智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势探讨

蔡春堂

（四川职业技术学院 机械工程系，四川 遂宁 629000）

一、前言

现阶段，由于信息技术、新能源技术以及生物技术等前沿研究领域的进一步发展革新，从而引起新的产业变革。著名美国学者杰米·里夫金将这一变革称为“能源互联网”，其主要意思是说将可再生能源与互联网技术相互融合，进而让世界的能源变为人类共享的资源。英国著名的相关学者对于这项产业革命的定义与前者有较大的不同，其认为这次产业变革的核心应当为智能机器人、3D打印技术以及新型材料等智能制造业[1]。这两位学者的相关研究都引起了各国相关学者对于这此产业变革的思考。我国相关学者吕铁与邓洲针对此论题，结合我国经济的发展现状，提出“能源互联网”相较于“智能制造业”的产业变革更加适用于我国的社会发展。经过其深入的研究，他们将这次产业变革定义为，新兴技术的全面使用，进而推动了制造业朝着数字智能化的方向变革。我国著名学者刘振亚最近几年提到，“第三次工业革命的重要标志之一就是全球能源体系正在发生的重大变革，智能电网是承载第三次工业革命的基础平台，对第三次工业革命具有全局性的推动作用。”2013年我国学者进一步提出“智能化比起信息化，更加具有深刻的含义。制造业作为第三次工业革命的主导产业，进一步显示出制造业智能化革命的必然性，是使整个国名经济系统智能化的保障”综上，我们不难发现“智能化”才是当今产业变革的核心内容。

二、研究智能制造的意义

随着世界产业变革速率的加剧，以及“第三次工业革命”进程的不断推进。致使世界经济以及众多产业格局正发生着巨大的变革，故此通过研究产业变革的核心内容，智能化，对于国家经济的发展具有重要的意义。

1.理论视角

首先，我们以产业组织理论来看智能制造的意义，随着世界产业变革速度的不断加快，致使智能制造的企业呈现出纵向发展以及信息网络化的趋向，进而促使企业由传统的大企业主导型与供应链主导型朝着生态产业主导型的方向迈进，进而导致企业的组织结构朝着横向发展。相较于之前，企业的规模化已经不能成为企业的优势与核心竞争力，生态化的产业以及区域网络型的企业成为了时代的新宠儿。再者，笔者认为，智能制造实质是将制造业与服务业进行有机地结合，即加重制造行业的服务色彩，这为企业产业的发展提供了新方向。即杜绝以往国家对于产业的分化，而是适应于当今的时代，将产业进行适度地融合，进而推进产业的发展[2]。再者，从产业政策的理论来看，像中国这类新兴的工业化发展国家来说，在产业变革时代，是参考国外的智能制造发展路径，还是积极创新探索新型的产业发展战略，是我国当前面临的重要问题。

2.实际视角

我国在《中国制造2025》中明确指出中国的制造业在未来的发展方向以及建设目标。现阶段正是产业变革时代的关键期，哪个国家能够掌握最新的前沿领域技术，其就能领跑于世界的发展。对于智能制造来说，虽然众多发达国家研究开展时间早、设备更为先进，但在现实中，其实各个研究智能制造的主要国家之间的差距并不大，故此，我国有可能、也有能力赶超众多发达国家的技术。故此，我们应当不懈努力，把握住这个科技发展的新机遇，进而大幅度提高我国相关科学技术水平，帮助国家正真地立足于世界之林中。综上，我们应当，抓住时代的脉搏，深入研究智能制造的本质，充分把握其在我国产业革新中的应用，推进我国产业朝着更加智能化、生态化的方向迈进。

三、对于智能制造的研究概述

对于世界“第三次工业革命”的本质研究，各国众多学者展开了激烈的探讨，但就目前来看，更多的学者还是将其本质归入到“制造业智能化”之中。故此我们可以得出，智能制造将会引领这个时代，各种产业的发展。

对于智能制造来说，已经不再属于新兴事物的范畴，其发展由来，是以信息技术的不断进步与普及化由来的。早在上个世纪八十年代，计算机技术以及制造技术就被人们充分地运用到我国的先进制造产业之中[3]。其由来，是因为当时的传统管理方式不能够较好地适应于先进的制造产业中，故此人们就将传统的制造技术与计算机技术、智能技术相互融合，从而产生一种新型的制造智能系统。对于智能制造的概念，我们可以从美国学者怀特与布恩联合出版的《智能制造》之中找到相关论述，其认为“智能制造的目的是通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器控制对制造技工的技能和专家知识进行建模，以使智能机器人在没有人工干预的情况下进行小批量的生产。

四、对于现阶段主要国家智能制造战略的分析

1.中国

我国于2015年5月19日，发布了《中国制造2025》的报告，其中提出，当今世界各国对于科技研发的积极性以及对于创新力的投入，进而推动了世界云计算、生物工程与新能源等众多前沿技术的进一步发展。当今，正是世界产业变革的关键阶段，为我国相关科技产业的发展带来了发展新机遇。另外在产业的战略部署方面，我国应当将重心放到智能制造的上，促进产业之间的融合，促使生产业能够更加具有智能化，全面促进我国各类企业对于产业的积极转变，并提高企业的创新水平以及服务的智能化水准。

2.美国

美国于2011年提出“先进制造业伙伴计划”。具体内容为，强化美国对于先进制造的重视程度，进而提高美国各项重要的制造业发展水平，从而增强美国在未来世界中的影响力。美国在2012年继2011年的制造计划后，又进一步提出了“先进制造业国家战略计划”，该项计划的提出，主要来源与政策的优化方面，进而给美国的先进制造业创造了一个更加健康的环境，提高该产业的创新能力以及市场规模[4]。进而推进美国的各个私人、公共部门对其进行基础设施投资建设。

在智能制造板块，美国早在本世纪初就设立了相关的智能制造组织。随后这个组织发布了“实施21世纪智能制造”的报告。这个报告为美国众多智能制造企业指明了发展方向，即智能制造企业应当充分与各个环节的制造接轨，使企业由工厂到产业的经营链条，都能对企业资产进行虚拟追踪。这种方式，最后将使企业在一个活动性强、创新的制造氛围中，进一步优化企业的制造效率。

3.日本

日本与上个世纪提出的“机器人新战略”计划后，日本的机器人技术就被迅速广泛地应用与各个工厂之中。随后，在本世纪初日本制定了《新产业创造战略》，在此战略中，日本进一步将机器人作为新产业发展的重点。随着近几年来世界产业变革的加剧，致使日本人更加重视新兴制造业的发展。2013年，日本制造业白皮书将新能源、机器人技术等纳入了国家今后的重点发挥发展项目中。2014年的《制造业白皮书》，进一步提出，日本制造业应当充分依托于“大数据”，进而转型为新一代的制造业。

4.德国

德国的“工业4.0”对于世界的影响十分深远。于2013年，德国发出了《保障德国制造业的未来--关于实施工业4.0战略的建议》报告，该报告，正式指明德国“工业4.0”战略的发展道路。其中该报告的具体内容指出，“德国在制造技术创新，复杂工业过程管理以及信息技术领域都领先与世界各个国家，正是因为这些因素才保障了德国在制造行业上的重要地位。”

五、智能制造核心信息设备

1.智能制造核心信息设备的要求与目的

智能制造核心信息设备的具体内涵为，在制造的过程中，为了获取各个制造环节的相关信息，从而实现动态监控、决策分析以及实时操控通讯的核心基础设备。现阶段，随着我国经济下行压力的增大，促使我国制造业必须要加快转变产业结构，积极将智能制造运用到制造产业之中，从而帮助我国面对困境，提高国际影响力与竞争力。此外，为了实现我国“中国制造2015”的伟大构想，需要国家建设能够与中国制造业匹配的相关基础设施体系。

2.智能制造核心信息设备的关键技术

2.1 人工智能技术

人工智能是通过研究知识工程、模式识别、情境感知、自行决策、自行决策、可视化等多项核心技术，进而完善智能制造核心信息设备的科学智能性水平。此外，对于人工智能技术的数据质量与数量我们都应当统筹兼顾[5]。只注重数据数量，而不注重数据质量，就会导致这类人工智能的产品不能较好地满足于人们的需求。故此，针对与智能技术的数据质量与数据数量，现今大多数科技企业都对其投入了大量的人力、物力、财力成本投入到数据的优化之中。

2.2 虚拟现实技术

虚拟现实技术主要研究的是三维空间的定位技术、以及物联网的三维空间建模、交互与搜索等技术。其中虚拟现实技术，是一种将摄像机地位的位置与角度加以实时地处理，进而在其中加以对应画面的技术，这种技术能够将显示屏中的虚拟画面套用到现实中，并与人进行互动[6]。对于虚拟现实技术与空间定位技术、计算机图形成像技术等有着很大的联系。该项技术在我国尚没有形成较为完整的技术体系。

2.3 工业传感器核心技术

工业传感器核心技术，主要的研究对象有传感器无线通讯技术、传感器可靠性设计与试验技术、传感器信号处理技术与传感器精密制造与检测技术。现阶段，无线传感器对于网络节点的处理能力与无线通讯能力在我国有着极高的应用价值，可以被广泛地应用到我国的军事、商业、医疗行业等各行各业之中。

六、结语

现阶段，世界各国都针对与智能制造提出了相关的发展策略。我国也不例外，提出了《中国制造2025》的战略，但该战略在具体实施的过程中，还是存在一定的不足。故此，需要相关人员深入全面地分析我国智能制造的发展现状，并找到我国智能制造技术以及理论上存在的诸多问题，进而为我国智能旨在的发展找到正确方向。最后，还需要相关人员切实找到适宜我国国情的智能制造持续发展的路径，从而为我国诸多与之相关产业的发展路径转变提供素材，进而从根本上推进我国制造业发展水平的进一步提高。