简述智能制造技术精选(十四篇)

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关键词：机电一体化　智能制造　制造企业

机电一体化又称机械电子学(Mechatronics，由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成)。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化和智能化。如今的现代化企业已经进入了崭新的智能制造时代。

一、智能制造的概念

智能制造应当包含智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)。因本文不涉及智能制造技术本身，只侧重于论述制造模式，所以重点讨论智能制造系统。智能制造技术是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来，将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统，以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化，从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动，并对制造业专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。智能制造系统是指基于IMT，利用计算机综合应用人工智能技术、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、生命科学和系统工程理论与方法，在国际标准化和互换性的基础上，使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化，并使制造系统形成由网络集成的、高度自动化的一种制造系统。

IMS是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体。IMS理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机制上，目的是通过设备柔性和计算机人工智能控制，自动地完成设计、加工、控制管理过程，旨在解决适应高度变化的环境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知识在制造活动中的价值地位，而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式，所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。

二、智能制造系统的特点

IMS具有以下几个特征:

一是自组织能力，二是自律能力，三是自学习和自维护能力，四是整个制造系统的智能集成，五是人机一体化智能系统，六是虚拟现实。

综上所述，可以看出IMS作为一种模式，它是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不断向纵深发展的先进制造系统。

三、智能制造的支撑技术

人工智能技术；

并行工程；

虚拟制造技术；

信息网络技术。

四、智能制造主要研究内容及目标

1.智能制造主要研究内容

（1）智能制造理论和系统设计技术；

（2）智能制造单元技术的集成；

（3）智能机器的设计。

2.智能制造主要研究目标

（1）整个制造过程的全面智能化，在实际制造系统中，以机器智能取代人的部分脑力劳动作为主要目标，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力。

（2）信息和制造智能的集成与共享，强调智能型的集成自动化。

五、智能制造的发展简况

1.国外发展简况

自20世纪80年代美国提出IMS概念以来，IMS一直受到众多国家的重视和关注。日本、美国、加拿大、澳大利亚、瑞士和欧洲自由贸易协定国在1991年1月联合开展了由日本首先于1990年4月提出的为期10年的IMS国际合作计划。

2.国内发展简况

我国20世纪80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题，已在专家系统、模式识别、机器人方面取得了一批成果。1993年，中国国家自然科学基金委员会重点项目“智能制造技术基础的研究”获准设立，1994年开始实施，由华中理工大学、南京航空航天大学、西安交通大学和清华大学联合承担。研究内容为IMS基础理论、智能化单元技术、智能机器等。至今，已取得了不少可喜的研究成果。

综上所述，可以看出IMS是一种集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身的制造模式，具有不断向纵深发展的高技术和高水平的先进制造系统，同时也是需要投入巨大科研力量去突破一个个技术难点的先进制造系统。目前研究的重点为虚拟企业、分布式智能系统、并行工程和基于的IMS。同时也应看到，这是一个人机一体化智能系统，只要努力追求人的智能和机器智能的有效结合，这样的系统就有可能实现。当然，这种实现是一个从初级到高级的发展过程。

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关键词：制造系统；智能主体；数据采集

随着社会经济的高速发展，先进制造技术已经成为全球经济竞争的主战场。数据采集技术是在不同学科之间交叉渗透的基础上出现的，对于制造企业而言，传统的信息采集方式已经难以满足制造业信息化的实时需求，所以迅速及时地将相关学科领域的最新研究成果应用到数据采集技术中，研究新型的数据采集技术方法，方便企业及时引进生产技术实现制造自动化，对产品质量的提高以及企业的竞争力增强是不可或缺的。

1制造系统数据采集方式

制造企业外部环境与自身环境复杂多变，要实现生产制造的安全高效，在注重环保效益的前提下生产出高品质的产品，需要制造系统安置大量的传感器与数据采集系统。对生产中设备运行状况、工艺水平、产品品质以及内外部环境变化数据实时监控反馈，为生产提供技术保障。制造系统数据采集技术主要有以下三种：

1.1集中式采集方式

集中式采集方式适用于小规模与相对简单的系统，这种方式系统全部传感器与数据采集系统直接相连，用一台工控机可以实现所有的数据采集与处理，具有结构简单、易于操作、维护方便、价格低廉的特点。

1.2分布式采集集中控制方式

这一方式适合规模适中且生产线较为简单的系统，可以实现生产线上分散的单体设备集中管理，被各大中型制造系统广泛采用。该方式将系统需要采集的数据依据一定的条件进行分组，由各组独立采集所辖区域的数据信息，各组协同完成整个生产过程的数据采集任务。通过各数据采集点设有独立的数据采集服务器，对站点进行维护管理，形成相对独立的局域网络。具有结构复杂、成本相对较高、使用维护简单以及具备网络功能的特点。

1.3集中式与分布式相结合方式

这种数据采集方式是前两种方式的高效组合，适用于大规模且承担复杂制造的系统，兼具前两种采集方式的优势。

2基于智能主体的制造系统数据采集技术

2.1智能主体与分布式人工智能

智能主体（Agent）涉及人工智能(Artificial Intelligent)技术的深层次问题，为人工智能技术以及计算机科学发展提供了新的计算求解范例和方法，也为CIMS（Computer Integrated Manu-facturing Systems，计算机集成制造系统）提供了更加高效便利的解决方案。应用智能主体思想与方法构建基于智能主体的数据采集系统，进一步推进数据采集智能化发展。智能主体属于分布式人工智能（DAI， Dis-tributed Artificial Intelligent）研究范围。分布式人工智能是相对于集中控制技术而言的，分布式问题求解的思想在工程领域应用始于分布式控制系统的研究。控制系统规模的扩大以及结构复杂化、功能增多等一系列影响系统性能的因素增加，需求一种基于整体优化的控制策略，亦即整体的总目标函数最优化控制方式。该函数包括质量产量技术指标，以及能源、成本与环保等经济社会指标，实现综合自动化生产。将大系统分解为若干相关小系统，控制小系统的目标对象，同时要考虑小系统之间的相互影响与作用，以小系统的最优化促进大系统的最优。

2.2基于智能主体的数据采集技术

该智能主体技术以主体感知外部环境信息以及对信息分析、推理、评估，为下一步采取应对措施为基本思想。制造系统之所以要设置数据采集系统，是为了通过传感器监控制造过程中的各种信息，并对其处理、分析，对系统的运行状况以及运行趋势做出判断预测，对故障指出处理措施。基于这一思想，构造依托于多智能体的数据采集系统可以对当下的数据采集方法给予加强改进，一种适用于先进制造系统的数据采集系统模式应运而生。该模式由若干传感器与一个数据采集平台组成，数据采集平台由一个数据采集服务器与多个数据采集点组成。传感器用以监控生产过程中的各种内部外部信息，数据采集平台负责数据的采集、处理、存储与输出，在形式上依然是分布式与集中式采集集中管理模式。

3结语

计算机技术与信息技术的飞速发展为制造系统数据采集技术提供了更多的可能性，基于智能主体的制造系统数据采集技术，对于制造企业运用现代化的制造技术，在制造自动化、提高生产力与生产制造高品质的产品、增强企业的综合竞争能力，实现经济效益与社会效益有重要意义。

参考文献:

[1]王聪，纪志成.基于智慧车间的生产执行系统的研究及应用[J].计算机时代，2012(08)

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关键词：智能控制；智能控制工程；研究进展；发展策略

智能控制是应用广泛的技术，被广泛地应用到各个领域。随着信息处理技术和人工智能技术的不断发展，智能控制在控制原理和智能控制工程研究上都获得了很大的进步和发展。

1 智能控制工程的研究现状

1.1 机器人智能控制研究

机器人是智能控制应用的重要领域之一，智能控制技术已经在机器人研究的各个方面得到应用。在智能控制技术中，模糊控制、人工神经网络以及专家系统的技术在机器人环境监测和控制以及规划、机器人定位等方面的应用研究已经成熟，并且在实际应用系统中得到了验证。机器人视觉处理与传感器信息融合也利用智能控制技术。机器人动力学广泛地采用神经网络，进行控制器的设计。

1.2 智能控制在机械制造中的应用研究

现代工业制造业涉及很多复杂的行为和操作。在先进的制造系统中，要根据不精确和不完备的数据来解决很难预测或无法预测的状况，人工智能的应用有效的解决了这个问题。智能控制在机械制造中得到广泛应用，通常是在机械制造的过程中在用神经网络与模糊数学的方法进行动态环境的建模，采用传感器的融合技术预处理和综合各种信息。

1.3 智能控制在电力电子领域中的应用研究

与电能有关的很多领域都应用电力电子学，电力系统中的各种电机电器设备的设计与生产、运行以及控制是非常复杂的过程。智能控制技术引入电气设备，对于电气设备的故障诊断、设备控制与优化设计等发挥了重要的作用。电气设备的优化设计可以采用遗传算法，这样可以缩短计算的时间，降低成本，提高设计的质量和效率。还可以采用神经网络、模糊逻辑以及专家系统的智能控制技术用于电气设备的故障诊断，并且现在对于集成这三种技术的实验研究也取得重大发展。

其中，在电流控制脉冲宽度调制（PWM）中采用智能控制技术最具代表性的应用，也是被关注的研究热点。

1.4 智能控制在工业过程中的应用研究

生产过程中智能控制主要包括局部级与全局级两个方面。局部级智能控制是指智能控制应用于工业生产过程的某一个单元部分的控制器设计；全局级智能控制是指智能控制用于整个工业生产过程的自动化。局部级智能控制研究主要是对PID控制器设计。全局级智能控制应用研究已经非常广泛。

1.5 广义控制领域智能控制的应用研究

自动控制的广义理解是不利用人工的而作用自动控制或操作控制对象的过程，当然也可以是具体的机械设备与抽象的时刻变化着的信息对象。对这种对象进行控制，需要利用符号的信息知识进行建模和表达，并且设计智能算法的程序用于自动决策和推理。广义领域智能控制的应用研究正处于探索研究与发展的阶段。

2 智能控制工程的发展对策

2.1 发展智能控制工程的理论指导

智能控制已经建立了基本的理论思路和框架，但是仍然没有发展成熟。智能控制没有科学的理论指导就会导致工程研究的盲目性。智能控制应用研究主要是智能控制分支技术的应用，控制方法在工程的应用研究中没有系统的指导缺乏标准性的评价标准，导致智能控制技术的优越性很难得到体现。因此，要加强智能控制理论的研究工作。

2.2 进一步明确智能控制的研究目标

首先，要发展新的控制方法，采用混合模型或是非完全的模型；其次，利用了解较少或是不正确的系统模型，在控制系统工作过程中进行在线改进，使其知之渐多并逐步完善；再次，采用本质上断续系统与离散事件驱动动态系统；最后，要采用混沌和进化等新技术，对智能控制系统进行进一步发展与开发。因此，为完成这些研究目标，智能控制的信息处理理论和智能控制思想将会深入到建模的过程中，不断改变和改进模型，使模型不仅要包含解析的数值，还要有定性分析的符号。

2.3 智能控制的设计要遵循简单的原则

在智能控制的应用领域中，应该坚持从简单的系统进入，然后逐渐地过渡到复杂的系统。在控制器设计过程中，不断优化复杂的控制策略，以得到简单的控制器。智能控制的发展应用主要是为了满足控制系统复杂化的要求，设计智能控制器要坚持简单的原则，在某个控制的目标下，要选择简单的方法进行问题解决，这样可以节省成本，减小维护与使用的难度。智能控制应用目标是设计性价比高、操作简单的控制系统。

2.4 促进技术创新为智能控制工程发展创造条件

智能控制工程研究中，没有建立专门的软件环境。随着软件构件化的发展，需要能够在智能控制应用中直接调用的模糊控制函数和神经网络等。因此要重视新技术的开发和创新，对具有自主知识产权的软件与硬件产品进行开发。并且参与国际的竞争，促进智能控制工程研究在国际上的发展。

[参考文献]

[1]蔡自兴，陈海燕，魏世勇.智能控制工程研究的进展[J].控制工程，2008（1）.

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关键词：机械自动化；技术核心；制造模式；阐述；分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.246

我们的社会已经全面迈入了经济水平突飞猛进的时代。经济发展促使了社会物欲高涨，现代社会充斥着“快节奏、高要求”的发展气氛。工业作为国家经济的主要贡献者，社会的进步以及经济的发展给工业生产水平以及工业应用技术提出了更高的要求。

伴随着人力资源成本的步步攀升，同时为了改进传统机械加工技术高消耗、低效益等弊端，高机械化、高产出率、高实用价值的机械自动化技术的产生与普及已成必然。本文先就机械自动化的含义以及实用价值进行简单的介绍，接着对于机械自动化中的核心技术及其制造模式展开较为详细的分析及阐明，为我国现在的经济条件下，如何积极运用及革新机械自动化协助促进国家实力的发展指引方向。

1 机械自动化的含义与内涵

机械自动化是指机器或者装置运用机械化的方法，根据预设的程序及指令在无人操控的条件下实现控制的过程。在工业生产过程中，机械自动化技术的应用大大削减了工人的投入使用，促进资源优化配置的实现，为公司及企业大大减少了成本的消耗，为社会人才利用率作出了不小的贡献，促进了世界资源的可持续发展。同时，机械自动化杜绝了一切由于工人身体或者精神因素产生的误差，很大程度地提高了生产效率与产品质量，符合当前社会的高速高质需求。机械化的模式使规范性得到保证，也为人们及时进行管理和约束带来了方便。如今，机械自动化已经走入了社会大部分行业之中，对于社会及经济的发展起着越来越关键的作用。

2 关于机械自动化中技术核心的论述

技术核心之于机械自动化，是保障机械自动化正常运行、系统正常运转的重要因素，也是工业发展进步的主要操作对象。换句话说，对于我国，建造拥有国家自主知识产权的机械自动化系统，实现机械自动化技术的进步与革新，首要之举就在于对机械自动化核心技术的积极改良与优化。接下来，本文从数控技术、网络技术以及智能化技术三个方面对机械自动化的技术核心展开论述。

2.1 核心技术之数控技术

数控技术关键在于“数控”二字。其中，“数”代表的是计算机指令是以数字编码的形式开展工作的，而“控”就是控制，因此，数控技术就是计算机根据工作人员预设程序，以数字代码的形式实现对于机器以及具体加工生产过程的控制，又被称为计算机数控技术。

随着工业化进程的推进以及经济水平的提高，社会对于生产力提出了更高的要求。并且伴随着世界资源储备的建设，为建设可持续发展和谐社会，人们急需在满足生产供应的基础上，尽力削减资源的消耗。数控技术给以上要求的实现成为可能。不仅如此，应用数控技术，提高生产机械化程度，还极大程度上保证了生产效率、产品质量的提高。在互联网高速发展的今天，控制电脑化的实现还给互联网远程监控系统的建设打下基础，工作人员甚至可以离开车间，通过网络及相关设备即可实现对于生产进程的监督与管理。作为机械自动化技术的核心技术，数控技术为世界工业的发展以及社会的进步做出了重要的贡献，为各行各业的革新提供了智力支撑。

2.2 核心技术之网络技术

随着信息化时代的推进，在机械自动化的改革创新以及实际应用进程中，网络技术的地位屡屡攀升，最终成为了机械自动化的技术核心。信息化经济时代，网络对于各行各业的发展提供了新的可能与挑战，机械自动化也不例外。互联网以其独特的信息高速传输、交流信息多元化以及覆盖面广等优势，能为机械自动化的应用过程以及改良提供了大量资源，还给用户提供了作用于产品的展现个性、表达思想平台。同时，数控技术还可通过网络技术实现与CAM、CAD的互相结合，提高实用价值与适用范围。

2.3 核心技术之智能技术

随着社会生产力的提高，时代给机械自动化技术提出了更高的要求：在机械自动化工业生产实现相关参数的自动优化，对于生产进程中出现的问题能够自动诊断、自动采取措施应对。于是，智能技术应运而生。智能技术的本质仍在于程序的设定，通过程序指令展现出来的机器智能，代替人体智能，完成诸如诊断、设置参数等一系列操作，在竭力减少人工参与的条件下，实现误差最小化。除此之外，现代智能技术还要求机械自主实现生产计划的设定，完成从开发产品、功能及外观设计、生产到最后送至客户等一系列操作。智能技术作为需要高智力支持的新型高端技术，必然成为未来机械自动化技术创新发展的方向。

3 关于机械自动化的制造模式展开论述

机械自动化的制造模式对于机械自动化的实用价值以及生产效率产生关键性影响，对于机械自动化有着重要的战略性价值。在机械自动化的实用过程中，积极地对制造模式进行改良、优化、创新将有效改善生产速度以及产品质量。本文就机械自动化中三种主流制造模式展开论述如下：

3.1 流水线生产模式

在实际生产制造进程中，机械自动化技术通常是以流水线工作结构为载体来发挥实际效用的。具体来说，在产品的生产过程中，根据功能以及实用机器的种类将生产流程进行分割，再按照实际生产顺序加以排列。同时，工作人员也按照分工的不同，被派到各自的流程岗位进行工作，最终形成流水线形的工作结构部署。而自动化流水线生产就是用机械自动化技术代替人工劳动的流水线生产模式，对于科学管理生产机器、提高生产效率、降低出错概率均有积极作用。可以这样说，流水线就是机械自动化技术应用的主要标志。

3.2 智能化控制模式

智能化技术作为机械自动化的核心技术之一，对于优化生产效率、降低误差以及提高机械自动化的实用价值有着重要的意义，同时也是一项具有高知识含量的尖端创新性技术。智能化控制模式即充分展现智能化技术的职能，通过智能程序指令，实现计算机对于预设问题的诊断以及生产参数的思考，杜绝了人工操作过程中可能发生的主观性失误，也使操作更加地简单易行。智能化控制模式给产品的质量以及检测的精准注入强大推动力，是机械自动化的重要制造模式。

3.3 人员精简模式

随着现代社会劳动力成本的不断翻升，削减人力资源的投入对于企业或公司在生产过程中减少成本资金的投入，提高经济效益的产出有着极其关键的作用。在传统的生产模式中，制造、控制均以人工为主，人力资源的耗费量大。同时，在日增的社会需求压力之下，由人工操作作为主要生产力量的生产模式极可能出现产品质量问题以及生产效率壁垒，制约了企业的经济效益以及市场信用的提高。由机械自动化技术保证实现的人员精简模式采用机器代替人工，以标准精确的程序指令人脑主观判断，极大程度地缩减企业的劳动力规模的同时，保证了工作效率、生产效果的提升。伴随着机械自动化技术的发展和普及，人员精简模式以及成为现代企业生产制造最为常见的工作模式。

4 总结

伴随着国际社会不断前进的步伐，科学技术水平稳健上升。其中，机械自动化也获得了不小的改进与革新。将机械自动化技术应用在生产制造业，可以在保证高速、高质要求的条件下，最大化缩小劳动人口的投入规模，极大程度地节省资源、时间等消耗，给现代社会生产力、生产效率的要求提供技术支持。同时，在当今社会，机械自动化技术还被积极运用在很多行业中，为人们日常生活与工作带来了巨大的便利。积极开展机械自动化的创新性研究、主动对机械自动化技术进行优化与改良，对于国家综合国力的提高以及人民生活品质的提升具有关键的意义。

参考文献：

[1]彭新宇.论述机械自动化的技术核心及其制造模式[J].现代经济信息，2016（01）：353-354

[2]史卫华.机械自动化技术核心及其制造模式探析[J].机电信息，2014（15）：88-89.

[3]薛国芳.机械自动化的技术核心与制造模式分析[J].煤炭技术，2010（10）：18-19.

[4]税宁.机械自动化的技术核心及其制造模式研究[J].中国科技博览，2015（32）：28.

[5]戈鹏.敏捷化CAPP系统原理、关键技术与应用实践[D].四川大学，2003.

[6]杨金勇.基于功能表面的机械产品基因工程理论与技术研究[D].山东大学，2007.

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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.

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【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。

1.引言

数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。

2.国内外数控系统的发展概况

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。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。目前，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。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

3.数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：

3.1高精度、高速度的发展趋势

尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。[

3.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

3.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。

目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

4.结束语

随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。

参考文献

[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.

[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.

篇7

关键词：智能变电站；IEC61850；现状；发展方向

中图分类号： TM411 文献标识码： A 文章编号：

目前，“智能电网”一词已成为一个流行的专业术语，代表了当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是2l世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到输电、变电、配电、用电各个环节。在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。作为智能电网的重要基础，智能变电站为智能电网提供标准的、可靠的节点(包括一次、二次和系统) 支撑。

一、智能变电站的概念

目前，随着智能电网的发展，业界对智能变电站的含义也逐步达成共识，智能变电站指基于IEC61850 标准建立全站统一的数据通信平台，依靠先进的智能一次设备，通过网络化的通信平台实现数字化信息的共享，自动完成信息采集、在线测量、精准保护等基本功能，并根据自动控制、智能辅助控制、智能告警、在线分析决策等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能变电站可以看成是数字化变电站的继承和发展，智能变电站技术体系是以数字化变电站为技术基础，在数字化变电站的技术构架体系上融入在线监测、智能告警及辅助决策、顺序控制等高级应用技术而组成的一体化信息平台，最后形成智能变电站。

二、智能变电站的的现状及发展方向

2.1发展简史

最初的变电站控制系统出现在三十年前，是由数字化通讯继电保护装置发展而来，时至今日变电站技术与计算机技术的发展结合日趋紧密。1994年由德国国家委员会提出制定通用的变电站自动化标准建议，是变电站技术形态发展的又一个里程碑，在IECTC57工作组2002年北京会议上，指出了今后的工作方向：追求现代技术水平的通信体系，实现完全的互操作性，体系向下兼容，基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台，在IT系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统。事实上，技术形态的发展，始终与电网公司管理模式、运营模式、设备制造、设计施工与维护相互影响、相互促进。

2.2 发展的驱动力

变电站形态的发展是需求与技术支撑力双重作用的结果。面向变电站的需求是多种因素综合的结果，公司运营的成本压力通过多种渠道延伸至变电站设计、施工、运维和新设备研发制造等各个方面，逐渐的赋予了变电站越来越多的使命。例如从电网运行的角度，希望变电站能够提供更多、更有效的数据，这就是区域调度层面的成本压力向变电站的自然传递，区域调度需要更多的准确数据进行电网状态估计，用以准确地把握电网运行局势，从而增强电网可靠性。

2.3 变电站成本压缩的实现路径

单从纯技术发展的形态上来看，变电站的成本压缩最为明显的体现是在其功能的小型化、集成化。一个简单的例子是将多个功能集成在同一个设备上（如保护、控制、测量等），而这些功能过去分散在多个元件中。小型化和集成化的IED设备无疑能够降低占地面积，减少运维人员，最终降低企业建设运维成本。

2.4 基本的发展方向

从过去的经验中也可以看出，在驱动利润改善过程中产生了三个方面的发展方向。

（1）传统自动化电气岛的功能集成与数据网络化。这减少了设备个数（例如在保护设备中装设自动重合闸和扰动录波装置），从而减少了硬件投入和维护。在数据管理中，特别是考虑到所有的数据资源都能够在网络中方便的调用。

（2）标准方案的推行。从一个电网公司的角度来看，这意味着可能会进行项目管理模式与运维模式上的巨大转变。从提供商角度来看，最大化的COTS（商业货架产品，即具有开放式标准定义的接口的软硬件产品，例如PC或操作系统）和创造在世界范围应用的可以配置的平台，以此降低开发的摊销成本。

（3）针对变电站总体成本的资产分析与控制，这至少包括以下两个方面：一是维护与监测的问题，系统越大维护越关键。维护策略逐渐变成了最初需求的一部分。二是为了最大化各种设备的剩余寿命，改造计划变得更加复杂，找到一种可以伸缩的适合各种情况的方法是非常重要的。

三、智能变电站IEC61850标准

网络通信和计算机技术的发展促进了IED在变电站局域网的应用。基于微处理器的IED提供了强大的通信能力，IED的推广为改进系统操作运行和引进标准规约打下了良好基础。标准规约的使用将使得不同制造商的IED间满足互操作性要求，这种兼容性还可以延伸到新型系统结构的控制中心，即任IED的信息可以被与该变电站有网络联系的任何访问者访问。只有应用通用的对象建模工具，建立统一的对象模型和对象字典，采用统一的通信协议，才能满足系统集成的要求。在这样的背景下， IEC TC57总结了UCA2.0和IEC60870-5系列标准的实践经验，提出了关于未来变电自化系统通信体系结构的一个国际标准――I EC61850。

3.1 IEC61850标准的特点

由IEC61850的10部分内容可见，IEC61850与以往SCADA通信协议不同的是， 除了定义变电站自动化系统的通信要求和数据交换外，还对整个系统的通信网络结构、对象模型、项目管理控制(组织、配置、文档和安全运行)、测试方法等进行了全面详尽的描述和规范。 IEC61850标准具有以下突出的特点。

（1）分层

IEC61850除了将变电站自动化系统分成变电站层、间隔层、过程层之外， 每个物理装置又由服务器和应用组成，将服务器分为逻辑装置、 逻辑节点、数据对象、数据属性，物理装置内包含服务器和应用。从应用方面来看，服务器包含通信网络和 I /O。从 IEC61850来看，服务器包含逻辑装置，逻辑装置包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象、数据属性。IEC61850提供了服务器目录、逻辑节点目录和读数据定义等各种服务。

从通信的角度来看,服务器通过子网和站网相连, 每 1个 I ED既可扮演服务器角色也可扮演客户的角色。这种分层, 需要有相应的抽象服务来实现数据交换。ACSI服务有服务器模型、 逻辑装置模型、 逻辑节点模型、 数据模型和数据集模型, 建立起完整的分层数据库模型。IEC61850的对象模型的层次结构如图 1所示。

决策层管理层调度指挥层 监控层 现场层

图 1 IEC61850对象模型的层次结构

（2）采用与网络独立的抽象通信服务接口(ACSI)

EC61850总结了电力生产过程特点和要求，归纳出电力系统所必需的信息传输的网络服务， 设计出抽象通信服务接口，它独立于具体的网络应用层协议(例如目前采用的MMS)， 和采用的网络无关。由于电力系统生产的复杂性，信息传输的响应时间的要求不同，在变电站的过程内可能采用不同类型的网络，IEC61850采用抽象通信服务接口就很容易适应这种变化，只要改变相应的特定通信服务映射(SCSM)。

（3）面向对象的自我描述

IEC61850采用自我描述面向对象的办法，要彻底解决面向对象的自我描述，达到互操作性，则需要定义如下内容： 1)定义完整的各类(单元)数据对象和逻辑节点、逻辑设备的代码；2)定义用这些代码组成的完整地描述数据对象的方法；3)定义一套面向对象的服务。

在IEC61850-7-3、-7-4中定义了各类 (单元)数据对象和逻辑结点、逻辑装置的代码，在 IEC61850-7-2中定义了用这些代码组成完整地描述数据对象的方法和一套面向对象的服务。IEC61850-7-3、-7-4提供了80多种逻辑节点名字代码和350多种数据对象代码，23个公共数据类，涵盖了变电站所有功能和数据对象，提供了扩展新的逻辑节点的方法，并规定了由一套数据对象代码组成的方法，还定义了一套面向对象的服务。这3部分有机地结合在一起，完全解决了面向对象自我描述的问题。

（4）电力系统的配置管理

由于IEC61850提供了直接访问现场设备，对各个制造厂的设备用同一种方法进行访问。这种方法可以用于重构配置，很容易获得新加入设备的名称并用于管理设备属性，I EC61850是面向设备的。

3.2 IEC61850的使用

采用无缝通信系统协议(IEC61850)可以避免协议转换之外，还有更深层次的意义。

IEC61850和以前使用的协议不同之处在于对象模型，它建模了大多数公共实际设备和设备组件。这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制，例如变电站和馈线设备。

IEC61850(例如以太网、TCP/IP、MMS )在终端设备中采用了先进的IT技术，低廉的宽带设备、高效的处理器能力、定义和传输过程数据的元数据，将应用重复使用的标准名和类型信息用以在线验证整个系统的数据库的集成和配置。自我描述能显著降低数据管理费用、简化数据维护、减少由于配置错误而引起的系统停机时间。

采用IEC61850协议能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性。

由上可以看到，在各个IED和各变电站的数据都是自我描述的、重复使用数据类、简化数据维护、无缝的命名规则、对数据统一建模、容易集成到Web技术、具有灵活性、可扩性、可用性， 定义了大量数据属性和元数据，这些必然影响SCADA系统主站的集成方式。因此会出现新一代的实现无缝通信系统的SCADA系统。

四、结束语

综上所述，本文对智能变电站的概念做了详细的解析，作为智能电网的关键环节之一，智能变电站从结构上分为站控层、间隔层、过程层为实现智能化控制，智能一次设备和二次智能装置都按照 IEC61850标准建立智能变电站的一体化信息平台进行通信，基于全景一体化的数据采集和可视化操作，以供大家参考。

参考文献

篇8

数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。

2.国内外数控系统的发展概况

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。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。目前，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。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

3.数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：

3.1高精度、高速度的发展趋势

尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。3.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。

目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

4.结束语

随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。

参考文献

[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.

[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.

篇9

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。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。目前，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。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

2.数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：

2.1高精度、高速度的发展趋势

尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。

目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

3.结束语

随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。

【论文关键词】：数控技术;趋势;智能

【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。

参考文献

[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.

[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.

篇10

论文摘要：随着计算机技术的发展和应用，制造也得发展已经离不开计算机了，计算机辅助工艺设计和人工智能应运而生，当很多非专业性人士对此概念十分模糊，本文初步解释两个概念和其应用范围。

计算机辅助工艺设计(CAPP：Computer Aided ProeessPlanning)，自1965年由挪威人Nikbel提出以来，其系统特性经历了检索式、派生式、混合式、创成式、智能化等过程，智能化CAPP是当前CAPP系统的研究热点。CAPP是现代制造业信息化的一部分，是计算机集成制造系统(CIMS：Computer IntegratedManufacturing Systems)中的桥梁和纽带。“人工智能”(Artificial Intelligence)简称AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能；如何把计算机用得更聪明；如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统；如何设计和制造更聪明的计算机以及智能水平更高的智能计算机等。人工智能是相对于人类智能而言的，它是采用人工的方法和技术来模拟、延伸和扩展人类智能行为的一门综合学科。

将人工智能技术(AI技术)应用到CAPP系统开发中，使CAPP系统在知识获取、知识推理等方面模拟人的思维方式，解决复杂的工艺规程设计问题，使其具有人类“智能”的特性即为智能化CAPP，是AI在CAPP中的一种应用。

CAPP系统分为专用型和工具型系统。前者可以根据用户的特定需求定制开发，针对性强，具有较好的实用性，但对系统进行功能扩展困难；后者可以由用户根据自身特定的要求进行二次开发，可以实现更多的柔性和开放性，这种系统与CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、PDM(产品数据管理)等系统的信息共享存在缺陷。

CAPP设计理论目前研究的很少，机械产品设计理论研究的较多，有学者认为设计理论与方法由设计理论基础层、设计工具和支持技术平台层等三大部分组成。有的学者提出四理论框架，即设计过程理论、性能需求理论、知识流理论和多方利益协调理论。CAPP设计理论与机械产品设计理论既有共同性又有特殊性，特别在智能化设计方法方面有较大的差别，因此认为面向智能化的CAPP设计理论与方法体系结构由有三层组成，即基础科学层、信息技术层和智能化设计方法层。

在机械产品工艺设计中，存在大量的不确定因素，许多问题需要靠经验来解决，早期建立在单纯依赖于成组技术基础上的CAPP系统，不能很好地解决这些离散知识的获取问题，只能设计出检索式或派生式系统。近年来，人工智能技术在CAPP系统

开发中的应用，使CAPP技术得到了较大的发展，人工神经网络技术就是AI在CAPP系统中一大应用。人工神经网络(ANN： ArtificialNeuralNetwork)是按照生物神经系统原理处理真实世界的客观事物，它由大量的简单的非线性处理单元高度并联而成，具有信息的分布式存储、并行处理、自组织和自学习及联想记忆等特性；多层前馈网络误差反向传播(ErrorBack Propagation，简称BP)算法。反向传播算法(BP)是一种监督训练多层神经网络的算法，每一个训练范例在网络中经过两遍传递计算：第一遍向前推算，从输入层开始，传递各层并经过处理后，产生一个输出，并得到一个该实际输出和所需输出之差的差错矢量；第二遍向后推算，从输出层至输入层，利用差错矢量对权值进行逐层修改。转贴于

AI在CAPP中的另一应用——粗糙集技术。粗糙集(RS：Rough Set)理论是一种擅长处理含糊和不确定问题的数学工具，在理论中“知识”被认为是一种对对象的分类能力，通常采用二维决策表来描述论域的信息，其中列表示属性，行表示对象，每行表示该对象的一条信息。属性分为条件属性和决策属性，论域中的对象根据条件属性的不同，被划分到具有不同决策属性的决策类中。在CAPP系统中，可以用RS理论构建专家系统，对知识进行获取及优化，其基本思路是：将各种零件的加工特征和已知加工方法表达成条件属性和决策属性的形式，一行表示一种零件，多种零件构成一个二维表，对属性进行量化，组织决策表，再采用一定的约简算法对属性集和属性值进行约简，去掉冗余的条件属性和决策规则，得到最小化决策规则集，当输入待加工的零件加工特征时，就可得到优化的加工工艺。

遗传算法，AI在CAPP系统的又一应用。遗传算法(Genetic Algorithm)是模拟达尔文遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。遗传算法是从代表问题可能潜在解集的一个种群开始的，而一个种群则由经过基因编码的一定数目的个体组成，每个个体实际上是带有染色体特征的实体。因此，在一开始需要实现从表现型到基因型的映射即编码工作，如二进制编码。初代种群产生之后，按照适者生存和优胜劣汰的原理，逐代演化产生出越来越好的近似解，在每一代，根据问题域中个体的适应度大小挑选个体，并借助于自然遗传学的遗传算子进行组合交叉和变异，产生代表新的解集的种群。这个过程将导致种群像自然进化一样的后生代种群比前代更加适应于环境，末代种群中的最优个体经过解码，可以作为问题近似最优解。

智能化CAPP系统开发中还有模糊推理、混沌理论等智能化方法，实际应用中，往往将多种智能技术相互结合，综合运用，发挥各自的特长，如人工神经网络具有知觉形象思维的特性，而模糊推理等具有逻辑思维的特性，将这些方法相互渗透和结合，可起到互补的作用，提高智能化水平。

智能化是今后CAPP系统发展的主要趋势，但从目前的人工智能技术水平来看，不可能使CAPP系统在智能化水平上有实质性的突破，因为目前的人工智能技术主要是模拟人的逻辑思维和逻辑推理方面的能力，不能有效地模拟人的形象思维、抽象思维和创造性思维能力，而CAPP系统不仅要有推理的功能，还要有“联想”的功能， CAPP系统开发是要解决大量的人类思维活动方面的智能问题。因此要提高CAPP系统的智能化水平，必须在人工智能技术方面有新的发展，要解决人工智能技术方面的问题，必须在一些基础

理论和基础科学方面有新的突破，如在生命科学、数学等方面要有新的突破。由此可见，在可以预见的将来，智能化CAPP系统的发展仍将是在充分发挥人的智能优势的基础上，综合应用各种人工智能技术，实现CAPP系统的智能化。

通过以上论述，相信大家对计算机辅助工艺设计与人工智能以及AI在CAPP中的应用有了一定的了解。人工智能技术的不断发展，智能化CAPP系统必将在知识获取、表达和处理的灵活性和有效性上得到进一步的发展，提高CAPP系统的智能化水平，从而提高现代制造技术水平，是我国由制造大国成为制造强国。

参考文献：

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关键词：宜春电网；110kV智能变电站技术；设计要点

中图分类号：TM63 文献标识码：A

目前，宜春政府已经高度认识到电网发展与经济发展以及人民生活水平提高的紧密联系，意识到加快推进电网建设与改造势在必行。江西省电力公司与宜春市政府共同推进宜春电网发展，“十二五”期间，省电力公司规划投资55亿元用于宜春电网建设，宜春政府加大对电网建设支持力度，将电网工程纳入重点工程管理，协调解决宜春电网规划、建设过程中的重大问题。

一、110kV智能变电站技术概述

智能变电站由先进、集成、环保设备组成，将信息共享标准化、通讯平台网络化、全站信息数字化作为基本要求，具有自动测量、采集、控制、计算信息等功能，还可以实现对电网的实时控制、自动调节、互动协同、在线分析等高级功能，其技术特点如下：

1高度可靠性

高度可靠性是电网设计中的应用智能变电站技术的最基本要求。不仅要求变电站本身及其设备具有高度可靠性，还要求变电站具备自我诊断和治愈功能，并能够提前防范设备故障，在故障发生时迅速做出反应，有效减少故障造成的供电损失。

2 强大的交互性

智能变电站技术要为智能电网提供准确、可靠、完整、实时信息。为了满足电网的控制和运行需要，智能变电站要及时采集数据信息并实现全站共享，与电网的高级应用程序互动，为智能电网运行的安全可靠经济提供基本保障。

3高度集成

智能变电站技术与计算机技术、现代通信技术、电力电子技术和传感测量技术等进行高度融合，兼容虚拟电厂和微网技术，能够简化智能变电站的数据采集方式，形成统一的信息支持平台。

4低碳、环保

智能变电站采用光纤替代传统电缆，站内设备应用功耗低、高度集成的电子元件，由电子互感器替代传统充油互感器，不仅减少资源消耗，降低建设成本，而且减少了辐射、噪声、电磁干扰和污染，净化了电磁环境，优化了变电站性能。

二、110kV智能变电站技术在宜春电网设计中的应用

1 110kV智能变电站设计要点

1.1智能化升级一次设备。宜春电网设计中对变电站进行智能化设计，是电网建设节能降耗的有效技术措施。在进行变电站一次设备的智能化设计时，需要满足数学化、可视化、交互性和一体化的要求。智能化升级一次设备时，需要在主要变电器中设置智能终端机器配套合并单元。分布在主变线间隔、出线间隔内安装智能终端。建立对全站和核心设备的后台监测系统，进行跟踪监测，能够获取运行数据，并进行分析和汇总，提供相应的检修和调整方案。采用一对一方式将过程层设备与间隔层设备连接，结合设备的自我描述和检测功能，通过信息模型和通信协议，与主站控制层进行信息的互动交流。

1.2网络化布局二次设备。网络化布局二次设备即通过通信协议和光纤对系统进行分布式控制，代替总线方式，提高了信息传输的丰富性和标准化程度，有效保证对变电站实行的全景式监控。根据协议标准，智能变电站中由主站控制层、过程层和间隔层构成其自动化系统，形成分布分层的开放系统。智能化升级主站控制层，建立管控中心，能够实现对变电站的集中和远程控制。每一分层设备利用智能终端能够扫描并上传数据信息，从而完成对所有设备的自动控制管理；在间隔层的数字接口位置配置专门的保护性控制和监测设备，能够管理间隔层设备的运行。同时，执行全站统一的通信协议，对设备运行状态进行自我检测和描述。此外，该层设备也具备基本的分析和传输数据功能；对过程层设备进行设计时，同样通过统一通信协议，能够完成独立自检，二次设备能够接收合并器采集信息；其保护装置能够利用智能终端与总线接口实现一对一通信。

2 110kV智能变电站技术在电网设计中的具体应用

2.1硬件集成技术。科学技术的发展促进了描述硬件语言的出现，使硬件系统设计具备自动化、集成化、模型化特点，实现了有针对性的功能模块设计，固化智能设备的逻辑处理过程，将过去软件实现功能转化为硬件功能。这种设计为逻辑处理的准确、可靠和时效性提供了保证，能够解决传递信息过程中的问题，同时促使设备集成化，有效节省投资，此外，模块化设计也有利于检修、升级、更换智能设备。

2.2软件构件技术。软件构件技术的实质是对一组代码在不同粒度进行组合并封装，实现多功能特定服务，进一步向用户提供接口。与对象技术相比，构件技术具备高度的抽象性。构件技术是弹性灵活软件系统的实现基础，也是设计嵌入式软件集成功能的重要手段。其应用依赖于软件结构的可靠。在电网设计中应用软件构件技术，可以减少变电站开发和集成功能软件活动中的重复劳动，提高软件质量和效率，减少开发成本；此外也增强了系统功能操作的交互性，保证变电站中系统功能的灵活分布，有效提高系统自愈性和可靠性。

2.3信息优先传输和就地储存技术。信息系统的高度集成和信息平台的统一提高了智能变电站的经济性和扩展性，为信息共享、动态分配、扩展提高了良好平台。信息的分级优先传输和就地储存技术，保证信息传输及时、准确、高效；就地储存非关键信息，能够降低传输网络的负荷，并为设计决策提供可靠信息依据。在宜春电网设计中，必须确保电力系统中信息的安全，对信息采取必要的防护措施。分层管理信息技术能够分析并评估电力信息，并根据信息等级设计不同的安全策略，增强了信息系统的稳定可靠，最大限度保证电网信息的权限和安全。

结语

综上所述，智能变电站是电网建设和改造中转换和控制能源的核心平台，110kV智能变电站技术不仅能为电网运行的安全稳定提供数据基础，也为智能电网的高效和自愈提供了技术支持。针对目前阻碍宜春城网建设和改造的突出矛盾，在电网设计中应用110kV智能变电站技术，能够促进宜春电网建设和改造的规范化，为国家电网的智能化发展提供支持。

参考文献

[1]杨建平，阳靖，罗莎.110kV智能变电站设计与建设实例[J].电力科学与技术学报，2012，27（02）：91-96.

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笔者常年游走于各大世界级科技展,期间最痛恨三件事:第一,手中的相机存储卡容量不够大、画幅不够宽、电量不够足、不具备摄像,甚至3D摄像功能,无法不带任何遗憾的记录下整个展会的盛况;第二,听说具备这种功能的相机已经正在开发之中,自己手中的这台相机似乎买的有些生不逢时;第三,抬头一看,

拥有上述所有功能的相机产品居然就在某厂商的展架之上,并且下方展板上清楚的标明2010年二季度上市,定价$XXX美元。没错,这就是CES2010,无论你手中的数码产品、数码玩具如何前卫、如何新潮,都请不要尝试在展会上炫耀,原因无需赘述。

首届CES2010于1967年6月在纽约举办,此后每年一届,迄今为止已举办了40余届。美国拉斯维加斯当地时间2010年1月10日下午16时本届展会正式落下帷幕,为期4天不到100小时的时间内里,全球数千家消费电子厂商展出上万种产品,每一件展品都将在未来不长的时间走入市场,为消费者的工作生活提供服务。这里不会有发明邪恶武器的怪博士,人们无需祈求英雄的救赎,这里只需要你睁大眼睛,在接二连三的惊讶之下保持冷静。

值得注意的是CES2010并非厂商炫耀自己技术的平台,而是真真正正的消费科技产品交易会。所以当你还在为自己手中相机无法达到预期拍照效果而纠缠不清时,厂商很可能已经有所动作,提供了完美的解决方案。因此这就是本文一直强调“科技为你而来”的原因。

智能,向人类思维无休止靠近

从感觉到记忆到思维这一过程,称为“智慧”,智慧的结果就产生了行为和语言,将行为和语言的表达过程称为“能力”,两者合称“智能”,这是辞海给出“智能”一词的相关解释,虽然只是对人类行为思想的描述,但正是“智能”这两个看似与CES2010毫不相干的字却成为了

本届展会上最热门的词汇,“智能计算、智能电脑、智能HYPERLINK手机”等所有新的电子产品无一例外都被刻上“智能”的标签,从上游半导体新品供应厂商,到下游终端设备提供商,“智能”的口号喊声雷动。问题在于即便所有制造商都如IBM一样拥有强大的技术实力足以满世界宣扬自己“智慧的地球”的信仰,也无法掩盖一个事实:以辞海给出的标准来衡量现有的IT产品,距离“智能”确实相差甚远,即便如此,人类对研发出具有“足够智慧的物体”的热情却从不曾消失,向“人类智能”无休止接近成为此次展会倍受关注的新技术。

作为整个电脑行业发展的推动者,英特尔在CES2010中展示了旗下全新的酷睿i家族产品,“以智变应万变”的主题着重强调了新处理器“智能”的技术,其中,最能表现智能的部分当属新酷睿i5/i7处理器中集成的睿频加速技术。该技术由Nehalem构架中的HYPERLINK 电源管理技术升级而来,通过分析当前处理器的运行情况,可以智能的帮助处理器在空闲时期将整体功耗降低,从而达到节能的目的。另外,睿频加速技术还可以视平台运行状态而定,选择性的提高一个或多个核心的运行频率,从而达到提高工作效率且降低功耗的目的。在需要多个核心运算时,处理器会动态开启相应的核心,智能调整频率。在不影响处理器的TDP(热功耗设计)前提下,尽可能的让核心工作在更高的频率下。换句话说,你的电脑处理器可以根据实际应用需求自动调节为你节

省电量或为你“卖命工作”。

另外,除了上游供应商,如联想等终端制造商也同样高举智能大旗。以Skylight智能本为首的诸多同类产品迅速抢占用户眼球,凭借极富未来科技感的工业设计将“智能”一词牢牢锁定。

尽管种种迹象表明情况不那么乐观,但从上述任何一个观点和实际表现来看,智能都将成为未来很长一段时间的发展趋势,而制造商们也在努力向进一步“智能化”靠拢。

轻薄,消费电子的唯一出路。

除了智能化,未来发展中,电子产品变得更加轻薄也成为CES2010上的一大主题,并彻底关于笔记本重量的描述:笔记本电脑,Notebook Computer,简称NB,又称HYPERLINK手提电脑或膝上型电脑,是一种小型、可携带的HYPERLINK个人电脑,通常重2―4公斤。也许得益于上下游制造商的共同努力,包括笔记本、手机、相机、白色家电在内的众多消费电子产品均以不达最轻最薄不罢休的姿态示人。

索尼在展会上的Cyber-shot TX7卡片数码相机采用了创新的Exmor R CMOS背照式传感器,该传感器的大小为1/2.4英寸、具备1020万有效像素,配合小巧的潜望式设计,使得广角焦段达到了史无前例的25mm,其3.5英寸支持TruBlack“纯黑”技术的Xtra Fine触摸液晶屏分辨率达92.1万像素,而所有这一切集中在一起,整体机身重量仅为133g,厚度不过17.5mm,堪称目前为止最轻薄的高清摄像广角卡片数码相机。

当然看到这里,你可能与笔者抱有同样的不服心理,认为仅仅是这个程度的轻薄还远远不够,如果有一天能够出现纸张一样厚度的相机、手机或者笔记本、电视……才可以称为真正意义上的轻薄,所以这就足以证明轻薄仍将是电子产品发展的一个主要方向。

简约,无线化办公、全功能终端设备将使产品全线升级

方便、快捷始终是制造商、运营商们所一直追求的目标,在消费电子领域,我们已知的“简”字最直观的表现形式就是线缆优化和产品线整合,同样,越发简单的操作、简约的工业设计将是未来数码产品的共同目

标。在本次CES2010展会上,WiFi(无线联网技术)、WHDI(无压缩全高清无线传输技术)、远距离高效无线电力传输技术、家庭无线数字传输系统等受到热议,无线家电产品已经成为各大厂商的推荐主流。

作为“中国制造”的众多参展厂商之一,麦博在此次展会中主打的是无线音频概念,旗下FC361W、M-400U等多款2.1音箱利用无线2.4G技术,很好的解决了用户桌面线缆繁多的问题,为简约办公、家庭安全方面提供有力支持。

另外,前面提到的产品线整合也从另一个角度阐述了“简”的含义。计算机(Computer)、通讯(Communication)、消费类电子产品(Consumer Electrics),3C融合早在2009年年初就崭露头脚,而CES2010展会上LG、三星、海信、海尔等企业都展示了高度集成的研发成果。意味着不久的某个时刻里,人人拥有一部集电话通信、运算处理、办公娱乐等所有功能于一身的全功能终端设备即将实现。

影像,畅游3D“真实世界”

还在为买不到3D版的《爱丽丝梦游仙境》电影票而被家人谴责只顾工作不要生活么?如果笔者是你,就会选择立刻向他们许下一年之内实现家中欣赏3D电影甚至进行3D游戏的承诺。当然,前提是你需要到市场中购买一台支持3D效果的液晶显示器。

作为PC板卡行业的领军者,NVIDIA在CES2010展会上大力宣传自己在3D技术方面的成就,其先后与华硕、HYPERLINK三星、HYPERLINK 优派、Acer等厂商进行合作,推出了一系列针对3D显示的影像解决方案。

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关键词：机械制造；自动化；应用研究

一、机械设计制造自动化的理论基础

随着生产力水平的不断发展，机械设计制造的自动化水平已经达到了一个比较高的程度。然而，目前人们已经不再满足于机械部分的简单重复的劳动。随着信息时代的来临和信息技术的飞速发展，自动化的技术水平已经远远超出了上述简单重复的劳动。转向智能化的发展趋势，可以通过运算控制系统根据环境的变化而改变工作方式，甚至在出现故障时能够进行自我诊断与维护。而机械设计制造领域的自动化，最早滥觞于上世纪中叶，是随着计算机科学的发展而诞生的。半个世纪以来，通过工程师和技术人员不断的研发，机械设计制造的自动化才发展到了今天智能化的阶段。由简单至复杂，由局部至整体，逐渐在机械生产中占据了更为重要的地位。

二、机械设计制造及其自动化的应用现状

我国的机械设计制造及其自动化，可以说是围绕着新中国工业的发展同时起步的。通过几个时期的努力，目前已经能够达到国际先进的水平。但是相较于其他起步早，发展快的发达国家，仍然存在着较大的差距。但是进入新世纪以来，尤其是近十年以来，我国的机械制造及其自动化取得了无比辉煌的成就。这和我国在建国以来打下的坚实的工业基础是分不开的。我国目前拥有着一批在世界上都能取得领先地位的工业设计制造企业，以其低廉的成本、极高的效率和广泛的生产范围在全世界已经追平甚至超过了许多发达国家的老牌企业。但是现在仍然存在产业结构不合理、产能过剩等问题；同时，一些规模较小的厂家，依然存在各种“土方法”、“笨方法”，机械设计制造的自动化水平较低。一些企业存在“反智主义”倾向。举例说明：某厂家为了检出流水线上空的包装盒，采用风扇鼓风吹走空盒的方法并取得了领导的赞扬，但是这种做法是与生产力发展的思想相违背的，想要真正解决问题，就必须真正重视科学技术的应用，提升机械设计自动化的水平。但是我们相信，在党中央的领导下，我国的机械设计制造以及工业水平必将跨上一个新台阶。

三、机械设计制造及其自动化的应用研究

在机械设计制造及其自动化领域，我国目前依然需要学习西方发达国家的自动化经验，真正做到和国际接轨。以统一的标准与统一的产品质量将我国的机械设计制造及其自动化水平提升到全球化的水平。其主要的原则应当包含以下几点：

1.满足对机器的功能要求

任何机器，都必须拥有工业的三大要素，即物质、能量与信息的输入与输出。因此，对于机械设计制造的自动化也必须满足上述三大要素。通过所设计系统的主功能，对上述三大要素进行变换、传递和存储。但是，无论机械的自动化程度多么高，也必须不能摆脱人的控制。

2.利用先进技术不断创新

根据机械系统的功能，可以简要分为以下几类：首先是加工机，它是以物料搬运、加工为目的。通过物质、能量与信息的输入，对其进行加工的一类机械，如机床、熔炉、各种起重机或交通工具等。是较为常用的一类机械；其次是动力机，也就是输出能量的系统，例如火力发电机、内燃机等。其三是信息机，以信息的处理为主要输出。例如计算机、各种仪表以及传感器等。在目前机械设计制造自动化的发展趋势中，上述三种机械的界限逐渐模糊。例如通过信息机对工作环境的嗅探，形成电信号进行信息化处理，再控制其他部件进行工作生产。具有较大的创新空间。

四、机械设计制造及其自动化的发展趋势

机械设计制造及其自动化为人们的生产生活带来了巨大的便利，因此形成了一种正反馈机制。在未来，机械设计制造中的自动化水平将会更高。其主要趋势主要有以下几点：首先是更加多元化。上文已经阐述，机械设计制造及其自动化已经逐渐模糊了机械领域之间的鸿沟，因此其发展也必将融合多项技术，从而更为多元化。同时，上述的正反馈机制也会促进这种多元化趋势的发展。其次是更加集成化。目前，机械加工的设计、生产、制造和管理是分别运行的。然而随着机械设计制造自动化的发展，工厂需要的人力会逐渐减少，因此上述分工也必将逐渐模糊。目前迅速发展的人工智能技术不仅可以实现生产的自动化，也可以实现设计、管理的自动化，大大提升了工厂的生产效率。其三是更加节能化。由于工人能够手动操作的误差必然会比自动化控制生产的误差更大，同时，自动化的运算与控制会尽量最优化生产，减少原材料与能源的浪费，也可以使生产中产生的各项废物循环使用或者集中处理。就达到了能源与材料的集约化与节能化目标。大大提升了节能减排的空间。

五、总结

目前看来，现代机械产业的自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义。因此，机械设计制造的自动化引用，是大势所趋。而目前，机械设计制造的自动化所面临的发展瓶颈主要有传感检测技术、信息传递与处理、接口技术、精密机械技术以及系统论等问题。因此，要真正达到机械设计制造的自动化，还有很长的一段路要走。所以，广大的一线机械设计人员应当清楚地认识到这一现状，应当主动向机械自动化设计与制造的方向靠拢，这才是符合科学技术发展大方向大潮流的出路。作为一个合格的设计人员，还应当清楚地认识到，在机械设计制造及其自动化的过程中，不可以一味地依赖国外的技术，应当结合我国机械设计制造的发展现状，走自主研发、自主设计、自主创造的路线，这才是我国机械设计制造真正达到世界一流水平的标识。

参考文献：

[1]孙丽娜.日常生产中机械自动化的应用剖析[J].科技展望.2015（35）

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关键词：机械设计制造；自动化技术；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.240

0 引言

自工业革命开始，机械生产逐步取代人工劳动，至今已成为生产制造的主要力量。自动化技术是机械设计制造中较为重要的技术，其运用更是对整个行业的生产都起到了促进的作用，拥有进一步提升的价值与空间。

1 机械设计制造中的自动化技术

随着科学技术的发展，机械设计制造行业发生了翻天覆地的变化，传统的简单机械已经越来越不能适应社会的需求，而逐渐被淘汰。机械设计制造必须向着现代化的方向转变，而自动化技术，就是其中的重要代表。

对于现如今的中国来说，自动化技术已经渗透到了机械设计制造行业的方方面面，覆盖了设计、制造、装备、检测、运输等多个领域，在现代企业的发展中具有非常重要的意义。自动化技术的有效应用，不但能极大地降低制造成本、提高生产效率，还能缩短产品研发时间、增强企业综合实力，使企业在激烈的市场竞争中占据一席之地。

2 机械设计制造中自动化技术的应用落实

虽然，我国自动化技术起步较晚，很多技术的发展也不够成熟，但已经取得了长足的进步，具体表现在以下几个方面：

（1）集成制造技术。计算机集成制造系统又叫CIMS（Computer Integrated Manufacturing Systems），是二十一世纪最主要的生产模式，代表了当前工业综合自动化的最高水平。集成制造系统随着计算机辅助技术的发展产生，将分散于机械设计制造各个环节的孤立的子系统集成起来，将生产流程紧密结合，各项指令由中控系统统一发出，不但协调了生产工作的各个环节、缩短了产品研发的时间，避免了资源上的浪费；还节约了人工成本、提高了生产效率，增强了企业的市场竞争力。集成化是机械设计制造行业发展的重要组成部分，其发展趋势与自动化技术能否得到有效运用密切相关。因此，发展集成技术，对自动化技术在机械设计制造中的应用，提供了重要的技术帮助，为企业的生产质量提供了保障。

（2）智能分析技术。目前，智能化是世界机械设计制造自动化技术现阶段的重要目标，是世界科技人员都在不断追求不断探索的科学技术。部分先进设备、高端仪器，在智能软件与处理系统的帮助下，具备了初步的“判断能力”与简要的“创造能力”，严格对生产环节进行监督，能有效地减少人力资源的投入，降低生产出错的概率。就目前而言，智能技术还没能发展到一定的水准，智能化的程度也没能达到预期的目标，人工智能系统还需要进一步的研究。

（3）虚拟制造技术。虚拟制造技术在机械设计制造中是一项非常实用的技术，是检验新技术是否能被投入使用的关键所在。在制造设计完成之后、实际批量生产之前，为了检验生产是否存有缺陷，可以采用这一技术，在虚拟的环境中模拟出整个制造的过程，将生产制造中可能出现的所有问题暴露无遗，不仅能有效地提升设计的质量，还能避免实际生产的过程中出现资源浪费的情况，减少了企业的经济损失与商品投入市场的后顾之忧。但是，在我国当前的自动化技术之中，虚拟技术还存在着一些问题，使其优势没能得到最大限度的发挥。这需要技术人员不断完善，继续探索下去。

（4）网络操控技术。近年来，网络技术以其惊人的发展速度，迅速渗透到世界的各个角落，成为了人们生产和生活中不可或缺的一部分，连带着与其相关的各种技术也得到了越来越多人的认可。网络作为很多新技术在实际应用中的重要载体，在机械设计制造行业自动化技术的运用中，具有十分重要的意义。例如，技术人员对生产设备的远程操控等等。

（5）柔性生产技术。柔性自动化生产技术简称柔性制造技术，起源于切削加工，是机械自动化系统的基本理念。它以计算机为控制中心，以产品的生产信息为基础，根据不同的原料与数字加工技术，生产不同的产品，是当前机械设计制造行业适应市场动态需求、迅速实现产品更新的主要手段。柔性自动化系统以其高效性、灵活性与缩短投产准备时间的特点，一经使用，迅速成为先进制造技术的基础。

（6）自动检测技术。自动检测技术由传统的传感仪器发展而来，是自动化技术的重要组成部分。自动检测系统通常有传感器、信号调节、数据处理与结果输出四个环节组成，无需过多的人为干预，就能可靠而高效地检测出产品的合格情况，对企业减少劳动力投入、提高产品质量意义重大。

3 机械设计制造中自动化技术的前景展望

在当前形势下，我国机械设计制造中的自动化技术水平有了显著的提升，应用日趋广泛，发展也愈发成熟，未来的前景一片光明。

（1）绿色化。绿色化是机械设计制造的最终目标――无论机械设计制造未来发展到什么程度，最终都是要为生态环境考虑的。由于现阶段机械设计制造行业在为人们的生产生活提供便利的时候，给生态环境带来了一些无法忽视的损害。如果未来技术人员在自动化技术发展中，无法对机械设计制造进行有效的绿色处理、为生态环境的保护做好考虑，那么无论未来的科技发展到什么程度都只能是自掘坟墓。

（2）微型化。微型化是机械设计制造行业乃至整个制造领域未来发展的趋势，是机械制造行业对相关仪器设备提出的核心要求。机械设计制造相关设备的“便捷”与“便携”也成为了当前所有技术人员渴望实现的一个目标。微型化的发展，在一定程度上保障了自动化技术的运用价值，减轻设备搬运的困难程度，为企业减少了人力与物力资源的投入，降低成本，增加收益。

（3）智能化。自动技术的智能化已经有了很大的进步，但还远远达不到社会的需求，因此需要继续钻研，将计算机技术、人工智能技术、混沌动力学技术等科学方法结合起来，建立一个更加智能生产模式，彻底解放人类的双手，为人类理想中的生活奋斗。

4 总结

综上所述，自动化技术的应用，为人们的生产生活带来了极大的便利，对于机械设计制造行业的发展也起到了巨大的推动作用。未来，技术人员更应该把握好自动化技术的发展趋势，为机械设计制造的可持续发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]王新海.机械设计制造中自动化技术的运用[J].科技与创新，2016（22）.