展核心竞争力，谋求未来发展的主动权。以智能化为核心的装备制造业变革正牵引着传统工业发展革命性的演变，正推动着全球新一轮科技创新高峰的形成。
德、英、日等国家相继推出一系列重振制造业的重大举措，力图在知识技术密集的高端制造业重塑竞争优势。如“工业 4.0”是德国政府推出的《高技术战略 2020》十大未来项目之一。作为一个风靡全球的概念，“工业 4.0”提供了工业制造的新思维，被称为是继蒸汽机应用、规模化生产和电气、电子信息技术等三次工业革命后的第四次工业革命，其特征是以大数据为基础、以预测技术为核心的智能制造使用，目的是大幅度提高产品生产、产业链运行的质量和效率，推动实现传统制造业的转型。此外，美国提出了“先进制造业国家战略计划”，日本提出组建科技工 业联盟，英国提出了“工业 2050”。最近，中国也公布了中国版的“工业 4.0”，即“中国制造 2025”规划，并提出了“互联网+”计划。
专家表示，我国要着力改变造船业“大而不强”的局面，就要依靠创新驱动发展，推动中国造船业尽快实现智能化。而“互联网+”行动计划和“中国制造 2025”战略的提出，为我国造船业实现从“量”到“质”的转变创造了机遇，同时也带来重大挑战。
“工业4.0”是继蒸汽机应用（机械时代）、电子信息技术（电气时代）和网络通信技术（信息时代）之后的第四次工业革命，最早在2013年4月的德国汉诺威工业博览会上正式提出，与美国通过程序提升“先进制造业”、推进“柔性制造系统”有异曲同工之妙。“工业4.0”为中国经济特别是制造业的转型升级、结构调整指明了发展方向。“工业4.0”其特征是基于信息物理系统、物联网和互联服务，通过大数据分析和云计算，以预测技术为核心来指导高效高品质生产的智能制造和应用，目的是大幅度地提高产品生产、运行的质量和效率，实现信息技术、物联网、智能生产和流通消费相融合的革命性方法，将彻底推动传统制造工业的服务化转型升级。
智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上，通过感知、人机交互、决策、执行和反馈，实现产品设计过程、制造过程和企业管理及服务的智能化，是信息技术与制造技术的深度融合与集成。
智能化和自动化的最大区别在于知识的含量。智能制造是基于科学而非仅凭经验的制造，科学知识是智能化的基础。因此，智能制造包含物质的和非物质的处理过程，不仅具有完善和快捷响应的物料供应链，还需要有稳定且强有力的知识供应链和产学研联盟，源源不断地提供高素质人才和工业需要的创新成果，发展高附加值的新产品，促进产业不断转型升级。
“船舶工业4.0”，需要在现有信息化、自动化条件下构建网络—实体融合架构，通过适应于各类用户需求的评估、分析、预测和优化体系，以“多源数据条件下的多维评估与预测、实现协同优化”为核心，形成更具高附加值的船舶制造、使用、管理、物流等面向全生命周期的中国船舶工业全产业链，从而使得中国船舶工业未来能够更好地以市场为导向，以智能船舶为纽带，走向定制规模化、管理精细化、服务高效化，以更好地创造和实现新价值。“船舶工业4.0”将促使造船厂借助物联网、大数据、人工智能取代封闭性的生产制造系统，成为未来船舶工业的根基，彻底使我国由造船大国向造船强国转变。虽然“船舶工业4.0”还在探索，但新的变革浪潮必然会席卷而来，企业只有占得先机才能成为行业的引领者。
智能船舶不是单指船舶实体本身，而是一套完整的系统，其核心技术是网络和智能船舶融合、岸海一体的智能信息服务体系。智能船舶系统是通过设计企业、制造企业、运营企业和服务企业之间的信息共享，构建一个“网络化、系统化、智能化和服务化”的网络和智能船舶的融合架构，实现从设计、生产、运营到服务的全流程体系的协同，建立船舶全生命周期的产业链，通过相关数据的分析挖掘，为企业创造新的价值。智能船舶系统主要包括：智能设计、智能制造、智能船舶、智能操作、智能运营、智能服务以及云计算平台七大模块，如图1 所示。
图1 智能船舶系统体系结构
智能船舶系统构建在云计算平台之上，实现数据的云存储以及大数据的分析与挖掘，系统以智能船舶实体为核心，涉及智能船舶的设计、制造、操纵、运营以及服务各功能模块，涵盖了智能船舶从设计制造到报废淘汰的整个生命周期数据的分析与应用。智能船舶系统的生命周期如图2 所示。
图2 智能船舶系统生命周期
智能船舶系统具有以下特点：
1）系统性。智能船舶系统不再单指船舶实体本身，它是由多个子系统集成的船舶与岸基一体化智能信息服务体系，主要包括船舶设计、制造、操作、运营、服务等系统。
2）网络性。系统的基础是基于网络互联，借鉴传感技术、互联网、云计算等先进技术，实现船舶设备与设备之间、设备与船舶、船舶与岸基、岸基与云中心等的网络联结，实现信息共享、远程控制与通信交流等。
3）智能性。智能船舶系统是一个多智能体系统，通过云计算平台对船舶相关大数据的分析、预测、评估、推理等，实现正确的决策，通过传感技术、虚拟技术、识别技术等理论方法，实现船舶设计、制造、操纵、运营、服务过程的智能化。
4）协同性。智能船舶系统涵盖了船舶设计企业、制造企业、运营企业以及服务企业，实现信息共享，企业之间可以相互提出请求和提供服务，实现协调运作与竞争，共同发展。5）柔韧性。系统能够适应快速变化的船舶设计、制造、运营和服务需求，通过大数据分析和沟通交流，能够对变化的市场需求做出及时的反应，具有较强的适应性。
6）追溯性。系统对船舶从设计、制造、使用、淘汰的全过程进行跟踪，对船舶出现的问题能够及时的追溯和处理。
3.2.1数据集成平台技术
船舶平台信息集成系统是进行数据交换和业务系统运行的平台，它规范了信息交换和系统运行标准及接口定义等，为业务应用系统提供良好的系统接口、稳定的运行环境和严格的管理界面。船舶信息系统的结构如图3所示，其中处理机、智能传感器和带有数字化接口的设备物理地分布于船上的各个部位，各自独立运行，它们通过网络设备连接，构成一个分布式系统。该系统又是通过集成支撑环境将各个独立的系统连通集成进行信息交换和消息传递，形成一个有机的整体。船舶平台信息集成系统负责除指控系统外其他所有信息的共享与交换。资源管理中心、控制中心、信息管理中心和操控台之间的信息传输和消息传递统一通过船舶平台信息集成系统控制完成。
图3船舶信息系统的结构
虚拟现实技术最早由美国vpl research inc．公司提出的，涉及计算机、微电子、仿真与传感测量等众多高新技术，它是利用计算机在电脑上构造出一个与现实世界相同或相似的环境，人们通过虚拟设备就可以与虚拟环境进行交流互动，就像在现实世界中一样。人们不仅能从视觉上感知虚拟世界，同时也可以从嗅觉、听觉甚至触觉等方面来感知虚拟世界。在计算机中构造的虚拟世界是一个开放的环境，不仅能够对人们通过虚拟设备传递给它的信息做出反馈，还能够让人们“真实”地感知虚拟环境下的虚拟实物。
图3 虚拟现实系统组成部分
vr引擎是虚拟仿真系统的核心部位，通过读取输入设备中的数据信息，访问与任务相关的数据库并进行实时计算，完成相应工作任务，最后通过输出设备反馈任务结果。
i/o设备是实现虚拟环境交互性的基础。人们通过专门的数据接口给计算机发送命令，同时计算机也会将实时的模拟信息反馈给用户。比较常见的i/o设备有三维位置跟踪器，即传感衣、三维声音发生器、数据传感手套等。
有很多种，软件和数据库的主要功能有两部分：
1)建立虚拟对象的几个模型，根据需要也可以加入物理属性和行为特性，同时构造虚拟对象层次结构，建立i/o设备到虚拟场景的映射。
2)创建虚拟环境，创建连通应用程序与虚拟世界的数据接口，从而实现人机交互。任务指的是虚拟现实系统需要完成的命令和工作。传统的虚拟现实系统主要运用在教育、娱乐、医疗和军事，新型的虚拟现实系统主要运用在机器人、制造业和信息可视化等领域。
图4虚拟现实技术的特点
多感知性：所谓多感知性就是除了一般计算机所具有的视觉感知之外，还拥有其他方面的感知，比如听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、味觉感知、甚至运动感知等。沉浸感：沉浸感是指计算机生成的虚拟环境让人有一种真实的存在感，犹如身临其境，所有感知就像在真实世界一样。要有沉浸感，除了逼真的三维模型，还必须有人机交互作用才能够实现。
想象性：在进入虚拟环境时，不仅仅是依靠外设的一些虚拟设备，像数据手套之类的来提供沉浸感，同时也要通过想象把虚拟的环境构造出来，想象性从一方面也表达了作者的设计思路。
交互性：虚拟环境是一个开放的环境，它能通过人们输入的信息感知人们的意愿，并做出相应的反馈，交互性的优劣主要由实时性和自然性来体现。
在经济全球化的今天，国际市场竞争非常激烈，尤其是工程制造领域。新技术、新产品日新月异，这对新产品的设计开发和制造提出了更高的要求，企业要在这样严峻的挑战下生存发展，就必须有全新的、强有力的技术支撑，虚拟现实技术就是工程制造领域未来发展的技术力量。
4.1南通中远川崎船舶智能制造项目案例
南通中远川崎的船舶制造智能车间建设，实现了各加工系列的智能制造，达到工装自动化、工艺流水化、控制智能化、管理精益化，保障了产品质量的稳定，缩短了加工周期，极大地提高了生产效率，产品质量和建造效率达到世界先进水平。
南通中远川崎在船舶智能化制造方面，率开国内先河，高度自动化的流水作业生产线加上柔性化的船舶生产工艺流程，实现了船舶制造的自动化操作和流水式作业。
1．型钢生产线
型钢是船体常川部材之一，原先的生产方式．从画线、写字到切割、分料．完全采用手工作业，效率低。周期长．劳动强度大，且难免出现误操作。型钢自动化生产线建成后．实现了从进料一切割一自动分拣一成材分类叠放全过程的智能制造．包括物料信息传输和物料切割智能化以及物料分类感知智能化．配员由原来的20人减少为7人．有效减少了人工成本，缩短了生产周期．降低了劳动强度，为后续扩大机器人应用积累了经验。
2．条材机器人生产线
尽管造船中厚板电弧焊接实现机器人作业困难很多，但南通巾远川崎还是从最简单的先行小组材开始，推进机器人焊接。传统的制造方式是，钢板在定盘上全面铺开。一块一块地装配、焊接、翻身、背烧，占用面积大，制造周期长．效率低。先行小组立机器人生产线投产后．实现了工件传输和焊接智能化，以及自动背烧、自动工件出料．整条生产线仅配一名员员操作，配员减少一半以上。流水线生产方式是工业化大生产的必然要求．对造船业而言．车间内生产作业的流水线化将是今后实施船舶智能制造的一个重要发展方向。目前南通中远川崎已实施了大舱肋骨生产线、y龙筋生产线、焊接装置等数个半自动化生产线技改项目，取得了良好的效果。
4．智能物流系统
采用“横向到边、纵向到底”的设计原则，建立了功能完善的智能物流系统，并与设计系统高度集成，从而将企业的人力、资金、信息、物料、设备、时间、方法等各方面资源充分调配和平衡，为企业加强财务管理、提高资金运营水平、减少库存、提高生产效率、降低成本等提供强有力的支持。
4.2金海重工打造智能船厂之路
船舶制造是一项传统产业，近年来，金海重工股份有限公司对其进行数字化和智能制造的改造，以期把企业打造成先进的智能船厂。目前，这项工作取得了一定进展和成效。
攻坚重点
金海重工在开始打造智能化船厂时，非常重视数字化基础工作的落地。目前，金海重工主要围绕以下3个核心开展工作：一是生产计划管理与实施核心；二是物流核心；三是设计核心。
3个核心中有一个灵魂，就是生产计划管理与实施。这项计划管理工作不是一个数据管理，而是一个行为管理。它的里面包括了计划的制订和计划实施的监控，以及可控化的计划的落实。此项工作是金海重工众多数字化项目中比较通顺的。船厂的物流情况通常十分复杂，不仅厂外供应商物流复杂，而是厂内各种配料、送料等情况也十分繁琐。为此，金海重工搭建了一套完整的供应链系统。这套供应链系统从设计环节开始，包括设计、预算/规划、供应商、询价/合同、送货/质检、厂区物流、领导生产、托盘集配、仓诸管理等子项目。
金海重工十分重视设计工作，无图纸化设计是其目前大力推广的一项内容。与设计相关的各种工作，都离不开数据的支撑。为此，金海重工重点实施了把行为变成数据、让数据变成可控状态的一项工作。这项工作紧要，却十分艰巨，仅其中一项编码工作，就花了6个月的时间。注重工作协同船厂工作千端万绪，若要做好工作，必须加强协同。
计划生产
计划生产这项工作，既涉及到销售环节，又涉及到供应链环节，而且它最后要落实到工人的岗位——金海重工采用的是给每个工人发派工作包的形式。这个工作包就是每名工人在作业开始的时候就必须要明确的落实的工作内容，包括工作对象、工作量、工作场地和工作中需要注意之处。
供应链
金海重工的供应链很长，包括从供应商开始，经计划调度、项目管理到进库，及进库后的模块化出库。出库两个含义，一是外来产品组装件的组合，另一个是厂内产品和外来产品的组合——船舶行业称之为“托盘管理”。托盘管理需要在物流环节、运输环节等供应链中间充分地组合好。“托盘管理”中可能要涉及到上千个零部件，所以，这项工作的内容也是数字化集成和逻辑关系的一种表现。
生产过程智能化
智能船厂的生产过程必须用自动化和数据化来完成，以实现产品的成本降低、质量提升和安全生产。目前，金海重工对此领域进行积极而成功的探索。
钢板自动标记
这项工作远非一般人认为的买一块钢板然后在其上贴二维码那么简单。船厂在生产过程中会遇到一个很大的困难，钢板进厂后，必须进行高温高压条件下的预处理。如果事先把二维码贴在上面，那么钢板预处理结束后，二维码肯定消失了。所以，这就要求厂方加强钢板预处理前的一个编码控制。金海重工经过大量实验，解决了这个难题。钢板在预处理之后，编码也会留在上面，而且经过多少道工序，都会被找到，甚至它与其他原配料结合一起成为一个零件，都会留有数据基础。
数控联合集成
数控设备已经应用了几十年，传统方式下都是单机操作，金海重工把它们改造成流水线作业组合的操作模式。目前在切割环节中进行了成功的应用。汽车行业是用机器人进行切割，而金海重工根据自身生产的特点和需求，用了焊接组合的方式来进行代替，取得了不错的效果。这种通过对现有设备以适应智能制造要求的模式，在以后还有很大的发展空间。
柔性模具
船体的形状多变，不同的船型，所以要根据实际情况运用冷加工和热加工。所以，船厂就要设计一个柔性模态。用同一个模态应对所有船舶曲线、平面的加工。这其中数据的采集点和数据量，包括有线源的控制，金海重工投入很大精力才完成。
自动涂装系统
船舶智能制造，需要在现有信息化、自动化条件下构建网络—实体融合架构，通过适应于各类用户需求的评估、分析、预测和优化体系，以“多源数据条件下的多维评估与预测、实现协同优化”为核心，形成更具高附加值的船舶制造、使用、管理、物流等面向全生命周期的中国船舶工业全产业链，从而使得中国船舶工业未来能够更好地以市场为导向，以智能船舶为纽带，走向定制规模化、管理精细化、服务高效化，以更好地创造和实现新价值。船舶智能制造将促使造船厂借助物联网、大数据、人工智能取代封闭性的生产制造系统，成为未来船舶工业的根基，彻底使我国由造船大国向造船强国转变。虽然船舶智能制造还在探索，但新的变革浪潮必然会席卷而来，企业只有占得先机才能成为行业的引领者。
智能制造发展报告篇二
一、智能制造综合标准化试验验证
（一）实施内容
1、基础共性标准试验验证
开展智能制造基础共性标准试验验证，包括：标准体系试验验证；术语和定义；语义化描述和数据字典；参考模型；集成与互联互通；功能安全和工业信息安全要求和评估；人机交互与协同安全；智能制造评价指标体系及成熟度模型；智能工厂（车间）通用技术要求；工业控制网络/工业物联网技术要求；系统能效评估方法；工业云服务模型、工业大数据服务、工业互联网架构，搭建基础共性标准试验验证体系。
2、关键应用标准试验验证
重点领域智能制造新模式关键应用标准试验验证，包括：重点行业的智能工厂（车间）参考模型；通用技术条件（技术要求、试验方法、试验大纲）；评价标准及方法；工艺参考模型；一致性和互操作要求；工业安全要求和评估方法；搭建关键标准试验验证体系。
（二）考核指标
2、建成部件和系统级试验验证测试体系；
3、在重点领域智能制造新模式中进行应用。
（一）新一代信息技术产品智能制造新模式
1、实施内容
重点支持智能光电传感器、智能感应式传感器、智能环境检测传感器以及移动终端等新一代信息产品智能制造新模式应用，实现新一代信息技术产品设计、工艺、制造、检验、物流等全生命周期的智能化要求。
2、考核指标 1）综合指标：
传感器智能制造新模式：生产效率提高20%以上，运营成本降低20%以上，产品研制周期缩短30%以上，产品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%以上。
产品设计全面采用数字化技术，建立产品数据管理系统；主要生产设备数控化率达到80%以上；工序在线检测和成品检测数据自动上传率超过90%，建立产品质量追溯系统；建立生产过程数据库，深度采集制造进度、现场操作、设备状态等生产现场信息；建立面向多品种、小批量的制造执行系统（mes），实现10种以上产品/规格混合生产的排产和生产管理；建立企业资源计划管理系统（erp），实现供应、外协、物流的管理与优化。
实现高速高精钻攻中心、国产数控系统、机器人与收取料系统的协同运动控制，实现多种车间智能装备之间的协同工作；采用基于工艺知识库的三维智能工艺规划，提高研制效率；通过高级计划排程和实时生产响应技术，减少设备空转时间；建立生产过程数据库，充分采集制造进度、现场操作、设备状态等生产现场信息；提高车间加工过程质量检测 3 自动化程度，建立产品质量追溯系统，实现全制造过程品检数字化；建立面向大批量快速响应生产的制造执行系统（mes），实现基于实时制造数据的可钻取仿真车间。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）
传感器智能制造新模式：申请2项以上发明专利、登记3项以上软件著作权、形成3项以上企业/行业/国家标准草案。
移动终端智能制造新模式：申请5项以上发明专利、登记6项以上软件著作权、形成5项以上企业/行业/国家标准草案。
传感器智能制造新模式：自动激光切割机、传感芯体自动检测系统、自动视觉检测系统、传感器在线激光修调系统、焊接机器人、在线智能测试系统。
移动终端智能制造新模式：工业机器人、高速高精加工中心、agv小车、自动化生产线集中控制系统、视觉化品质检测设备、rfid标签与读写器及系统、自动化夹具。
（二）高档数控机床和机器人智能制造新模式
1、实施内容
支持高档数控机床及其数控系统、伺服电机、功能部件等核心零部件的智能制造新模式应用，实现高档数控机床 智能制造的产品研发、制造、物流、质量控制的全流程智能化。
支持铸、锻、焊等基础智能制造新模式应用，实现基础制造智能制造新模式的工艺模拟优化、制造、物流、质量追溯和供应链管理的全流程智能化。
支持工业机器人及其高精度减速器、机械臂、伺服电机等零部件智能制造新模式，实现机器人智能制造新模式的产品设计、生产加工、识别检测和物流仓储的全流程智能化。
2、考核指标 1）综合指标
高档数控机床及其核心部件智能制造新模式：运营成本降低10%以上，产品研制周期缩短50%以上，生产效率提高30%以上，产品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。
基础智能制造新模式：运营成本降低20%以上，生产效率提高20%以上，产品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。
机器人及其核心部件智能制造新模式：运营成本降低10%以上，生产效率提高30%以上，产品不良品率降低10%以上，产品研制周期缩短30%以上，能源利用率提高4%以上。
2）技术指标
高档数控机床及其核心部件智能制造新模式：产品设计全面采用数字化技术，制造过程数控化率达到90%以上，通过网络实现数字化智能加工装备、nc系统、智能仪器仪表及传感器、物流及仓储系统等设备的互联与集中监控，采用信息化生产管理，构成集成化的车间现场管控系统。产品优质率达到95%以上。
基础制造智能制造新模式：产品设计的数字化率达到90%以上、制造过程的数控化率达到80%以上、形成完善工艺与生产的数据平台、建立完整的产品生命周期管理体系、构建plm和ics/mes/erp等系统并高效无缝集成，实现产品研发、工艺设计、仿真验证、制造生产的数字化；采用传感器、在线检测、数控设备、机器人等智能装备，实现制造过程的工艺优化、批量定制、混线生产和质量追溯的智能化要求。
机器人及其核心部件智能制造新模式：通过网络实现设备的互联与集中监控，采用信息化生产管理，构成集成化的车间现场管控系统。可实现日连续三班生产，产品优质频率 95%。形成完善的设计与生产的数据平台，实现产品生产在线监控与测量，建立具有行业及企业特点的基础数据库，ics/mes/erp等系统高效无缝集成。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）申请3以上项专利、登记10项以上软件著作权、形成5项以上企业/行业/国家标准草案。
上下料、喷涂、装配、打磨、焊接、检测机器人，智能激光/重力/接近开关/光电开关等智能传感器，自动识别系统，控制网络与传感，测控装置与系统，功能安全评估系统，误差检测及轨迹纠偏等自动检测系统。
（三）航空装备智能制造新模式
1、实施内容
重点支持基于模型的工程方法，融合互联网思维及大数据、云计算等技术，从价值链、企业层、车间层和设备层共四个层面，提升航空装备制造系统的状态感知、实时分析、决策和精准执行水平；以飞机、直升机及发动机整机研发、关键系统制造以及部/总装为集成应用，实现设计制造一体化云平台、广域协同供应链、智能生产制造、敏捷运行支持，形成智能制造体系。
2、考核指标（1）综合指标
实现供应链面向以客户为中心的能力协同优化及智能感知与决策、生产系统能力仿真、车间/生产线的动态排产与调度、自适应加工与装配、基于模型的检测、物流的智能配送。形成航空智能制造工程环境的方法、流程和工业软件体系；设计全面采用数字技术；建立协同设计、制造和服务云平台；开发智能制造运行系统；建立智能部/总装生产线、智能物流配送系统等。建立具有行业及企业特点的基础数据库、实现ics/mes/erp的无缝集成。
（3）知识产权
申请10项以上专利、登记10项以上软件著作权、形成10项以上企业/行业/国家标准草案。
（四）海洋工程装备及高技术船舶智能制造新模式
1、实施内容
围绕各类中间产品柔性、高效、智能化制造的需求，重点支持海工装备、船舶及其配套产品的智能制造新模式。
2、考核指标
（1）综合指标
产品研制周期缩短20%以上，生产效率提高30%以上，运营成本降低20%以上，产品不良品率降低5%以上，能源利用率提高12%以上。
（2）技术指标
产品设计采用三维cad设计技术，并与cae、capp、cam有机集成，建设完整的产品数据管理系统（pdm）；在各关键工序设备数控化率80%以上。建立车间级的工业通信网络，实现信息互联互通和有效集成。建立生产过程数据采集和分析系统，并与车间制造执行系统实现数据集成和分析；配置数字化在线检测和成品检测设备，监测数据自动上传，建立产品质量追溯系统；建设智能物流系统；建立车间制造执行系统（mes）、企业资源计划管理系统（erp），实现计划、排产、生产、检验的全过程闭环管理，并实现ics、mes和erp的无缝信息集成；采用大数据等新一代信息技术，进行智能制造新模式的经营、管理、决策的优化。
（3）知识产权
申请15项以上专利、登记15项以上软件著作权、形成15项以上企业/行业/国家标准草案。
（五）先进轨道交通装备智能制造新模式
1、实施内容
支持基于机车车辆、信号系统、工程养护装备及其关键零部件等智能制造新模式，实现先进轨道交通装备产品研发、制造、物流、质量控制全流程的智能化。
2、考核指标 1）综合指标
运营成本降低20%以上，产品研制周期缩短50%以上，生产效率提高30%以上，能源利用率提高5%以上。
2）技术指标
产品设计的数字化率达到90%以上、制造过程的数控化率达到80%以上、形成完善的设计与生产的数据平台、实现产品生产在线监控与测量、建立具有行业及企业特点的基础数据库、构建ics/mes/erp等系统并高效无缝集成，实现产品研发、工艺设计、仿真验证、制造执行的数字化；采用传感器、测控设备、数控加工设备、增材制造、机器人等智能装备，实现制造过程的自动化和网络化、物流采集信息化、物料传送自动化。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）
申请3项以上专利、登记10项以上软件著作权、形成5项以上企业/行业/国家标准草案。
上下料机械手、焊接机器人、喷涂机器人、激光焊接与切割设备、增材制造装备、智能物流装备、自动检测设备、智能传感器、工业信息安全防护装备。
（六）节能与新能源汽车智能制造新模式
1、实施内容
支持以用户订单为基础的柔性化生产体系和多种车型的任意顺序的混流智能化生产，打造高效协同的汽车制造供应体系，大幅提升新能源汽车智能制造水平。
2、考核指标 1）综合指标
生产效率提升20%以上，资源综合利用率提升20%以上，产品不良品率降低20%以上，产品研制周期缩短50%以上，运营成本降低20%以上。
2）技术指标
节能与新能源汽车智能制造新模式：生产节拍提高20% 以上；实现多种车身产品平台、多种车型的柔性生产；生产线工序间实现自动输送，传输时间5～6秒；产品个性化配置率达到10%；可远程升级的汽车电子控制单元（ecu）比例达到10%。
节能与新能源汽车电池智能制造新模式：实现软包电池和方形铝壳电池混流共线生产，实现模组自动化生产率100%，系统装配自动化率80%以上；生产节拍达到15分钟/组；生产效率提高10倍以上。动力电池系统数字化车间单线生产规模1.5万组/年以上。集成企业制造执行系统，实现生产数据的自动化采集及生产信息的双向追溯。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）
申请专利10项以上（发明2项以上）、登记软件著作权10项以上、形成4项以上企业/行业/国家标准草案。
伺服点焊焊接机器人、弧焊机器人、搬运机器人；机器人智能视觉识别系统；机器人智能协同系统；基于工业总线技术的可编程控制系统；智能切换定位装置；闭环伺服位置传感装置；数字智能装配设备、智能生产信息管理系统、数据库管理系统、基于工业总线技术的可编程控制系统、在线产品质量检查系统、智能自动化物流传输系统等。
1、实施内容
支持建设发电设备核心零部件及智能电网中低压配电设备和用户端设备智能制造新模式。
2、考核指标 1）综合指标
运营成本降低20%以上，产品研制周期缩短20%以上，生产效率提高20%以上，产品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。
2）技术指标
建立产品模型、制造模型、管理模型、质量模型等数字模型，优化配置互联互通的产品全生命周期管理系统（plm）、企业资源计划管理系统（erp）和车间制造执行系统（mes）。实现基于模型的产品设计数字化、企业管理信息化和制造执行敏捷化，形成企业统一的数据平台，产品设计的数字化率达到100%。建立生产过程数据采集分析系统和车间级工业通信网络，充分采集制造进度、现场操作、质量检验、设备状态等生产现场信息，并与车间mes实现数据集成。建立自动化智能化的加工、装配、检验、物流等系统，并通过工业通信网络实现互联和集成，关键加工工序数控化率达到80%以上。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）
申请3项以上专利（发明专利1项以上）、登记10项以上软件著作权、形成4项以上企业/行业/国家标准草案。
智能化加工流水线、机器人、智能检测装置、精益电子看板、制造执行系统（mes）、产品全生命周期管理系统（plm）。
1、实施内容
针对我国能源、环境、柔性电子、航空航天、国防装备等高科技领域对石墨烯、碳纤维的迫切需求，以石墨烯结构与功能多样化和可控化为目标，支持石墨烯智能制造新模式；支持年产1000吨的t700级碳纤维材料智能制造新模式，实现在生产执行管理、先进过程控制与优化、物流与质量追溯等方面的智能化，形成具有知识产权的装备与技术。
2、考核指标 1）综合指标
生产效率提高30%以上，产品不良品率降低20%以上，运营成本降低20%以上，能源利用率提高25%以上。
2）技术指标
石墨烯智能制造新模式：建立多级（多维多尺度）随机模型结构设计系统；建立智能制造装备组件耦联与参数逐级 优化系统，通过元素、电场、缺陷、应变等手段对材料物性原位实时调控。实现高质量石墨烯规模化低成本制备与功能调制技术的突破；实现石墨烯粉体材料层数和尺寸控制、可控表面改性和功能化的规模化制备；实现单层石墨烯薄膜的大面积连续制备和无损低成本转移技术，单晶尺寸、导电性和透光度可控。薄膜室温体电荷迁移率104 cm2/(v·s)，面电阻达50 ω/sq（可见光透过率90%）；缺陷密度在103~1012/cm2之间可控。粉体比表面积2600m2/g。年产能达20万平方米（薄膜）/500吨（粉体）。异质结太阳能电池的光电转换效率20%，选择性渗透膜的脱盐率95%，柔性应变传感器的灵敏系数105。
碳纤维智能制造新模式：关键设备数控化率超过80%；实现全系统的传动比控制等高精度运动控制和针对时变、非线性、大时滞等工艺对象的先进控制；建立企业内部智能物流系统和产品追溯系统；建立横跨化工、纺织、新材料多个领域的、行业特点鲜明的mes系统。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）
碳纤维智能制造新模式：申请2项以上发明专利、登记 3项以上软件著作权、形成3项以上企业/行业/国家标准草案。
dcs系统、专用控制系统、运动控制系统、智能检测设备、基于条形码的物流装置、先进控制软件、mes管理系统等。
（九）农业机械智能制造新模式
1、实施内容
支持基于大中型拖拉机、收获机械、大型农机具及关键零部件智能制造新模式，实现农业机械产品设计、加工、检测、装配的全流程智能化。
2、考核指标 1）综合指标
生产效率提高50%以上，产品不良品率降低10%以上，能源利用率提高40%以上，运营成本降低20%以上，产品研制周期降低20%以上。
2）技术指标
产品设计的数字化率达到80%以上、制造过程的数控化率达到80%以上、形成完善的设计与生产的数据平台、实现产品生产在线监控与测量、建立具有行业及企业特点的基础数据库。实现农机企业的设计、生产和控制与erp、mes的 智能整合。通过rfid和光感仓储和物流设备实现生产和物流的一体化。
3）专利、软件著作权、标准（技术规范）
申请2项以上专利、登记5项以上软件著作权、形成3项以上企业/行业/国家标准草案。
自动柔性生产线，高档数控机械加工系统，现代化涂装生产线，智能化物流系统，焊接机器人系统及专用智能工装夹具，mes／erp管理系统，自动引导小车，数字化测量检验设备等。
智能制造发展报告篇三
1
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聚焦企业、行业、区域转型升级需要，围绕车间、工厂、供应链构建智能制造系统，开展多场景、全链条、多层次应用示范，培育推广智能制造新模式。
3
依托强大国内市场，加快发展装备、软件和系统解决方案，培育发展智能制造新兴产业，加速提升供给体系适配性，引领带动产业体系优化升级。
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瞄准智能制造发展趋势，健全完善标准、信息基础设施、安全保障等发展基础，着力构建完备可靠、先进适用、安全自主的支撑体系。
智能制造发展报告篇四
全国政协委员、中国电子学会副理事长兼秘书长徐晓兰在政协十二届四次会议大会发言中指出，作为新一轮科技革命的核心，智能制造能够大幅度地提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，已成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容。同时，智能制造也是我国加快发展方式转变，促进工业向中高端迈进、建设制造业强国的重要举措，是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。2015年5月，_印发的《中国制造2025》，明确提出智能制造是今后我国制造业发展的主攻方向。然而，推进智能制造是一项复杂而庞大的系统工程，需要不断探索乃至试错。
在徐晓兰委员看来，机器人并不能完全替代人工。智能制造并不排斥人工，例如人机交互技术就是工人与机器实现协同生产。目前的工业机器人只是代替了一些简单、繁重、危险工序中的人工；服务机器人可在居家养老、医疗康复、教育娱乐等领域解决专业人员不足等难题。总的来说，智能制造或机器人并未对社会就业率带来较大影响。
与此同时，机器人正在创造新的就业岗位。智能制造与机器人是多种技术的交叉融合，自身发展离不开大量专业技术人员，其催生的新产业生态更可吸纳大量劳动力。例如，新一代工业机器人、无人机、教育娱乐机器人等产品的国内外需求广泛、发展潜力巨大，将是我国实施“走出去”战略的重要智能装备和产品，也将是我国制造业向产业链中高端演进的重要抓手，可创造大量工作岗位。我国只有牢牢把握新一轮科技革命和产业变革所带来的发展窗口期，才能真正迈入制造业强国行列。
徐晓兰委员提出了几点措施建议：一是正确认识智能制造的深刻内涵。任何新技术、新产业在促进社会进步的同时，也会带来一些挑战。我们要特别注意对前瞻性和颠覆性技术的研究，要不断深入探讨产业生态和商业模式的变革对制造业发展的深刻影响，促进《中国制造2025》战略的实施。
二是分业施策优化产业规划布局。下大力气突破材料、核心零部件、生产工艺、系统集成、工业cps（信息物理系统cyber-phsysicalsystems）等智能制造领域关键技术，针对不同产业环节采取更具针对性的政策。
三是打造制造业强国要标准先行。加快推进制造业领域标准体系建设，形成以标准带产业、产业促标准的良好发展格局。
四是加强智能制造人才体系建设。建立智能制造人才库，健全一线科研、技术人员激励机制。推进分类侧重培养，从科学研究、技术攻关、工程应用等方面培养各领域专业人才。
智能制造发展报告篇五
“十二五”以来，以工业机器人、数控机床、智能专用装备等为代表的智能制造装备产业成为高端装备制造业领域中的重点发展方向，全国各地竞相把智能制造装备产业发展纳入区域经济发展战略加以重点推动，旨在培育发展产业的同时促进现有企业提升科技创新能力和市场竞争力，加快产业转型升级步伐。大足区作为全市智能制造装备产业基地，也将该产业的培育发展提上了重要议事日程。对大足区智能制造装备市场需求情况进行分析调研，既有利于掌握现有企业装备制造能力，充分挖掘市场潜力，通过企业自主、政府引导达到促进企业转型升级的目的，又能充分利用本地市场潜力促进智能制造装备产业加快发展。
一、现状分析
（一）大足区工业企业现状。据初步统计，截止2014年底，全区共有工业企业2700余家，其中规上工业企业359家。规上企业中金属制品业33家、通用设备制造业44家、专用设备制造业45家、铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业47家、电气机械和器材制造业48家、仪器仪表制造业56家、煤炭工业40家、轻工业46家。预计全年完成工业总产值760亿元、规上工业总产值420亿元，实现工业增加值154亿元。
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1.使用智能制造装备的企业占比较低。现有的规上企业中，购买使用智能制造装备的企业只占12%，未购买的占88%，使用智能制造装备的企业主要集中在近几年新投产的企业如双钱轮胎、30万吨高精铸造中心、贝卡设尔特轮胎帘线、巨腾国际等企业，大多数企业制造备均为老、旧、面临淘汰的设备，生产效率不高，加工精密度得不到保障。
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台只占11%，如联海机械、星曜工贸、辉业机械、邓氏厨具、润果五金等五家企业生产所用所有装备平均有10台而智能制造装备分别有冲床自动送料机、四轴双轨自动焊接机械手、多工位自动化冲压机械手、自动抛光打蜡设备、激光焊接机，平均只有1台左右。传统装备还是占据了绝大部分的。这些设备大都比较原始、老化特别是冲床，基本为人工操作，效率低、质量差、安全隐患大、工伤事故多。同时，需要焊接工艺的产品也很多，但也基本为人工操作。由于传统装备依靠的是传统工艺，技术水平不高，劳动效率不高，劳动强度大，管理落后，往往造成能耗需求高，综合利用效率低，使企业面临严峻的环境压力和生存压力。
数控机床等新型设备只分别占10%、20%，占比较低。这是由于数控机床主要负责产品的生产和加工，机器人主要用来搬运材料、工具、零件的操作机，自动化设备采用plc就可通过编程逻辑控制器来进行控制整个自动生产过程，就可实现触摸屏作为人机操作界面，自动化设备更容易受企业青睐。
3.企业对于使用智能制造装备的意愿较高。虽然从前面两组数据来看大足的智能制造装备的现有市场不太乐观，但是在上述359家规上企业中有接近260家企业愿意或已经购买了智能制造装备。相信未来还有更多的企业有意愿，未来大足的智能制造装备市场会直线上升！
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二、智能制造装备广泛应用存在的主要瓶颈
（一）智能制造准备普遍价格高昂。目前总体市场规模尚未大量释放，产品规模化效应尚未发挥，产品价格居高不下，严重制约了市场推广。如数控机床设备，根据其精密度和自动化程度等不同价格从几十万、几百万到上千万不等。在大足区的制造企业中，有的企业由于生产规模不大，加之订单较少不能长期稳定生产如果购买智能设备可能出现闲置现象，企业融资也比较困难且有的企业只有资金不足。所以要购买价格比较高的智能制造装备就大大增加了生产成本。
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根据市场上智能设备的换代速度统筹考虑自身设备的更新。部分企业由于企业主受教育程度较高，自身意识较强，主动性较强。但我区绝大多数企业为私营企业，这些企业随着规模越小，产值越小，投入资金提升生产装备的意愿就越小，同时多数企业家在生产模式上不愿意转变，还是趋向于选择劳动密集型，而不愿意转化为技术密集型。
（三）缺少人才支撑。一是缺乏操作技术工人。智能设备对操作工人的要求较高，普遍企业不愿投入过多经费提升现有工人的技术水平，也不远高薪聘用成熟的技术人员，导致企业中能够熟练操作智能设备的工人缺乏。二是缺乏管理维护人员。制造装备的操作、维护、与管理都需要专业的技术工人，培养这样的技术工人将无形中增加企业的运行成本。
（四）行业技术壁垒导致使用维护成本较高。当前主流的工业机器人、数控机床等产品关键技术均有国外企业掌控，国内企业使用这些设备将面临高昂的维护成本，这一是众多企业不愿意使用的重要因素之一。
三、挖掘大足区智能制造装备市场潜力面临的机遇
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用先进的智能生产设备是提升产品质量和品质的关键途径，这将促使辖区企业加快老旧设备的更新换代步伐，不断添置智能设备以达到提升产品品质、提升企业竞争力的目的，从而推动智能制造装备市场不断拓展。
（二）用工难用工贵倒逼企业使用智能设备。随着人力资源的紧缺和人力资源成本的上升，倒逼一些企业加快“机器换人”步伐以缓解用工难用工贵，这也加大了企业购买使用智能制造装备的力度，增强了企业的主动性。就数控机床而言一台成本约为9-10万，可替代2-3个工人，大足区工人工资平均每月3000元大概1年左右回本。工业机器人一台成本大概20-30万，可替代2-3个工人，大概2-3年回本。不仅节省了人工成本而且提高了工作效率。
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端配套为主向全程融入转变。后者是以“现代化、自动化”的装备提升传统产业，利用机器手、自动化控制设备或流水线自动化对企业进行智能技术改造，实现“减员、增效、提质、保安全”的目的。
（四）万古园区大力发展智能制造装备产业为企业使用本地智能设备提供了便利。万古工业园区作为大足区重点打造的重庆市智能制造产业基地，未来几年将集聚一大批智能制造装备生产企业入园投资建厂，这对于工业企业而言不仅能为其提供大量的智能制造装备而且还可以提供大量的技术人员和科研技术平台。这样一来企业对于装备的投入成本会大大降低，也不用担心人才和缺少技术平台支撑问题。
四、有关建议
（一）加强科技扶持。加强与重庆市知名高校、科研院所、行业协会和应用企业的合作，结合万古园区打造全市智能制造装备产业基地招引如数控机床研发检测中心、机器人研发检测中心、传感器及智能仪器仪表工程中心等智能技术研发、检测平台，为企业开展技术创新、设备改造提供坚强的技术支撑。
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工业企业的作用这方面的教育培训。采用请专家进来讲课、到企业“诊断”或组织业主外出考察学习、开展对接洽谈、技术沙龙等活动，开阔眼界，提升素质，力争培养出一批真正有企业家思维的企业管理者。只有有了一批有企业家思维的人，大足才能诞生出真正的大企业。
（三）加快培育一批智能制造装备生产企业。依托万古工业园区加大招商引资力度，引进一批数控机床、工业机器人、智能专用装备等产业的生产企业，同时通过政府搭建合作平台，促成辖区企业与设备生产企业建立长期合作关系，可有效降低智能设备的购置、使用、维护成本。
（四）进一步加强政策引导。政府需积极推进各项措施，包括争取各类有利于发展智能制造装备业的专项资金，完善各类投融资体系等。近日为了更好地适应产业智能化发展趋势，提升重庆工业核心竞争力，重庆市经信委近日开展了“重庆市制造业装备智能化提升行动”，鼓励包括机械装备、消费品、化工、农业等产业的企业前来申报该提升行动。据介绍，申报成功后的企业可获得政府按照新增设备采购额20%的补助，单个项目最大补助额度为200万元。建议我区配套出台辖区企业购置使用智能制造装备的相关鼓励措施，鼓励企业更新老旧设备。
五、小结
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业内人士指出，目前重庆许多企业使用的生产设备都太老旧，精度低，需要更新换代。加之部分行业正在转型升级，要从劳动密集型向数字化方向转变，也需要提升装备的智能化。智能制造装备对于制造业的自动化、数字化和智能化水平、生产效率、加工能力和产品质量都有明显的的改善。通过十三五期间逐步机器代人，可提高大概3倍的生产速度，工业增加值达到154亿。
在提升制造业装备智能化的过程中，政府需积极推进各项措施，包括争取各类有利于发展智能制造装备业的专项资金，完善各类投融资体系等。重庆现在紧缺高档数控机床、工业机器人、智能印刷机械、智能冶金装备、智能传感器、控制系统及传动执行装置等制造装备及技术领域，招商引资也将从其中重点突破。
大足区应以智能制造装备制造企业为依托，以市场需求为导向，以智能制造装备产业化为目标，联合国内知名高校、科研院所、行业协会和应用企业，建立高档数控机床研发检测中心、机器人研发检测中心、文物保护装备研发中心、传感器及智能仪器仪表工程中心等智能技术研发、检测平台，以推动行业技术水平的共同提高，奠定智能化提升基础。
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智能制造发展报告篇六
摘 要：在我国建设“工业”的大背景下，新一次的工业革命正如火如荼的展开。智能制造作为新一代制造模式的典型代表，自20世纪80年代第一次提出，就收到了学术界和工业企业的广泛重视。但是现阶段工业界并没有建立起非常成功的智能制造体系，主要原因是对于智能制造内部原理的研究并不透彻，同时对于智能制造的发展趋势把握不准。本文立足于智能制造体系的本质，通过对现阶段国内外智能制造体系架构的研究，提出了未来一段时间内该体系发展的趋势。
关键字：智能制造体系；整体架构；功能特征；柔性化
1 前言
智能制造是最新的制造模式之一，具有广阔的发展前景，智能制造从本质上说是一个智能化的信息处理系统，对外操控机器人的动作，完成产品的制造和加工。该系统属于一种开放性的体系，原料、信息和能量都是开放的。智能制造是新世纪制造业振兴的发展方向，是我国实现制造业跨越的必经之路。
2 智能制造系统研究现状
智能制造系统内涵分析
智能制造体系是上世纪八十年代有先进的工业化国家率先提出的，主要包含只能制造技术和智能制造系统两部分。总体来看，智能制造体系指的是应用集成工程的思想，通过制造软件专家系统、机器人视觉和控制等先进技术，最终达到智能装配生产线上的机器人能够在人工不进行干预的情况下完场生产任务。智能制造的目的是人的脑力活动转化为制造机器人的智能化思维。智能化制造体系的物理基础是智能化机器人，所必需的设备包括智能加工机床、工具和设备的智能化输送平台以及装配设备等。
智能制造体系国内外研究现状
智能制造在上世纪八十年代提出之后，在国际范围内形成了三个主要的研究中心，分别是美国、欧洲和日本。最初的内涵指的是智能机床，智能机床能够完场熟练机械师操作普通机床完成的所有功能，具有一定的智能性。后来的智能制造概念得到发展和延伸，进而形成了一种开放性的操作系统，日本于1990年完成了世界范围内第一个智能制造工厂，融合了人工智能技术的机器人同时具备视觉的触觉功能。相对而言，我国在该领域的研究起步较晚，九十年代后才申请成立了第一个智能制造部级项目。在理论研究领域主要集中于智能制造基础理论分析、智能化单元制造与控制、智能机器人的研发等。
智能制造的应用正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术发展的必然，是自动化和集成技术向纵深发展的结果。然而，虽然智能制造得到了学术界的广泛重视和深入研究，然而却难以得到工业界的广泛应用和推广，同时近几年关于智能制造系统新理论方面的研究遇到了瓶颈，其问题在于智能制造系统的体系架构尚未研究透彻，同时对于智能制造系统的发展趋势没有比较好的掌控。
3 智能制造体系架构研究
智能制造体系整体架构分析