發布時間：2023-09-24 15:54:32
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的智能制造技術的概念樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
機械自動化是新時期全新生產力的代表性技術之一,主要指企業利用相關的自動化技術,使企業處于不間斷生產的營運中。隨著科學技術的日益發展,機械自動化技術得到迅速地發展,在各行各業發揮著重要的作用,因此受到社會各界的廣泛關注[1]。在機械制造企業中,運用機械自動化技術不僅可以提高企業的工作效率,而且可以提高企業各項工作的精準度,提高機械制造業產品的質量,因此,在機械制造企業中,機械自動化技術得到廣泛地應用。近幾年來,我國機械制造業的機械自動化技術雖然得到迅速地發展,但與國外發達國家相比,我國機械制造業的機械自動化技術水平還比較低,如何加快機械自動化技術的進展,提升其內在的空間,是機械制造企業的當務之急。
2.機械自動化技術在機械制造業中的應用
2.1柔性的自動化
競爭日益激烈的市場要求各大制造企業的應變能力要強,必須要能根據市場的需求進行及時調整自身產品的種類。市場所產生的每一個變化都有可能是一種新的商機,因此筆者認為現階段的柔性自動化,敏捷制造是其今后的發展趨勢。其的主線就是生產高度柔性化產品。MFS的應用研究結果顯示,MFS是一種中批量的多品種的生產模式,其在提高企業生產率、確保交貨期、提高信息完整可靠以及產品質量等方面均有較好的經濟效益[2]。隨著實踐的不斷深入,以往無人化的全自動化的概念逐漸被更新,在自動化的系統之中,人的作用受到越來越多的關注,機械自動化日益向小型化以及多樣化的方向轉移,因人的作用日益增強,所以對人的素質以及技能方面的要求也在不斷提高,企業在發展機械自動化技術的過程中,同時要重視培養員工的機械自動化知識。
2.2集成化
計算機的集成制造是由若干個緊密聯系的分系統來組成,可分為制造自動化的分系統:包括加工中心、計算機數控、自動裝配等;工程技術信息的分系統:計算機的輔助設計、計算機工藝的輔助設計、數控程序的編制等;質量信息的分系統:包括計算機輔助質控、三坐標的測量機等;管理信息的分系統:包括物料、經營、財務、人事管理等方面的管理。
伴隨著現代科技的飛速發展,商品制造技術不再是簡單的對商品進行設計以及制造,它已經從最原始的商品概念設計發展為一系列商品的集成活動,所以在另一個層面上來說制造技術是一個把信息處理與功能體系結合起來的多功能技術,也可以稱為智能制造技術,這個是一種融合了自動化技術、人工智能、制造技術的先進技術,他不僅具備了某一部分專家的智能功能,還能對自身的運作狀態進行監視,能夠及時地對故障進行預測并且在出現故障后馬上做出應對措施[3]。相較于傳統的制造系統,智能制造技術最先進的一點則是它有著自主組織、適應、學習能力,是以往每一種制造技術所不能具備的。目前,已經取得一定成果的智能技術有:智能機器人、智能式故障診斷以及維護系統、制造單元控制系統、智能式CAD以及智能式CAPP,這些研究在全球范圍內都引起了一定的反響。智能制造系統的運用從最原始的市場分析、產品設計制造以及加工過程控制、產品生產計劃及其材料處理、企業信息管理、設備維護等技術自動化方面,延伸到其自主組織能力與制造環境的集成化層面。總而言之,智能制造系統能給制造技術帶來質的飛躍,并且其前景廣闊,因此,在制造過程中有必要將其融入自身機械制造環境中。
2.4虛擬化的應用
虛擬化的技術通常包括當代制造工藝、計算機的圖形學、人工智能、信息與多媒體技術等方面,其中主要以計算機的系統建模及仿真技術為根本,而構成的一種綜合多門學科知識的系統技術[4]。虛擬制造通過運用計算機仿真與信息技術,以全面仿真實際活動中的制造過程、信息以及人事物等,便于發現問題以及選取相應的預防對策,進而實現產品的一次成功制造,縮短生產周期,降低生產成本,提高市場競爭力的目標。
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.
一、工業4.0的概念及現實意義
近年來，為提升制造業的智能化水平，德國政府推出了“工業4.0”計劃，美國制造業產生了“工業互聯網”概念，我國也于2015年5月推出了中國版的“工業4.0”規劃──《中國制造2025》。除此以外，日本、韓國、法國也不甘落后，分別推出“再興戰略”，“新增動力戰略”和“新工業技術法國”方案。工業4.0概念，正在引發全球性的關注。
德國2013年4月報告《保障德國制造業的未來：關于實施工業4.0戰略的建議》，報告認為：在制造業領域，技術的突破和發展將工業革命分為四個階段。前三次工業革命分別是機械化、電氣化和自動化、簡單智能化，而目前物聯網和制造業服務化宣告著第四次工業革命——工業4.0的到來。第四次工業革命是以深度網絡化為重要特征的。推動工業4.0的原動力是互聯網。工業4.0的實施過程，實際上就是制造業創新發展的過程。在工業4.0時代，虛擬世界將與現實世界相融合，物聯網、服務網、數據網將取代傳統封閉性的制造系統，智能工廠的定制通過App完成，到那時，我們的消費方式和消費內容將徹底被顛覆。
德國工業4.0，不僅為中國的工業生產提供了一種全新思路，而且與我國正在實施的工業化與信息化深度融合戰略，不謀而合。德國工業4.0，與《中國制造2025》的核心點是智能制造。連接，是工業4.0不變的主題詞，推進制造業向智能化轉型，也是從互聯開始的。將信息技術與互聯網思維融入到制造業中，通過物聯網實現產品制作過程中各個環節的信息互聯和大數據的收集與處理，在搭建智能網絡的基礎上實現橫向、縱向和端對端的高度集成，在生產形態上，從大規模生產轉向個性化定制，使整個生產的過程更加柔性化、個性化、定制化。
工業4.0的核心是單機智能設備的互聯，不同類型和功能的智能單機設備的互聯組成智能生產線，不同的智能生產線間的互聯組成智能車間，智能車間的互聯組成智能工廠，不同地域、行業、企業的智能工廠的互聯組成一個制造能力無所不在的智能制造系統，這些單機智能設備、智能生產線、智能車間及智能工廠可以自由地、動態地組合，以滿足不斷變化的制造需求，這是工業4.0區別于工業3.0的重要特征。
工業4.0是數據。數據是區別于傳統工業生產體系的本質特征。在工業4.0時代，制造企業的數據將會呈現爆炸式增長態勢。所有的生產裝備、感知設備、聯網終端，包括生產者本身都在源源不斷地產生數據，這些數據將會滲透到企業運營、價值鏈乃至產品的整個生命周期，是工業4.0和制造革命的基石。數據又可分為產品數據、運營數據、價值鏈數據和外部數據。通過對采購、倉儲、銷售、配送等供應鏈環節上的數據采集和分析，將帶來效率的大幅提升和成本的大幅下降，并將極大地減少庫存，改進和優化供應鏈。利用銷售數據、供應商數據的變化，可以動態調整優化生產、庫存的節奏和規模。此外，基于實時感知的能源管理系統，能夠在生產過程中不斷實時優化能源效率。
工業4.0是創新。工業4.0的實施過程實際上就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。
第一是技術創新。未來工業4.0的技術創新在三條軌道上進行，一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動互聯、大數據在信息技術創新體系中不斷演進，并為新技術在其他行業的不斷融合滲透奠定技術基礎。二是傳統工業在信息化創新環境中，不斷優化創新流程、創新手段和創新模式，在現有的技術路線上不斷演進。三是傳統工業與信息技術的融合發展，它既包括信息物理空間(CPS)、智能工廠整體解決方案等一系列綜合集成技術，也包括集成工業軟硬件的各種嵌入式系統、虛擬制造、工業應用電子等單項技術突破。
第二是產品創新。信息通信技術不斷融入工業裝備中，推動著工業產品向數字化、智能化方向發展，使產品結構不斷優化升級。一方面，傳統的汽車、船舶、家居的智能化創新步伐加快，如汽車正進入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時代，萬物互聯(IOE)時代正在到來。另一方面，制造裝備從單機智能化向智能生產線、智能車間到智能工廠演進，提供工廠級的系統化、集成化、成套化的生產裝備成為產品創新的重要方向。
第三是模式創新。工業4.0將發展出全新的生產模式、商業模式。在生產模式層面，工業4.0對傳統工業提出了新的挑戰，要求從過去的“人腦分析判斷+機器生產制造”的方式轉變為“機器分析判斷+機器生產制造”的方式，基于信息物理系統(CPS)的智能工廠和智能制造模式正在引領制造方式的變革。
第四是業態創新。伴隨信息等技術升級應用，從現有產業領域中衍生疊加出的新環節新活動，將會發展成為新的業態。進一步來講，在新市場需求的拉動下，將會形成引發產業體系重大變革的產業。就目前來看，工業云服務、工業大數據應用、物聯網應用都有可能成為或者催生出一些新的產業和新的經濟增長點。制造與服務融合的趨勢，使得全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等加速重構產業價值鏈的新體系。
第五是組織創新。在工業4.0時代，很多企業將會利用信息技術手段和現代管理理念，進行業務流程重組和企業組織再造，現有的組織體系將會被改變，符合智能制造要求的組織模式將會出現。基于信息物理系統(CPS)的智能工廠將會加快普及，進一步推動企業業務流程的優化和再造。
企業組織管理創新，也是兩化融合管理體系標準的重要內容，兩化融合管理體系的九大原則、四大核心要素、四個管理域中都涉及如何圍繞企業獲取可續的競爭優勢，不斷優化企業的業務流程和組織架構。
二、溫州企業對接工業4.0的現狀分析
改革開放之初，溫州小商品制造以其強大的生命力搶占全國市場，創造了溫州制造業的輝煌。如今溫州電氣、服飾、鞋業、汽摩配、泵閥五大支柱產業在全國同行業中具有一定的制造實力與規模。
溫州制造能否走上工業4.0快車道，重現過去的輝煌，擺在了市政府和各企業的面前。正值市政府重振溫州實體經濟，打造時尚產業，轉型溫州制造發展之路時刻，迎來了世界新一輪工業革命，應該說這是一個很好的難得的機遇。據悉，在溫州制造向溫州智造躍遷的路上，溫州民企中也涌現出了一些擁抱工業4.0的急先鋒，他們結合企業自身特征，選擇適合自己的智能化制造路徑，成效初顯。
樂清康泰電器是一家集科技型、外向型、規模型于一體的電子企業，經由市科技局、溫臺生產力促進中心牽線，與臺灣管顧鉅群聯盟和華宇企業管理公司開展合作，進行生產線的診斷與優化，改善電氣設備、車間管理，達到精益生產和智能制造管理，獲得了“施耐德供貨商大獎”。
報喜鳥服飾從2014年開始布局工業4.0智能化生產，通過近一年的規劃、實施、試運行，第一條智能化生產線已經改造完成，通過工業4.0智能化生產，克服服裝個性化生產品質和生產效率降低的瓶頸，率先實現“個性化縫制不降低品質，單件流不降低效率”這一服裝定制的最高生產目標。接下來，報喜鳥將以工業4.0智能化生產為支撐，打破個性定制難以規模生產的瓶頸，做深全品類個性化定制領域。計劃到2017年，定制將占公司自有品牌總銷售額的50%。
然而，由于溫州的制造業大型企業少，以中小型企業為主。工業制造技術在工業2.0-3.0的階段上。在走向工業4.0的路上，仍有許多制約條件。
1.溫州企業工業設備大多數處于中低端技術水平，需要完成自動化改造，達到工業3.0階段，才向工業4.0智能化沖刺。工業設備技術條件仍待提高，工業技術基礎薄弱制約企業發展。
2.工業4.0需要高級管理人才和高級技能人才。除了大型企業有一定高級人才聚集之外，中小企業人才普遍不足。人才招聘困難，聚集困難，流失容易，是中小型企業的通病，不管是高級管理人才，還是高級技能人才，中小型企業普遍短缺，這是掣肘企業發展的重要因素。
3.工業技術設備需要升級換代，技改資金如何融資又是一個難題。中小企業資本金大多帶有沾親帶故因素聚集的、家族式的居多。雖然資金的聚集比較容易，安全性有一定的保障，但是聚集帶有很大的排外性，一般只限于家族成員入股，不利于擴大化再生產，不利于企業設備升級換代。
4.從目前看，許多中小型企業主及企業高級管理人員對工業4.0的認識只略有知曉，認為目前還用不上。很多企業還不知道工業4.0狀況。企業界對第四次工業革命的認識不足仍然存在，輿論宣傳不夠，行業協會理論水平不足，無力引導企業了解，掌握工業4.0知識。
三、溫州發展工業4.0的建議
雖然，制約溫州工業4.0發展的主要因素是技術設備先進性不高，高級別人才不足，中小型企業融資的局限性及中小型企業主的認識不足等。針對上述制約因素建議如下：
1.高級人才引進企業實行兩條腿走路，即直接引入企業。另一種是引進人才有難度。我們不妨遠程聘用，即高級人才可以不在企業辦公室上班，卻時時在辦公的電腦上。人員在國內國外都如在工廠一樣，通過互聯網就象上班一樣解決企業的技術、管理、設計、方案、問題等等，使受聘人員身在家庭心在工廠。為愿意受聘用但又不愿意來溫州的人才找到解決辦法。
2.政府牽頭建立以高校為依托，溫州龍頭企業參股的科研中心，負責溫州企業核心技術的研究開發，既可解決中小企業人才不足，資金緊缺的局面，又能為溫州在知識產權研發領域開創成果。
3.普通高校畢業生學非所用嚴重。高技能高技工人才短缺，亟需培養。溫州高校應該多招技能技工專業，對準溫州支柱產業，為企業輸送人才。
4.出臺鼓勵企業股份向高管和職工擴張以及允許向職工集資政策，使企業走出家族內部集資的藩籬。引進企業高管、職工的股金，以及債券集資，解決企業融資難問題。
5.成立溫州工業4.0指導委員會，實施政府發展計劃，制定計劃進程，指導分析企業具體方案，解答企業管理技術疑難。
6.根據市十三五規劃，制定溫州工業4.0中長期發展規劃及近期行動綱領，以及溫州五大支柱產業的特點，制定優先發展產業和重點扶持的產業，支柱產業緊跟世界先進技術潮流，制定企業工業4.0具體實施方案。
〔關鍵詞〕工業4.0；大數據；云計算；深度融合；CPS
中圖分類號：TF089;F426 文獻標識碼：B 文章編號：1004-4345(2016)03-0023-03
1中國鋼鐵行業概況
中國鋼鐵行業近兩年來市場低迷，鋼價連續下跌。這種情況出現的原因主要歸結為:一是中國鋼鐵產能嚴重過剩，供需矛盾不斷在擴大；二是由鋼鐵需求行業狀況不佳導致鋼鐵行業的表現低迷。產業集中度過低，競爭力不足，資源極大浪費，加之近年環境污染嚴重，進一步降低了中國鋼鐵產能利用能力。自2013年起，鋼鐵產品市場進入下行通道，去除大環境經濟低迷的因素，主要的就是同行業質化競爭的結果。國內鋼鐵產能過剩，但是依然保持著高端鋼進口量的增加，來彌補國內品種結構的不足。由此可見，鋼鐵制造靠量取勝的時代依然成為過去，質才是未來鋼鐵發展的關鍵，即高品質、高附加值的鋼鐵產品，才是鋼鐵制造的發展目標。隨著新一輪產業變革和技術革命的快速興起，鋼鐵制造業轉型升級、互聯網+的推進加快工業化信息化發展邁入建設智能工廠的歷史新階段，聚焦工業4.0時代的機遇與挑戰，兩化深度融合是建設制造強國的戰略制高點，智能制造[1]是兩化深度融合的重要著力點。2016年兩會上明確提出今年重點工作之一是聚焦智能制造，爭取實現工廠或工序的智能制造示范；鋼鐵工業要積極推進智能化工廠建設，工業4.0并不僅僅整合制造環節，還要整合設計、服務，即制造業的兩端，將整個產業鏈通過物聯網進行信息化。從而可以有效地改造升級傳統鋼鐵產業，整合提升企業管理能力，實現勞動效率的提高、產品和服務水平和效率的提高、采購成本的降低和效率的提高。在工業4.0概念提出后，我國勢必將其納入戰略性新興產業，并相繼在各行業采取了一系列政策措施促進其發展。
2工業4.0的概念
2.1工業4.0的定義
德國提出了工業4.0的概念，德國第一次工業革命是蒸汽動力取代了動力，稱之為機械化時代；第二次工業革命是電機發明和電能使用，稱之為電氣化時代；第三次工業革命使用的是RT及數控技術，稱之為數字化時代。第四次工業革命是把信息技術和自動化技術結合實現智能化，稱之為智能化時代。工業4.0概念即是以智能制造為理念的第四次工業革命，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-PhysicalSystem)相結合的手段，將大數據和機器聯系起來進而使制造業向智能化轉型。
2.2工業4.0轉變方向
大數據、云計算、智能制造以及物聯網等新技術都會應用到工業4.0當中，但是工業4.0根本的驅動力是解決當前行業中面臨的各種問題，最終的目的是為了提高企業的整體效率和競爭力。鋼鐵企業工業4.0轉變的方向：1）由要素驅動向創新驅動轉變。2）由低成本競爭優勢向質量效益競爭優勢轉變。3）由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉變。4）由生產型制造向服務型制造轉變。
3設計與應用
鋼鐵企業生產管理與控制、研發與服務、采購與銷售，實現智能制造模式的創新，很可能通過工業大數據的云平臺來承載，同時考慮到中國鋼鐵企業生產工作流程，有必要將不同的產品訂購合同通過集約化生產來降低生產成本，否則產品的經濟性就難以滿足用戶需求，但集約化生產將影響供貨時間。為了解決這個矛盾，需要在質量設計、計劃、排程、調度等方面進行縱向的CPS改造，其目的是實現“大規模定制”。工業4.0將逐步驅動行業核心領域開放，通過智能制造、深度融合、大數據、云平臺、物聯網和安全數據交換，實現多個設備、多個工廠、多個系統的協作，從而實現產業集群。以集群化的優勢去提升競爭力[2]，將會大大提高行業自動化和智能化水平，促進系統升級。鋼鐵企業4.0創新模式見圖1。
3.1智能制造
智能制造技術是在傳感技術、網絡通訊技術、自動化技術、智能機器人技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行，實現設計、制造和智能化，是信息技術、智能技術與裝備制造技術的深度融合與集成。智能化制造的應用在生產中提高了產品質量與生產效率，并做到了減少制造過程物耗、能耗和排放。智能制造技術是信息化與工業化深度融合的大趨勢，例如汽車行業機器人焊接工作、首鋼熱軋產線的噴號機自動噴號工作，以及現今流行的無人倉庫管理模式以及唐鋼的天車無人值守系統都驗證了智能制造給現代工業帶來的優勢。特別對于天車的無人值守，在設計上對傳統的天車系統進行全面改造，添加計劃層、控制層以及輔助系統控制的傳感器、執行機構等基礎層，通過自動化系統生成調度指令，并根據基礎設備的參數自動控制天車運行，達到無人化駕駛的目的。同時，智能制造還能夠大幅提升天車運行的準確度和平穩性能，減少故障，延長設備壽命，降低天車運行的安全隱患。
3.2云技術
鋼鐵企業工業4.0中的云計算將大量用通訊系統連接的計算資源統一管理和調度，構建數據中心，利用大數據技術開展工藝過程數據的挖掘分析，實現對核心數學模型參數的動態、閉環優化，提高柔性制造和定制化生產的能力，向終端按需提供服務；同時基于互聯網、企業局域網和GSM移動通信網絡實現對信息安全、可靠、穩定的傳輸，滿足大數據共享的要求。企業可以基于此建立自己的銷售采購平臺，比如寶鋼有自己的采購電子商務平臺，通過設置采購組織與物料、在線交易、服務中心，不僅可以密切關注產品的交易情況，精細化管理，在效率及服務質量上得到大幅提升，更進一層為決策或營銷提供精確服務。對于類似于首鋼遷鋼與首鋼順義分公司的數據共享與生產管控，云技術同樣能夠實現數據資產向數據資本的轉化。
3.3深度融合
信息化與現代工業化的深度結合，是指信息化帶動工業化，工業化促進信息化，一種新型的工業化道路。兩化融合的核心就是信息化支撐，追求可持續發展模式。集成化、模塊化的軟件設計理念是目前信息化系統建設的主流方向。企業生產制造與信息化融合，能夠在很大程度上推進現代化企業的建設，提高企業競爭力。鋼鐵工業處在產能過剩的新常態，鋼企生產線常常不能滿負荷運轉。這時有沒有可能將空余的產能用來支持快速訂貨，或者建立某一平臺，使用戶能像淘寶網購一樣，方便地采購鋼材，這些都是贏得未來發展機遇需要深入研究的問題。
3.4物聯網
鋼鐵企業通過物聯網技術可以進行智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，實現信息共享和互聯互通，從而可以有效地改造升級傳統鋼鐵產業，整合提升企業管理能力，推動“兩化”深度融合[3]。鋼鐵行業中，通過完善自動化信息化之間的信息交互、全產線物流跟蹤和原料庫及產品化的無人化管理，實現產線的智能化物流管理，使產品全過程的在線跟蹤，一目了然。基于市場要求，首鋼遷鋼硅鋼卷銷售流程監控的物聯網模式正在調試階段，正式上線后，將依靠基礎自動化系統或物聯網等技術獲取海量信息，利用云計算和大數據等技術存儲、計算和分析數據，通過互聯網、物聯網，整合物流現有資源，使得需求方能夠快速獲得服務匹配，得到便捷物流支持，完成對鋼鐵企業生產、物流、能源和環境的優化管控，從而實現智能化生產管控。
3.5安全數據交換
為了更好地確保用戶數據在傳輸與存儲過程中的信息安全，目前大型企業采取了為數據加密的方式確保數據安全。在設計過程中，儲存在云中的任何用戶數據對于用戶來講都是安全的，對于需要保密的其他用戶，這些數據表現出來的是無序化信息狀態，其具體內容根本無法獲知。例如首鋼遷鋼目前的文件加密系統，保證了工藝技術的信息的保密性。
4結束語
在當前中國鋼鐵企業生產經營面臨困境，轉型升級面臨瓶頸，以及政府大力推進中國信息技術自主創新和全面優化信息產業結構、深入推進鋼鐵行業“兩化”融合這一大戰略背景下，利用物聯網技術在整合提升企業信息化水平、實現精細化、智能化生產管理的同時，有利于促進鋼鐵企業降本增效、節能減排、轉型升級，走新型工業化道路。在這一過程中，要學會用辯證的觀點面對工業革命，吸取工業4.0的思想精髓[4]，根據鋼鐵行業和企業的具體情況制定對策，既避免照抄照搬，也不能全盤否定，放眼未來，腳踏實地地以現狀為出發點，充分發揮經驗的作用，又不被現狀和經驗所約束。另外，無論是數字化建設還是CPS開發，都會面臨方法和理念的改變，要能意識到變化的發生，主動地適應變化，積極地促進工業4.0的發展。
參考文獻
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近年來計算機軟件開發技術快速發展，其在各行各業的應用中越來越廣泛，在船舶設計開發中計算機軟件開始應用，軟件開始具備集成性，使一套計算機軟件就可以集成在一個平臺上進行管理操控，大大的提高了設計人員的工作和設計工作效率。
【關鍵詞】軟件接口 系統集成 船舶軟件 船舶設計
在當今的計算機軟件技術環境下，集成設計領域的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM等等軟件，再銜接智能數據統計和邏輯運算以及其他數字化子系統模塊，建立一套基于船舶報價設計、基礎設計、細節設計、生產過程設計、運行信息等完成的系統，此系統能夠集成各種語言和數據庫的軟件，通過系統的不同接口實現對接集成，在船舶的設計應用中實現統一全方位的智能設計。
1 船舶概念設計的定義與特點
船舶概念設計一般是指設計工作者根據多年的經驗以及各種設計規范進行確定所需功能，再對船型選型、動力裝置、武器系統，空間系統、總體布局等，在集合多種不同的方案后，進行設計初級的系統整體性能測試驗證，最終確定最佳的設計方案進行設計施工。船舶的設計通常具備一下幾個特點。其一，概念設計。在船舶的設計初期，很多的設計信息是不完整的，大多數是設計者根據自身多年的經驗進行初期設計，不確定信息較多，在性能上也需要抽象性信息設計。其二，設計結果的多樣性，船舶通過概念設計環節，因為不同設計者的原因往往得出不同的結果，在設計中一個小小的信息參數變動也會出現不同的設計結果，每一個子程序的解算方式有很多種，這樣就出現了多種不同的方案。其三，創新性。科技不斷的創新和船舶行業技術的進步，技術設計創新是時代的需要，也是勢在必行的改革創新。其四，多學科互聯性。船舶設計在現代科技的引領下，吸取了不同學科的高端技術，例如結構力學，超聲波振動，流體力學，外形以及整體性能學等等，設計者會結合不同學科的技術選取全局最佳設計方案。
2 船舶軟件接口開發現狀
雖然近些年來，國內的計算機軟件開發水平得到了一定程度的提高，同時在各個行業的應用也較多，但是然仍存在較多的問題，在我國國內船舶設計軟件上，不同的CAD或者CAM系統之間普遍采用的是IGES數據標準格式來進行數據的轉換，但是在轉換時仍然會出現部分數據信息的丟失，不能夠滿足設計人員初始的設計理念。
在國內船舶CAD軟件接口的開放上，很多的專業技術人員做了較為復雜的研究性工作，其著重對CATIA軟件幾何接口的數據結構、存放形式和算法進行了探索，通過CATIA提供的信息數據進行幾何接口模塊對接，從而能夠實現CAD和CAM兩種軟件之間的數據轉換，這樣使得設計人員能夠在開發時達到預期的設計效果。
在船舶設計初期設計過程中，獲取的原始數據信息量非常龐大，數據的正確性也需要反復核對，故此這項也是非常復雜和消耗時間的問題，有技術人員使用語言程序編寫了 AUTOCAD接口子程序，它可以將有限的原始研究數據進行可視化操作，能夠使得分析人員檢測數據正確性，在圖形平臺中一般使用DXF標準數據接口，直接使圖形不經任何轉換和復雜操作輕松實現圖形快速生產，這種方法也被廣泛使用到結構復雜的船舶空間設計中。
在船舶工程軟件集成接口研究中，MSC系列的NASTRAN軟件與CAD應用集成軟件已經實現了計算機輔助集成接口方式對接，實現了實時數據交換，在沈陽的造船工廠通過使用集成軟件對接方式實現了船模擬定、船體二次開發，管路電氣焊接的二次開放等工作，通過集成接口軟件更快更精準的進行了數據的提取，使得船廠節約了造船時間和周期。現代造成工業中集成軟件中艦船力學計算和流固耦合分析也廣泛得到應用。
3 船舶數字化智能設計系統
在目前我國造船行業中，計算機軟件技術的接口集成應用得到了廣泛的應用，但是仍然存在部分問題，特別是在軟件的開放和集成上，就目前國內技術能力來看，很多的船舶計算機軟件集成技術停留在一個單一的階段，雖然有部分軟件實現了接口的對接，但是不能全面的對造船工業的各個工序進行全面的集成，計算機軟件在船舶技術的應用中處于一個局部的應用范疇內，特別是在設計和建造的信息、產品數據的管理等方面的集成，處于初級階段，現代的計算機軟件集成應用也是處于船舶制造中的某一個應用工序內，而軟件的本身復雜性較高，很多技術人員要花很長時間去摸索軟件的功能，一個船舶的制造不是一個單位、一個系統、一個專業參與的，每個單位或者系統都負責不同的工序，計算機軟件如果不能實現各工序的制造信息數據共享，就會出現二次開發的困境，因此要打造船舶數字化智能設計系統，要在一個計算機軟件內實現各單位，各系統，各專業部分的信息共享，對于在制造船舶時的各個節點、階段上需要的數據能夠及時準確的被相關人員掌握，有利于工作的快速推進。
實現智能化的計算機平臺技術，就要求計算機軟件能夠將船舶的設計者提供的母型船數據庫，設備數據庫，電子規范驗證工具等等系列信息，具備智能的優化功能，實現各合作單位不再受制于地里位置、場地的制約，打破傳統的制造技術，快速精準的確定每一個節點和階段需要的數據和設計者的要求。因此，實現計算機軟件在船舶制造智能化的應用較為重要。
4 結束語
在國外船舶計算機軟件接口開放應用上已經有較為成熟的理論，并且開發出了系列的軟件系統，我國船舶數字化智能設計系統KSHIP是現今能夠集成CAD、CAM、CAE等等軟件的商用軟件，結合船舶的設計制造整個流程和自主開發的系統模塊，軟件接口，形成了自己的一套完成智能化集成平臺，隨著科技技術的不斷發展，能夠現實船舶智能化的集成接口平臺將不斷被更新，只有依靠科學，不斷提高精準、快速、集成系統的計算機軟件，才能夠實現我國船舶智能化的應用，才能夠大力帶動我國的船舶制造行業奔向更輝煌的明天。
參考文獻
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作者簡介
胡濤（1983-），男，江西省人。大學本科學歷。現中國船級社上海規范研究所工程師。研究方向：船舶軟件工程。
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：自動化發展前景；智能化；集成化；虛擬化
現今，自動化已經深深扎根于各個領域。從機械行業發展來看，印刷機械、數控機床、發電設備、工程機械等重頭產品前景仍看好。除了這些傳統工業領域，該行業將進一步向機光電一體化發展，向光加工、環保這樣的新興領域拓展。本論文主要講述機械自動化及其應用前景。
1 機械自動化的發展歷程
在20世紀初，機械自動化的概念就早早被提出，當時主要只是應用于制冷領域，經過人們更加廣泛地使用和推廣，漸漸在整個機械制造行業普及開來。20世紀60年代，市場經濟以飛快的速度發展，為適應市場的變化和滿足市場各方面的需求，可變的自動化的生產加工系統應運而生了，通過計算機技術的應用，實現了機械制造的可變性，因此提高了機械制造的靈活性和可操作性。這種自動化的軟件系統基本上不改變制造過程，自動的經驗和自動的信息處理與判斷分析是通過一定的機械生產設備實現的，不僅如此，還可以通過在管理過程中對這些自動實現進行預期操作。在生產過程中可以實現生產制造的自動化，還極大地方便了生產材料的更換。然而，當時的自動化系統并不能很好地適應現代化企業的生產需求。當前，自動化技術大部分都是在操作過程中的自動化，隨著市場競爭越來越激烈，要想在激烈的競爭中站穩腳跟，必須要堅持不懈的努力，持續的創新，抓住機遇，推動自動化技術的發展。
2 機械自動化在機械制造中的應用
2.1 智能化應用
為了跟上經濟與科學發展的腳步，機械制造工業對相應的制造技術也提出了要求。在這種技術需求的推動下，機械制造技術得到了相應的改進和提高，并且使機械制造自動化得以應用到實際生產中。機械制造技術在原有基礎上不斷改進，對于落后的制造加工理念要堅決摒棄，對于舊的技術，要不斷開發出新的技術進行更新換代，簡而言之，就是取其精華，去其糟粕。同時，對于商品的概念，要有深刻的理解，從而使制造加工方案更加合理，更加完善，制造出精益求精的商品。智能化應用到機械制造中，即將機械制造技術、自動化技術、人工智能技術以及計算機應用技術等多種技術進行結合，通過這些技術的有機融合，滲透，形成一種全新的，綜合性的制造技術，從而達到全方位提高機械制造工藝性能的目的。在實際應用中，智能化制造技術不僅可以實現人工智能，還能夠對專家或技術人員的思維活動進行模擬。由于智能化技術的特殊性，對于自身行為監控等專家無法完成的工作，利用智能化技術就可以輕松實現。智能化系統具有與專家相同的智慧、邏輯思考能力，可以把專家從繁重的腦力勞動中解脫出來，改變了以前的只能模擬和減輕體力勞動的局面，具有劃時代的意義。
2.2 集成化應用
集成化應用在機械制造中是一項全新的技術。集成化技術主要用于實現機械產品制造速度的提升。通過信息化技術的應用，集成化技術實現了機械制造過程的優化，讓機械制造過程向著精簡化和集成化的方向發展。在機械制造過程中，往往會應用到各個領域的先進技術，如微電子技術、通訊技術等，而這些技術并不是孤立存在的，而是彼此之間相互作用、緊密結合的，于是，新的高新技術也在融合的過程中應運而生，比如目前被廣泛應用的計算機輔助技術、柔性制造技術等。想要為了推動這些高新技術的發展與產生，必須充分利用現有的技術和設備，并且進行合理的整合與集成，產生出新的管理應用技術。通過集成化技術的應用，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。
2.3 虛擬化應用
虛擬制造技術是由多學科相互配合的綜合技術系統。包括現代機械制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、多媒體技術、信息技術等多種技術。虛擬制造技術以仿真技術和系統建模為基礎，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。通過對機械制造過程進行仿真，可以及時發現機械制造中可能出現的問題，制訂出相應的解決方案。舊的生產方式下，產品研發和產品試制，必須通過設計和實際的生產試驗才能達到試制新產品的目的，開發過程中有很多不確定性，遇到技術難題就要修改設計方案，重新試制新產品，不僅加大了產品的生產周期，還浪費了資源，提高設計成本。而采用虛擬制造技術就可以避免這些現象的發生，僅僅通過計算機來進行模擬和仿真，縮短機械產品開發周期的同時還降低了成本，提高機械產品競爭力。
3 自動化技術在我國的發展趨勢
網絡虛擬化的制造方式：
網絡虛擬制造技術依靠計算機技術、其他交互設備和強大的軟硬件功能，通過計算機工作平臺，相互協調構建出一個虛擬環境。在這個虛擬的環境中，把人類的知識、人類的技術和人類的感知能力參與其中，從而形成一種全新的人機界面互動形式，對生產活動進行全面的建模和仿真。通過與虛擬世界中的對象進行交互作用，對于產品從設計開發到生產制造的每一個環節進行仿真和模擬。除此之外，還可以對產品性能進行全面模擬試驗，對產品的設計和制造合理性、制造周期進行預測。在產品沒有生產之前，就對設計的可行性、經濟性、合理性進行全面的考核，有效避免不合理的設計和資金投入，從而達到資源的最優化配置。
參考文獻：
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作者簡介：益聰（1994―），男，陜西西安人，沈陽理工大學本科在讀。
隨著社會的進步和生活水平的提高，社會對產品多樣化，低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，傳統的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量，更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產品的需求。90年代后，由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發展，制造業自動化進入一個嶄新的時代，技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業化國家機械制造自動化的研制發展重點。
1 基本概念
1 1 柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統適應外部環境變化的能力，可用系統滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統適應內部變化的能力，可用在有干擾(如機器出現故障)情況下，系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量。“柔性”是相對于“剛性”而言的，傳統的“剛性”自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產。其優點是生產率很高，由于設備是固定的，所以設備利用率也很高，單件產品的成本低。但價格相當昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件，難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態變化的生產所替換，一個制造自動化系統的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發周期內，生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括
1) 機器柔性 當要求生產一系列不同類型的產品時，機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。
2) 工藝柔性 一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力;二是制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。
3) 產品柔性 一是產品更新或完全轉向后，系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新后，對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。
4) 維護柔性 采用多種方式查詢、處理故障，保障生產正常進行的能力。
5) 生產能力柔性 當生產量改變、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生產的制造系統，這一點尤為重要。
6) 擴展柔性 當生產需要的時候，可以很容易地擴展系統結構，增加模塊，構成一個更大系統的能力。
7) 運行柔性 利用不同的機器、材料、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品，換用不同工序加工的能力。
1 2 柔性制造技術柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是技術密集型的技術群，我們認為凡是側重于柔性，適應于多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬于柔性制造技術。目前按規模大小劃分為:
1) 柔性制造系統(FMS)
關于柔性制造系統的定義很多，權威性的定義有:
美國國家標準局把FMS定義為:“由一個傳輸系統聯系起來的一些設備，傳輸裝置把工件放在其他聯結裝置上送到各加工設備，使工件加工準確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統，柔性制造系統有時可同時加工幾種不同的零件。 國際生產工程研究協會指出“柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統，在最少人的干預下，能夠生產任何范圍的產品族，系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制。” 而我國國家軍用標準則定義為“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統，它包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。” 簡單地說，FMS是由若干數控設備、物料運貯裝置和計算機控制系統組成的并能根據制造任務和生產品種變化而迅速進行調整的自動化制造系統。 目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數控機床(加工中心與車削中心等)，由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來，可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS，日本從1991年開始實施的“智能制造系統”(IMS)國際性開發項目，屬于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS預計本世紀十年代后才會實現。
2) 柔性制造單元(FMC)
FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6～8年，FMC可視為一個規模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發展的一種產物，它是由1～2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成，其特點是實現單機柔性化及自動化，具有適應加工多品種產品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。
3) 柔性制造線(FML)
它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床;亦可采用專用機床或NC專用機床，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生過程中的分散型控制系統(DCS)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化，其技術已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。
4) 柔性制造工廠(FMF) FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際，實現生產系統柔性化及自動化，進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表，其特點是實現工廠柔性化及自動化。
2 柔性制造所采用的關鍵技術
2.1 計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統，使之具有智能化，可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術，該項新技術是直接利用CAD數據，通過計算機控制的激光掃描系統，將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數據，數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
2.2 模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整，使系統性能大為改善，其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。
2.3 人工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今，柔性制造技術中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理，求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，因而專家系統為柔性制造的諸方面工作增強了柔性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在柔性制造業(尤其智能型)中起著日趨重要的關鍵性的作用。目前用于柔性制造中的各種技術，預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初，人工智能在柔性制造技術中的應用規模將在比目前大4倍。智能制造技術(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個環節，借助模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程，系統能自動監測其運行狀態，在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數，以達到最佳工作狀態，具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀的制造技術。對未來智能化柔性制造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能而產生的，它使傳感器具有內在的“決策”功能。
2 4 人工神經網絡技術
人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統，成為現代自動化系統中的一個組成部分。
3 柔性制造技術的發展趨勢
3 1 FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近，更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
3 2 發展效率更高的FML
多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關注。采用價格低廉的專用數控機床替代通用的加工中心將是FML的發展趨勢。
3 3 朝多功能方向發展
由單純加工型FMS進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。
4 結束語
柔性制造技術是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢，是決定制造企業未來發展前途的具有戰略意義的舉措。屆時，智能化機械與人之間將相互融合，柔性地全面協調從接受訂貨單至生產、銷售這一企業生產經營的全部活動。
近年來，柔性制造作為一種現代化工業生產的科學“哲理”和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認，可以這樣認為:柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態最優化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術。它作為當今世界制造自動化技術發展的前沿科技，為未來機構制造工廠提供了一幅宏偉的藍圖，將成為21世紀機構制造業的主要生產模式。實現了按端口、MAC地址、應用等來劃分虛擬網絡，有效地控制了企業內部網絡的廣播流量和提高了企業內部網絡的安全性。
4 結 論
