时间：2024-01-03 10:56:10
导语：在智能制造概念的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
中国重汽集团动力公司信息中心主任姜琦认为，装备的智能化是关键点；
香江国际（HKI）制造产业集群IT经理刘新荣说智能制造不能“单兵作战”，要全面布局……
《中国信息化周报》记者独家采访多位制造企业CIO，
研究和探讨他们眼中的“智造”机会。
伴随着能源价格上涨、赋税增加、劳动力和土地成本提高等问题的出现，我国制造业低成本竞争优势持续削弱，工业制造业急切需要转型升级。
在新一轮的产业变革浪潮中，制造业走向智能制造是历史发展进程的必然，是科技变革的导向，企业如何积极、稳妥、实效地推进智能制造，作为信息化的“掌权”者、排头兵，CIO该如何把握“智造”机会，值得深思和探讨。
2015年，我国《中国制造2025》，全面推进实施制造强国战略；同年，工业和信息化部批准了46个智能制造试点示范项目和94个智能制造专项，还了《国家智能制造标准体系建设指南（2015版）》。
2016年是我国“十三五”开局之年，也是业界普遍认为的我国系统推进智能制造的发展元年。为了贯彻落实《中国制造2025》并将智能制造的顶层设计进一步完善，近日国务院四部委印发了制造业5大工程实施指南之一《智能制造工程实施指南（2016-2020）》（以下简称《指南》）。《指南》为制造业企业发展智能制造指明了基本原则、总体目标、重点任务、组织实施、保障措施等。它是国家对发展智能制造的总体布局和蓝图设计，是企业发展智能制造的纲领性指导意见。
智能制造不仅仅在我国得到了国家层面的政策支持，已经成为全球新一轮制造变革的核心内容，世界各国纷纷加快谋划和布局，力图抢占先进制造业发展的制高点。美国“三位一体”推进智能制造发展，政府、行业组织、企业联盟分别针对关键共性技术、智能制造系统平台和工业互联网加以布局；欧盟的“数字化议程”将智能制造作为重点研发与推进的方向；德国实施“工业4.0”战略。
然而，智能制造究竟是什么？包含哪些范畴？目前业界并没有达成共识。概念、诠释，不同背景的专家学者众说纷纭，容易让制造企业无所适从。在工业和信息化部原副部长杨学山看来，新工业革命、工业4.0、智能制造、工业互联网，这些概念大爆炸的背后都是一样的，只是用了不同的包装而已。“但是，这确实说明，制造业正在发生重大变革。”杨学山肯定地说道。
在近日召开的第三届世界互联网大会上，鸿海集团董事长郭台铭发表的观点值得参考。他认为，下个时代智能制造的产业革命是分享与共享跨界大数据，包括用户大数据、制造流程大数据以及供应链大数据，只有将这三大流程所产生的大数据彼此互通互联，才会产生真正的智能制造。
关键词：工业4.0；智能制造；模具制造业；3D打印技术
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.018
1 工业4.0与智能制造
工业4.0的核心理念是信息系统和物理系统的深度融合，从而产生具有“人-机”、“机-机”相互通信能力的信息物理融合系统（CPS）。CPS将是一个包含计算、网络和物理世界的复杂系统，通过计算机技术、通信技术和控制技术的有机融合与深度协作，来实现信息世界与物理世界的紧密融合。结合制造业的发展，工业4.0提出了智能制造的概念，它是基于现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能技术，通过感知、人机交互、决策、执行和反馈的方式，来实现产品设计过程、制造过程和企业管理及服务过程的智能化，是信息技术与制造技术的深度融合与集成。智能制造是一种可持续的制造模式，它有助于优化产品的设计和制造过程，大幅度减少生产资料和能源的消耗以及各种废弃物的产生，能够同时实现循环再生和减少污染。实现智能制造的智能工厂将由物理系统和虚拟信息系统组成，被称为信息物理生产系统（CPPS），它是未来制造业的重要组成单位。
2 工业4.0对模具制造业的影响
2.1 3D打印技术的使用
3D打印制造技术作为工业4.0生产模式的突破口，具有分布式制造的重要特征。3D打印制造技术是根据计算机的三维设计和计算，通过软件程序和数控系统将特定功能材料逐层堆积固化的快速成型制造技术。
传统的模具制造技术存在其自身局限，比如生产成本高，一般适用于与之对应的注塑件或冲压件的大规模生产。而且模具的开发技术难度大，特别是对于外观复杂的工业产品或零件而言，其外观越复杂，模具的研发费用越高，开模周期越长，加工成本越高。
3D打印技术可用来加工外观复杂的产品，同时缩短产品研发周期。对于那些生产成本较高的新模具，可以先通过3D打印的方式得到少量产品，待其投放市场后观察动态，再制造更多的模具来进行大批量生产，这样可以避免模具开发前期的投入过高对企业造成的潜在风险；3D打印技术可以精确地制造出零件中的任意结构细节，这些组成整套模具的零件被3D打印技术制造出来后，可以有效地知道模具的装配工艺，避免模具在机构和工艺上的设计失误；在高端精密模具中，随形冷却水道的设计和应用是很广泛的，然而这里无法使用传统的机械加工技术来完成，但3D打印技术能够被用来制造此类复杂的模具，其效果可使模具在需要的部分快速降温，缩短注塑件的成型周期，从而提高生产效率。
2.2 模具的智能制造
根据工业4.0的特点，模具制造业可以通过运用人工智能、物联网、大数据、云计算等手段改造生产流程、管理系统和商业模式，从而缓解该行业的生产成本高、开发周期短的压力。营造智能制造的生产环境，可以改变模具制造业的生产模式，提高产品质量和生产效率。例如日本最大的模具标准零件供应商――米思米（MISUMI）公司，通过使用附着在零件上的RFID电子标签来自动识别相应的作业和制造流程，并通过这些信息，自动重组、配置最适合的生产单元、生产线及工厂，从而不断完善多品种、小批量的生产模式，使得更加灵活机动的多品种、多需求生产和订单管理成为可能。该公司的独特业务模式，构筑了其全球迅速交货体制，实现了商业创新和流程、生产方式的再造；例如某模具制造公司通过对大规模生产的注塑件或冲压件的产品的三维形态扫描和具体尺寸的大数据分析，将产品的尺寸缺陷反馈给模具制造设备，从而发现了用于规模生产的模具的局部缺陷。然后，该公司便可通过模具的三维CAD数字模型的改进，指导3D打印设备，对已使用的模具进行缺陷修复（局部三维再加工和局部修正）或者设计、制造新的模具来替代。整个测量、分析系统的数字化以及产品测量设备与模具制造设备的互联，使得模具开发和改进变得更加智能化；例如通过分析注塑件或冲压件的产品订单、库存情况和半成品信息，智能化的模具制造工厂能够合理地分析出目前生产线的产能状况，并对是否需要制造更多的模具来支持生产线的问题作出判断。
2.3 模具的云制造
随着制造业逐渐进入大数据时代，智能制造需要高性能的计算机和网络设备来实现互联，这样通过上游的计算机安装SCADA数据采集和监控系统，可以将数据发送给云端进行处理、存储和分配，并在需要的时候从云端接受指令。如图1所示的是一群机器人的云端控制模型。同样的，通过上游计算机将模具制造的任务信息发送到云端，并将模具各个部分零件的三维制造信息合理地分配给相互连接的多台3D打印设备，从而分布式地完成整个模具的3D打印制造任务。这样就更加有效地实现了模具的快速开发，提高了模具的生产效率。
3 结束语
工业4.0所倡导的信息系统与物流系统正在深度融合中，而智能制造和智能工厂的概念也必将导致整个工业机构、经济结构和社会结构从垂直向扁平的分布式方向转变。模具制造业作为制造业的重要组成部分，在加入智能制造的概念后，必然能够实现信息和物质的智能互联，更大程度地降低产品成本，提高劳动生产率，这需要我们每一个人的智慧和努力。
参考文献：
[1].工业4.0和智能制造[J].机械设计与制造工程，2014（08）：1-5.
但是，如何解决从大到强的问题，这个使命非常艰巨，并且花的时间也会比较多，心态也更需要平和一点才行。
现在提得最多的是工业4.0。实际上，工业是从蒸汽机，解决大批量的生产；随着数控机床和机器人的出现，进行了数控化，叫做数字化时代。所谓的智能化，更加跟传感技术、信息技术、人工智能技术，包括大数据技术密切相关。所以，智能化技术面临的挑战更多一点。
这里面牵涉到局部突破的问题，每个企业特点不一样，不是一定要实现智能化。其实，实现什么化不重要，最重要把产品质量提上去，效率提上去，然后怎么去赢得市场，在市场上站稳脚跟，才是更重要的。但是，有些企业和行业的变化周期非常快，必须要进行驱动。例如做导轨的企业，它的变化不快，因为导轨强调要花时间做好。一个导轨的价格将近好几百万元，但是它不需要搞那么多的智能化、数字化。可能需要的工匠精神反而更多一点。这里面确实有一些行业变化非常大，如果没有一个很好的数字化和信息化手段，就响应不了市场，而反映速度很慢就很容易失去市场。
有人说，智能制造的概念很大。我倒觉得这个概念不大，但是内涵很重要。这个过程无非是如何把人的知识积累起来，同时在这个过程中进行武装，通过进化自己的能力，最后实现高品质的制造。
所以，制造行业永恒的主题还是高品质，高效的制造是永恒的核心，不管叫什么名字，这个是永恒的。大家通过现在的信息化手段，能够使得这个装备的性能，有一个适应能力，同时使其工艺知识不断地积累。
制造业有一个很重要特点就是要长期积累，其中工艺知识的积累很重要，而不是说买了几个机器人就是智能化了。最近我们在做机器人的一个实验，最难做的是工艺的膜剖，这里需要一个长期积累。但是智能制造里面可能有几个核心的部分，一个就是数字制造，一个就是载体―机器人。但这里面贯穿整个过程的，还是一些人工智能的技术。
我认为智能制造很重要的特点就是产品的智能化。因为人们对产品的要求不断在提高，当你的产品增加一些智能以后，你的竞争力就大大提升，所以产品的创新非常重要。离开了产品创新，单独谈智能制造，这纯粹是炒概念。必须要为了这个产品进行全面创新，通过智能制造的创新过程，使它缩短，使创新更加方便才行。
然，产品创新的方面有很多，可以根据企业不同的情况，进行不同的产品创新。例如我给这个设备加几个传感器，可以把整个过程实现个性化定制等。你有这个功能，人家没有，你的产品可能就比较好卖。
机器人是智能制造的未来
从1959年第一台机器人诞生以来，机器人就在国民服务、制造业方面发挥了极其重要的作用。工业机器人出现的最大受益者是汽车行业，现在慢慢扩大到老人护理、安全、太空勘探等领域。机器人在各行各业发挥重要的作用，甚至不可替代。
但是，目前的机器人在各方面的感知能力还很差，只能在结构化的环境中工作。人机合作都是简单的工作，特种机器人很多的交互远远不能满足我们的要求。今天的机器人技术，其功能和实用性和人类的愿望还有很大的差距，所以需要我们几代人拼命工作，并且要其他学科的进步共同推动机器人的发展。
机器人应该成为新的增长点，目前世界各国都在制订机器人的计划。机器人可以用在制造业领域，搬运、焊接等，慢慢会走向有智能型的领域。
关键词：工业4.0；内涵；现状；本质
一、工业4.0的概念
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。德国所谓的工业四代（Industry4.0）是指利用物联信息系统（Cyber―PhysicalSystem简称CPS）将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。
二、工业4.0的内涵
“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统―信息物理系统（Cyber-Physical System）相结合的手段，将制造业向智能化转型。“工业4.0”项目主要分为三大主题：一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
三、工业4.0的发展现状
工业自动化是德国得以启动工业4.0的重要前提之一，主要是在机械制造和电气工程领域。目前在德国和国际制造业中广泛采用的“嵌入式系统”，正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部，是一种特定应用设计的专用计算机系统。数据显示，这种“嵌入式系统”每年获得的市场效益高达200亿欧元，而这个数字到2020年将提升至400亿欧元。有专家预计，不断推广的工业4.0将为德国的西门子、ABB、通快（Trumpf）等机械和电气设备生产商，以及菲尼克斯电气（Phoenix Contact）、浩亭（Harting）以及魏德米勒（Weidmuller）等中小企业带来大量订单。德国联邦贸易与投资署专家Jerome Hull在接受时代周报记者专访时表示，工业4.0是运用智能去创建更灵活的生产程序、支持制造业的革新以及更好地服务消费者，它代表着集中生产模式的转变。Jerome Hull介绍：所谓的系统应用、智能生产工艺和工业制造，并不是简单的一种生产过程，而是产品和机器的沟通交流，产品来告诉机器该怎么做。生产智能化在未来是可行的， 将工厂、产品和智能服务通联起来，将是全球在新的制造业时代一件非常正常的事情。工业4.0是涉及诸多不同企业、部门和领域，以不同速度发展的渐进性过程，跨行业、跨部门的协作成为必然。同样是在2013年汉诺威工业博览会上，由德国机械设备制造业联合会（VDMA）、德国电气和电子工业联合会（ZVEI）以及德国信息技术、通讯、新媒体协会（BITKOM）三个专业协会共同建立的工业4.0平台正式成立
四、工业4.0的本质分析
1.本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂“
第一次工业革命始于18世纪后半期由蒸汽机实现工厂的机械化；第二次工业革命始于19世纪后半期用电力来实现大规模化批量生产；第三次工业革命始于20世纪后半期通过电气和信息技术实现制造业的自动化。第四次工业革命――工业4.0，其实就是实现“智能工厂”。工业4.0将在前三次工业革命的基础上进一步进化，基于信息物理系统（Cyber Physical System）实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。
2.核心是动态配置的生产方式
工业4.0报告中描述的动态配置的生产方式主要是指从事作业的机器人（工作站）能够通过网络实时访问所有有关信息，并根据信息内容，自主切换生产方式以及更换生产材料，从而调整成为最匹配模式的生产作业。动态配置的生产方式能够实现为每个客户、每个产品进行不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送，杜绝整个链条中的浪费环节。与传统生产方式不同，动态配置的生产方式在生产之前或者生产过程中，都能够随时变更最初的设计方案。
3.首要目标是工厂标准化
德国工业影响力的一个侧面就是“标准化”。PLC编程语言的国际标准IEC61131-3（PLCopen）主要是来自德国企业；通信领域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都诞生于德国。工业4.0工作组认为，推行工业4.0需要在8个关键领域采取行动。其中第一个领域就是“标准化和参考架构”。标准化工作主要围绕智能工厂生态链上各个环节制定合作机制，确定哪些信息可被用来交换。为此，工业4.0将制定一揽子共同标准，使合作机制成为可能，并通过一系列标准（如成本、可用性和资源消耗）对生产流程进行优化。以往，我们听到的大多是“产品的标准化”，而德国工业4.0将推广“工厂的标准化”，借助智能工厂的标准化将制造业生产模式推广到国际市场，以标准化提高技术创新和模式创新的市场化效率，继续保持德国工业的世界领先地位。
总的来看，工业4.0战略的核心就是通过CPS网络实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流，从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在这种模式下，生产由集中向分散转变，规模效应不再是工业生产的关键因素；产品由趋同向个性转变，未来产品都将完全按照个人意愿进行生产，极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造；用户由部分参与向全程参与转变，用户不仅出现在生产流程的两端，而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。
参考文献：
[1]程晓蕾.工业4.0架构下的工业大数据的需求、环境及服务化[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015（08）
[2]孟书云、李宏胜、周伯荣、陈桂、汤玉东.机器人学与机械基础课程融合教学探索[J].科教文汇（中旬刊），2015（04）
(讯)工业4.0是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，并已上升为国家战略。
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，分为智能工厂、智能生产和智能物流三大主题。目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。
德国学术界和产业界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段，实现制造业向智能化转型。
制造云大数据
众所周知，人类社会正面临着一场新的技术革命和新的产业变革。那么我们认为互联网+人工智能的时代正在到来。怎么解读人工智能？首先，网络是一个泛在的互联网，包括魍车幕チ网和互联网+人工智能，其核心技术是七类技术深度融合，包括新互联网技术、新一代信息技术、新人工智能技术、新能源技术、新材料技术、新生物技术以及新应用领域专业技术。互联网时代特征总结为泛在互联、数据驱动，共享服务，跨界融合，自主智慧和万众创新。
当然，制造业作为国民经济、国计民生和国家安全的重要基石，正面临全球新技术革命和产业变革的挑战，特别是新一代信息通信技术，核心就是要发展智能制造技术产业和应用。对我国来说面临的五大挑战是：第一要从技术跟随到创新以及到超越，第二要从传统制造向数字化、网络化、智能化转变，第三从粗放型制造向质量效益性转变，第四从资源消耗到绿色制造转型，最后要由生产型制造到生产+服务型制造转变。
其核心问题就是要贯彻创新协调绿色开放共享发展理念，要走中国特色的工业化道路，以创新发展为主题，以制造业提高质量增加效益为中心，特别强化两化融合，而且要推进智能制造主攻方向。
云制造的概念首先是基于泛在网络，其次是借助新兴大制造技术、信息通信技术、智能科学技术及制造应用领域四类技术深度融合。数字化、网络化、智能化作为技术手段，构成一个以用户为中心的统一经营的智慧硬软资源和能力的服务云。这实际上就是人、机、物互联服务，或者是现在提出的工业互联网的概念。
用户通过智慧终端和智慧云制造服务平台能随时随地按照需要获取智慧制造的资源和能力，要对整个全系统全生命周期产业链里面的人机物信息技术自主的智慧的感知，互联协同分析认知和决策控制与执行，促进制造全系统及全生命周期活动中的人组织、经营管理、技术设备三要素及信息流、物流、资金流、知识流、服务流集成优化，形成一种基于法在网络、用户为中心、人机物信息融合。
智慧云模式是什么，手段是什么，业态是什么，特征是什么，实施内容是什么，以及目标是什么都值得探讨。
我们把它叫智慧，因为强调三种深度融合：人物与环境信息深度融合，数字化、网络化智能化的深度融合，工业化和信息化的深度融合。同时，很重要的基于大数据的并行、协同、实时、互联、智能的进行创新。根据这样一个理念所构成的系统，我们把它叫做智慧云制造系统或者简单说智慧制造云。概念模型包含几大部分内容，一是制造资源的能力和资源，这里面包括软的、硬的，包括能力和智能互联产品；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台。
综上，智慧制造云是一种互联网+人工智能时代的模式手段。制造模式是以用户为中心的互联服务协同个性柔性社会化智能制造产品以及服务用户的模式，它的手段就是四类技术深度融合的数字化网络化作为技术手段，构成一个智慧化的人机物环境信息互联系统，体现数字化、物联化、虚拟化、协同化、定制化、柔性化和社会化的产品。
那么智慧制造云、工业云里面的大数据实际上是全系统全生命周期里面的三要素、五个流里不断产生的四个大数据，包含制造全生命周期里面的各种数据，有企业经营管理的数据，有技术产品设备的数据。有结构化、半结构化和非结构化数据，有静态数据、动态数据和实时数据。
智慧制造云大数据的特点，除了四个云以外，和大量、高速、多样、价值以外，还加上了多元符合模态、数据类型异构等。其作用简单来说能精准高效智能地用到全生命周期的活动，促进云制造的智慧化，目标实现产业研制、管理服务效率质量成本能耗，实现产品加服务为主导的随时随地的按需个性化指导。
目前，大数据在感知基础上，有六类大数据关键技术，关键技术在制造云里有新的需求。首先大数据的集成与清洗，就是把不同来源、格式、特点性质的数据及数据源在逻辑上或物理上有机地接入平台并进行新审查和教研，得到干净、一致的数据。第二技术就是大数据存储和管理，采用云存储和分布式存储技术及高吞吐量数据库技术与非结构化数据访问技术，实现运输集中的数据经济、高效、高可靠、容错的管理与服务。第三大数据分析挖掘，从这些海量的随机的数据中要找出有价值的东西，比如说现在分布式计算引擎，数据分析机器学习等，对我们制造云要以应用目标为导向，导出相应算法软件。同时需要建立云制造应用系统定量分析的人工智能分析模型，数据不是直接用的，是通过模型来的。可视化，各种各样数据可视化而且能应用，比如多维数据分析，虚拟现实等，对目前综合处理显示多维数据以及交互需求是非常重要的。其次是大数据的标准和质量，对智慧云多类型标准需求不限，而且交易和交互要作为一个导向。最后就是安全，全生命周期里面要安全，像隐私保护、数据水印以及区块链技术等。
大数据的云化
第三个问题就是大数据云化。直接把大数据迁入模型软件，第二是直接提供DAAS，第三个就是风险，最后一个就是大数据的可视化，基于大数据可视化技术实现智慧制造云里面的风险和显示。
云里面大数据怎么用也值得探讨。第一类是航天产品电缆数据化设计，也就是说把电缆有关的经验数据和综合分析性能数据收集过来，放到电缆数据工程里面，实现了电缆数据化生产的一体化，产生效果后有60%以上研制时间开展产品质量提升。第二类是医药，利用现在制造云里面官方电子病例、医疗等信息系统提取海量临床数据，挖掘药物效用及治疗方法，从而为医药研发提供参考。第三类是航天制造和生产比如博世、力士乐等智能生产。第四类就是维修，比如C919健康管理，需要实时检测大数据中心。根据上面的情况，智慧制造云在大数据当中是很重要的。
最后提点建议。首先当然是大数据已经成为智慧制造云建设和运行的重要资源，如果没有大数据、没有云、没有人工智能，那最后肯定是做不到智慧化制造。而研究实践需要从技术、应用、产业三方面来协调，进行各个层次的技术创新和人才培养。
从技术应用和产业方面，概括性地提几点想法：第一，从技术上要做到重视大数据、信息通信技术、人工智能技术、系统工程技术与制造领域等多种技术的深度融合。要搞大数据，必须要做到这几个技术的深度融合，这是我们的一个观点。第二，离不开云，因此要对面向用户大数据的云服务技术进行研究。第三，要重视基于大数据制造全生命周期里面的新模式、流程、手段的研究。最后，要进行符合共享经济商业模式的技术研究，当然还有安全和相应标准的制定与评估。
从应用角度来看，要“四个突出”。第一要以突出制造特色和行业特点来开展；第二要突出问题导向，问题在哪，竞争力缺点就在哪；第三要突出大数据驱动的智慧云制造管理运行模式、手段和业态的变革；第四要突出三要素与五流的综合集成化、优化和智慧化。
关键词：智能制造；机电一体化；具体应用
在科技技术逐渐发展下，机电一体化技术也具备了更多的优势，并且使其在更多的领域中被运用。机电一体化技术的出现，让电子和机械有效的结合在一起，进而达到了对机械设备进行智能化管控的目标，这是智能制造的基础构成。在目前的生产制造中，主要是包含了智能系统以及智能制造技术。其是目前社会工业化发展的主流趋势。
1智能制造相关概念以及机电一体化技术的现状
在我们目前的社会发展现状来看，智能制造具体是包括了2个方面内容：其一是智能制造技术，具体是技术人员将计算机模拟系统作为辅助工具，进而对特定系统进行分析以及决策，从而节省了大量的人力与财力。相关人员只需要使用计算机系统就能够对系统进行分析，提升了研发的可行性，并且也确保了生产制造的高效性。其二是智能制造系统，这就能够简单的理解为人机一体化，是经由智能机器人与人类专家构成的，在运用的时候主要是将计算机作为工具，让人类专家进行分析以及构思等等，以此替代了在制造工厂中人为的脑力活动。智能制造系统是对智能制造技术的延伸与发展，其是将网络化、自动化技术整合为一体的制造系统，让整个子系统能够进行智能化的运行。在机电一体化技术发展初期时，电子技术和机械技术并没有有效结合，其主要是依靠电子技术在机械工业中的使用，以此提升机械生产效率和产品质量。不过，在目前的计算机技术以及信息技术发展现状下，机电一体化被注入了新的活力，其在生产中得到了普遍的应用。将其运用在智能制造中，更加促进了整个机械各行业的发展，让生产管理工作实现了智能化、自动化，从而让生产工作的实施更加的方便。在机电一体化中涵盖了很多种技术，并且随着科学技术的发展也融合了更多新的技术，确保了这种技术的先进性与实时性。机电一体化技术运用了电子技术，在人工智能的基础上运用计算机系统，进而达到了对机械设备的自动化管理以及控制，从而让整个生产过程更加的方便和高效，也让生产活动更加的规范。
2机电一体化技术在智能制造中的具体应用
（1）传感技术的相关应用。在集体一体化技术中，传感技术是最为基本与关键的构成。因为其具备很高的准确性以及敏感度，能够尽可能的避免受到外界杂乱信号设备的干扰。如果把其运用在智能生产中，能够发挥其巨大的作用，在这个基础上建设相关的传感网络系统，这样就能够实现信息之间的相互传输，并且使用计算机把其收集到的相关信息进行整理与分析，进而让整个生产过程能够被有效管控。在目前的生产制造中运用的传感器中，其是以光纤电缆传感器为主要，运用标准化的接口，大幅度减少了设计难度以及成本。（2）数控生产中的相关应用。我们将机电一体化最早是运用在数控加工技术方面，其在我国机械制造水平方面发挥了很大的作用。把机电一体化技术运用在数控制造中，能够提高机械加工的精准度和机械加工的效率，数控生产的主要是在其加工精准度方面，因此数控在智能控制系统方面要求比较严格，现在数控机床中运用的智能控制系统大部分运用的是CPU预计总主线模式，这种模式主要是进行在线判断以及智能控制技术，在此基础上进行三维仿真，对整个数控技术加工的过程进行模拟实验，以此对实际操作提供参考依据。（3）在自动线和自动机械中的应用。当前很多比较大的企业中，均是运用了自动化生产线依据自动生产机械，这种技术是使用了电子技术中光电控制系统和人机界面控制系统，进而对整个生产制造系统进行全面控制。自动生产线和自动机械运用范围比较广泛，比如目前的电脑以及手机都是自动化生产线。其主要是运用计算机控制系统对在生产中的相关设备进行有效融合，即为数控设备、计算机设备等相关的方面进行一体化管控，进而进行集约化以及网络化的生产模式。（4）机电一体化技术的发展应用。将机电一体化技术运用在智能制造中，工业智能机器人是最为先进的应用，其融合了各种相对先进的技术，是将人工智能、仿生技术以及计算机技术等相关的科学技术融合的新技术。机器人是目前科学技术中研究的重点，是控制论以及传感技术等相关的总体，其在生产制造行业中被广泛的应用。在工业生产中智能机器人的出现与应用，提升了产品质量的同时也增加了产品产量，并且也减轻了工作人员的劳动量。工业智能机器人在运用时具备了能够对信息进行判断、迅速完成复杂的工作流程以及生产准确度高等相关的优点，并且还能够运用在军事生产制造中，其得到了各行各业的高度认可。
3结束语
综上所述，在目前的工业生产行业中，智能制造是最为主要的发展趋势，其能够对工业生产进行自动化以及智能化的管理，从而提高了生产效率以及质量。而机电一体化是智能制造的关键与基础，其应用水平对智能制造的实现有很大的影响。所以必须要重视机电一体化在智能制造中的相关应用，在此基础上保障了智能制造能够更好的发展，从而为生产企业带去更多的经济效益。
参考文献：
[1]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92+94.
[2]王伟.机电一体化技术在智能制造中的应用浅析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(10):160-161.
[3]徐小涵,付洪磊.机电一体化技术在化工企业中的应用[J].山东工业技术,2017(07):162.
摘要：物联网技术是智能家居的核心技术支撑，智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。
关键词 ：物联网技术；智能家居；应用
一、物联网概述
物联网的英文描述为“The Internet ofthings”，即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网，它在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。
物联网的概念在1999 年被提出，是在互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟《ITU 互联网报告2005：物联网》，重新提出了物联网的概念[3]，并对其进行了扩展，不仅局限于RFID技术。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后，美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外，欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月，温总理提出了“感知中国”的概念，自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注[5]。
物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的，它是一种体现物与物之间新型关系，将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来，的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统，其中可能涉及多种信息传感设备，比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。
物联网从产生之初到现在，已经被应用到众多领域，如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问，物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。
关于物联网的概念，目前没有统一的标准。但是综合来看，物联网是一种实现物-物相连的智能网络，它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等，是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域，如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展，用户新增的需求，使广大厂商和研究人员发现，智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究，也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上，实现了商品与设备的关联及设备之间的关联，展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。
二、智能家居系统概述
目前，智能家居系统没有一个统一的定义或者概念，百度百科的解释是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。”
2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了：控制主机（集中控制器）、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳（电动窗帘）、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。
由此可知，智能家居是一个系统的概念，融合了网络信息技术（有线、无线）、智能家电技术、自动控制技术等技术，将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置，通过综合布线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的，通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]
笔者认为智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。
健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等；人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用；安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全；经济的环境主要体现在系统本身的经济合理（如系统价格）及家庭应用的经济合理（如节水、节电、扩展方便）。
三、物联网技术在智能家居领域的应用
物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。
物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。
物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。
有线技术包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。
无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE,或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]
物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。
四、国内智能家居的现状和问题
智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段，发展速度缓慢，主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品，及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，比如，三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现，基本停留在概念阶段。
随着物联网技术的日趋成熟，不断融入智能家居，其内容发展越来越丰富，想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟，智能家居发展至今仍没有普及，在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。
1．技术层面
如上文所述，由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因，当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准，处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库，使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作，使得各个子系统之间形成“信息孤岛”，且兼容性和可拓展性较差，难以实现真正智能化，也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。
笔者认为，当前网络和智能技术高速发展融合背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商，还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下，各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一，需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成，需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。
2．需求和经济适用层面
目前，智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是，产品较为单一（受技术等原因限制）且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因，是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言，客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求，智能家居产品在技术满足的前提下，要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指，系统方案灵活多样，既可以提供整体解决方案，也可以分部、分步提供。从客户角度来说，最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间，同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想，尽可能的“傻瓜”与智能，尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下，尽可能降低生产、开发成本，在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。
五、结论
本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一，在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面，需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。
参考文献
[1] ATZORI L, IERA A, MORABITO G. The In?ternet of Things: A survey[J]. Computer Net?works,Elsevier B.V., 2010, 54(15): 2787-2805.
[2] MIORANDI D, SICARI S, DE PELLEGRINIF, et al. Internet of things: Vision, applicationsand research challenges[J]. Ad Hoc Networks,Elsevier B.V., 2012, 10(7): 1497-1516.
[3]陈海明, 崔莉, 谢开斌. 物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 计算机学报, 2013,36(1): 168-198.
[4] 钱志鸿, 王义君. 物联网技术与应用研究[J].电子学报, 2012, 16(5): 1023-1029.
[5] 韩卫国, 雷英敏. 关于物联网技术在企业中的应用[J]. 信息与电脑, 2011, 6: 98-99.
[6] XIAO-DAN Z, SHU-JIE Y U E, WEI-MINW. The review of RFlD applications in globalpostal[C]//2006, 13(4).
[7] LIN J, SEDIGH S, MILLER A. A GeneralFramework for Quantitative Modeling of De?pendability in Cyber-Physical Systems: A Pro?posal for Doctoral Research[C]//2009 33rd An?nual IEEE International Computer Softwareand Applications Conference. Ieee, 2009: 668-671.
[8]祁文娟.基于物联网技术的智能家电管理模型设计与验证.
[9]郭之成.浅谈云计算技术在物联网智能家居系统中的应用.
3月4日，格力在北京举办智能装备高峰论坛，首次了其研发的机器人产品。3月8日，美的在上海举办“智启未来”战略会，介绍其在智能家居、智能制造的布局策略。
这两家中国最大的家电巨头同时布局机器人、智能制造产业，是国内制造业升级转型的一个缩影。两家公司都既把智能装备作为提升自身制造能力的工具，又把智能制造作为一个新的市场，要出售机器人和解决方案。但在实现路径上，两家的思路和做法大不相同。
对内，两家公司都把机器人作为提升制造能力的手段，通过机器换人，提高自动化率，降低成本，提高生产质量。不过，格力展示的重点是 “黑灯工厂”，而美的总裁方洪波则多次表示，智能制造的本质不是无人工厂。
格力介绍其智能制造的进展时，强调通过应用机器人、机床、机械手等自动化设备，实现对工人的替代，侧重的是生产现场的自动化改造。
美的总裁方洪波的表述是，智能制造的本质是基于数据的所有业务的链接。相比格力，数据、信息这样的关键词在美的阐述智能制造时出现的频率要高得多，是比自动化设备更重要的概念。
3月8日的会上，美的空调事业部有关高管介绍了其智能工厂的内容：1998年开始上线ERP、集团层面整合上线“632”信息系统，终端设备的数据采集给中控中心提供决策依据，生产人员通过智能手机监控调节生产，通过物联网、信息化技术连接人、设备和终端，这些是美的在智能制造方面重点传达的理念。
两家企业的上述思路差异，使其对外的机器人产品也有所不同。
2012年前后，安川、ABB的机器人就开始进入格力的制造工厂，在意识到市场对机器人的需求之后，格力决定自主研发，自己生产机器人。这一决策延续了其“掌握核心科技”的企业文化基因，格力希望将之前攻克空调核心部件压缩机的经验复制到工业产品领域。近两年，除了机器人，格力还在研发数控机床、模具，布局非标系统集成业务。具体到机器人，格力表示三大核心零部件：电机伺服系统、减速器及控制系统，格力都在进行自研。减速器是三大核心零部件中难度最大的领域，基本被日本企业垄断。
美的则通过收购来迅速扩充实力，出手库卡，拿下以色列运动控制供应商高创，结合已有的威灵电机，在机器人的核心零部件版图上，美的掌握了电机、伺服驱动和控制系统，仅剩减速器还需外购。
收购库卡、高创是为了进入机器人市场，但美的意图不止于产品本身。出席美的l布会的库卡CEO介绍说，过去七年，库卡软件人员从之前的一半增长到三分之二，未来还将继续增长。云计算、大数据、IT系统将对机器人产业带来变革。高创创始人也在强调软件数据如何提升产品的智能化水平，带来更多利润和价值，在顾炎民的表述中，大数据、云计算和人工智能是美的新房子的黏合剂。
简要总结，格力更“硬”，美的更“软”。格力的关注焦点是自动化设备本身的应用和制造，美的则更关注如何用数据、信息来打通产业链，创造更多价值。
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