王喜文工业40与智能制造讲座56[1]
基于智能化的机械制造技术及发展思考_1
基于智能化的机械制造技术及发展思考发布时间：2023-02-21T01:34:33.139Z 来源：《建筑创作》2022年第19期作者：雷本喜[导读] 智能化技术是近年技术发展过程中产生的一项重要突破。
通过发展智能化技术，雷本喜43102119870114****摘要：智能化技术是近年技术发展过程中产生的一项重要突破。
通过发展智能化技术，可以有效降低人力在生产生活中的使用，不断解放人们的双手，使得工业现代化、智能化的程度不断提升。
因此，在近年的发展过程中，智能化技术在生产生活过程中得到了广泛的应用。
以家庭生活为例，洗碗机、智能扫地机等的使用在很大程度上有效降低了人力的需求量，使得家庭生活的自动化程度得到提升。
对于工业生产而言，通过使用智能化技术，一些需要大量劳动力的高负荷工作或者危险性可以使用智能化的机械设备替代，从而实现工作效率和生产安全性的有效提高。
对于智能化技术而言，其是建立在计算机技术快速发展的基础上实现的。
随着近年计算机技术和信息化技术的不断提升，智能化也迎来了蓬勃发展的时期，在社会各个行业都得到广泛推广，取得了良好的应用效果。
同时，通过使用智能化技术，当前我国在开展工业生产过程中的模式也出现了一定的变化。
对于机械设计制造业而言，作为传统的工业制造体系，其在以往开展工作过程中往往会涉及大量的高负荷、高危险性工作，而通过使用智能化技术，可以在确保制造精密度和准确性的基础上高效率地生产，同时，降低人工承担的符合，降低生产的危险性，因此具有重要意义。
本文将就这一方面的内容进行分析研究。
关键词：机械制造；智能发展；生产管理；生产流程；创新引言机器生产技术在工业发展中发挥着重要作用。
要不断提高加工技术，提高冶金机械性能，为人们提供耐用消费品，拓展应用空间，积极创新技术，引进先进技术，推动机械制造业快速发展。
1 智能机械制造的主要特点第一，安全。
智能机械制造工作难度大，技术含量高，生产周期相对较长。
第四次工业革命(工业4.0)相关著作信息汇总(截止2017.12)
书名 工业4.0：即将来袭的第四次工业革命 工业4.0：正在发生的未来 工业4.0：最后一次工业革命 智慧的维度：工业4.0时代的智慧制造 工业4.0大革命 实施工业4.0 投资的逻辑 开启工业4.0的资本运作和财富浪潮 工业4.0（实践版）：开启未来工业的新模式、新策 略和新思维 工业4.0落地之道 工业4.0(图解版)：通向未来工业的德国制造2025 工业大数据：工业4.0时代的工业转型与价值创造 大数据供应链：构建工业4.0时代智能物流新模式 创客运动 互联网+与工业4.0时代的创新法则 全球制造业的颠覆——工业4.0 工业4.0时代的盈利模式 弯道超车：从德国工业4.0到中国制造2025 工业产品服务价值创造 企业服务化转型升级的路径 与案例 助力中国制造2025，推动工业企业转型升级 工业4.0实战：装备制造业数字化之道
2016年8月 2016年8月 2016年8月 2016年9月 2016年9月 2016年9月 2016年9月 2016年10月 2016年10月 2016年11月 2016年11月 2016年11月 2016年12月 2016年12月 2016年12月 2017年1月 2017年1月 2017年1月 2017年2月 2017年2月 2017年4月 2017年4月 2017年5月 2017年6月 2017年6月 2017年6月 2017年7月 2017年7月 2017年7月 2017年8月 2017年8月 2017年8月 2017年9月 2017年9月 2017年10月 2017年10月 2017年10月 2017年11月 2017年12月
新工科视域下地方性应用型本科人才的特征及培养--以南通理工学院机械设计制造及其自动化专业为例
第39期总第485期No.39vol,485大学(研究与管理)University(Research&Management)2020年10月Oct.2020新工科视域下地方性应用型本科人才的特征及培养——以南通理工学院机械设计制造及其自动化专业为例孙健华，顾海，吴国庆(南通理工学院，江苏南通226002)摘要:新工业革命加速了地方性应用型高校的新工科建设，如何主动适应新一轮挑战，提高人才培养质量，促进区域经济社会发展已成为当前高等工程教育改革的重要任务。
本文通过分析应用型人才“德”与“能”两个方面的特征，以机械设计制造及其自动化专业为例，从人才培养规格、人才培养模式、教师队伍、教学方法与教学模式、教学评价等五个方面提出了改革思路和具体措施，突出了机械设计制造及其自动化专业应用型人才的培养特色，为地方性应用型本科高校开展机械设计制造及其自动化专业人才培养工作提供参考。
关键词:应用型人才;新工科;人才培养;特征;机械设计制造及其自动化中图分类号:G640文献标识码:A文章编号:1673-7164(2020)39-0070-03新经济的发展对适应快速变化要求的工程技术人才需求逐步加大，全国各大高校全力探索高等教育助力强国建设的新理念、新路径、新举措、新实践。
地方性应用型高校是新工科建设的重要力量，南通理工学院作为一所地方性应用型本科院校，以南通及周边地区的产业需求为导向，分析新工科人才素质需求,研究其核心培养特征,构建了较合理的培养体系，为适应新形势下区域经济转型发展培养应用型人才。
_、新工科磁与应用就才培养的堀对于“新工科”,大多数专家学者认为有两种含义，一是所谓“新兴工科专业”,即开设新兴的工科专业,包括机器人、云计算、人工智能、智能制造及增材制造等原来没有的专业,是随着新工业革命发展而来;二是所谓“传统工科专业达到新要求”,即传统工科专业的改造升级，以适应新工业革命发展需要。
制造业是实体经济发展的重要支柱，自21世纪以来，发展先进制造业受到世界各国尤其是欧美强国的重视,我国亦于2015年5月提出了“中国制造2025”叫机械设计制造及其自动化专业为制造业快速发展提供人才支持，面对新一轮产业革命和新经济发展,亟须工程教育改革发挥影响力，培养更多的创新型卓越工程科技人才,助力新经济社会发展。
智能制造技术在高端装备制造中的应用
智能制造技术在高端装备制造中的应用随着工业化进程不断加快，高端装备制造成为了国家发展的重要支柱产业。
然而，高端装备制造具有技术难度高、成本高昂等特点，且涉及多个领域，因此在生产过程中存在许多瓶颈。
为了提升高端装备制造的质量和效率，智能制造技术应运而生，已经成为高端装备制造的重要手段之一。
一、人工智能技术在高端装备制造中的应用人工智能是现代先进制造技术中最为重要的一项技术。
它通过模仿人脑思维进行数据处理、模式识别等，实现机器“智能化”。
在高端装备制造中，人工智能技术主要应用在两方面：1. 大数据分析：在高端装备制造中，大量的数据会被产生。
通过人工智能技术能够解决传统数据处理方式所面临的瓶颈，高效分析大量数据，快速获得生产数据和产品质量分析数据，从而更好地指导制造过程。
2. 智能控制：高端装备制造需要高精度、高速度、高质量等特点。
通过人工智能技术，可以实现对生产自动化的控制，提高生产效率与控制精度。
二、无人值守技术在高端装备制造中的应用无人值守技术是智能制造的重要组成部分，通过无人值守机器人代替人工操作等手段，制造过程更加高效、精确。
在高端装备制造中，无人值守技术主要应用于以下几个方面：1.自动化装配：智能制造技术可以对生产自动化装配进行控制和处理。
将少量的人工干预和大量的自动化技术相结合，不但能够保证高端装备制造的质量、效率和自动化程度，还可以缩短生产周期。
2. 无梁式设备：在生产过程中，高端装备制造需要承载物体的支撑和操纵，传统的手动机械与设备存在一定的缺陷。
通过无梁式设备，可以实现在不受限制的状态下进行装配和精细化控制，提高了生产效率。
三、智能感知技术在高端装备制造中的应用智能感知技术是现代先进制造技术中比较新的一项技术，它可以通过感知器件和网络技术将实时状态感知及过程控制信号传输及控制，实现生产过程动态和自适应控制。
在高端装备制造中，智能感知技术应用主要体现在以下几方面：1. 生产过程监测：在生产过程中，通过感应器放置在设备部件上，实时反馈设备的运行情况，便于快速掌握生产情况，以便及时调整操作。
工信部王喜文中国制造2025解读：从工业大国到工业强国
大规模定制
一、第四次工业革命的到来
X 成本高 X 效率低 X 交货慢
✓品种多 ✓个性化
大规模定制生产与大规模生产的比较
大规模生产
大规模定制
管理理念 以产品为中心，以低成本赢得市场 以顾客为中心，以快速响应赢得市场
驱动方式
根据市场预测安排生产，属推动式 的生产方式
根据客户定点安排生产，属拉动式生 产方式
二、中国制造2025
良好的 效率效益
优化的 产业结构
三 "互联网＋"行动
“互联网+”重新定义制造业
B2C→C2B
三、"互联网＋"行动
普惠金融
智慧能源 益民服务
现代农业
高效物流
协同制造 创业创新
电子商务 便捷交通
绿色生态
4 3
5
6
7
8
2
9
人工智能
1
10
11
11项重点行动
工信部在贯彻“互联网+”指导意见中，工作主要定位在“两个重点”和“两个支撑 ”。这“两个重点”叫推进“互联网+”协同制造和“互联网+”小微企业创业创新 的融合发展。同时还有“两个支撑”，这“两个支撑”就是推动全社会“互联网+” 的基础设施建设，包括提升信息基础设施支撑水平和提升电子信息产业支撑水平。
2011年曾经挂职北京市房山区经济和信息化委员 会副主任，参与过北京市高端制造业基地的重大 招商项目。
2014年曾在中国浦东干部学院参加由中央统战部 组织的“民主党派中青年干部培训班”。
微信号：wangxiwen126，QQ号：1072964394
一 第四次工业革命的到来
王喜文工业40与中国制造2020
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2020/11/22
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王喜文工业40与中国制造2020
机器人技术在物流中的应用：分拣、搬运到送货
物联网技术 ２０１７年 ／ 第３期 ６未来物流业的发展离不开机器人技术的支持。
机器人技术在物流作业过程中发挥着越来越重要的作用，将成为引领现代物流业发展趋势的重要因素。
目前，机器人技术在物流中的应用主要集中在包装分拣、装卸搬运和无人机送货三个作业环节。
1 机器人技术在包装分拣作业中的应用传统企业中，带有高度重复性和智能性的抓放工作一般依靠大量的人工完成，不仅给工厂增加了巨大的人工成本和管理成本，还难以保证包装的合格率，且人工的介入很容易给食品、医药带来污染，影响产品质量。
机器人技术在包装领域得到了很大的施展。
尤其是在食品、烟草和医药等行业的大多数生产线已实现了高度自动化，其包装作业基本实现了机器人化作业。
机器人作业精度高、柔性好、效率高，克服了传统的机械式包装占地面积大、程序更改复杂、耗电量大等缺点，同时避免采用人工包装造成的劳动量大、工时多、无法保证包装质量等问题。
拣选作业主要指由移动式机器人进行品种拣选，如果品种多，形状各异，机器人需要带有图象识别系统和多功能机械手。
机器人每到一种物品托盘前就可根据识别系统来判断物品形状，采用与之相应的机械手抓取，然后放到搭配托盘上。
电子商务的蓬勃发展使仓储物流得到了前所未有的发展。
“机器人+”物流让仓储物流的搬运得到了很大程度的提升。
2015年6月，硅谷公司Fetch Robotics 获得了日本软银公司领投的2 300万美元融资，而Fetch Robotics 公司的主要产品就是物流机器人。
一个被称为Fetch 的机器人可以根据订单把货架上的商品取出，放到另一个叫Freight 的机器人里运回打包。
2 机器人技术在装卸搬运中的应用装卸搬运是物流系统中最基本的功能要素之一，存在于货物运输、储存、包装、流通加工和配送等过程中，贯穿于物流作业的始末。
目前，机器人技术正在越来越多的被应用于物流的装卸搬运作业，大大提高了物流系统的效率和效益。
搬运机器人的出现不仅可以充分利用工作环境的空间，提高物料的搬运能力，大大节约装卸搬运过程中的作业时间，提高装卸效率，还减轻了人类繁重的体力劳动。
王喜文-5G最完整的PPT-2019
5G为人工智能与智能制造赋能一5G正在到来目录二三5G主要体系架构5G加速人工智能四5G助推智能制造一5G正在到来（一）为何是5G？移动通信的发展演变（二）5G能实现什么场景？物联网、大数据和人工智能传统产业的智能化升级超低时延高可靠（三）5G能产生多少价值？2020年、2025年和2030年，5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元，年均复合增长率为24%。
间接产出直接产出按照2020年5G正式商用算起，预计当年将带动约4840亿元的直接产出，2025年、2030年将分别增长到3.3万亿、6.3万亿元，十年间的年均复合增长率为29%。
5G产业链从产出结构看，拉动产出增长的动力随5G商用进程的深化而相继转换5G商用初期5G商用中期5G商用中后期2020年2025年2030年运营商大规模开展网络建设，5G网络设备投资带来的设备制造商收入将成为5G直接经济产出的主要来源，预计2020年，网络设备和终端设备收入合计约4500亿元，占直接经济总产出的94%。
来自用户和其他行业的终端设备支出和电信服务支出持续增长，预计到2025年，上述两项支出分别为1.4万亿和0.7万亿元，占到直接经济总产出的64%。
互联网企业与5G相关的信息服务收入增长显著，成为直接产出的主要来源，预计2030年，互联网信息服务收入达到2.6万亿元，占直接经济总产出的42%。
二5G主要体系架构（一）核心是网络部署频效提升300m-500m站间距20m-50m站间距Massive MIMO（大规模天线）频率扩展Ultra Dense Network（超密集组网）Spectrum at High Frequency（高频通讯）站点更密800M-900M 2.3G-2.6G470M-790M1.8G-2.1G当前频谱3.5G6G–100G高频5G频谱中国电信运营商5G频段Ultra Dense Network（超密集组网）5G三大亮点之三：多天线Massive MIMO（大规模天线）设计准则 充分考虑前向兼容性 系统实现方式灵活可配 高低频统一设计天线数越多，噪声和干扰趋于08Antennas4G4G 64AntennasPre5G5G（二）重要支撑是边缘计算移动边缘计算（MEC）在靠近移动用户的位置上提供信息技术服务环境和云计算能力；将内容分发推送到靠近用户侧（如基站）；应用、服务和内容都部署在高度分布的环境中；可以更好的支持5G网络中低时延和高带宽的业务要求。
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•（三）工业4.0具体能实现什么？
•智 能
•一、工业4.0的意义
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•传统生产方式
•信息
•材料
•物质 生产
•产品
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•能源
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•智能生产方式
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•全球数据量预测（单位ZB）
•三、未来制造业畅想
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•制造业大数据
•A
•产品数据
•B
•运营数据
•制造业大数据
•C
•价值链数据
•D
•外部数据
•三、未来制造业畅想
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•推送营销
•市场预测
•精准匹配
•大数据驱动制造 业向服务业转型
•供应链管理 •产品生命周期管理
•4.零部件生产 •5. 系统集成
•6. 销售服 务
•系统 •子装配体 •零部件
•一、工业4.0的意义
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•创新的新模式
•T研e发xt •in here •行持业支
•标准化
•一、工业4.0的意义
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•创新
•《德国2020高技术战略》 行动计划发布，11个“未来 项目”缩减为10个（投资84 亿欧元）；“工业4.0”一词 首次出现（投资2亿欧元）
建工业4.0平台
•《德国2020高技术战略》发布， 并重点推出11个“未来项目”
•一、工业4.0的意义
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•社会背景
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•二、工业4.0时代的智能制造
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•三 •未来制造业畅想
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•（一）工业软件充斥整个制造业
•Business
•企业 侧
•ERP
•HR
•FIN
•支持
•供应侧 •SC •Suppliers M
•设计
•CR M
•5. 系统集成 •6. 销售服 务
•子装配体 •零部件
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未来的开放制造
• 2025: 开放的价值链 • 学习型组织和精益生产
•商业模式开发 •质量管理 •项目管理 •工艺过程开发
•1. •研发
•2. 设计
•3.原型制造
•第一层 •第二层 •第三层
2014年
2013年 4月
•在德国科学-产业经济研究联 盟 （Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft） 的倡导下，开始研究工业4.0 •
2011年 1月
2010年
2012年 4月
2012年 4~10月
3月
•工业4.0发展战略 发布；由VDMA、 BITKOM、ZVEI 组成秘书处，组
•1
•2
•3 •4
老龄化社会带来的劳动力减少 资源匮乏，能效仍需提升
•5 •6 •7
产业转移带来的国内制造业空心化
发展中国家技术实力不断增强 经济全球化中，需要对市场做出快速响应
需要根据消费者需求，实现差异化、个性化的生产
保持制造业国际领先地位所需的标准化
制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大
•企业设施
•CA
Enterprise Infrastructure
D
•运行设施 Operations Infrastructure
•CAM •MP M
•MI
•WMS
•Qualit
y
•ME
•HM S
•T&
•Sched A
•etc.
•EA M
•Lean/C I
•TM S
I •Equipment &
Automation
• 智能制造： • 本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂” • 核心是动态配置的生产方式 • 关键是信息技术应用 • 愿景是解决能源消费等社会问题
•二、工业4.0时代的智能制造
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•（一）本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”
•二、工业4.0时代的智能制造
个性化定制）
（Community，
协同合作）
•二、工业4.0时代的智能制造
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•CPS平台
•二、工业4.0时代的智能制造
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•智能工厂
•二、工业4.0时代的智能制造
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•生 产
•卖方交易
•CR
M
•客户
•物流交易
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•（四）愿景是解决能源消费等社会问题
•二、工业4.0时代的智能制造
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•制造业节能途径
•工业节能减排 •与综合利用
•收集和分析 能源信息
•识别问题
•管理运营
•改变耗能不 良习惯
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•（五）工业4.0能产生多少价值？
•一、工业4.0的意义
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•一、工业4.0的意义
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•二 •工业4.0时代的智能制造
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•生产管理
•三、未来制造业畅想
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•社交应用
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•智能制造
智能工厂
智能数据
智能制造
智能产品
•三、未来制造业畅想
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智能设备
•产生 •使用
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•（三）网络信息安全同样影响工厂
•三、未来制造业畅想
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•汽车生产线的变迁
•二、工业4.0时代的智能制造
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•（三）关键是信息技术应用 •企业坐标
•管理
•ERP
•产品-服务坐标
•PLM
•买方交易
•价值链坐标
•SCM
•供应 商
•信息交换
•C3P
•产品开发
•二、工业4.0时代的智能制造
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•MES
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•（四）工业4.0为何引起广泛关注？
•改变了制造业模式
•改变制造业思维 •改 变
•改变了创新模式
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•生产链
•长期且固定的一种关系
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•工业3.0
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•（二）工业3.0与工业4.0有哪些不同？
•一、工业4.0的意义
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•大规模定制生产与大规模生产的比较
•三、未来制造业畅想
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•三、未来制造业畅想
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•制造业也将成为信息产业的一部分
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当前的外包开发
• 2000: 部分外包的价值链 • 外包包括工艺过程开发等核心环节 • 用供应链管理、产品生命周期管理等软件系统管理外包工作
•1. •研发
•2. 设计
•工艺过程开发
•3.原型制造 •4.零部件生产
•供应链管理 •产品生命周期管理
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•一 •工业4.0的意义
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•出台过程
•工业4.0平台发布 白皮书（实施计划）
•德国科学-产业经济研究联盟与德 国国家科学与工程院（Acatech） 共同制定工业4.0发展战略
•生产网
•相对动态的一种关系 •一、工业4.0的意义