发布时间：2023-10-08 10:04:01
绪论：一篇引人入胜的智能制造研究分析，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
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
2.1 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。
2.2 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国家级项目。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
3.1 智能制造体系整体架构分析
智能制造的总体架构自下而上包括业务层、运作层、功能系统、功能单元、支撑技术五个层次。智能生产线各个层次间相辅相成，联系密切，其中系统以需求订单为输入，以信息系统为核心，集成自动化上下料等多个子功能系统，以基本功能单元及支撑技术为依托，推动智能制造生产线的正常运作，实现大批量产品定制及个性化客户服务的目标，从而最大化地满足客户和市场需求。其中各个层次的内容及构成如下：（1）系统业务层：即系统目标，是为客户提供大批量定制产品及个性化的客户服务。（2）系统运作层：主要包含精益化、数字化和敏捷化等最新技术。（3）功能系统层：设备预警，优化加工参数，监控生产的全过程，精度检测的在线实现，最终通过信息技术系统进行集成。（4）功能单元层：此部分承担设备和加工装备的信息传输，使用传感网络和通信网络技术。（5）支撑技术层：系统设计技术主要有传感技术和模块化技术，设备故障诊断和维修系统，安全维护和设备及信号的有效识别。
3.2 智能制造体系亟待解决的问题
智能制造想要完全提出人工干预，实现完全意义上的机器自主控制与分析，就需要建立一个智能化、数字化、信息化程度较高的企业管理网络，通过该网络完成产品的设计、装配制造直至仓储物流的全过程控制，其中还包括问题产品和故障设备的自动处理和维修。但是现阶段我国制造装配企业在各个制造要素的互联互通方面存在不小问题，主要体现在智能制造体系各功能单元之间横向、纵向集成通讯、端口到端口的信号传输。数据格式、通讯协议和语言识别等基础性的内容还没有完全解决。随着物联网、大数据和云计算等最新技术的融合，各功能单元之间的通讯是必须要解决的问题。人机交互、设备与设备之间、生产制造和仓储物流之间的信息交互都是困扰智能制造体系构建和发展的一大难题。
4 智能制造体系发展趋势分析
4.1 智能制造体系柔性化发展方向分析
智能制造体系的柔性化方向石油柔性智能装配引发的，基本的基本思路为：柔性装配的研究层次从上到下分为柔性工装、柔性工艺规划和柔性车间调度。主要涉及的研究思路包含结构优化设计、工装驱动数据自动生成、装配顺序规划和分配方法研究以及智能调度技术。柔性化发展是基于只能装配生产线上可能出现的各种问题及产品，所提出的新型发展方向。这其中可变参数和柔性调度是最重要的研究领域。
4.2 智能制造体系精益化发展方向分析
精益化的研究发祥包括四个方面的内容：（1智能制造环境下的自适应快速换模技术；（2）设备自诊断、自适应和自修复技术所组成的全员设备维护技术；（3）生产流程自动化的3P技术，该技术能够将生产过程中的资源浪费在设计和工艺研究等源头环节中进行降低；（4）均衡混流生产技术，该技术是基于对生产计划的合理规划以及现场动态调整和调配等智能制造手段进行的。
4.3 智能制造体系敏捷化的发展方向
敏捷化主要有以下连两个研究方向：首先，对于客户订单变化的快速响应是只能制造的一大特点，通过前期客户需求的调查，在大数据分析的基础上，使用神经网络等算法对客户的订单可能发生的情况进行预测，并拟合相应的相应曲线，得到响应基本函数，然后优化设计生产关键因素，最终大幅度减少客户需求响应的时间。其次是对于功能单元的设计和配制。在使用智能制造生a线的时候，需要对参与生产的各要素（包括软件设计、硬件要求和工艺流程设计等）归类的功能模块划分。在功能划分之后组建各自成体系的模块单元，并配置相应的算法，以达到提升智能制造体系柔性化和可重构性的目的。
5 结语
工业时代经历了三次大的变革，现在的工业4.0时代最主要的特征是智能化和远程控制，重点在于利用互联网技术、物联网技术、信息处理技术和智能机器人技术，最终实现产品加工的更高层次的自动化。本文通过对智能制造体系的深入分析，认为我国虽在在该领域取得了举世瞩目的成就，但是在智能化的本质和原理方面的研究仍然不足，未来建议在智能制造柔性化、精益化和敏捷化方面开展研究。
参考文献
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中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)002-095-01
1 引言
“科技就是力量”，机械制造智能化直接影响着我国机械制造业的发展水平，先进的机械制造技术促进我国机械制造业的发展，落后的机械制造技术则影响我国机械制造也的发展水平。在“十二五”的背景下，对机械制造业新的设计、工艺、功能上的发展固不可少，不过，对机械制造智能化也应该关注。了解世界机械行业发展的现状，对改善我国机械制造水平的不足，以及帮助发展机械制造智能化都有重要的意义。
2 机械制造智能化发展的现状
智能制造是从80年代末发展起来的，最早的几本有关智能制造及系统方面的专著是在1988年由Wright MilaciC等人编写的，随后、Kusiak和Pain也相继出版了这方面的研究著作。
国际方面：国际智能化制造业采用或准备采用的先进制造技术主要体现在：(1)新型(非常规)加工方法的发展，包括激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术及两种以上加工方法复合应用等；(2)专业、科学间交叉融合，冷热加工、加工过程、检测过程、物流过程、设计、材料应用、制造等方面，界限逐渐淡化；(3)工艺研究由“经验”走向“定量分析”；(4)高新技术与传统工艺紧密结合，使传统工艺产生显著的、本质的变化，极大地提高生产效率和产品质量；(5)常规制造工艺的优化，以形成优质高效、低耗、少污染的制造技术为主要目标；(6)以计算机与网络技术为核心。
国内方面：我国也在这方面也有所作为。当前，国民经济各部门中智能化已露端倪。机械企业当务之急是进行产品结构调整。在面向市场，特别是面向全球化经济的形势下，我国机械工业各企业在选择产品时都要首先选择带有智能信息技术的机电一体化产品。
3 机械制造智能化发展的必然性分析
智能制造技术(Intelligent Manufacturing Technology，IMT)是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等职能活动，并将这些职能活动与智能机器有机的融合起来，将其贯穿应用于整个制造业企业的各种子系统(如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量保证和市场销售等)，以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化，从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动，并对制造业专家的智能信息进行收集、储存、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。
智能制造系统(IntellientManufactingS,IMS)是指基于智能制造技术，利用计算机综合应用人工智能技术(如人工神经网络、遗传算法等)、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术和系统工程理论和方法，在国际标准化和互换性的基础上，使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化，并使制造系统形成又网络集成的、高度自动化的一种制造系统。
4 机械制造智能化发展的趋势
未来必然是以高度的集成化、柔性化和自动化为特征的智能化制造系统，并以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标，也是当代传统制造技术、新兴计算机技术、人工智能技术等发展的必然结果，亦即在整个制造过程中通过计算机将人的智能活动与智能机器有机融合，以便有效地推广专家的经验知识，从而实现制造过程的最优化、智能化和自动化。对于它的研究不仅是为了提高产品质量和生产效率及降低成本，而且也是为了提高国家制造业响应市场变化的能力和速度，以及在未来竞争中求得生存和发展。它的研究成果，将不只是对制造业有促进作用，还对工业过程自动化或精密生产环境等有应用价值。它的出现将使人们从一个完全崭新的角度去从事科学技术和制造领域的研究。所以，机械制造智能化无疑是本世纪制造技术的最优选择。国际上对其研究的兴起也决非偶然，试想，发达国家一旦拥有这项技术，而我们又在这方面与之相差甚远的话，我们将面临失去更多与之竞争机会的危险。因为一方面它是本世纪的最先进的制造技术，发达国家将不再“依赖”发展中国家的“廉价”劳动力；另一方面专业技术人员和熟练技术工人缺乏问题在我国尤其严重，企业生产中的各个环节相脱节的现象也十分突出。再者，重复投资增大，企业生产的不规范化及自动化程度低下等也是大问题。目前发达国家正在积极起动这一高新技术，并投巨资、集中大批优秀人才进行跨国际合作研究与开发，我国也应当适度开展跟踪研究。因此，基于国外发达国家积极抢占这一国际制造业制高点的严峻形势，参照我国实情，我认为，当前应该系统深入地开展基础理论研究和现有加工单元技术与机器设备的智能自动化研究。特别是开发出具有自身特色的，即能实现高精度、易操作和无人管理的智能制造系统，以满足我国制造业日益发展的需要。如果条件许可。还可试点进行研究领域中的下一代设计过程、工厂、自主功能模块和虚拟制造系统等方面的前期实验研究工作。
中图分类号：V262 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0015-02
智能制造从本质上来说是一种以人机一体化为特点的系统，主要由人类专家和智能机器这两个方面所构成。从实际应用的角度上来说，智能制造表现出了突出的智能性、柔性以及集成性特征。将存在于人类专家思维中的智能活动以计算机模拟的方式所呈现，实现对问题或现象的综合分析、判断、推理、思考以及最终的决策。在制造领域中，智能制造可以说能够实现对部分脑力劳动的有效替代。而要想确保智能制造达到上述应用目的，最核心的一点在于确保智能机器运行的高效性与稳定性。如果将智能制造视作一个整体的话，那么智能机器无疑就可以说是整个整体的物理基础所在。在当前技术条件支持下，制造领域广泛应用的智能加工机床、工具和材料传送装置以及相关试验检测装置均属于智能机器的研究范畴。
挤压铸造是一种新型产品毛坯制造方法，它的制造原理是：在对铸型型腔内部进行液态金属浇筑作业的过程当中，对其施加一定量的机械压力，以保障浇筑过程中的液态金属能够成型、凝固并稳定，最终获取相应的铸件。传统意义上的挤压铸造工艺需要以摩擦压力机为基础所完成。这种方式因为受到压力和不能保压的局限，制造出来的产品容易形成气泡、缩松和缩孔。而通过对挤压铸造方式的合理应用，使得所成型铸件在成形稳定性能以及补缩性能方面均显著提升，机械能力也由此得到强化。此种铸造方法现阶段已经广泛应用于军工、汽车、航空等领域中。不仅如此，采用挤压铸造的方法还能大大降低能源消耗，这一点与现阶段整个社会可持续性发展的要求是充分契合的。
而挤压铸造设备作为在挤压铸造生产作业实施过程中的基础性设备，整个挤压铸造工艺质量在很大程度上受到了挤压铸造设备运行性能的影响，因此备受关注。特别是在铸造领域不断深化智能制造的过程当中，现代意义上的挤压铸造设备也应当具备突出的智能制造性能。本文试针对这一问题做详细分析与说明。
1 智能制造的特征
智能制造与传统模式最大的区别就是它具有智能化，而它的智能化主要包括以下几个方面：
一是自组织能力，即要求挤压铸造设备能够以生产指令为依据，自动地完成相应的挤压铸造生产任务。
二是自适应能力，即同一台挤压铸造设备能够支持并高效完成不同生产产品以及不同生产需求条件下的生产
任务。
三是自律能力，即确保挤压铸造设备所对应智能制造系统当中的各个单元均能够严格遵循统一的指令进行任务活动。
四是自学习能力，即要求挤压铸造设备能够在实践活动不断丰富的过程当中，实现对智能制造系统知识库的完善，达到提高智能基础活动能力水平的目的。
五是自维护能力，即要求挤压铸造设备所对应的智能制造系统能够在部分构成单元出现故障的情况下，对其自我修复。
六是自诊断能力，即智能制造系统发生故障时，能够实现对出现运行故障单元的自动诊断与识别，通过前面所提到的自维护能力，对发生故障段远程进行自动切换技术的修复，以保障挤压铸造设备中智能系统使用的持续性与有效性。
七是协作能力，即要求挤压铸造设备中智能系统下属构成单元能够协调配合。
2 现在挤压铸造设备的智能制造内涵
挤压铸造设备是挤压铸造工艺生产的必要设备。它根据挤压铸造工艺要求，以现代设计理论为基础，结合计算机技术、液压技术、自动控制技术及传感器技术而开发设计，主要工作是控制挤压铸造生产提供流程和参数。受智能制造的影响，现代挤压铸造设备强调集成，同时要求具有支持智能制造的功能，是智能制造模式的产物。实践表明，运用挤压铸造设备，有效地提高了挤压铸造生产工艺水平和生产效率。如今，日本、瑞士、荷兰、意大利都有专门生产挤压铸造设备的公司，并且取得了很大的成就，挤压铸造设备具有很高的实时控制功能和自动化水平，而日本的挤压铸造水平又遥遥领先。
现代挤压铸造设备普遍具有自组织能力、自适应能力、自维护能力、智能状态监测和协助能力，这是现代挤压铸造设备的智能特征，这些能力保证了挤压铸造设备运行的时候具有智能。同时，它和其他智能机器组成一个智能系统共同运作时就使该系统具有完整的智能机制，实现了智能制造的目标。
随着现代工业的蓬勃发展和国防装备的不断更新，挤压铸造工艺对设备提出了更多更高的要求，也使挤压铸造设备的设计和制造得到了很大的改进和进步。但是对挤压铸造设备的研究并没有止步，我们优秀的研究者和设计者依然在不停对挤压铸造设备研究和发展。今后的挤压铸造设备发展将会发展得更加先进、更加智能。比如为了改善和提高铸件的性能，可以利用挤压铸造在金属熔液凝固过程中，通过冲头的挤压作用而设计大吨位挤压铸造设备。但是这种设备受限于挤压铸造机的吨位，普通的挤压铸造铸件的重量通常小于30kg，这就使挤压铸造工作的应用范围受到了极大的限制。因此，大吨位挤压铸造机的研究和设计是目前的一个难题，无论国内还是国外都还在为此进行不懈的努力和研究，由此可见，挤压设备在未来还有一个很大的发展空间。
除了对挤压铸造设备的吨位改进以外，另一个热点就是对浇注系统的改进。虽然浇注系统在挤压铸造生产过程中退居二线，只是起辅的作用，但是它却是影响挤压铸造铸件的质量和生产效率的关键因素。现在挤压铸造的浇注系统主要有两种：直接浇料和间接输液，前者有着生产效率低、金属熔液容易氧化的缺陷；而后者虽然提高了效率，可以降低金属熔液氧化，但是成本和可靠性很低。因此，对挤压铸造的浇注方式的改进，也是摆在研究者和设计者面前的一个亟待解决的难题。
最后是对模具温度的控制：在铸造过程中，模具的温度直接关系着铸件的质量，挤压铸造也一样。而随着铸件质量要求越来越高，传统的模具温度控制方式已经满足不了生产需要。如何能更加精确地控制模具的温度，提高铸件的质量，将是挤压铸造设备在今后的发展过程中必须解决的问题。
3 结语
智能是21世纪热议的话题，也是未来科技发展的趋势。对于我国而言，在近年来的发展过程当中，挤压设备的设计和生产也取得了很大的成绩，但是与国际先进水平相比还是有很大差距，因此，我国使用的先进的挤压铸造设备还要依赖于进口。从这一角度上来说，我国需要加大对挤压铸造设备的研究力度，在未来，我们要把目标放在开发自动化程度高、结构工艺合理、出大吨位的挤压铸造设备上，赶上国际化水平。
参考文献
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