導(dǎo)語：如何才能寫好一篇智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】變電站；智能化；關(guān)鍵技術(shù)

1、前言

智能變電站作為堅強智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)和保障是至關(guān)重要的建設(shè)內(nèi)容，堅強智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)從發(fā)電到用戶用電各環(huán)節(jié)的雙向信息交流。目前，數(shù)據(jù)采集、自動化控制等技術(shù)已趨于成熟并已進(jìn)行實際應(yīng)用，變電站智能化建設(shè)的應(yīng)用逐步擴大，這為未來電網(wǎng)的智能化建設(shè)提供了技術(shù)支持和保障。為了不斷適應(yīng)社會發(fā)展的需要，將變電站進(jìn)行智能化升級改造勢在必行，改造后的變電站能夠?qū)崿F(xiàn)提升運行效率、優(yōu)化資源配置、降低運維成本的目的。

我國電網(wǎng)公司已于2010年明確提出在智能電網(wǎng)技術(shù)改造的基礎(chǔ)上，加大對500KV變電站的智能化改造技術(shù)方案的研究力度，不斷加強對改造過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行模擬討論，爭取在未來五年內(nèi)實現(xiàn)2003年以前投運的500KV變電站設(shè)備進(jìn)行智能化改造并以此為基礎(chǔ)廣泛投入應(yīng)用。本文正是以我國電網(wǎng)公司的相關(guān)原則和技術(shù)規(guī)范為理論基礎(chǔ)對500KV變電站智能化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探索和詮釋，并在此基礎(chǔ)上形成了具有實用價值的變電站智能化建設(shè)技術(shù)方案體系，具有一定的理論和現(xiàn)實意義。

2、500KV變電站現(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)，它的繼電保護(hù)裝置是通過微機來實現(xiàn)的，存在重復(fù)采集資源、程序調(diào)試復(fù)雜、設(shè)備兼容性差、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化有待提高等問題，這些問題的存在嚴(yán)重影響了變電站的生產(chǎn)運行效率，安全性指標(biāo)有待進(jìn)一步提高。

隨著社會的不斷發(fā)展，計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新型傳感器等技術(shù)也有了日新月異的發(fā)展，500KV變電站的自動化系統(tǒng)在應(yīng)用上也得到了進(jìn)一步升級，衍生的新技術(shù)和新功能應(yīng)用于變電站的越來越多。但是，這些新的技術(shù)和應(yīng)用多是依據(jù)各自的需求產(chǎn)生的，系統(tǒng)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(xié)議依賴性較大給變電站系統(tǒng)的后期維護(hù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。所以，變電站在智能化建設(shè)方面必須要充分發(fā)揮國際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢，靈活、便捷的適應(yīng)社會新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)的發(fā)展需要，有效融合異構(gòu)信息，高效實現(xiàn)系統(tǒng)的兼容。

3、變電站智能化改造的基本原則

依據(jù)國家電網(wǎng)公司的《變電站智能化技術(shù)原則》和智能電網(wǎng)項目建設(shè)意見，全面貫徹變電站全壽命周期的管理理念對現(xiàn)有變電站進(jìn)行設(shè)備更新的改建工程，避免出現(xiàn)為智能化改造而造成的破壞性改造。為了節(jié)約整體改造項目的投資，技術(shù)人員必須要堅持向典型設(shè)計靠攏的原則，不斷優(yōu)化主接線和設(shè)備的配置，遵循科技進(jìn)步和社會發(fā)展的需要，改造技術(shù)一定要具有前瞻性，能夠適應(yīng)設(shè)備長期運行的需要，要充分考慮技術(shù)設(shè)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(wǎng)公司提出設(shè)備全壽命周期管理理念，在此基礎(chǔ)上提高技術(shù)改造工程的效益。運用全壽命周期成本管理方法進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟的綜合分析評價，全面考慮系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、制造、配置、安裝、運行、維護(hù)、改進(jìn)、更新、報廢的全過程，綜合追求效益最大化，供電質(zhì)量最優(yōu)化，全壽命周期費用最小化。本著系統(tǒng)可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟性的原則考慮現(xiàn)階段廠家的制造能力進(jìn)行設(shè)備選型。

4、500KV變電站智能化改造關(guān)鍵技術(shù)及方案

4.1變壓器智能組件技術(shù)

一次設(shè)備智能化改造的重要特征是智能組件作為變電站設(shè)備層的關(guān)鍵設(shè)備，主要有變壓器冷卻系統(tǒng)匯控柜、有載調(diào)壓開關(guān)控制器、短路控制箱等。智能組件就是可以實現(xiàn)集成、分散、內(nèi)置、外置等任意組合的靈活設(shè)備。

變壓器進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)信息的采集和處理，主要是采用主、子智能電子設(shè)備（LED）方式。主LED的主要任務(wù)是對一次設(shè)備進(jìn)行綜合故障的診斷和狀態(tài)評估，根據(jù)各智能檢測組件的檢測數(shù)據(jù)和結(jié)果來判斷，主LED的功能相當(dāng)于前置服務(wù)器，被安置在智能匯控柜中。變壓器智能組件關(guān)鍵技術(shù)如下：

1）同步監(jiān)測技術(shù)：可以實現(xiàn)多種狀態(tài)量實時同步監(jiān)測，如微水監(jiān)測、鐵芯電流監(jiān)測、油溫監(jiān)測、有載開關(guān)監(jiān)測、工況信息等。2）過載能力評判：主LED結(jié)合環(huán)境溫度、油溫、負(fù)荷等情況完成對變壓器過載能力的估算，建立變壓器負(fù)荷動態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)。3）設(shè)備余壽評估：主要是通過對頂層油溫、環(huán)境溫度、負(fù)荷等情況進(jìn)行設(shè)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(jiān)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(fù)荷情況。

4.2開關(guān)設(shè)備智能組件技術(shù)

開關(guān)設(shè)備智能組件可以實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的間隔內(nèi)保護(hù)、監(jiān)控、傳輸?shù)裙δ?，它是采用保護(hù)、測控、狀態(tài)監(jiān)測、計量、合并單元、智能終端一體化技術(shù)。智能組件通過專用光、電纜與開關(guān)設(shè)備二次機構(gòu)或傳感器連接，被安裝在開關(guān)設(shè)備附近或本體機構(gòu)箱內(nèi)。當(dāng)下，計量和狀態(tài)監(jiān)測還難以有效結(jié)合集成于一體，智能組件未來應(yīng)高度集成化，高效兼容化，使其具有更高的可靠性，進(jìn)而與一次設(shè)備融為一體，使之真正成為智能變電站的重要設(shè)備。

4.3自動化系統(tǒng)改造方案

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

4.4遠(yuǎn)動系統(tǒng)改造方案

遠(yuǎn)動系統(tǒng)在改造過程中不能中斷，該系統(tǒng)承擔(dān)著向遠(yuǎn)方調(diào)度傳送實時信號、接受遠(yuǎn)方控制命令的功能。在改造過程中可以采用以下幾種遠(yuǎn)動系統(tǒng)過渡。

1）在組織改造過程中，新遠(yuǎn)動與原遠(yuǎn)動通信保持獨立，互不通信，已改造過的設(shè)備通過新遠(yuǎn)動系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)，未改造過的設(shè)備還是由原遠(yuǎn)動上傳數(shù)據(jù)，隨著改造的進(jìn)行，最終所有信息都是通過新的遠(yuǎn)動系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)至調(diào)度端。2）將改造后的設(shè)備信息都匯集到新的遠(yuǎn)動系統(tǒng)，將新遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)經(jīng)接口轉(zhuǎn)換裝置接入原遠(yuǎn)動系統(tǒng)，再向調(diào)度傳送信息。隨著改造的進(jìn)行，逐漸由新的遠(yuǎn)動通信裝置向遠(yuǎn)方調(diào)度傳送信息。3）先建立新的遠(yuǎn)動系統(tǒng)，將原遠(yuǎn)動系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)接入到新遠(yuǎn)動系統(tǒng)通信系統(tǒng)通信裝置中，隨著改造的進(jìn)行，整合轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)，新系統(tǒng)直接采集數(shù)據(jù)，原遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)逐漸減少。

5、結(jié)束語

變電站的智能化建設(shè)是國家電網(wǎng)的基礎(chǔ)和重要組成，傳統(tǒng)變電站通過智能化改建能夠提升其運行效率，優(yōu)化資源配置，降低運營成本。建設(shè)堅強的智能化電網(wǎng)是一個循序漸進(jìn)的過程，當(dāng)下，需要我們有步驟、有計劃的深入探索系統(tǒng)的兼容性、穩(wěn)定性及可靠性的技術(shù)改造方案，從而實現(xiàn)電網(wǎng)智能化的穩(wěn)步推進(jìn)。相信在不久的將來，研究總結(jié)出一套符合社會發(fā)展需要的、資源利用效率高、改造成本低的技術(shù)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(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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明確提出四項重點任務(wù)，規(guī)劃人工智能未來三年發(fā)展主線。

《行動計劃》提出四項重點任務(wù):1、人工智能產(chǎn)品規(guī)?；l(fā)展，重點培育和發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能化產(chǎn)品，推動智能產(chǎn)品在經(jīng)濟社會的集成應(yīng)用;2、人工智能整體核心基礎(chǔ)能力增強，重點發(fā)展智能傳感器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片、開源開放平臺等關(guān)鍵環(huán)節(jié);3、深化發(fā)展智能制造，鼓勵新一代人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的探索應(yīng)用，提升關(guān)鍵技術(shù)裝備創(chuàng)新能力;4、構(gòu)建行業(yè)訓(xùn)練資源庫等產(chǎn)業(yè)公共支撐體系，完善人工智能發(fā)展環(huán)境。《行動計劃》從基礎(chǔ)設(shè)施、核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化和配套政策四個層面規(guī)劃了未來三年發(fā)展主線，人工智能迎來又一輪發(fā)展良機。

繼續(xù)加快人工智能發(fā)展步伐，力爭產(chǎn)業(yè)化、尖端化服務(wù)實體。

隨著人工智能在各行各業(yè)應(yīng)用逐步深入，從算法和技術(shù)層面走入實體經(jīng)濟的步伐正逐漸加快，作為支撐我國制造強國和網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略的重要舉措，人工智能在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面需要持續(xù)服務(wù)行業(yè)。其中培育和發(fā)展智能化產(chǎn)品，推動智能產(chǎn)品的量產(chǎn)，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(wǎng)聯(lián)汽車、智能服務(wù)機器人、智能無人機、醫(yī)療影像輔助診斷系統(tǒng)、視頻圖像身份識別系統(tǒng)、智能語音交互系統(tǒng)、智能翻譯系統(tǒng)、智能家居等細(xì)分領(lǐng)域有望迎來迅速發(fā)展。除產(chǎn)業(yè)化之大以外，秉承制造“強”國戰(zhàn)略，《行動計劃》指出要重點突破核心基礎(chǔ)，主要涵蓋高精度、低成本智能傳感器，面向云端訓(xùn)練、終端應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片及配套工具，開源開放平臺建設(shè)等軟硬件基礎(chǔ)。在產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)上，在核心基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)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(chǔ)層技術(shù)。

深化智能制造，人工智能推動生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系變革。

人工智能與制造業(yè)深度融合，是人工智能產(chǎn)業(yè)鏈之外推動制造強國戰(zhàn)略的更進(jìn)一步舉措。《行動計劃》指出，深入實施智能制造，要鼓勵新一代人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域各環(huán)節(jié)的探索應(yīng)用，支持重點領(lǐng)域算法突破與應(yīng)用創(chuàng)新，系統(tǒng)提升制造裝備、制造過程、行業(yè)應(yīng)用的智能化水平。我們認(rèn)為從智能裝備角度，人工智能的發(fā)展有望在智能制造關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備上取得生產(chǎn)力的突破，同時打造數(shù)字化車間、智能工廠等變革生產(chǎn)關(guān)系的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

篇3

【關(guān)鍵詞】機械加工；智能化；問題分析

要實現(xiàn)高效率和高質(zhì)量就必須要實現(xiàn)智能化。機械加工行業(yè)是一個整體機構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、步驟分工明確的行業(yè),智能化就是高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高要求、精細(xì)而準(zhǔn)確的計算。智能化是高科技代名詞,智能化產(chǎn)品普及市場能大大增加企業(yè)產(chǎn)品的客戶滿意度和市場占有率。智能化的實現(xiàn)為提高企業(yè)生產(chǎn)水平生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)競爭力提供了重要保障。

1、我國機械加工智能化現(xiàn)狀

近日，“十二五”國家863計劃“智能化農(nóng)機技術(shù)與裝備”重大項目啟動會在京舉行，該項目是截至目前農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域財政投入最大的國家863計劃項目，項目經(jīng)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(xiàn)代多功能農(nóng)機裝備制造關(guān)鍵技術(shù)研究”重大項目第2個由農(nóng)業(yè)裝備聯(lián)盟組織或牽頭實施的國家科技計劃重大項目。項目由農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟牽頭實施，實施期自2012～2015年，匯聚相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域的57家主要企業(yè)、研究院所、大專院校近350名相關(guān)領(lǐng)域優(yōu)勢科研人員，從突破關(guān)鍵共性技術(shù)、創(chuàng)制重大產(chǎn)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(shù)、高效收獲分離清選技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品智能分選與節(jié)能加工技術(shù)與裝備等10項任務(wù)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(huán)境信息實時監(jiān)測、種肥水藥按需施用控制等智能化共性關(guān)鍵技術(shù)100多項，開發(fā)智能化種子精細(xì)加工、全自動嫁接育苗、瓜菜智能化生產(chǎn)、植物工廠化生產(chǎn)等重大裝備與設(shè)施50套左右。同時，建成10多處以智能化技術(shù)為引領(lǐng)的智能農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)化示范基地。

項目主要技術(shù)路線分為兩方面。一是對國外技術(shù)已經(jīng)成熟、在國內(nèi)已經(jīng)引進(jìn)試驗的高端產(chǎn)品技術(shù)，采用聯(lián)合設(shè)計、消化吸收再創(chuàng)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(shù)與裝備等；二是對國內(nèi)已具研究基礎(chǔ)的智能化、信息化技術(shù)等領(lǐng)域采用集成創(chuàng)新方式，集成形成先進(jìn)適用技術(shù)和產(chǎn)品，如智能化種子干燥和精細(xì)化選別裝備技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品智能分選技術(shù)與裝備開發(fā)等。同時，創(chuàng)新新原理、新結(jié)構(gòu)，與農(nóng)藝技術(shù)有效結(jié)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(shù)、作物收獲高效分離清選技術(shù)、植物生產(chǎn)智能監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)以及優(yōu)質(zhì)茶生產(chǎn)智能化關(guān)鍵技術(shù)與裝備開發(fā)，以智能化技術(shù)引領(lǐng)提升我國農(nóng)機裝備與設(shè)施智能化水平，提高產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力和國際競爭力。目前，我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)到了提高物質(zhì)技術(shù)裝備水平的緊要關(guān)頭。適應(yīng)農(nóng)業(yè)規(guī)模化、精準(zhǔn)化、設(shè)施化的要求，必須加強以信息化技術(shù)為先導(dǎo)的智能化、自動化農(nóng)機技術(shù)與裝備的研究，增強農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)集成和標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用能力已成必然趨勢。

2、工程機械出口向高端智能化發(fā)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(mào)易互惠的原因。日本以4.54億美元位列第一，各項出口指標(biāo)均穩(wěn)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(dǎo)致出口額同比下滑15.05%。印度基礎(chǔ)設(shè)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(shù)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(guān)注，對泰國的出口額、出口數(shù)量同比竟然分別增長了127.4%、89.67%。經(jīng)歷了前幾年的政權(quán)更迭、社會動蕩，一個安定、健康、發(fā)展的泰國需要穩(wěn)步建設(shè)。

歐洲以17.35%的市場份額居第二位，出口額達(dá)到15.62億美元，同比增加了28.72%。機械出口仍然以傳統(tǒng)歐盟15國和俄羅斯為核心市場，其市場份額達(dá)到了14.56億美元，占?xì)W洲市場的93.21%。歐洲國家當(dāng)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(shù)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(chǎn)價格攀升，投資不斷涌入持續(xù)刺激著建筑業(yè)蓬勃發(fā)展。另外，不斷攀升的國際原油價格使俄羅斯的國內(nèi)經(jīng)濟得到極大的改善，同時油氣、礦產(chǎn)開發(fā)工程設(shè)備需求量也大增，產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，而俄羅斯建筑及工程機械折舊率已達(dá)45%～75%，使用中的機械設(shè)備有50%源于進(jìn)口。德國以1.73億美元的份額緊隨其后，各項出口指標(biāo)均有穩(wěn)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(nèi)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(shè)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(xù)增長也印證了這一點。

非洲是一片亟待開發(fā)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(jìn)口總額的12.38%。北美洲市場是相對穩(wěn)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(tǒng)市場沙特阿拉伯、阿聯(lián)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(lián)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(jù)了87.64%的份額，澳大利亞市場成長良好，工程機械出口穩(wěn)步大幅增長。

3、結(jié)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(tǒng)發(fā)展智能化技術(shù),不斷克服傳統(tǒng)機械制造中存在的問題,進(jìn)而提高我國機械制造業(yè)的高精密度、高競爭力及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大勢。同時,在新環(huán)保的大旗下,減少環(huán)境污染,實現(xiàn)低碳經(jīng)濟。

參考文獻(xiàn)

篇4

一、設(shè)計與產(chǎn)業(yè)革命

設(shè)計制造可遠(yuǎn)溯到新石器時期。延綿超千年的農(nóng)耕時代，人們利用天然材料、主要依靠勞動中積累的經(jīng)驗傳承和個人的創(chuàng)意設(shè)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(fā)產(chǎn)業(yè)革命。古代中國的設(shè)計制造曾走在世界前列，并經(jīng)由絲綢之路傳播到世界，對人類文明做出了重要貢獻(xiàn)。18世紀(jì)中葉，由于蒸汽機、紡織機械、火車等機械設(shè)計制造，引發(fā)了第一次產(chǎn)業(yè)革命，英國崛起為“日不落帝國”。19世紀(jì)70年代，由于電機電器、電力系統(tǒng)、內(nèi)燃機、汽車、飛機等機電設(shè)計制造，引發(fā)推動了第二次產(chǎn)業(yè)革命，人類進(jìn)入電氣化時代，德美日等崛起為工業(yè)強國。上世紀(jì)20年代，工業(yè)設(shè)計興起，倡導(dǎo)設(shè)計為了人，追求技術(shù)、美學(xué)、經(jīng)濟性的統(tǒng)一，提升產(chǎn)品競爭力和價值。20世紀(jì)中葉起，由于半導(dǎo)體、集成電路、電子計算機、數(shù)控機床、商用機器等機械電子一體化設(shè)計制造，將人類推進(jìn)到后工業(yè)時代，美國引領(lǐng)了電子信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，德日韓等也在機械電子裝備、消費類電器設(shè)計制造等領(lǐng)域形成優(yōu)勢。如果把農(nóng)耕時代的傳統(tǒng)設(shè)計視為設(shè)計1.0，工業(yè)時代的現(xiàn)代設(shè)計定義為設(shè)計2.0，知識網(wǎng)絡(luò)時代的創(chuàng)新設(shè)計將進(jìn)化為設(shè)計3.0。

二、創(chuàng)新設(shè)計的時代特征

寬帶網(wǎng)絡(luò)將全球連接成為一體，大數(shù)據(jù)成為最重要的創(chuàng)新設(shè)計資源，全球?qū)拵А⒅悄芪锪?、云計算、云存儲等成為最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。多樣化、個性化需求持續(xù)增長。資源環(huán)境壓力、應(yīng)對氣候變化、科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新變革、發(fā)展理念的進(jìn)步等，推動了設(shè)計價值理念的進(jìn)化。

知識網(wǎng)絡(luò)時代，設(shè)計制造、經(jīng)營服務(wù)同處于物理和全球信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，將更依靠創(chuàng)意創(chuàng)造，依靠全球網(wǎng)絡(luò)和知識信息大數(shù)據(jù)；將從注重產(chǎn)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(jīng)濟社會、生態(tài)環(huán)境、人文藝術(shù)等綜合優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展價值；將轉(zhuǎn)向多樣化、個性化、更注重用戶體驗的定制式設(shè)計制造服務(wù)。寬帶網(wǎng)絡(luò)、信息開放獲取、云計算、虛擬現(xiàn)實、3D+X打印、智能物流等創(chuàng)造了全新的開放自由、公平競爭、全球合作環(huán)境，使得任何奇思妙想的設(shè)計都能被制造出來。設(shè)計研發(fā)、制造服務(wù)等相互融合，成為人人可以公平參與、競爭合作、共創(chuàng)分享的創(chuàng)意創(chuàng)造。綠色低碳成共同發(fā)展理念。將致力設(shè)計創(chuàng)造綠色材料、超常結(jié)構(gòu)功能材料以及智能材料。將設(shè)計創(chuàng)造多樣的增材減材、綠色低碳工藝與智能裝備?？仗旌Ｑ?、深部地球、運載物流、化工核能、新能源、生物醫(yī)學(xué)、微納系統(tǒng)等超常環(huán)境、超常功能、超常尺度裝備成為設(shè)計制造的新領(lǐng)域和新目標(biāo)。CAD將進(jìn)化為基于全球網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)和云計算的數(shù)字虛擬現(xiàn)實，多元優(yōu)化，超算分析、控制管理等操作系統(tǒng)、工具和應(yīng)用軟件成為競爭力和附加值的核心要素，并催生出以大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)超算、軟件和服務(wù)增值等網(wǎng)絡(luò)設(shè)計服務(wù)新業(yè)態(tài)。設(shè)計創(chuàng)造將融合多學(xué)科、跨領(lǐng)域的系統(tǒng)集成創(chuàng)新，將融合理論、實驗、虛擬現(xiàn)實和大數(shù)據(jù)等科學(xué)方法。創(chuàng)新設(shè)計――設(shè)計3.0將具有綠色低碳、網(wǎng)絡(luò)智能、超常融合、共創(chuàng)分享等特征。

三、創(chuàng)新設(shè)計與制造強國

中國已是全球制造大國，但還不是設(shè)計制造強國?；A(chǔ)核心技術(shù)缺失、設(shè)計引領(lǐng)的集成創(chuàng)新能力薄弱仍然是制約中國制造“由大轉(zhuǎn)強”的主要瓶頸。創(chuàng)新設(shè)計是制造服務(wù)創(chuàng)新鏈的起點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，好的創(chuàng)意和設(shè)計不僅能提升產(chǎn)品的功能品質(zhì)、實現(xiàn)綠色智能制造、提升市場競爭力和附加值，還可以創(chuàng)造引領(lǐng)新的市場需求和產(chǎn)業(yè)；創(chuàng)新設(shè)計也是把握新產(chǎn)業(yè)革命機遇的必然要求。信息、能源、材料、智能制造、生物等技術(shù)為主導(dǎo)的新產(chǎn)業(yè)革命正在興起。全新的CPS環(huán)境催生網(wǎng)絡(luò)智造、眾包眾籌及定制式設(shè)計制造服務(wù)新業(yè)態(tài)，設(shè)計引領(lǐng)才能成為新產(chǎn)業(yè)變革的領(lǐng)跑者。未來5～10年，是實施《中國制造2025》的關(guān)鍵時期。創(chuàng)新設(shè)計對實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動，建設(shè)制造強國，向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變意義重大。

應(yīng)將提升創(chuàng)新設(shè)計能力納入國家和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略。制定中國創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)發(fā)展路線圖和十年行動綱要，加強支持引導(dǎo)。要重點突破設(shè)計理論方法和軟件等共性關(guān)鍵技術(shù)，著力推進(jìn)重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計能力的跨越。支撐促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級、發(fā)展方式轉(zhuǎn)型。開放融合全球先進(jìn)設(shè)計理念、技術(shù)、人才等資源，促進(jìn)跨地區(qū)、產(chǎn)業(yè)、學(xué)科融合發(fā)展，推動中國設(shè)計走向世界。堅持以人為本，設(shè)計為了人和自然的和諧協(xié)調(diào)發(fā)展，依靠人的創(chuàng)意創(chuàng)造和團(tuán)隊合作。培育建設(shè)創(chuàng)新設(shè)計人才隊伍，創(chuàng)造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的好環(huán)境。

實施重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計示范工程。通過設(shè)計創(chuàng)新引領(lǐng)推動基礎(chǔ)核心技術(shù)、系統(tǒng)集成、服務(wù)創(chuàng)新，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品、新材料、新工藝、新業(yè)態(tài)。培育一批具有設(shè)計創(chuàng)造能力、掌握基礎(chǔ)核心技術(shù)、擁有自主品牌的世界著名企業(yè)。

通過設(shè)計創(chuàng)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(nóng)業(yè)機械等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的綠色化、信息化、智能化水平，實現(xiàn)從產(chǎn)量規(guī)模到質(zhì)量效益、從輸出產(chǎn)品向輸出整體系統(tǒng)和服務(wù)轉(zhuǎn)變。

重點提升信息技術(shù)、高端裝備、新能源、新材料、航空航天、智能電網(wǎng)、先進(jìn)軌道交通、新能源汽車、海洋工程與高端船舶制造、醫(yī)療設(shè)備、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，以及現(xiàn)代服務(wù)和文化創(chuàng)意等產(chǎn)業(yè)的設(shè)計創(chuàng)新能力，從同步發(fā)展走向跨越引領(lǐng)，形成競爭合作新優(yōu)勢。

重點提升公共和國家安全、社會管理與服務(wù)、生態(tài)與環(huán)境等領(lǐng)域的設(shè)計創(chuàng)新能力。創(chuàng)造信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的技術(shù)裝備支撐體系，提升安全保障、社會服務(wù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)能力。

要著力加強創(chuàng)新設(shè)計共性關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計、工業(yè)和制造工程集成設(shè)計、復(fù)雜過程系統(tǒng)設(shè)計等共性技術(shù)；強化綠色低碳、網(wǎng)絡(luò)智能、個性化定制、商業(yè)模式、服務(wù)和品牌等創(chuàng)新設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。設(shè)計創(chuàng)新智能制造、管理服務(wù)及大數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域的設(shè)計工具、云計算、虛擬現(xiàn)實、智能控制、操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件等。

篇5

一、引導(dǎo)和促成高端裝備制造巨頭進(jìn)行壟斷性技術(shù)合作，形成頂級技術(shù)合作聯(lián)盟

技術(shù)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的靈魂，只有技術(shù)實現(xiàn)關(guān)鍵性突破，才能保證產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先發(fā)展。高端裝備制造的優(yōu)勢關(guān)鍵在于核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的領(lǐng)先，而核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)往往是被少數(shù)壟斷企業(yè)所掌控。因此，要使高端裝備制造在國際上占領(lǐng)先機，就需要建立起頂級制造企業(yè)間的技術(shù)合作聯(lián)盟，增強其技術(shù)競爭實力。調(diào)查顯示，較之美國的技術(shù)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(yè)的技術(shù)合作聯(lián)盟明顯落后，特別是頂級企業(yè)的技術(shù)合作十分欠缺。

因此，有必要從航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、海洋工程裝備、智能裝備制造行業(yè)入手引導(dǎo)頂級制造企業(yè)進(jìn)行技術(shù)性壟斷合作。可以促成中國航空工業(yè)集團(tuán)與中國商用飛機有限責(zé)任公司在航空裝備制造方面組成壟斷性技術(shù)合作聯(lián)盟，促成中國航天科技集團(tuán)與航天科工集團(tuán)在衛(wèi)星及應(yīng)用技術(shù)方面組成壟斷性技術(shù)合作聯(lián)盟，促成中國北車集團(tuán)和中國南車集團(tuán)在軌道交通裝備方面組成壟斷性技術(shù)合作聯(lián)盟，促成中國船舶工業(yè)集團(tuán)、中國船舶重工集團(tuán)、中遠(yuǎn)船務(wù)集團(tuán)及太平洋重工集團(tuán)在海洋工程裝備制造技術(shù)方面組成壟斷性技術(shù)合作聯(lián)盟。

智能制造裝備是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)在裝備產(chǎn)品上的集成和融合，體現(xiàn)了制造業(yè)的智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求，主要產(chǎn)品是智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件及通用部件、高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備、智能專用裝備等。政府部門或行業(yè)協(xié)會可依據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)從同類企業(yè)中遴選頂級企業(yè)促成其進(jìn)行技術(shù)性研發(fā)合作，組成壟斷性技術(shù)聯(lián)盟，實行生產(chǎn)和技術(shù)優(yōu)勢的互補。

國家發(fā)展改革委和國務(wù)院國資委可統(tǒng)籌國家頂級高端裝備制造企業(yè)的技術(shù)力量，集中進(jìn)行行業(yè)的共性技術(shù)攻關(guān)，突破技術(shù)瓶頸，在推進(jìn)原始創(chuàng)新的同時，利用國內(nèi)外已有的先進(jìn)成果進(jìn)行引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新。國家可考慮設(shè)立“國家高端裝備制造技術(shù)獎勵制度”，按行業(yè)組織實施“國家高端裝備制造重點工程”，突出制造企業(yè)與研發(fā)機構(gòu)的主體地位，支持制造行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)參與國家裝備制造科技計劃和重點工程項目，引導(dǎo)頂級企業(yè)培育和創(chuàng)立具有國際影響力的自主品牌，幫助企業(yè)構(gòu)建起支撐產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新的研發(fā)平臺。

二、引導(dǎo)和促成高端裝備制造巨頭建立研發(fā)設(shè)計平臺，建立國家高端裝備制造服務(wù)體系

政府部門應(yīng)支持多學(xué)科的優(yōu)化研究，引導(dǎo)制造業(yè)巨頭與相關(guān)高校建立關(guān)鍵技術(shù)或核心技術(shù)的合作研發(fā)平臺?？梢源俪芍袊娇展I(yè)集團(tuán)、中國商用飛機有限責(zé)任公司與清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國科學(xué)院建立航空裝備制造研發(fā)合作；促成中國航天科技集團(tuán)公司與航天科工集團(tuán)公司與東北大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)建立衛(wèi)星及應(yīng)用的研發(fā)合作；促成中國北車集團(tuán)和中國南車集團(tuán)與西南交通大學(xué)、同濟大學(xué)、南京理工大學(xué)建立軌道交通研發(fā)合作；促成中國船舶工業(yè)集團(tuán)、中國船舶重工集團(tuán)與大連理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)建立海洋工程裝備制造研發(fā)合作；還可以促成華中數(shù)控、智云股份、天馬股份、南通科技、華東數(shù)控與清華大學(xué)、中科院自動化研究所等科研機構(gòu)進(jìn)行智能制造的研發(fā)合作。更進(jìn)一步，可規(guī)劃建設(shè)智能裝備產(chǎn)業(yè)園區(qū)，啟動智能裝備重、特大項目建設(shè)，瞄準(zhǔn)世界500強的生產(chǎn)技術(shù)，推動智能裝備產(chǎn)業(yè)向縱深發(fā)展；要全力推進(jìn)大型智能工程機械、高效農(nóng)業(yè)機械、智能印刷機械、自動化紡織機械、環(huán)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(xiàn)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(xiàn)階段，我國高端裝備制造的環(huán)境支撐服務(wù)、培訓(xùn)服務(wù)、推廣服務(wù)、評價服務(wù)、公共服務(wù)等還很薄弱，特別是全國范圍的制造業(yè)服務(wù)體系尚未建立，且沒有引起政府相關(guān)部門和企業(yè)的足夠重視，這將成為嚴(yán)重影響高端裝備制造發(fā)展的桎梏。要使高端裝備制造在國際上占領(lǐng)先機，有必要整合和發(fā)展專業(yè)化的制造技術(shù)支持服務(wù)機構(gòu)，組建專門為高端裝備制造服務(wù)的信息化工程服務(wù)機構(gòu)和軟件服務(wù)機構(gòu)，建立國家數(shù)字化高端裝備制造服務(wù)體系。

制造業(yè)行業(yè)協(xié)會可利用網(wǎng)絡(luò)、視頻等先進(jìn)信息技術(shù)，整合計算資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源，依托高端裝備制造巨頭建立起全國范圍的面向復(fù)雜產(chǎn)品和尖端技術(shù)的“國家高端裝備制造研發(fā)設(shè)計平臺”；國內(nèi)頂級制造集團(tuán)企業(yè)要進(jìn)行技術(shù)信息資源的整合，建立研發(fā)設(shè)計服務(wù)平臺，為集團(tuán)內(nèi)部各下屬企業(yè)提供技術(shù)能力、軟件應(yīng)用和數(shù)據(jù)開發(fā)服務(wù)。

可由政府投資，聯(lián)合國內(nèi)頂級科研機構(gòu)和制造領(lǐng)軍企業(yè)，建立“國家高端裝備制造服務(wù)系統(tǒng)”，通過整合、聯(lián)結(jié)制造企業(yè)和科研機構(gòu)研發(fā)平臺，建立起區(qū)域性乃至全國性的研發(fā)、資源共享服務(wù)平臺，實現(xiàn)政府、企業(yè)、科研機構(gòu)的共同合作，達(dá)到“政企學(xué)”的聯(lián)合攻關(guān)。同時，可以聯(lián)合國內(nèi)某一類高校建立高端裝備制造協(xié)作網(wǎng)，如由清華大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、北京航空航天大學(xué)聯(lián)合建立航空衛(wèi)星協(xié)作聯(lián)盟，由北京交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、西南交通大學(xué)聯(lián)合建立軌道制造協(xié)作聯(lián)盟，共享與高端裝備制造和相應(yīng)創(chuàng)新項目有關(guān)的信息和試驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)這些大學(xué)與企業(yè)、政府機構(gòu)合作，編制關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)路線圖，共同攻克開發(fā)新產(chǎn)品過程中的共性技術(shù)難關(guān)，實現(xiàn)對高端裝備制造產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、使用等全生命周期的相關(guān)資源的整合，構(gòu)筑起標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、可共享的高端裝備制造服務(wù)體系。

三、把高端裝備自主制造業(yè)的規(guī)劃與設(shè)計提升至國家戰(zhàn)略，加快建成高端裝備制造標(biāo)準(zhǔn)化體系

實施知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，將高端裝備自主制造提升至國家戰(zhàn)略的高度，加強高端裝備制造行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，確立和強化我國在國際裝備制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。

目前，我國高端裝備制造行業(yè)，特別是一些新興高端制造缺乏統(tǒng)一規(guī)范的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和示范推廣標(biāo)準(zhǔn)，一些重大技術(shù)試驗數(shù)據(jù)缺乏標(biāo)準(zhǔn)處理范式，特別是新產(chǎn)品的研發(fā)過程涉及到多個學(xué)科、多個單位或部門，數(shù)據(jù)如何進(jìn)行交換，如何進(jìn)行描述和表現(xiàn)，迫切需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。有些大型的綜合試驗，設(shè)備來自不同的廠家，數(shù)據(jù)出自不同的研究機構(gòu)，事涉多個系統(tǒng)，怎樣把信息融合在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和互相交流，完成跨單位的協(xié)同，達(dá)到數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)間的交換，也對數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理提出了要求。另外，由于不同的試驗、不同的企業(yè)具有不同格式的數(shù)據(jù)，要保證試驗數(shù)據(jù)的可持續(xù)性，保證試驗數(shù)據(jù)的展示和分析，開發(fā)通用的分析軟件和數(shù)據(jù)挖掘工具，也需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理。除此之外，現(xiàn)在國際制造行業(yè)發(fā)展了很多應(yīng)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(tǒng)、不同的企業(yè)和不同的環(huán)節(jié)，也需要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范作為支撐?？梢?，標(biāo)準(zhǔn)化也是一個新技術(shù)應(yīng)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(zhàn)略，建立國家層面的“高端裝備制造標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫”，進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，達(dá)到數(shù)據(jù)存取的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)交換格式的規(guī)范化，實現(xiàn)不同廠家的TDM（試驗數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)數(shù)據(jù)能相互調(diào)用，一個集團(tuán)里不同研究單元的數(shù)據(jù)可以無障礙、無縫地便利提取。要從戰(zhàn)略的高度，不斷累積國家裝備制造業(yè)生產(chǎn)和試驗標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，不斷推進(jìn)低層級TDM系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)而達(dá)到對國家層面TDM系統(tǒng)的豐富和完善。

要在國家戰(zhàn)略層面建設(shè)國家高端裝備制造標(biāo)準(zhǔn)化體系，統(tǒng)一和規(guī)范高端裝備制造的生產(chǎn)和技術(shù)參數(shù)，擴大裝備產(chǎn)品的應(yīng)用性和適用性，推動制造企業(yè)全生命周期的信息集成服務(wù)。要通過標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)，推動企業(yè)技術(shù)中心，國家級制造工業(yè)實驗室、工程研究中心和工業(yè)園區(qū)的建設(shè)，推動高端裝備制造模式向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化方向發(fā)展，促使“云制造”概念的落地。

篇6

關(guān)鍵詞：專利分析；數(shù)控機床；加工過程；企業(yè)

中圖分類號：G353.1 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)據(jù)庫2005-2015年數(shù)控機床加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利進(jìn)行梳理，可以確定智能操作、智能化誤差位移補償技術(shù)、智能化維護(hù)監(jiān)控功能始終是近十年來的重點研發(fā)方向，專利數(shù)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(jiān)控技術(shù)、智能化驅(qū)動技術(shù)、智能化振動抑制技術(shù)專利數(shù)量較少，關(guān)鍵技術(shù)專利布局不夠明顯。

為了進(jìn)一步了解近年來數(shù)控機床加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)發(fā)展方向，對世界專利申請量排名前四位的企業(yè)從關(guān)鍵技術(shù)研究方向、同族專利等方面進(jìn)行深入剖析。

1 日本發(fā)那科公司

發(fā)那科公司關(guān)鍵技術(shù)方向主要是智能化誤差位移補償技術(shù)、智能化防干涉功能、智能化維護(hù)監(jiān)控功能和智能化驅(qū)動技術(shù)等。其中，智能化誤差位移補償技術(shù)專利申請數(shù)量最多，成為其最主要的技術(shù)研發(fā)方向。表1列出了發(fā)那科公司申請的同族專利所屬的國家、地區(qū)或者組織。除了在本國申請專利以外，發(fā)那科公司還在中國、美國、德國等5個國家和地區(qū)申請了專利。結(jié)合表2可以看出，發(fā)那科公司在中國申請專利數(shù)量與在其他機床生產(chǎn)和研發(fā)大國申請數(shù)量不相上下。從關(guān)鍵技術(shù)分布來看，智能化誤差位移補償技術(shù)成為發(fā)那科公司在包括中國在內(nèi)的同族專利所屬國家的主要技術(shù)布局方向，中國已經(jīng)成為同日本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家并列的世界主要機床廠商專利布局目標(biāo)市場。

2 日本三菱集團(tuán)

三菱集團(tuán)的研發(fā)涉及智能操作、自動編程、智能化維護(hù)監(jiān)控功能、智能化誤差位移補償技術(shù)和智能化驅(qū)動技術(shù)，其中智能操作技術(shù)專利申請數(shù)量最多，達(dá)到10件，而在智能化防干涉功能技術(shù)、智能化道具監(jiān)控技術(shù)和智能化振動抑制技術(shù)方面沒有進(jìn)行相關(guān)專利申請。

除了在本國申請專利以外，三菱集團(tuán)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(guān)鍵技術(shù)分布來看，智能操作技術(shù)成為三菱集團(tuán)在包括中國在內(nèi)的同族專利所屬國家的主要技術(shù)布局方向。

3 韓國斗山集團(tuán)

斗山集團(tuán)在智能操作技術(shù)方面申請專利數(shù)量最多，占全部專利申請數(shù)量的50%。在智能化防干涉功能技術(shù)、智能化維護(hù)監(jiān)控功能、智能化誤差位移補償技術(shù)方面也在積極地進(jìn)行相關(guān)專利申請，而在自動編程、智能化刀具監(jiān)控技術(shù)、智能化驅(qū)動技術(shù)和智能化振動抑制技術(shù)方面沒有進(jìn)行相關(guān)專利申請。

從韓國斗山集團(tuán)申請的同族專利所屬國家、地區(qū)或者組織情況來看，斗山集團(tuán)比較注重在本國進(jìn)行專利布局，在除本國以外的其他國家申請專利數(shù)量不多。從關(guān)鍵技術(shù)分布來看，智能操作技術(shù)成為斗山集團(tuán)在除中國以外的其他同族專利所屬國家的主要技術(shù)布局方向，其在中國申請的專利中智能操作技術(shù)占比達(dá)到44.4%。

4 德國通快集團(tuán)

通快集團(tuán)所申請專利涉及兩大方面關(guān)鍵技術(shù)，包括智能操作（7件）和智能化維護(hù)監(jiān)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(shù)、自動編程、智能化刀具監(jiān)控技術(shù)、智能化驅(qū)動技術(shù)和智能化振動抑制技術(shù)方面屬于技術(shù)空白區(qū)，通快集團(tuán)沒有進(jìn)行相關(guān)專利申請。

除在本國申請專利以外，該企業(yè)還在世界知識產(chǎn)權(quán)組織、歐洲專利局、美國、中國、印度、日本6個國家、地區(qū)或者組織申請了專利。

5 結(jié)語

綜合上述數(shù)控機床企業(yè)專利申請情況，分別從企業(yè)同族專利分布情況、關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向、企業(yè)間互相關(guān)關(guān)聯(lián)等方面，對國外數(shù)控機床加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)領(lǐng)域主要企業(yè)專利進(jìn)行分析，得出以下幾點結(jié)論：

一是從專利申請主體來看，日本企業(yè)專利申請數(shù)量占前十位企業(yè)總申請數(shù)量的52.28%，占據(jù)絕對的領(lǐng)先地位，我國企業(yè)只占15.6%，企業(yè)專利申請量不活躍。二是國外企業(yè)在我國的同族專利申請活躍，正積極在我國進(jìn)行專利布局，而我國大部分?jǐn)?shù)控機床企業(yè)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(chǎn)權(quán)組織申請。三是各國數(shù)控機床企業(yè)在世界范圍內(nèi)合作申請的專利寥寥無幾，大部分企業(yè)合作申請專利只是在本國內(nèi)進(jìn)行，國際間合作不夠深入。四是企業(yè)在關(guān)注數(shù)控機床加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)領(lǐng)域側(cè)重點略有不同。日本企業(yè)比較注重智能操作技術(shù)、自動編程和智能化誤差位移補償技術(shù)；韓國、德國和美國企業(yè)更注重智能操作技術(shù)；我國和英國則更關(guān)注智能化誤差位移補償方面的技術(shù)。

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篇7

【關(guān)鍵詞】 智能終端 發(fā)展 關(guān)鍵技術(shù)

前言：隨著時代的進(jìn)步，智能終端的普及程度不斷提升，用戶需求迅速增長，技術(shù)水平逐步提升，使得智能終端朝著智能化、便捷化與現(xiàn)代化的方向有序發(fā)展。然而，當(dāng)前卻面臨著終端硬件平臺狹窄、同質(zhì)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(fā)展關(guān)鍵技術(shù)，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(guān)鍵技術(shù)

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(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)15毫米內(nèi)自動感應(yīng)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(xiàn)操作，如同應(yīng)用鼠標(biāo)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(fā)展，現(xiàn)階段，主要存在話音輸入以及劃指文本這兩項感應(yīng)輸入技術(shù)。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(fā)出的Siri平臺。而劃指文本感應(yīng)建立在語言云計算之上，圍繞移動互聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)階段，市場上存在較多的控制器產(chǎn)品，例如，電阻觸控面板。電阻屏技術(shù)借助多層屏幕結(jié)構(gòu)內(nèi)部的觸發(fā)電阻層自身的電阻變動，依托計算觸點，仿效鼠標(biāo)進(jìn)行運作，該電阻觸控屏幕通常在工作狀態(tài)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(nèi)部的感應(yīng)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(huán)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(shù)，希望借助電容式觸屏，研制出性能更加優(yōu)良的觸控筆。

二、終端平臺安全技術(shù)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(yīng)用，然而，無論如何先進(jìn)與成熟的操作系統(tǒng)都不可避免存在漏洞，同時，不可能永遠(yuǎn)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(tài)系統(tǒng)，且已投入運營?，F(xiàn)階段，蘋果系列產(chǎn)品，主要通過應(yīng)用商城來，應(yīng)用經(jīng)由層層審核與嚴(yán)格的上架程序，一旦發(fā)現(xiàn)威脅用戶利益或者不良應(yīng)用軟件，便立刻將其移除。

2.2敏感應(yīng)用

智能手機中通常包含一些敏感信息，且此類信息至關(guān)重要，為規(guī)避惡意侵入，業(yè)界針對這一問題，提出借助芯片級設(shè)計來達(dá)到安全需求標(biāo)準(zhǔn)。安全硬件方案主要從設(shè)備硬件著手，這是因為依托硬件進(jìn)行劃分，設(shè)備包含常態(tài)與安全這兩個操作系統(tǒng)。在現(xiàn)實生活中，能夠借助特定的芯片實現(xiàn)安全運行，還可依托硬件設(shè)備來構(gòu)建兩套硬件環(huán)境，以供常態(tài)和安全操作系統(tǒng)分別運行。安全操作系統(tǒng)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(jìn)而展現(xiàn)重要的交易界面。

三、終端云服務(wù)技術(shù)的演進(jìn)

3.1云存儲服務(wù)

市場上針對智能終端，面向云服務(wù)，研發(fā)設(shè)計出云存儲服務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及終端公司紛紛推廣和開辟云盤業(yè)務(wù)，HTC與百度都加入了這一行列，同時，電信運營商也面向內(nèi)部的手機品牌開拓云存儲服務(wù)。該服務(wù)的出現(xiàn)可幫助終端及時備份，擁有光明的發(fā)展前景，將變成各個終端內(nèi)部實現(xiàn)內(nèi)容信息共享的平臺。

3.2應(yīng)用安全便捷分發(fā)技術(shù)

各個層面的應(yīng)用都將朝著云端的方向發(fā)展，或者借助云端剖析超額工作工序，在未來，云服務(wù)將側(cè)重在線服務(wù)開發(fā)，由此所產(chǎn)生的效益將是十分可觀的。然而，傳統(tǒng)應(yīng)用存在不足，尤其是商業(yè)企業(yè)與政府機構(gòu)卻無法有效移植終端。對于各個企業(yè)而言，現(xiàn)階段，其應(yīng)用平臺主要為瀏覽器以及客戶端技術(shù)，無法穩(wěn)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(tǒng)使用模式更愈發(fā)不適應(yīng)，無法滿足具體的使用需求。

自云虛擬化技術(shù)問世以來，技術(shù)架構(gòu)出現(xiàn)本質(zhì)改變。借助應(yīng)用虛擬化將傳統(tǒng)應(yīng)用有效改造成依托服務(wù)、參照需求開展分配活動的架構(gòu)。建立在應(yīng)用虛擬化之上的安全便捷分發(fā)技術(shù)，顯著降低了接入標(biāo)準(zhǔn)，同時，減小了終端軟件與平臺之間的耦合度。

結(jié)語：終端平臺計算呈現(xiàn)出同質(zhì)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(shù)、開發(fā)平臺等決定著終端產(chǎn)品的整體實力。因此，我們科學(xué)看待終端關(guān)鍵技術(shù)，深入研究，不斷優(yōu)化，積極改進(jìn)，全面提升關(guān)鍵技術(shù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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(yōu)惠政策相繼落地，極大地激發(fā)了中國企業(yè)和消費者對新能源汽車的熱情以及新能源汽車發(fā)展的內(nèi)生動力，這些政策也顯示了中國發(fā)展新能源汽車以實現(xiàn)制造崛起的決心。

2015年5月8日，國務(wù)院《中國制造2025》規(guī)劃，成為中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年藍(lán)圖。中國電動汽車百人會信息部主任沈承鵬認(rèn)為，規(guī)劃中明確提出了繼續(xù)支持電動汽車、燃料電池汽車發(fā)展。

作為全球最大的汽車電子企業(yè)之一，英飛凌中國汽車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人徐輝對記者表示，包括《中國制造2025》在內(nèi)，中國政府一系列發(fā)展策略對中國新能源汽車發(fā)展而言頗具亮點。目前新能源汽車領(lǐng)域中，中國本土的電機、電控、電池生產(chǎn)制造和設(shè)計能力都不落后于國際水平，新能源汽車已經(jīng)成為中國產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)和中國制造很好的體現(xiàn)。

記者從北京、深圳多家新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)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(yīng)求的狀態(tài)，很多工廠都在進(jìn)行滿負(fù)荷生產(chǎn)。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(fā)展，展現(xiàn)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(yīng)，2015年上半年，特斯拉充電建設(shè)負(fù)責(zé)人表示，特斯拉不僅要在中國推進(jìn)超級充電樁網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，還將繼續(xù)與中國政府和產(chǎn)業(yè)合作伙伴加強合作，積極配合國家電網(wǎng)等企業(yè)共同建設(shè)電動汽車公共充電基礎(chǔ)設(shè)施。

“傳統(tǒng)車領(lǐng)域國外有著百年發(fā)展歷史，在可預(yù)見的未來，中國‘超車’難度太大?！北逼履茉雌嚬煞萦邢薰究偨?jīng)理鄭剛說，“但在新能源汽車領(lǐng)域，特別是純電動技術(shù)路線，大家都是5年前起跑?！?/p>

盡管技術(shù)瓶頸少于傳統(tǒng)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(yè)仍然需要突破少數(shù)關(guān)鍵技術(shù)的障礙。在面臨的引導(dǎo)消費、充電設(shè)施、核心技術(shù)等眾多挑戰(zhàn)中，技術(shù)仍然是關(guān)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(guān)鍵技術(shù)中仍需中國車企有效突破。業(yè)內(nèi)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(chǎn)的廠商就很少。從設(shè)計到制造再到量產(chǎn)，汽車工業(yè)化的電子芯片和模塊往往需要4至6年的生產(chǎn)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(chǎn)品，再經(jīng)過多年的積累的技術(shù)經(jīng)驗，才能夠入手生產(chǎn)。

鄭剛說，這些年來中國汽車制造技術(shù)進(jìn)步不小，大規(guī)模流水線制造水平和國外已經(jīng)很接近，但智能化制造差距還很大。

徐輝認(rèn)為，要真正達(dá)到《中國制造2025》的目標(biāo)，還需要汽車車廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、系統(tǒng)調(diào)試、零部件生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，都要達(dá)到智能化生產(chǎn)，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(fā)和生產(chǎn)。讓電池的能量密度比、體積密度比大大進(jìn)步，使成本大大降低，這不僅是中國新能源汽車發(fā)展方向所在，也是中國實施制造崛起的一個體現(xiàn)。

篇9

【關(guān)鍵詞】智能變電站 網(wǎng)絡(luò)報文分析 關(guān)鍵技術(shù)分析

將智能變電站引入過程層后，可使電纜進(jìn)行信號量、模擬量的采集以及一次設(shè)備的控制轉(zhuǎn)為過程層光纖網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)而替代傳統(tǒng)的控制和交流電纜。在智能變電站在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行過程層工作時，其狀態(tài)的優(yōu)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(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)，采用了IEEE1588 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化對時協(xié)議，以保證IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站站控層以及過程層網(wǎng)絡(luò)的分析、監(jiān)視得以實現(xiàn)。針對IEC 61850 的通信技術(shù)的復(fù)雜性，只有使用更專業(yè)的設(shè)備才能對整個通信系統(tǒng)的進(jìn)行評估和分析，已達(dá)到掌控通信系統(tǒng)全貌的工作狀態(tài)。從而使在通信系統(tǒng)的使用過程中出現(xiàn)的問題得以解決。本文從智能變電站的網(wǎng)絡(luò)報文采取的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，旨在解決其過程層網(wǎng)絡(luò)報文分析的技術(shù)難題。

1 智能變電站的基本概念

智能變電站是利用先進(jìn)環(huán)保的設(shè)備，滿足站內(nèi)的通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、全站信息的數(shù)字化以及信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化需求。同時，能自動進(jìn)行信息的計量、保護(hù)、測量、控制、采集等任務(wù)。還能根據(jù)電網(wǎng)條件實現(xiàn)職能調(diào)整、實時控制、在線分析等功能的變電站。

2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)報文分析

智能變電站網(wǎng)絡(luò)報文分析主要作用于智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及站控層，其分析網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的所有通信報文。使自動化系統(tǒng)的運行狀況透明，及時發(fā)現(xiàn)異常運行狀態(tài)并進(jìn)行報警處理。通過離線分析找出系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)問題的關(guān)鍵點，分析問題出現(xiàn)原因并引導(dǎo)相關(guān)工作人員更快制定出解決方案。智能變電站網(wǎng)絡(luò)報文分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用“1 臺網(wǎng)絡(luò)報文分析裝置+N 臺網(wǎng)絡(luò)報文記錄裝置”的構(gòu)成模式。

3 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)分析

IEC61850的應(yīng)用、電子式互感器、在線監(jiān)測、電子式互感器都包含在智能變電站關(guān)鍵技術(shù)的范圍內(nèi)。筆者將對以上四種技術(shù)進(jìn)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(yīng)用

IEC61850的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)主要有這三種信息服務(wù)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(guī)范）以及SV（采樣值）。GOOSE這種信息服務(wù)模型不僅規(guī)范了間隔層IED之間的開關(guān)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(hù)應(yīng)用對時效性的高要求。MMS通信機制規(guī)范了站控層的監(jiān)控主機與間隔層IED之間報文傳輸?shù)木S護(hù)，使得各種IED的運行信息標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容傳遞給主站的過程順暢。SV的通信機制則有效的規(guī)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(shù)字信息往來直接。IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用技術(shù)因其清晰、統(tǒng)一的層次信息模型，使許多源自不同廠家的設(shè)備得以相互操作。淘汰了利用變電站中大量的協(xié)議轉(zhuǎn)換器來簡化網(wǎng)絡(luò)層次的傳統(tǒng)操作方式。此外，IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用技術(shù)是開放性的協(xié)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(shù)

電子式互感器的工作是由一次側(cè)高電壓、大電流轉(zhuǎn)變傳輸信號開始的。具有良好絕緣性的光纖傳輸?shù)蕉卧O(shè)備，經(jīng)過低壓側(cè)進(jìn)行處理后再輸出。電子式互感器技術(shù)的動態(tài)范圍很寬，其相應(yīng)的頻率響應(yīng)范圍也廣，使高壓電力線上的諧波測出順利?，F(xiàn)階段在進(jìn)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(yīng)用。在此進(jìn)行項目試點的過程中既積累了經(jīng)驗又為提高電子式互感器的成熟度做出了貢獻(xiàn)，其日后電子式互感器產(chǎn)品的造價及推廣創(chuàng)造了穩(wěn)定的技術(shù)條件。

3.3 在線監(jiān)測技術(shù)

電力在智能變電站的一次設(shè)備變化中，在線監(jiān)測技術(shù)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(shù)保護(hù)。在線監(jiān)測技術(shù)使利用利用傳感器來進(jìn)行工作的，使電網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)自動化、可觀測和可控制性，這是智能設(shè)備的的工作核心。在對斷路器進(jìn)行在線監(jiān)測的過程中，隨著信號處理和傳感器技術(shù)的提升，使斷路器在線監(jiān)測的盲區(qū)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(jiān)測的變化結(jié)果傳送出來，保證了設(shè)備的健康運行。利用斷路器在線監(jiān)測技術(shù)還可以對斷路器的運行工況進(jìn)行監(jiān)測，實時傳送斷路器記錄的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，保證斷路器工作始終處于正常狀態(tài)。智能監(jiān)測技術(shù)的實現(xiàn)加快了變電站二次系統(tǒng)全數(shù)字化進(jìn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為電網(wǎng)的更好更快地運行提供技術(shù)支持。

4 總結(jié)

根據(jù)現(xiàn)有智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的界定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，筆者研究出了智能變電站網(wǎng)絡(luò)報文分析的幾種運行方案。主要內(nèi)容有海量數(shù)據(jù)信息的存儲與處理以及高精度數(shù)據(jù)同步這兩方面關(guān)鍵技術(shù)的研究。筆者通過對大容量多硬盤的存儲技術(shù)的開發(fā)研究，成功的解決了智能變電站網(wǎng)絡(luò)報文分析的難題。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

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

作者單位

篇10

【關(guān)鍵詞】機器人；工業(yè)機器人；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)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(yè)機器人以來，機器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，已成為柔性制造系統(tǒng)（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的自動化工具。

廣泛采用工業(yè)機器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。和計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。

一、工業(yè)機器人的應(yīng)用情況

經(jīng)過五十多年的發(fā)展，工業(yè)機器人已在越來越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中，尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機器人得到了廣泛的應(yīng)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(yè)中，機器人都已逐步取代了人工作業(yè)。

隨著工業(yè)機器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應(yīng)用范周還在不斷地擴大，已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)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(yè)機器人都已被大量采用。機器人正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。

二、國內(nèi)外工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

1、國外工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

在國外，工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)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(jīng)成為其所在地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)。國外專家預(yù)測，機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會（UNECE）和國際機器人聯(lián)合會（IFR）的統(tǒng)計，世界機器人市場前景看好，從20世紀(jì)下半葉起，世界機器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭[1]。

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)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(chǎn)線及物流與倉儲自動化設(shè)備的集成供應(yīng)商。目前，日本、意大利、德國、歐盟、美國等國家產(chǎn)業(yè)工人人均擁有工業(yè)機器人數(shù)量位于世界前列，全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機器人的使用實踐表明，工業(yè)機器人的普及是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高社會生產(chǎn)效率，推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。

2、國內(nèi)工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

在降低制造成本，解決用工嚴(yán)重不足等口號的呼喊下，近年來機器人產(chǎn)業(yè)在全世界范圍內(nèi)興起。中國作為世界工廠，面臨的形式更是尤為的嚴(yán)重。有數(shù)據(jù)顯示中國每年工業(yè)機器人的裝機量約占全球的1/8，僅次于日本、韓國，預(yù)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(yè)機器人最多的國家。自2009年以來，中國機器人市場持續(xù)快速增長，工業(yè)機器人年均增長速度超過40%，到目前為止，中國工業(yè)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(wù)機器人在國內(nèi)也在逐步進(jìn)入市場。隨著我國門戶的逐漸開放，國內(nèi)的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)工業(yè)機器人市場的實際情況，把握我國工業(yè)機器人研究的相關(guān)進(jìn)展，顯得十分重要。

2012年，四種新型工業(yè)機器人在中國哈爾濱研制成功。專家們認(rèn)為這標(biāo)志著我國已經(jīng)掌握了第一代工業(yè)機器人的生產(chǎn)技術(shù)，新的機器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在我國誕生。這四種工業(yè)機器人分別是哈爾濱工業(yè)大學(xué)和哈爾濱風(fēng)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(yè)大學(xué)與航天部811廠等單位聯(lián)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(biāo)點焊機器人。

近年來，中國河南洛陽市越來越多的企業(yè)開始引進(jìn)工業(yè)機器人等智能設(shè)備，但目前國內(nèi)使用的機器80%是國外制造。位于洛陽工業(yè)園區(qū)的沃德福集團(tuán)高端智能裝備制造基地項目，總投資1。5億元，將研發(fā)制造6軸工業(yè)機器人等高端智能設(shè)備，達(dá)到年產(chǎn)1萬臺工業(yè)機器人的生產(chǎn)、裝配能力。該項目計劃2014年建成投產(chǎn)，預(yù)計年產(chǎn)值20億元，不久將在這里首次實現(xiàn)先進(jìn)工業(yè)機器人大批量生產(chǎn)制造。隨著便宜勞動力時代的結(jié)束，可以預(yù)計工業(yè)機器人將迎來一個偉大的時代，不僅在工業(yè)上，而且在服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，從而推動一大批行業(yè)的發(fā)展，如高端制造業(yè)、制造業(yè)的個性化、醫(yī)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(guān)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(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)，通過研制、生產(chǎn)、應(yīng)用等多個層面的不斷探索，在技術(shù)攻關(guān)和設(shè)計水平上有了長足的進(jìn)步?？偟膩砜?，已經(jīng)掌握了工業(yè)機器人的設(shè)計、制造、應(yīng)用過程中的多項關(guān)鍵技術(shù)，能夠生產(chǎn)出部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人[2]。一些相關(guān)科研機構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機器人操作機的優(yōu)化設(shè)計制造技術(shù)；工業(yè)機器人控制、驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù)；機器人軟件的設(shè)計和編程技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)；弧焊、點焊及大型機器人自動生產(chǎn)線（工作站）與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)等，某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近了國際先進(jìn)水平，中國工業(yè)機器人在世界工業(yè)機器人領(lǐng)域已占有一席之地。

三、工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢

工業(yè)機器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實踐證明，它在提高生產(chǎn)自動化水平，提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)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(guān)注。

1、國外發(fā)展趨勢

日本將機器人列為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，韓國將機器人作為“增長發(fā)動機產(chǎn)業(yè)”，各發(fā)達(dá)國家政府早年通過制定政策，采取一系列措施鼓勵企業(yè)應(yīng)用機器人，設(shè)立科研基金鼓勵機器人的研發(fā)設(shè)計，從政策上、資金上給予大力支持，工業(yè)機器人的應(yīng)用和研究走在世界的前列。世界工業(yè)機器人市場普遍看好，各國都在期待機器人的應(yīng)用研究有技術(shù)上的突破。從近幾年世界機器人推出的產(chǎn)品來看，工業(yè)機器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；伺服驅(qū)動技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實用化；工作環(huán)境設(shè)計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面[3]。

國外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：

（1）工業(yè)機器人性能不斷提高，而單機價格不斷下降。

（2）機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。

（3）工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)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(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。

（5）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。

（6）當(dāng)代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，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(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進(jìn)入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的索杰納機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)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(fā)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(yīng)用的領(lǐng)域[4]。

2、國內(nèi)發(fā)展趨勢

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

國家下一步的發(fā)展思路，將發(fā)展以工業(yè)機器人為代表的智能制造，以高端裝備制造業(yè)重大產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展工程為平臺和載體，系統(tǒng)推進(jìn)智能技術(shù)、智能裝備和數(shù)字制造的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)我國高端裝備制造的重大跨越。具體分兩步進(jìn)行：第一步，2012～2020年，基本普及數(shù)控化，在若干領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)化，為我國制造模式轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)；第二步，2021～2030年，全面實現(xiàn)數(shù)字化，在主要領(lǐng)域全面推行智能制造模式，基本形成高端制造業(yè)的國際競爭優(yōu)勢。

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

（1）工業(yè)機器人智能化體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

研究開放式，模塊化的工業(yè)機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工業(yè)機器人系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方法，形成切實可行的系統(tǒng)設(shè)計行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，以便于系統(tǒng)的集成，應(yīng)用與改造。

（2）工業(yè)機器人新型控制器技術(shù)

研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工業(yè)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(tǒng)；針對應(yīng)用需求，設(shè)計基于高性能，低成本總線技術(shù)的控制和驅(qū)動模式。深入研究先進(jìn)控制方法，策略在工業(yè)機器人中的工程實現(xiàn)，提高系統(tǒng)高速，重載，高追蹤精度等動態(tài)性能，提高系統(tǒng)開放性。通過人機交互方式建立模擬仿真環(huán)境，研究開發(fā)工業(yè)機器人自動/離線編程技術(shù)，增強人機交互和二次開發(fā)能力。

（3）工業(yè)機器人智能化作業(yè)技術(shù)

實現(xiàn)以傳感器融合，虛擬現(xiàn)實與人機交互為代表的智能化技術(shù)在工業(yè)機器人上的可靠應(yīng)用，提升工業(yè)機器人操作能力。除采用傳統(tǒng)的位置，速度，加速度等傳感器外，裝配，焊接機器人還應(yīng)用了視覺，力覺等傳感器來進(jìn)行實現(xiàn)協(xié)調(diào)和決策控制，基于視覺的噴涂機器人姿態(tài)反饋控制；研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)與人機交互環(huán)境建模系統(tǒng)。

（4）成線成套裝備技術(shù)

針對汽車制造業(yè)，焊接行業(yè)等具體行業(yè)工藝需求，結(jié)合新型控制器技術(shù)和智能化作業(yè)技術(shù)的研究，研究與行業(yè)密切相關(guān)的工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)，以工業(yè)機器人為核心的生產(chǎn)線上的相關(guān)成套裝備設(shè)計技術(shù)，開發(fā)弧焊機器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置，噴涂線的噴涂設(shè)備的研制以及相關(guān)功能部件并加以集成，形成我國以智能化工業(yè)機器人為核心的成線成套自動化制造裝備。

（5）系統(tǒng)可靠性技術(shù)

可靠性技術(shù)是與設(shè)計、制造、測試和應(yīng)用密切相關(guān)的。建立工業(yè)機器人系統(tǒng)的可靠性保障體系是確保工業(yè)機器人實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。在產(chǎn)品的設(shè)計環(huán)節(jié)、制造環(huán)節(jié)和測試環(huán)節(jié)，研究系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)，從而為工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用提供保證。

我國的機器人產(chǎn)業(yè)化必須由市場來拉動。機器人作為高技術(shù)，它的發(fā)展與社會的生產(chǎn)、經(jīng)濟狀況密切相關(guān)。機器人的研制、開發(fā)只有從技術(shù)上實現(xiàn)可能性大為原則選擇機器人優(yōu)先應(yīng)用的領(lǐng)域，并以此為突破口，向其他領(lǐng)域滲透、擴散至為重要。

綜合國內(nèi)外工業(yè)機器人研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，工業(yè)機器人的研究正在超智能化、模塊化、系統(tǒng)化、微型化、多功能化及高性能、自診斷、自修復(fù)趨勢發(fā)展，以適應(yīng)多樣化、個性化的需求向更大更寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。

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