纺织机械设计原理

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纺织机械设计原理范文第1篇

机电学院的专业都包括：数控技术、机电一体化、电气自动化、设备安装与维修、数控机床诊断、模具设计与制造、应用电子技术、钳工、焊接技术专业等；机电学院培养具有深厚的基础理论知识，具备在机械设计、机械制造、微电子、计算机、信息处理、机电一体化等领域的开发与应用能力，能在机械工程及自动化领域从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级专门人才；

开设的主要课程有：画法几何及机械制图、理论力学、材料力学、工程材料及成型技术基础、机械原理、机械设计、机械制造技术基础、测试技术、电工与电子技术、机电传动控制基础、液压与气压传动、互换性与技术测量、CAD、机械控制工程、现代纺织机械设计、数控技术与设备、系统仿真技术、特种加工技术等。

（来源：文章屋网 ）

纺织机械设计原理范文第2篇

我国机械自动化要想实现持续性发展不但要具备较高的起点及时引进世界先进技术，而且也要兼顾那些投入只需少量投入但可以取得较高收益的技术，做到全面衡量、合理应用，根据我国的实际情况，及时引入最为适宜的机械自动化生产技术才能实现制造业的持续性发展，才能为国家创造更好的经济效益。

关键词：

机械设计；自动化；发展方向

经济的快速发展，人们的需求变得越来越多。全球经济一体化的发展进程中，为了追求企业效益，企业不再沿用传统的设计技术完成机械制造业输出，传统的机械制造业设计已经不能满足机械制造业的进步和需求。人们开始研究自动化控制系统的升级改造问题，满足日益增长的生产需要。保证生产安全和生产质量。带动积极地发展，带动社会的发展。

1机械制造设计及其自动化的复合设计内容原则

1.1满足对机器的功能要求

基于二十世纪九十年代国际装备机构学术组织及相关机构做出的这样的概念界定：机电联体型是高端机械装备、电子程序调控及系统思维理论在机械产品结构设计及制作环节中的紧密融合，所以不论哪一类社会产品的问世均是给社会上人们生活中的某类需求而研发和制作的，均都具备相应的某项基本效能。

1.2加强创新与完善

按照机械制造设计及其自动化系统或产品的主功能不同，可以将其系统与产品进行分类处理。①根据物料的加工与运输为主。输入的信息、能量与物质在加工处理之后，输出改变了形态与位置的物质产品或系统，也就是加工机械设备，比如各种轻工机械、印刷机械、纺织机械、起重机械、食品加工机械、交通运输机械、机床等。②以机械能量为主，将信息与能量进行输入处理，同时输出具有不同能量的产品或系统，这就是动力机械，比如内燃机、水轮机、电动机等。③以处理信息为主，将能量与信息进行输入处理，主要输出某种声音、文字、图像、数据等产品信息，也被称为信息机，主要为传真机、计算机、仪表、仪器等办公机械[1]。除了上述介绍的主功能外，机械制造设计及其自动化系统花具备构造、控制、检测、动力等的内部功能。在制造设计机械自动化产品的时候需要基于以上功能构成原理来进行，以便不断加强创新技术的应用，提高机械产品的自动化水平。

2机械工程设计及自动化特点

传统的机械制造业设计已经不能满足机械制造业的进步和需求，后续维护费用变得越来越高昂。人们开始研究自动化控制系统的升级改造问题，满足日益增长的生产需要，减少维护费用。保证生产安全和生产质量。机械产品自动化能够满足这些要求，能够避免发生故障，有着很好的安全性能，避免发生安全事故，在处理自动故障的问题上有自我分析的功能，能够大大提高生产效率。机械工程自动化能够将根据设计需求对生产的体积有更灵活的应变，这样能够节省大量的资源，减少耗能节约成本，为环保也贡献一份力量[2]。再进行机械工程设计的过程中，技术不再单一，融入了各种技术，功能十分强大，能够满足生产商的各种需求，使用也更加灵活方便。

3机械设计制造当中的自动化技术

自动化技术在当代社会中是一门综合性非常明显的学科，其会涉及到电力电子技术、网络控制技术以及计算计技术，同时和人们的日常生活有着较高的关联性，虽然自动化技术是电气信息领域当中的一个新学科，但是目前自动化技术的应用已经较为全面和广泛，逐渐成为近代社会发展的一种代表，当前在汽车、工业甚至是家居等行业均有所应用。机械设计制造的最终任务便是在满足产品特点以及生产要求的基础之上，将产品按照相应的质量要求或标准顺利的生产出来。在传统的机械设计与制造过程中，几乎所有工作都是由人为直接参与或控制来完成的，不仅会遭受来自于人为错误的影响。还会因为人力劳动本身的局限性导致生产效率与生产质量存在缺陷，最终出错率非常明显，严重阻碍产品高质量生产。

4机械制造设计及其自动化的未来发展方向

4.1机械制造设计及其自动化未来发展的智能化

二十一世纪机械自动化技术发展的关键方向就是智能化，智能化是指基于机器行为的智能描述，也是在基础控制理论前提下，吸收混沌动力学、生理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等的新方法与思想，模拟人工智能技术，赋予其自主决策、逻辑思维、判断推理等能力，以便实现更高的机械制造设计及其自动化控制目标。

4.2机械制造设计及其自动化未来发展的网络化

我国信息网络技术的飞速发展与兴起给人们日常生活、教育、军事、政治、工业生产以科学技术等方面都带来了较大的变革，各种网络技术将全球生产与经济连接在一起，而机械制造设计及其自动化产品也需要朝着网络化方向发展，以便提高产品质量的可靠性，实现在全球范围内的生产与畅销。机电一体化是制造行业通用的发展方向，可以简单的理解成为技术的提升以及系统的升级。由电子控制的机械设备，能够借助智能化、自动化技术完成设计与制造流程[3]。从某种层面上而言，机电一体化就是机械设计制造和自动化技术的延伸，所以实现机电一体化是机械设计制造的必然发展趋势。

4.3机械制造设计及其自动化未来发展的绿色环保化

如今我国机械行业的发展虽然给人类提供了舒适的生活，并丰富了物质，但是也提高了资源与能源的消耗，严重污染到了生态环境，所以未来机械制造设计及其自动化也要朝着绿色与环保方向发展，以便顺应时代的发展趋势，来达到人类健康要求与环境特定保护要求，降低对生态环境的破坏与污染。机械自动化产品的绿色设计具有可持续的发展前景。

4.4机械制造设计及其自动化未来发展的微型化

所谓微型化的机械自动化系统就是指尺寸低于一立方米的机械制造设计及其自动化产品，并逐渐朝着纳米级与微米级方向发展。机械自动化的微机产品运动灵活、耗能少并且体积小，在信息、军事以及医疗、生物等方面的应用具有较高优势，因此未来还要结合蚀刻技术、光刻技术等的超精密生产加工技术，以便促进微机机械自动化的健康发展。

5结束语

我国的经济快速发展，对生活中各种需求变得越来越多，人们开始重视施机械制造业设计的发展是一件非常好的事情。在机械制造业化的发展过程中，技术人员要依据现场的实际情况进行研究分析，科学合理遵守施工安全标准，帮助自动化控制系统升级改造的更加完善。我们国家对于自动化控制系统升级改造问题刚刚起步，自动化控制系统升级改造存在很多不足之处，但是科技在发展人们在进步，这些问题总会克服发展的会越来越好。

参考文献：

[1]李知洋.探讨机械设计制造及其自动化的发展方向[J].山东工业技术，2016(3)：39+37.

[2]韦佳.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技资讯，2015，13(8)：224.

纺织机械设计原理范文第3篇

关键词：设计制造、自动化、现状、发展方向

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。

但其最基本的特征可概括为:机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。

二、机械设计制造及自动化原则

1、满足对机器的功能要求

任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的，都必须具有某种主要功能，不同的产品具有不同的主要功能。概而言之，都能对输入的物质、能量和信息（即所谓工业三大要素）进行某种处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。因此，机械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息进行某种处理，从而输出具有所需特性的物质、能量与信息的主功能。如上所述，机械自动化系统是一个综合的概念，包含了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面的内容。作为产品，又包含着设计、制造和特定的功能以满足使用要求，而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。

2、利用先进技术不断创新

根据产品或系统的主功能不同，可对产品或系统进行分类。

（1）以物料搬运、加工为主。输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质系统（或产品）称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。

（2）以能量转换为主，输入能量和信息，输出不同能量的系统（或产品）称为动力机，其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。

（3）以信息处理为主，输入信息和能量。主要输出某种信息。如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。

机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外，还应具体备其它内部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。基于上述的功能构成原理，既有利于设计或分析各种机械自动化的产品，又有利于开拓思路，便于创造发明和创新。例如，根据3种不同的主功能及其不同的输入，组合起来可形成9大类型的系统产品。

三、机械设计和制造技术的现状分析

1、机械设计的现状

传统的制造业机械设计，大多都是手工设计，工作人员仅借简单的工具就能制作图稿，设计思维相对收敛及封闭，借鉴同类经验进行形式设计，预算上无法做动态分析，加大安全系数法减少数据上计算的误差。不仅设计花费的时间长，而且工作人员的设计思维不同，无法完全协调的合作，在对信息的沟通方面也不是很好。现在，传统设计已经无法满足人们对产品功能的要求以及市场的需求。随着计算机网络的普及与发展，制造业的机械设计也逐渐向现代化方向发展，利用计算机网络上庞大的共享资源系统，借鉴经验，扬长避短，在设计上优化计算结果，机械设计向着自动化以及高效率的方向发展，不仅缩短了设计的时间，而且设计上更加精确。

2、制造技术的现状

机械制造技术是一个国家繁荣发展的基本前提，制造业的先进程度和制造技术的发达水平是对一个国家的经济以及综合国力强弱的具体表现形式。制造技术的发展不仅可以加强国防、促进社会繁荣发展、提高全国人民生活水平、保障生活质量[3]。改革开放以来，我国在机械制造技术上是取得相当高的成绩，但还是比世界发达国家落后，差距还是比较大的。对新产品的研制开发上，我们欠缺专业的设计知识、缺乏自主研发能力。管理上，计算机先进的管理模式得不到广泛的应用，组织不够完善，体制管理上不够健全，我们大部分企业都还处在传统的经验管理模式阶段。技术上，对激光、微细、精密、高精密等技术方面的加工还不被广泛应用，很多技术还在学习、开发以及掌握的阶段。在自动化上，计算机的集成制造、数控机床制造、柔性制造等系统还没有实现智能化、柔性化以及集成化，我国还只是处在刚性和单机自动化的阶段

四、展望机械设计和制造技术的发展方向

1、智能化

智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述.是在控制理论的基础上.吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。诚然，使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

2、机电一体化

机电一体化就是机械自动化的发展和延伸，传统的机械产品只有向机电一体化方向发展，才是机械工业发展的唯一出路。

3、网络化

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体，企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快会畅销全球。

由于网络化的普及，基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里充分享受各种高技术带来的便利和快乐。因此，机械自动化产品无疑将朝着网络化方向发展。

4、模块化

由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、电动机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置这样，可利用标准单元迅速开发出新的产品，同时也可扩大生产规模。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机械自动化单元的企业，还是对生产机械自动化产品的企业，模块化将给机械自动化企业带来美好的前程。

5、绿色化

工业的发达一方面使得物质丰富，生活舒适；另一方面，导致资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高。设计绿色的机械自动化产品，具有远大的发展前途。机械自动化产品的绿色化主要是指使用时不污染环境，报废后能回收利用。

6、微型化

国外将其称为微电子机械系统，或微机械自动化系统，泛指几何尺寸不超过1 cm3的机械自动化产品，并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方而具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术，微机械自动化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

五、结语

综上所述，我国与发达国家的机械设计和制造技术水平还相距较远，所以，对我国的机械设计和制造技术的研究与发展是刻不容缓的，深入研究先进的设计技术、大力推广先进的制造技术、坚持绿色的环保的可持续发展的要求，努力跟上世界科技发展的脚步，加快我国科技的自主创新，提升综合国力，缩小与发达国家间的科技差距，提高我国人民的生活质量。

参考文献：

陈静：《机械设计技术的发展现状与趋势》，《中国石油和化工标准与质量》， 2011年01期

王晓晶：《柔性制造技术的现状及发展趋势》，《内江科技》， 2010年08期

纺织机械设计原理范文第4篇

[关键词]Inventor；凸轮轮廓；参数化；性能分析

[中图分类号]TH122　[文献标识码]A　[文章编号]1008-4738(2012)01－0101－03

凸轮机构结构简单、紧凑，只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，因此在自动机床、轻工机械、纺织机械、印刷机械、食品机械、包装机械和机电一体化产品中得到广泛应用。其设计方法主要有图解法和解析法。图解法简便、直观，但作图误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标，故按图解法所得的凸轮轮廓在加工方面比较困难。解析法精度高，能够精确计算出凸轮轮廓曲线和刀具运动轨迹上各点的坐标值，方便在数控机床上加工，但计算繁杂。利用Inventor软件的参数化设计功能，则可将上述两种方法进行优化组合，从而实现既简单又精确的目标，同时输出位移、速度及加速度曲线，由此分析凸轮轮廓曲线动态性能。凸轮轮廓设计完成之后可以导出设计所得的数据，方便数控加工。本文将通过Inventor软件介绍按从动件的运动规律设计盘形凸轮轮廓的方法。

1.盘形凸轮机构的设计条件及要求

从动件在推程过程中作等加速等减速运动，在回程过程中作简谐运动，凸轮转向为逆时针方向，设计参数见表1。

2.参数化设计过程

参数化设计就是以其强有力的尺寸驱动修改模型，为初始产品设计、产品建模和修改系列产品设计提供有效手段，同时可满足设计具有相同或相近几何拓扑结构的工程系列产品及相关工艺装备的需要。

2.1基本参数的输入

打开Inventor软件，新建零部件后进入“设计”界面，选择“盘形凸轮生成器”，在相应的对话框中输入凸轮设计的基本参数，如图1所示。

最终凸轮轮廓曲线的精确度取决于生成曲线数据点的个数，同时高精度的凸轮轮廓曲线对后续的有限元分析和数控加工都有重要的意义。如果对精确度要求比较高的凸轮可以选择较多的数据点，相反则可以选择较少的数据点个数，设置如图2所示。此外，还可以设置计算点数，选择凸轮方向，凸轮轮廓相对于从动件的路径类型等。

2.2位移线图的创建

根据从动件的运动规律创建位移线图，本实例中实际行程段有4段，在运动功能处添加设计要求的运动规律，对话框如图3所示，创建完成后位移线图如图4所示。

2.3性能分析

为了使设计出来的凸轮与实际情况相符，必须添加实际的从动件载荷，给定凸轮的转速以及选用材料，在设计的同时进行计算校核。在计算结果栏中有速度、加速度、压力角、接触应力等信息，当选用材料的许用应力小于凸轮与滚子间的最大接触应力时，计算结果就会报警并显示红色，提醒设计失败，此时设计者就要考虑更换材料，使许用应力大于最大接触应力，设计与校核相互结合，交替使用，最终达到设计要求。

当计算校核完成之后，我们可以打开从动件的速度、加速度曲线图，如图5所示。由加速度线图可知，从动件由等加速过渡到等减速的瞬时，加速度出现有限值的突然变化，这将产生有限惯性力的突变从而引起冲击，所以由上述条件设计的凸轮不适用于高速场合，仅用于中低速的情况。

为使凸轮机构有较好的性能，常将基本运动规律加以改进，或将它们组合起来使用。组合时，所选运动规律应在有关区间内连续，在拼接点两运动规律的位移和速度对应相等。在选择从动件运动规律时，除考虑刚性冲击和柔性冲击外，还应注意各种运动规律的Vmax和amax的影响，Vmax愈大，则动量mv愈大，当大质量的从动件突然被阻止时，将出现很大的冲击力；amax愈大，则惯性力愈大，引起较大的动压力，对机构的强度和磨损都有较大的影响，对于高速凸轮机构，从动件的最大加速度不宜太大。

为此将从动件的运动规律进行改进，将推程和回程段用七次多项式进行拟合，得到的位移、速度以及加速度曲线图如图6所示，图中速度和加速度曲线连续没有突变，理论上不存在冲击或冲击极小，说明此处选用的曲线组合具有一定的合理性，可以用于高速传动中。

2.4凸轮模型生成及工程图创建

通过调整改进后，显示计算正确，设计成功后，点击“确定”按钮即可生成凸轮的三维实体模型，如图8所示，凸轮轮廓曲线上的数据点即为图2中设置的模型点个数。

目前凸轮机构的设计一直沿用以二维工程图来表示三维物体的方法，该方法致命的缺点是：一个零件尺寸的修改不能自动反映到相关的零件及模型上。以Inventor为平台，三维模型和二维工程图相互关联，模型尺寸的改变可以驱动工程图的变化，利用此功能对凸轮机构中最复杂的凸轮轮廓进行参数化设计时就显得方便、快捷。由三维模型生成的工程图和几何数据(位移、速度、加速度、压力角、转矩)如图8所示，这些数据能够直接用于后续数控加工和有限元分析中。

3.结束语

用Inventor软件设计加速器模块可快速准确求得凸轮轮廓曲线，避免了图解法的较大误差和解析法的繁杂。生成相应的从动件位移、速度及加速度曲线图，能形象直观地得到凸轮轮廓曲线，因此具有较强的实用性。这种设计方法适用于从动件做各种复杂运动规律的凸轮，只需改变凸轮机构的相应参数或者从动件运动规律，就可以得到新的凸轮机构。当某些特殊场合只能测得从动件运动离散数据点时，可通过“反求设计”得到凸轮轮廓，在Inventor的运动仿真模块中导入离散点合成曲线，进行凸轮轮廓设计。

[参考文献]

[1]郑文纬，吴克坚.机械原理：第七版[M].北京：高等教育出版社，1997：108-148.

[2]邓劲莲.凸轮轮廓参数化三维设计方法探讨[J].轻工机械，2007(5)：45-47.

[3]邓昭铭，张莹.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2000：41-58.

纺织机械设计原理范文第5篇

可以触摸的神奇未来

智能工业，是指依托泛在技术的计算模式、移动通信等信息技术，将具有环境感知能力的各类终端不断融入到工业生产的各个环节的新型工业生产方式。通过传统工业向智能工业的转变，能够大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗。

如今智能工业还在迅猛的发展阶段，还没有形成对社会生产、社会生活形成颠覆性的影响力，而这不妨碍我们对未来前景的描绘与憧憬。在不久的将来，在花园般的城市里，一座座无人值守的智能工厂掩映其间，没有工人忙碌的身影，只有智能机器在尽职尽责地负责日常运作；没有庞大的操作与监控中心，通过无线网络与可靠稳固的云计算数据中心互联，人们可以随时接入云端智能工厂对生产线进行必要管理；没上下班的拥堵，倒是时时可见公园里边享受美景边通过智能设备处理工作的人们，或者人们在家里使用电视的频道切换，通过语音和手势对生产程序进行操控……

这样的未来并非遥遥无期，随着风头正劲的智能工业向未来全速开进，这样的未来已经是触手可及。

智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。智能工业的关键技术在于物联网技术。融合了智能传感器智能仪表/执行器、互联网络（物联网）、智能控制系统、云计算（云端智能工厂）、智能接入终端等技术的智能工业，从广义上来讲将覆盖智能交通、智能电网、智能家居等多个智能产业领域。

18世纪，英国人瓦特发明了蒸汽机，引发了第一次工业革命，开创了以机器代替手工工具的时代。人类从此进入了工业时代。1870年以后，科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。

第一次工业革命的荣光早已远去，然而在这个时代的我们，正在见证一个时代的勃兴，正站在风起云涌的历史节点上。

工信部的《“十二五”物联网发展规划》，让智能工业产业大发展呼之欲出，全国各大工控纷纷组建智能工业产业联盟和智能工业研究中心，进一步揭示了智能工业产业在我国未来社会经济结构中的重要地位。

未来十年，“智能工业”将引爆整个人类社会的创新与变革。据业内人士分析，智能工业的的作用与影响可以媲美人类历史上的历次工业革命。智能工业，将为工业乃至我们的生活注入更多的智慧，实现“智慧工业”、“智慧城市”、“智慧地球”的神奇梦想。

百年智能工业

智能工业之所以能够成为未来的历史主流，得益于近百年的积淀。

智能工业的历史始于1936年，那一年，年仅24岁的英国数学家图灵首次提出了著名的图灵机模式，这应被视为智能机械设计最早的思想火花。

1938年，德国青年工程师Zuse研制成了第一台累计数学计算器Z-1，并于1945年发明了Planka.kel程序语言。

1946年美国科学家J.W.毛克来等人研制成功了世界上第一台电子数字计算器ENIAC。美国数学家N.温纳尔控制论的创立，美国数学家C.E.香农信息论的创立都为智能机械的出现和发展作出了杰出的贡献。

世界上第一台智能工业机械于1962年诞生在美国，比日本起步至少要早五六年。经过30多年的发展，美国现已成为世界上的智能机械强国之一，在智能制造方面基础雄厚、技术先进。

第二次世界大战后，日本的劳动力本来就紧张，而高速度的经济发展更加剧了劳动力严重不足的困难。为此，日本在1967年由川崎重工业公司从美国Unimation公司引进智能机械及其技术，建立起生产车间，并于1968年试制出第一台川崎的“尤尼曼特”智能机械。

日本产业智能机械工业会常务理事米本完二的说法：“日本智能机械的发展经过了60年代的摇篮期，70年代的实用期，到80年代进人普及提高期。”并正式把1980年定为“产业智能机械的普及元年”，开始在各个领域内广泛推广使用智能机械。

虽然美国领先一步，但是日本的智能工业后来居上，并在工业生产的应用上及智能机械制造业上很快超过了美国，产品在国际市场上形成了较强的竞争力。

当然，美国作为智能工业机械的创始国，始终保有强大的原创力和竞争力，在国际上一直处于领先地位。制造、使用智能机械使日本增强了国力，获得了很大的利益，使得美、英、法等许多国家不得不加大研发力度，奋起直追。

智能工业在中国

中国智能工业起步较晚，自上世纪八十年代开始科技攻关以来，至今已经走过了三十多年的历程。应该说，我国智能工业的取得的成绩还是可观的，特别是近十年来，不仅相关市场日趋成熟、应用的广度和深度得到进一步提高，在核心技术上也有所突破。总的来说，我国智能工业产业仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段，一些行业甚至连基本的装备自动化都没有完成，仍存在一些需要改进的问题与较大的提升空间。

在我国振兴装备制造业战略的推动和相关产业培育初见成效的情况下，我国智能装备制造的市场已日趋成熟，正日益成为新的经济增长点。据了解，目前，我国工业自动化控制系统和仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等部分智能制造装备产业领域销售收入早已突破3000亿元，而这一数字还在持续攀升中。

市场持续增长的另一面，是应用的广度和深度的提高。目前，智能机械和智能系统的应用范围已不限于工业，还用于能源、交通运输业、海洋和深空探测以及农业、林业、原子能工业、医疗、福利等事业中。

总投资将超过4万亿元的智能电网建设将是中国电网未来十年发展的主要方向，智能系统的应用是智能电网的最大特点；在2008年北京奥运会前夕，数条地铁新线路相继开通，习惯于上班高峰挤地铁、公交的上班族对此带来的变化印象深刻，这其中就有智能工业的大量应用，在智能系统控制下，设备运行非常稳定，地铁系统的节能等各方面的优越性显著提高；随着GPS、3G技术的普及，汽车驾驶自动化和智能化得到了推进，2008年2月，我国第一款自主研发的V型12缸发动机在中国第一汽车集团公司技术中心成功点火，意味着中国初步掌握了顶级轿车发动机的研发技术。

智能机械的应用在海洋和深空探测中的作用也越来越重要。国家 863”计划研制的 6000 米水下无缆自治机器人系统先后两次出海，获得了海底锰结核分布的珍贵资料，使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一，为我国在争取公海海域优先开采权作出了贡献；在“嫦娥工程”探月工程论证和关键技术的攻关中，首先应用机器人登陆月球，完成了一些对月球进行考察、分析、取样的工作。深空探测领域方面；模拟了科学家在地面操作太空机器人的行动“机器人遥控操作系统”，也在深空探测领域大放异彩。

目前，我国智能工业产业仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段，作为一个正在培育和成长的新兴产业，我国智能制造装备产业仍存在一些突出问题。产业底子薄、市场份额低、核心技术有待突破是目前产业存在的主要问题。具有国际竞争力的骨干企业未成气候，产业规模小，产业组织结构小、散、弱；尽管目前我国智能工业的市场的份额在持续增长，民族企业还是很难有更多的机会，因为大的市场早已为国际智能工业巨头所占据；新型传感、先进控制等核心技术受制于人，技术创新能力较差。

除了智能工业产业自身存在的问题外，信息网络基础设施落后也严重限制了智能工业的发展。以云计算为例，云计算需要高速的宽带网络支撑传输高容量的数据，低速的网络带宽将会影响云计算应用和推广，而云计算是智能工厂的重要组成部分，没有“给力”的云计算，则关于智能工厂的构建无法实现；物联网的应用需要大量IP地址，如不能推动IPv6全面商用，也将拖累新技术的创新和应用；3G移动通信的速率、稳定性和资费相对于产业发展，都还有不小的差距，将对移动电子商务等产业的发展产生影响，未来类似智能车载系统等更丰富的智能应用都需要宽带、泛在与融合的信息基础设施作为支撑。

基于我国目前智能工业的现状，我国智能产业技术发展的主要任务是软硬件搭配，着力推动产业网络化、控制软件模块化方面的发展。

民族企业初显峥嵘

中国智能工业产业起步晚，核心技术基础薄弱，然而就是在这样的情况下，中国智能工业还是走出了自己的一方天地，在机器人及高端数控机床等领域，均有一批民族智能工业企业初显峥嵘。

沈阳新松机器人自动化股份有限公司，一家以中国机器人之父蒋新松院士命名的高科技公司，一直以来着力于原始研发和科研攻关。在民族智能工业企业普遍还停留在在简单修改、简单模仿的情况下，新松的科研精神显得尤为难能可贵，某种程度上可以说代表着中国机器人新的发展方向。目前，新松公司产业链覆盖工业机器人、智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备及智能服务机器人等领域，呈线产业群组化发展，形成了以独有技术、核心零部件、领先产品及完整的行业系统解决方案为一体的完整产业链。与国内同行相比，新松公司在智能工业领域的探索走得更远，不仅立足国内，还向欧、美、亚洲等十多个国家和地区输出先进的产品及服务。

依托“863计划”，哈工大机器人多年来也积极致力于机器人的研发，目前正努力实现科研成果的产业化；另外，广州数控等一大批实力型厂商也在各自优势领域全力向工业机器人系统拓展。

积极开发自主产品是机器人产业未来的主流发展方向，但是我们也应该看到，细分的市场为其他的产业发展模式同样提供了空间。从机器人产业自身的特点看，市场需求有多样化、碎片化的特点。面对不同行业、不同工作环境、不同标准下的工作和服务，批量生产的机器人需要根据客户的实际情况进行定制性改动。国内一些新兴机器人公司采取“分步走”策略，根据客户需求，针对某一局部或单一环节进行自动化系统研发，可以用机器运作的部分就先用机器人去替代。佛山市利迅达机器人系统有限公司就是一个典型。该公司从国外著名生产商或者国内规模较大的生产商处购买通用机器人，公司研发人员根据订购企业的需求开发相关系统，进行“二次研发”。目前，该公司开发的系统可替代人工进行打磨、抛光、焊接、搬运、压铸等生产环节。据了解，类似利迅达这样经营范围登记“机器人装备”的中小企业仅在佛山就多达20余家，产业空间仍有值得挖掘的潜力，值得关注。

除了机器人，高端数控机床则是智能工业制造的又一重要战线，在这一战线上，中国企业成绩斐然，甚至在核心技术领域，也取得了能够比肩国际水平的突破。

被业界称为世界三大顶级高端冲压装备制造商之一的济南二机床，开发了每分钟冲压15件大型汽车覆盖件的全自动冲压生产线，打破了此前由国外企业保持的每分钟12件的世界纪录，这不仅改写了中国机床工业不能为汽车工业提供最先进设备的历史，也令世界汽车制造行业对汽车高端冲压装备的选用格局发生了逆转，在世界行业领域取得了中国企业的话语权。

沈阳机床集团自主研发的飞阳数控系统安装在广东、辽宁企业的400多台高、中档数控机床上，自2011年运行以来性能稳定可靠，解决了外国“大脑”指挥中国数控机床的“体、脑”分离的弊端，使核心部件不再依赖国外厂商的控制和垄断，而且缩小了与世界先进水平的差距。

重庆机床集团的国家科技重大专项“模块化高速、精密、大型数控滚齿机”产品Y31200CNC6和Y31320CNC6大型高档数控滚齿机，以YKX39320为代表的高速、精密、大型数控铣齿机，都具备了与欧美顶级机床生产商同台较量的实力，填补了国内空白。

各地有关部门对智能工业表现出的兴趣和支持，也将进一步促进中国智能工业制造企业以及相关产业集群的成长繁荣。

中国（常州）智能制造装备工业设计中心日前在常州市创意产业基地签约成立，该中心的成立旨在提高中国工业设计的自主创新能力、支持工业设计创新成果产业化。

“非常高兴看到重大智能制造装备和工业设计在常州实现了结合。”中国工业设计协会会长朱焘认为，“这是促进工业转型升级，实现创新可持续发展的一次重要实践。”

智能工业2013

自1983年被列入“七五”规划以来，智能工业制造一直受到国家有关政策的扶持。今年3月，发改委、财政部、工信部共同《关于组织实施2013年智能制造装备发展专项的通知》，扶持力度和政策深度均有所增强，预示着我国智能工业进入了一个新的发展阶段。

通知要求继续组织实施智能制造装备发展专项，重点支持数字化车间、智能测控系统与装备的研发应用以及智能制造系统在典型领域的示范应用项目。

据悉，今年专项支持的主要内容之一为数字化车间，旨在推进智能制造系统创新产品在机械制造、纺织、印刷、生物制药、复合材料等领域的应用和系统集成，提升制造智能化水平。支持的内容还包括智能测控装置的研发与创新，具体涉及工业自动化仪表与控制系统、工业机器人及其关键部件等核心智能测控装备在机械加工、汽车、流程制造领域的示范应用和产业化。

除了政策的推动外，国际、国内产业的严峻形势，也决定了智能工业是我国必须产业升级转型的重要方向。

国际局势上，随着2012年欧美债务危机持续升级，在国际贸易和全球实体经济遭受的冲击仍在延续的情况下，各国均加大了制造业创新投入并重新布局，以图在新一轮竞争占据优势。奥巴马在2012年1月24日《国情咨文》中强调美国需要重振制造业，随后又提议拨款10亿美元设立全美制造业创新网络。当年8月16日，美国政府宣布将在俄亥俄州建立一所由政府部门和私营部门共同出资的制造业创新研究所，随后制定了促进制造业创新的税收、外贸以及投资等优惠政策。奥巴马喊出“把制造业搬回美国去”的口号，并非心血来潮之举，以美国为代表的发达国家通过制造业创新重振经济增长的方式将给我国发展带来严峻考验，因此必须加快制造业转型升级的步伐。

国内看来，传统工业化向新型工业化道路的转变已经刻不容缓。一方面，在低迷的全球经济局势下，2012年我国工业经济增速小幅回落，企业效益下滑，经济发展中长期存在的一些结构性问题和矛盾日益突出，转变产业发展方式和调整产业结构亟需取得实质性突破；另一方面，我国城镇化进程日益加快，而部分地区工业化进程落后于城镇化进程，信息化与工业化融合尚待进一步深化，产业结构亟待变革，以期形成城市管理和产业发展的良性互动格局。截止到2011年全国城镇人口达到6.91亿，城镇化率首次突破50%关口，达到了51.27%，未来我国的城镇化速度还将进一步加快，这就要求以智能工业为代表和推动力的“两化”进程要进一步加快。

因此，面对当前形势，加快“两化”深度融合进程、以信息化引领生产方式变革、重塑信息化时代国家制造业竞争的新优势成为我国未来产业发展的必然选择。

业内人士分析指出，基于政策推动以及国际、国内产业形势的必然要求，信息化带动工业化、以工业化促进信息化的“两化”融合的需求在我国工业转型中将更加强烈，企业推进“两化”深度融合的积极性更高，智能工业成为行业发展新方向，“两化”融合将在广度和深度两个方向上加快发展。

据预测，2013年，中国智能工业将在新一轮技术创新中不断取得新突破，信息网络、智能制造、新能源和新材料等领域均有望实现新发展。工业生产组织体系将在以智能装备、工具软件和管理系统的普及为前提的的信息化的推进中实现重构，数字化工厂和智能工业初步发展，基于信息技术的新生产方式将成为工业企业增强市场控制力、提高产品附加值、获取竞争优势的重要手段。

2013年，以智能制造、智能设计、智能管理、智能运营和智能决策为典型特征的智能工业将成为行业发展新方向。备受瞩目的3D打印技术将开始应用在工业设计、数码产品开模等领域。以精密化、柔性化、智能化著称，集软件应用开发等先进技术于一体的工业机器人预计将从2012年的6.1万台增长到7.5万台，其应用领域也将更为广泛。工业各行业将更加重视基于网络、面向产品全生命周期的虚拟制造、网络化制造、敏捷制造等新型制造模式。智能工业的发展不仅能够推动工业技术根本革新和多领域技术集成，以知识管理为核心的新管理观念也将在这一进程中形成，从而引发产业组织模式革命性创新。

智能工业的“十二五”

工业和信息化部装备工业司副司长李东曾表示，高端装备制造业是国家“十二五”规划提出的战略性新兴产业七大领域之一，其中智能制造装备是高端装备制造业的重点方向之一。

今年年初的《智能制造装备产业“十二五”发展路线图》明确提到，在“十二五”期间将突破九大关键智能基础共性技术、推进八项智能测控装置与部件的研发和产业化、提升八类重大智能制造装备集成创新能力和促进在国民经济六大重点领域的示范应用推广。同时，将围绕关键智能基础共性技术、核心智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备和重点应用示范领域四大方向进行重点攻坚：

在关键智能基础共性技术方面，将围绕感知、决策和执行等智能功能的实现，针对测控装置、部件和重大智能制造成套装备的开发和应用，突破新型传感原理和工艺、高精度运动控制、高可靠智能控制、工业通信网络安全、健康维护诊断等一批共性、基础关键智能技术，为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

在核心智能测控装置与部件方面，将围绕重大智能制造成套装备研发以及智能制造技术的推广应用，开发机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件并实现产业化。在充分利用现有技术和产品的基础上，进一步实现智能化、网络化，形成对智能制造装备产业发展的有力支撑。

在重大智能制造成套装备方面，将突出制造业所需装备，针对石油化工、冶金、建材、机械加工、食品加工、纺织、造纸印刷等制造业生产过程数字化、柔性化、智能化的需要，发挥产学研用相结合的创新机制，依托有明确需求的用户，组织“产、学、研、用”共同参与的创新团队，推动软硬件在数控/工业控制装备中的应用与推广，通过集成创新，开发一批标志性的重大智能制造成套装备，保障产业转型升级。并结合国家重大工程建设，推进示范应用，加快产业化。

在重点应用示范领域方面，将根据我国智能制造技术和智能测控装置的发展水平，立足制造业，在“十二五”期间重点选择在电力、节能环保、农业、资源开采、国防军工等国民经济重点领域推广应用，分步骤、分层次开展应用示范，形成通用性、标准化、知识产权的应用平台，加快推进产业、技术与应用协同发展。

装备工业司副司长说，智能专用装备主要包括大型智能工程机械、高效农业机械、智能印刷机械、自动化纺织机械、环保机械、煤炭机械、冶金机械等各类专用装备，实现各种制造过程自动化、智能化、精义化，带动整体智能装备水平的提升。

工业和信息化部装备工业司副司长李东指出，改造提升制造业、加快培育战略新兴产业是国家“十二五”规划中明确的重要任务。实现由主要依靠规模增长的传统工业化道路向主要依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变，调整优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构，成为转变工业发展方式的核心工作。

结语

虽然，前文中描述的未来似乎还很遥远，但是智能工业已经在不知不觉地渗透进我们生活的点点滴滴，并潜移默化地改变着我们的生活，并且以锐不可当的创新引擎胁裹着时代向未来前进。

对于正在转型的中国来说，智能工业不仅是具有未来的长远意义，更具有重要的现实意义，在产业的转型升级、结构调整中，以智能工业的发展为动力、为着力点带动转型成为必然的选择。

的确，目前我们还实现不了梦幻般的全智能化工业，但是可以通过让工业领域的各种设备高度自动化，实现有限的智能化。当“充满智慧的工业”、“充满智慧的工业仪表”、 “充满智慧的工业执行器与装备”、“充满智慧的控制系统”、“充满智慧的云端信息化工厂”成为身边寻常而靓丽的风景时，真正的智能工业离我们还会远吗？