智能制造论文范文精选

摘要：在对当前DSS发展概述的基础上，本文根据现代制造模式的特点，研究了面向现代制造领域的DSS应具备的协调机制、功能、结构、系统层次与实现方式，最后展望了其发展方向。

关键词DSS；智能化；知识获取

一、引言

随着Internet和多媒体技术等的飞速发展，制造业也朝着数字化、网络化、智能化、集成化、柔性化的方向发展，并由此涌现了各种先进制造概念与模式，如敏捷制造、虚拟制造、绿色制造、虚拟样机、动态联盟、企业重组等等。它们的共同之处是其整个过程涉及的领域非常广泛，不仅与设计制造技术有关，也与信息技术、计算机技术、经营管理与决策系统技术、现代管理技术等相融合，是新兴的多学科交叉领域。

因此，必须采用跨越式发展的方式，融合信息技术、现代管理技术、计算机技术和制造技术，从系统管理、产品开发设计方法/技术与技术装备等诸方面采取综合措施，为了支持现代制造业的整个组织管理决策过程，迫切需要研究和开发新一代的DSS。

本文就是在介绍当前DSS发展概况的基础上，根据现代制造模式的特点，研究了面向现代制造领域的DSS应具备的功能、结构、协调机制、系统层次与实现方式，最后展望了其发展方向。

二、DSS发展现状

DSS从其产生以来，其发展已从最初仅通过交互技术辅助管理者对半结构化问题进行管理一直到运算学、决策学及各种AI技术渗透到其中的各种实用DSS出现，其应用涉及到多个领域，并成为信息系统领域内的热点之一。但是传统DSS投入应用的成功实例并不多，原因一方面是因为基于传统DBMS的DSS只能提供辅助决策过程中的数据级支持，而现实决策所需的数据却往往是分布、异构的；另一方面是实际中大多DSS的应用对决策者有较高的要求，不仅要有专业领域知识也要有较高的DSS构模知识；因此针对不同的社会需求，提出了多种类型的DSS，有智能决策支持系统、分布式决策支持系统、群体决策支持系统、组织决策支持系统、自适应决策支持系统、战略决策支持系统等等，这些系统的提出与实现，各自适用于不同的场合，都在不同程度上满足了新的决策形势的需求。以下将对当前最主要的几种DSS发展加以概括论述。

1人工智能在汽车制造业中的应用

概述制造业是国家的经济命脉，而汽车制造又是战略性支柱产业，它包括了整车、各种零配件厂等生产商，也包括了各地经销企业和销售企业。近年来，我国汽车行业面临着前所未有的挑战，原材料、生产、物流成本上涨、利润下降，以及国际经济形势的影响。因此，汽车企业可以运用具有智能分析功能的商务智能系统，通过分析历史数据快捷、及时地输出各类报告，预测未来的客户需求和销售趋势，在宏观上为企业管理人员提供决策依据。计算机人工智能技术发展到了今天，已经开始使用庞大的知识库来有效地取代人类器官或机构的记忆方法，近些年来很多的专家决策系统在考虑一定规则的基础上对人类的诊断和经验上的分析都能够做出很好的判断，甚至处于主导地位。这个系统可以很好地利用知识库，并从中挖掘出我们想要的问题答案、成功地寻找到其中的关联性，并提取相应的模式等。而实际上，这样的专家系统已经在很多领域都有了非常不错的应用，帮助很多企业在很短的时间内就做出相应的生产计划、调度计划、运输计划等，非常有效率，而且可以大大地增加收益，并很好地控制企业的人力成本。我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步。经过二十年余年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人行业内规模比较大的前三家工业机器人企业，行业集中度占30%左右。其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿以上。多年来我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位、劳动强度大、作业环境恶劣、焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生产的需要。

1.1搬运机器人在汽车制造业中应用

汽车桥箱类零件具有精度高、加工工序多、形状复杂、重量重的特点。为提高其加工精度及生产效率，各重型汽车生产厂家纷纷采用数控加工中心来加工此类零部件。而在使用数控加工中心加工工件时，要求工件在工作台上具有非常高的定位精度，且需要保证每次上料的一致性。由于人工上料此类的工件具有劳动强度高、上料精度不好控制等缺点现在正逐步被工业机器人或专机进行上下料所取代。工业机器人具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化、自动化程度高等、突出的优势，与人工相比，能够大幅度提高生产效率和产品质量，与专机相比具有可实现生产的柔性化、投资规模小等特点。机器人智能化自动搬运系统作为减速器壳体加工的重要生产环节，虽然已经在国内重型汽车厂内取得成功的应用，但依然尚未普及。在国家经济建设飞速发展的进程中，重型载重汽车的生产能力及生产力水平亟待有一个质的飞跃，而工业机器人即是提升生产力水平的强力推进器。

1.2焊接机器人在汽车制造业中的应用

汽车行业的发展水平，代表了一个国家的综合技术水平，汽车工业的发展将会带动其他行业的发展。各厂商为了在日渐激烈的竞争中立于不败之地，必须率先实现焊接自动化。因此，今后除了如汽车、摩托车这样的大批量生产行业。一些产品多样化的企业，为了提高焊接质量，也将会考虑使用焊接机器人，如钢结构等行业，与此同时，对焊接机器人的要求也必然会逐步提高，如说对焊道的自动跟踪系统的需求会逐步加大等。作为焊接机器人和焊接机的专业生产厂家，OTC公司将继续为提高中国的高速、高效、自动化焊机做出自己的贡献。对于在汽车工业中的点焊应用来说，目前已广泛采用电驱动的伺服焊枪。日本丰田公司已决定将这种技术作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。

1.3装配机器人在汽车制造业中的应用

在国内外各大汽车公司装配生产线上被广泛采用的装配机器人。一方面使汽车装配自动化水平大大提高，目前，国外某些大批量生产的轿车的装配自动化程度已达50%~65%。另一方面，有效地减轻了工人的劳动强度，提高了装配质量并明显地提高了生产率。在汽车整车装配中，机器人不仅用于挡风玻璃的密封济涂覆、安装和车轮备胎、仪表盘总成、后悬梁、车门、蓄电池等部件的安装。

1硬件系统选型

1.1PLC、压力传感器与温度传感器的选型基于生产成本和功能等因素的考究，决定采用晶体管型西门子PLC，型号为西门子S7-200CPU224XPDC/DC/DC的继电器输出型，满足本文低压铸造控制系统设计的转换精度要求[4]。由于PLC模型选用的是晶体管型PLC，出于高温测量稳定性和安全性因素考虑，决定采用西门子压力传感器QBE9000-P16。考虑低压铸造的实际生产状况和测量精度的要求，温度传感器决定采用PT100铂热电阻温度传感器[5]。

1.2电磁阀、比例阀与触摸屏的选型查阅电磁阀相关资料，决定采用广泛用于钢铁冶金，石油化工，矿山电力机械等各种气动系统中的HOPE77系列气动换向电磁阀。该系统比例阀要求调节和切断双重功能，本文采用可靠性高和噪声小的万讯QSTP智能电动引进单座高性能调节阀，是一种可以显示连续控制的气动调节阀，兼具智能控制和PID的相关功能。触摸屏选择灵敏度高、稳定的、无漂移操作、串口触摸接口和内部电源取电的ETWOTOUCH19英寸开放式触摸屏显示器。

2控制系统软件设计

2.1实时智能专家系统本文采用G2实时专家系统作为低压铸造生产的智能决策系统，图2为基于G2实时智能专家系统的低压铸造系统结构。首先将低压铸造生产工艺规范与质量标准输入到G2实时专家系统数据库，通过G2专家系统的NeurOn-Line，快速构建和部署关于低压铸造生产过程中的铸造工艺历史数据和规范的神经网络模型，并进行训练，获取到铸造产品质量与铸造工艺生产条件之间的某种关联关系，及时的根据实时反馈的铸造生产数据，对生产条件进行智能改善和控制，以改进并完善原有的铸造工艺方案，帮助铸造工艺设计人员更好的预测、控制和优化低压铸造复杂的工艺过程。应用智能专家系统于低压铸造生产的优点在于：①通过连续的、即时的虚拟铸造产品质量，测量获得质量一致性的铸造产品；②通过精细铸造生产产品等级来调节铸造生产严格遵守生产规范，减小产品偏离生产工艺与质量规范而造成产品报废；③在加工能力和能源消耗等约束条件下，优化生产经济，并且不会影响产品质量；④自动诊断和解决那些费时费力和需要推理的网络问题，迅速断定问题的根源[6]。

2.2PLC控制系统设计根据低压铸造模拟电压输入模拟量U-T工艺过程输出曲线编制PLC控制模块程序。图3是模拟电压U-t曲线，包括充型，结壳，增压，保压和降压等几个铸造工艺过程。PLC模块利用224XP模拟输入输出接口，需要通过编制相对应的程序调节电源电流来控制比例调节阀流量，从而使铸造过程依据该曲线进行响应的动作。根据低压铸造模拟电压U-t工艺历程曲线，设计如图4所示的低压铸造PLC控制模块程序设计，在step7软件上编写PLC梯形图，程序如图5所示。在通讯连接中，将串口连接到拓扑结构窗口，建立HMI与PLC模块间的通讯参数。可以通过触摸屏对低压铸造智能专家系统铸造参数的预设值进行设定，详见图6。点击开始按钮触发跟踪预设，得到实时跟踪过程仿真截图，每一次取样周期结束时，新的结果数据会从PLC读出来，并在趋势图上进行显示，这样显示结果具有实时性，如图7所示的模拟结果显示所设计的基于智能控制策略的低压铸造控制系统具有很好的实时性、准确性和可靠性。

3小结

伴随计算机电子技术和自动化控制技术的发展与应用，利用智能专家系统、PLC控制和传感控制技术对传统低压铸造系统进行改进和优化，以实现低压铸造控制系统自动化高效生产。生产实践证明：所设计的低压铸造控制系统具有很好的实时性、准确性和可靠性，具有铸造产品质量一致性好，能耗低等优势。

摘要：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资。对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

关键词：机械制造；智能化技术；体系

一、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

1农业机械制造智能技术

智能化是制造自动化的发展方向，很多专业性机械制造智能技术已经发展到相当水平，而在农业制造领域，还在起步阶段。农业机械制造智能技术是专门研究产品的设计、生产、加工、销售、售后乃至维护维修的整个技术过程，并将提高产品质量、效益、竞争力作为最终的目标。农业机械制造智能技术包含了生产对象、生产资料、能源、人力资源、生产和质量信息等内容。其中，生产对象、生产资料与能源属于硬件范畴，生产和质量信息则是软件范畴，而人力资源则是两者都属于。在诸多的生产要素之中，人的要素处于主要地位。

2兵团农业机械制造智能技术现状及其与内地的差距

2.1兵团农业机械制造智能技术现状

近年来，虽然很多企业在农业制造业方面不断采用先进的制造技术，像北疆的科神数控设备已占企业机加工设备的30%以上，且已经引进了CNC加工中心，企业的机加工能力得到了很大提升。公司已经启用了企业资源计划系统（ERP），以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理和服务。南疆的天诚对企业设备也进行了较大投资，且已经在某些焊接生产线采用了焊接机器人，大大提高了产品的焊接质量和工作效率。但是这些进步与内地专业化农业及机械制造业相比，仍在许多方面存在着较大的差距。

2.2兵团与内地在农业机械制造智能技术上的差距

2.2.1管理

内地优秀的农业机械制造业广泛采用计算机进行管理，对于组织和管理制度的更新与发展都较为重视，并对生产模式加以完善，力求达到准时、快速、高效的生产制造。比如采用MES（制造执行系统），该系统包括计划排产、过程纠偏、质量控制、资源优化、数据采集、电子看板、ERP集成等模块。系统依据ERP或手工输入的生产任务，通过精细排产，得到可执行的工序级生产排程，并通过对生产执行过程的详细进度、用料、用时及质量等信息实时跟踪统计，以数字化的方式、智能化的形式直观地展现生产全过程。而兵团农业机械制造业采用计算机管理的水平还正处于起步阶段，大多数的企业仍然处于陈旧的经验管理阶段，是兵团农业机械的制造业发展步伐缓慢的原因之一。

关键词：机械制造智能化技术体系

摘要：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资。对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

一、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

摘要：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资。对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

关键词：机械制造；智能化技术；体系

一、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

摘要：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资。对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

关键词：机械制造；智能化技术；体系

一、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

【摘要】伴随着《中国制造2025》的制定与实施，社会和政府对智能制造高层人才需求剧增。为了满足智能制造高层次人才的需求，解决现有的制造类研究生培养计划的不足，从智能制造对研究生的要求、学科能力建设、创新能力培养和师资能力培养四个方面展开研究，提出解决方案，为提高我国智能制造研究生的培养质量做出贡献。

【关键词】中国制造2025 智能制造 研究生 模式培养

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0005-02

现阶段，智能制造工程作为《中国制造2025》的五大工程之一，与制造业创新中心建设工程、工业强基工程、绿色制造工程以及高端装备创新工程一同对整个制造业的转型升级起到引领作用。[1][2]其工程目标在于：到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升；到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生命周期缩短50%，不良率降低50%。人才为本是《中国制造2025》的五项基本方针之一，“健全多层次人才培养体系”也是其扶持政策之一。面对当前社会与国家的需要，培养出社会与国家所需要的智能制造方向的人才的重任自然而然地也就落到了各大高校的肩上。虽然目前各大高校为响应时代的号召及社会的需要，开设了智能制造方向的研究生培养计划，但观其模式及现状，不难发现有如下不足之处：第一，缺乏高端融合型的培养人才，很难符合当前制造业所需的能将制造技术和信息技术相互融通的需求。第二，师资配置难以满足人才培养的内在需求。第三，产学研模式的水土不服，企业与研究单位仍需进一步加强解决现阶段双方在合作层面出现的问题。为此，文章结合社会需求，针对现阶段面对智能制造方向的研究生的创新能力培养模式，提出若干建议。

一、智能制造对研究人才的要求

智能制造从其组成来看可包含一“大”一“小”两个概念。“大”指的是智能制造系统，“小”指的是智能制造技术。智能制造的核心是“智能系统”，智能制造的基础则是智能技术。[3]智能制造专业研究人员需要具备如下三方面的规格要求：知识规格要求、能力规格要求、素质规格要求。[4]

从知识规格上来看，研究生首先应具备完整的知识结构。智能制造是高度工业化与信息化的产物，由于面向智能制造的研究生培养在中国也处于刚起步阶段，其本科多来源于机械工程、信息工程、计算机工程等相关专业，对各学科之间的相关基础知识有待补充以形成面向智能制造的完整的科学知识体系。其次，智能制造是在传统制造业上进行的一次信息化升级，对于各学科的学生来说需要拥有适应量化的深入融合的信息技术知识以制造业实际生产需要。

从能力规格上来看，研究生应具备突出的工程实践能力。现阶段的研究生培养多重理论，轻实践，但智能制造的发展不论是从技术上来说还是从系统上来说，都离不开人的实践。脱离了实践检验的理论最终也难以产生知识价值的体现。其次，随着制造业的全球化发展，任何国家都再难以独自“闭门造车”，智能制造的高度是各学科知识的融合，该方向的研究生还需具备一定的国际交流能力与工程领导能力以适应日后国际化交流合作的需要。

摘要：随着第四次工业革命的到来，汽车产业向智能制造方向发展，迫切需要一大批兼具汽车专业技能和智能制造知识的交叉复合型人才。该论文分析了智能制造的特征和发展趋势，探讨了从教学目标和知识体系更新、实践平台建设、线上线下教学结合、教学方法改进等多个方面进行汽车制造工艺学课程教学改革的思路，可以为车辆工程新工科人才培养提供有益参考。

关键词：智能制造;新工科;车辆工程;教学改革

1引言

智能制造是第四次工业革命的核心科技之一，可以使传统的大规模批量化生产转向大规模个性化柔性生产，集中生产转向网络化异地协同生产，信息化与工业化实现深度融合，资源利用率大幅提升[1,2]。2021年，中国汽车产销量均超过2600万辆，连续13年稳居世界第一。汽车制造业是国民经济的支柱产业，智能制造技术的快速发展，使汽车制造业正在发生重大变革，对高校的汽车人才培养提出了新的问题和挑战。为了适应新技术发展的浪潮，教育部从2016年就开始积极推进新工科建设工作，倡导高等教育进行全面、深刻的改革和创新，更新工程人才知识体系，创新工程教育方式与手段，培养多样化、创新型卓越人才，为国家发展和国际竞争提供智力和人才支撑[3,4]。汽车制造工艺学是一门车辆工程专业的核心专业基础课程，教授学生掌握从工程材料经过各种工艺制造成汽车零部件，以及装配成总成和整车的过程中的知识和技能，帮助学生建立起对汽车制造工艺的工程认识，使学生在汽车设计中考虑到加工工艺性和装配工艺性，培养学生运用制造工艺学知识解决汽车设计和制造中的复杂工程问题。因此，汽车制造工艺学的学习效果直接影响到工科院校所培养汽车人才的工程能力[5]。但是，由于该课程属于传统课程，学生学习积极性不高，而且课程涉及知识面广，工艺问题灵活多变，教学过程中存在诸多困难和挑战。因此，迫切需要将智能制造的新技术、新知识融入到课程教学中，开展教学改革工作，提升教学效果。

2智能制造与汽车产业发展趋势

2.1智能制造的概念与定义

1988年，美国的Wright和Bourne[6]首次提出了智能制造（IntelligentManufacturing）的概念，将其定义为：通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制对专家与技术工人的知识技能进行建模，进而使智能机器在无人干预的情况下完成小批量生产。随着智能制造技术的发展，其内涵和外延发生了很大的变化，因此关于智能制造还没有一个公认的定义。目前国外比较认可的是美国国家标准与技术研究院（NIST）提出的智能制造定义，即智能制造是一个可以实时响应，以满足工厂、供应链与客户时刻变化的条件和需求的全集成和协作式制造系统。我国工信部将智能制造定义为基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式[7]。从这些定义来看，与传统制造相比，智能制造具有制造要素动态感知、数据实时分析、智能决策、智能执行和系统高度集成的特征。

2.2智能制造的核心技术