智能制造技术的特征精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇智能制造技术的特征，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：机械制造；智能化技术；发展趋势；机械产业；机械化 文献标识码：A

中图分类号：TH16 文章编号：1009-2374（2016）31-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.030

20世纪50年代，我国在机械化产业方面开始了发展，随着时代的进步，机械制造产业愈来愈重要，对我国的整体经济水平的发展有着带动作用。在机械制造技术的应用过程中，就能促进整体的机械产业发展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技术的应用下，从机械制造的效率以及时间和质量等诸多方面都有着进步。通过从理论层面对机械制造技术发展和智能化技术发展趋势进行探究，对实际应用起到积极促进作用。

1 我国机械制造智能技术的特征体现和发展现状分析

1.1 我国的机械制造智能技术的特征体现分析

我国的机械制造产业的发展比较迅速，在机械制造智能化的系统发展逐步完善。从这一智能系统的特征来看，有着其虚拟性，在制造的设备方面对不同来源的企业和车间等，其在物理位置上是能够分步的。从逻辑层面来说，能组成共同逻辑制造单元。另外，在机械制造智能系统的自治性特征上比较突出，这一特征的体现主要在生产管理层面表现得比较突出，这一系统的自比较强，能够使突发事件在处理能力上得到有效加强，从而实现自动调整等。还有是在动态性的特征上表现得也比较突出，能结合不同物理资源和外部环境进行逻辑制造单元的科学化配置。

机械制造智能技术是不断发展和完善的系统。在智能化系统的发展中，是从传统制造技术上进行逐渐发展的，也是机械制造技术的最新发展阶段，对传统机械制造产业以及新技术的成果等都有着吸收和应用，能结合自身的发展加以调整，形成新的技术群，在这样的技术发展促进下使得机械制造智能化的作用能够充分呈现出来。不仅如此，机械制造智能技术也是系统化的工程和全球化的技术，在这些特征方面都有着鲜明的呈现。

1.2 我国的机械制造智能技术的发展现状分析

从当前的机械制造系统的发展情况来看，数字化技术是比较重要的技术，这一技术的应用有着高效性、高精度的特征，在数字技术的支持下，能促进机械制造产业的进一步发展。在现阶段的发展条件下，对制造产业智能化以及集成化发展产生影响的就是数控技术，这一技术使得机械制造的智能化目标得以有效实现。自我国改革开放以来，在机械化的技术产业发展上已经有了很大程度的进步，机械制造的水平以及产品质量方面也不断的提高，在机械制造产品方面也有着我国自主研发新的产品。虽然在一些方面我国的机械制造得到了很大程度的进步，但还有诸多方面存在着缺陷问题，有待完善加强。

在信息化时代背景下，在新技术以及理念的融入下，机械制造技术得到了进一步发展。在计算机的智能化应用下，机械制造产业良好发展。基于我国在机械制造的管理方面比较落后以及在管理的体制上和生产模式上的发展相对比较缓慢，这在很大程度上都会影响我国的机械制造产业的进一步发展。我国的机械制造总体上还处在低水平的发展阶段，在创新能力以及自主开发能力层面还相对比较薄弱，在制造技术上以及技改力度上还不是很充足。

实际的发展中，传统的机械制造管理模式中，我国仍处在初期的阶段，通过经验来进行管理，也是以人为的管理方式为主。在制造设计的工艺方面，我国在CAD/CAM的技术层面向中小制造企业进行普及发展，但从整体上来看还有很大的进步空间。为此就要能结合我国的机械制造技术的发展现状，采取针对性的发展措施来对机械制造智能化的发展进行促进。

2 机械制造技术的地位体现和影响因素分析

2.1 机械制造技术的地位体现分析

机械制造技术在我国的经济发展中占有重要的地位。机械制造行业是比较大的发展行业，尤其是在我国的经济发展过程中，发挥着重要的作用。机械制造行业在农业和工业发展时期扮演着重要角色，到了当前的社会经济发展背景下，对机械制造的需求不仅没有降低，反而有了增加。一些国家将机械制造产业的发展作为对国家综合实力衡量的重要标准，可见机械制造产业对国家发展的重要性。我国在农业以及机械制造和工业发展的需求上都是大国，尤其是在机械制造产业的发展中，对农业的发展也有着很大的带动作用，同时也能对工业化的正常发展有着积极的促进作用。从这些方面就能够看出，机械制造技术在经济社会中的作用和地位。

2.2 机械制造技术发展的影响因素分析

对机械制造技术的发展产生影响的因素比较多，要对各个因素加以详细分析，然后找到针对性的解决方法，这样才能有利于实际问题的解决。受到传统发展观念的影响，就会给机械制造的进一步发展带来相应的影响。我国的机械技术在发展中，对机械的理解不全面，只是局限在传统工艺层面。还有就是对结构比较重视，但是对控制却没有充分重视，没有将机电一体化作为机械工业对象的本质特征。在认识层面，把传统机械制造产业和高技术进行分化看待，这一错误的观点认识也不利于机械制造产业的良好发展。

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智能控制的性能特征智能控制的技术有如下的几项特点：第一，智能控制技术的核心是通过高层的控制，也就是组织级；第二，智能控制的机器具有非线性等特征；第三，智能控制还具有结构转变的特点；第四，智能控制器具有整体自寻优的特点；第五，智能控制系统应该要能满足多种多样的高性能的要求；第六，智能控制还是一门与相关边缘学科复杂融合的学科类型；第七，智能控制是一门新兴的研究领域技术。

在二十世纪九十年代后期，机电一体化技术开始向智能控制方向发展，同时也开启了机电一体化技术发展的新篇章。在未来的发展过程中，机电技术一体化的发展方向主要就是智能控制技术。正因为如此，机电一体化系统的发展水平就主要由智能控制技术优劣来决定。

在机械制造过程中智能控制的应用机械制造技术是机电一体化系统中重要的组成成分。在当前，发展最先进的机械制造技术就是把智能控制的技术和计算机辅助技术进行有效的结合，共同向智能机械的制造技术方向发展。发展的最终发展就是运用先进的计算机技术取代机械的脑力劳动，从而模拟人类制造机械的行为活动。另外，智能控制技术还利用神经网络系统计算的技术对机械制造的活动动态化的模拟，再通过传感器的融合技术将收集的信息进行处理，然后控制和修改系统中的参数数据。机械制造中智能控制的应用领域有：机械制造系统智能的监测和监控、机械故障的智能诊断、智能学习和智能传感器等。

数控领域中应用的智能控制伴随着现代化科学技术的发展，我国机电一体化技术的发展对数控技术的要求越来越高。不仅需要模拟、延伸、拓展等新型的智能功能，而且还要求数控技术实现智能的编程和监控、建立智能数据库等技术。

机器人领域中应用的智能控制在动力体系中，机器人往往具有非线性、时变性和强耦合等特征。这些特征正好适合在智能控制技术方面运用。目前机器人在智能控制中的主要应用主要表现在：第一，控制机器人手臂动作和活动的智能控制；第二，智能控制机器人在多种传感器中的信息融合以及机器人视觉处理方面的活动；第三，控制机器人的行走轨迹和路径；第四，对由专家控制的机器人运动进行跟踪、监测和定位控制活动的研究。

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关键词： 计算机辅助工艺设计；单元；特征技术；三维

中图分类号：TB4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0028-01

0引言

计算机辅助工艺过程设计（简称CAPP）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。当前科学技术飞速发展，产品更新换代频繁，多品种、小批量的生产模式已占主导地位，传统的工艺设计方法已不能适应造业的需要。基于三维模型的产品建模与分析技术越来越引起企业重视，针对系列产品或新产品的基于3D的参数化工艺设计模型，可以对零部件进行快速准确的工艺设计，如定位、装夹规划、工序图生成、NC程序生成、工装设计等，是柔性制造环境下CAPP的发展趋势。

1技术现状

在设计方法上，CAPP经历了检索式、派生式、创成式以及混合式系统，相比较而言，混合式CAPP系统较为实用。20世纪50年代人工智能AI的发展促进了智能式CAPP的发展。围绕知识库和推理机组织的专家系统是智能式CAPP的核心[1]。随着先进制造技术的发展，人们对CAPP系统也有了新的认识，其发展呈现出集成化、系统化、智能化、标准化等特点。

2柔性参数化三维CAPP系统功能与建模

柔性制造模式下参数化三维CAPP所包括的四个功能：装夹规划；工序规划；尺寸链计算和工艺模型评价[2]，与传统CAPP相比柔性参数化三维CAPP在功能上具有以下特点：

2.1 工序规划功能日益突出强大产品的拓扑结构确定后，改变几何参数时，相对应的装夹方案变化较小，而工序规划中的内容则变化较大。工序规划中的数控编程技术（刀具选择、路径规划、切削参数的选取）成为主要工作内容，编程质量直接影响着制造周期和成本。

2.2 特征技术成为柔性制造模式下实现CAPP的重要途径多品种小批量制造环境下，使得传统CAPP技术难以实现快捷统一的装夹规划，而传统的CAPP技术又着重于检索和派生技术，内容集中在工序图的生成，无法为企业提供实用的推理和决策功能，成为制造过程中的瓶颈。特征技术的出现为实现CAPP技术的柔性化提供可能，特征被分为总体特征、制造特征、主特征和载体特征，通过特征分类与设计特征自动识别技术，以及设计特征到工艺特征的映射技术[3]，实现基于特征的柔性CAPP技术。

3柔性参数化三维CAPP系统结构与特点

柔性制造模式下CAPP系统以商品化CAD/CAM环境为开发平台，建立了集成的零件工艺信息模型和丰富的制造特征库，综合利用各种工艺设计方法。采用XML技术实现对制造资源、工艺数据和工艺知识的描述，并采用面向对象的思想设计数据库以方便管理,完善地实现数据、知识的动态更新。

3.1 基于特征技术的信息集成在三维CAD平台上提供三维标准件库、设计特征库，在产品的几何层与零件层增加特征层，将几何形状特征和设计约束特征通过特征映射成工艺特征，基于特征加工知识进行辅助工艺决策，再经过基于特征的数控编程技术实现快速制造。同时建立三维的工艺装备库，并生成三维工序简图，不仅实现可视化装夹规划，而且实现自动化工序规划。

3.2 基于知识描述的智能工艺设计在知识表达上可采用面向对象的方法，混合式知识表达模型，以及各种模糊知识的表示。在推理方面，人工智能中的神经网络的发展对于知识自学习和联想记忆有很大进展，不精确推理也有所应用。在系统结构方面，出现知识系统，分布式系统，多层次系统等。在决策方法上，基于Agent的智能决策技术，分级规划的决策方法等，从强调工艺决策的自动化转变到注重工艺基本数据结构及基本设计功能，开发重点从注重工艺过程的自动生成，转向整个产品工艺设计的辅助工具。

3.3 工艺设计过程管理标准化每个制造企业的生产技术和产品类型是不同的，在应用CAPP的过程会产生各自特点的制造资源、流程控制、工艺数据和报表，但是其工艺设计过程则是相似的，可分为任务分配、工艺设计、工艺签审和工艺归档四个阶段[4]，用户类型也可分为工艺设计员、工艺组长、译审员、质保员、车间主任和系统管理员等，签审路线也是明确的，便于在PDM中实施角色和流程的规范管理。

4总结

随着国际市场的开放和一体化，先进制造模式是制造企业创造效益的新途径，在多品种小批量的制造环境下，柔性参数化三维CAPP系统是适应产品多样化的新技术途径，有助于制造业发挥先进制造模式的技术优势，也代表了CAPP系统发展的趋势。

参考文献：

[1]刘艳斌，赵海兵.基于3D-CAPP技术及其发展研究[J].机械制造，2006年09期：14-16.

[2]章万国，蔡力钢.基于三维的定量化CAPP及其关键技术研究[J].中国机械工程，2003年22期：1926-1929.

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现阶段我国的农业发展比较迅速，在新技术的支持下，对农业机械的应用促进了生产力水平提高。在面对新的发展环境下，智能CAD技术应用在农业机械设计当中，就能为农业机械设计的优化提供技术支持。本文主要就农业机械设计的特征以及智能CAD技术应用的重要性加以分析，然后结合实际对农业机械设计中智能CAD技术的应用问题和具体应用详细探究。

关键词：

智能CAD技术；农业机械；设计应用

智能CAD技术作为新型应用技术，在当前农业机械设计当中起着重要作用，通过智能CAD技术应用能优化机械设计的环节，促进设计质量提高。通过从理论层面对农业机械设计中智能CAD技术的应用研究分析，就能从理论上位实际设计发展提供理论支持，保障机械设计的效率质量提高。

1农业机械设计的特征及智能CAD技术应用重要性

1.1农业机械设计的特征分析

农业机械设计过程中，传统的设计方法已经不能满足现阶段设计需求，机械设计的类型上比较多，型号也多样化。如对播种机械的设计方面，就有着精密播种机以及有条播机和穴播机等。根据机械工作原理的不同也能分成不同的种类，有气力式播种机以及机械式播种机。农业机械的功能结构相对比较稳定，在结构复杂程度上比较小[1]。农业机械试验方面会受到季节性的影响，所以在进行机械设计开发的周期就相应比较长。

1.2农业机械设计中智能CAD技术应用重要性

随着现阶段我国的农业改革的全面实施，在农业机械设计层面也要充分注重技术水平的提高，将智能CAD技术应用在机械设计当中就显得比较重要。传统的农业机械设计中，还存在着一些不足之处，在计算机技术的广泛应用下，对虚拟现实技术的应用，就减少了产品试行制作时间，在成本上也能大幅降低。智能CAD技术的应用对手工设计管理的方式有着改变，在数据资料发送产品概念应用下，对机械产品的设计效率也能有效提高，对机械设计的规范性得到了保证。

2农业机械设计中智能CAD技术的应用问题和具体应用

2.1农业机械设计中智能CAD技术应用问题

农业机械设计中对智能CAD技术的应用还存在着诸多问题有待解决，这些问题影响了机械设计的效率，有的应用人员仅仅是将智能CAD技术作为绘图工具，没有充分发挥其自身的价值。机械设计中对专业性计算机辅助设计软件的应用还比较少，软件的标准化以及正确的应用没有实现[2]。对机械设计当中计算和需要的数据查找工作没有加强，这就必然会影响机械设计的质量。再者，农业机械设计过程中，在智能CAD技术的网络化以及数据集成技术的应用还需要进一步优化。当前集成制造系统主要是诸多集成形式达到计算机辅助设计以及加工等目标，机械设计企业间的沟通不强，在资源方面不能有效达到共享。没有将智能CAD技术的网络资源共享的目标得以实现，这就会影响技术的作用发挥。对智能CAD技术的应用缺少长远的规划。智能CAD技术的应用过程中，在工作规范化层面没有加强重视。我国在机械设计的标准规范化层面和国际的创新改革步伐没有及时跟上，在智能CAD技术的信息交流以及设计标准上还存在着诸多问题有待解决，对这一技术的应用时，没有充分重视智能CAD技术的自身特性。这些问题的存在就必然会影响智能CAD技术的应用水平提高。

2.2农业机械设计中智能CAD技术具体应用

智能CAD技术在农业机械设计中多方面都能发挥积极作用，将智能CAD技术在农业机械模具当中进行应用就比较关键。农业机械设备生产中，机械模具是重要生产设施，也是机械设备零件生产的重要模具，所以模具的设计的精密性要能保证。采取传统的设计方式，就比较容易出现人为失误，造成设计上的差错[3]。通过智能CAD技术的应用，对模具设计的精确性就可有效保证。不仅能进行二维图形的设计，也能进行三维设计，从而保障了设计的精确，在外观设计效果比较突出。农业机械设计中对底盘的设计，也需要对智能CAD技术进行应用。底盘设计师机械中的重要组成，对机械产品质量有着决定性作用。实际设计过程中，从总体上通过模块化设计，注重模块间的联系以及数据的交换。智能CAD技术就能通过三维空间的布置，对零部件的位置加以明确化，从而构建整车坐标系和各部件的坐标。通过坐标点方法对总成装配目标加以实现。设计之后就要实施检查，对农业机械的动力性以及操纵稳定性等，都是比较重要的检查内容。在智能CAD技术的应用下，就能提高底盘设计的质量。机械设计中车身的设计方面应用智能CAD技术，也有助于满足实际设计要求。农业机械零部件设计后，需要对零部件实施组装，通过和机械的功能要求相结合，对机械的外观结构的美观性以及实用性要能加以呈现。其中机械机身的设计有着严格要求，在智能CAD技术的支持下，在PDM集成技术基础上就能将零部件进行组织起来，在合成设计的目标上就能得以实现[4]。应用中就涵盖着用户群体以及应用群体和系统环境处理等结合内容。智能CAD技术在数据处理能力上比较强，能满足实际工作的需求。机械设计中对各零部件的设计工作中，由于工作量比较大，对智能CAD技术的需求也比较大。零部件的设计要通过模型参数的建立，以表格的方式进行数据存储，智能CAD技术的应用就能完成这一目标。零部件的模型构建过程中，IBM以及DB2系统对零部件能参数化，对外部变量也有着促进作用[5]。在，智能化CAD的技术科学应用下，就能在零部件的设计质量上得以保证。

3结论

综上所述，加强农业机械设计的科学性，就要应用新的技术，在智能CAD技术的应用已经愈来愈广泛，这就能促进农业机械设计领域的大发展。通过从理论上对农业机械设计的研究分析，提出技术应用的问题以及具体的应用内容，希望同在这些理论的支持下，对实际机械设计可持续发展起到一定促进作用。

作者：刘欢 单位：邵阳学院

参考文献

[1]王丽敏,计小辈.模具设计制造中CAD/CAE/CAM技术的应用研究[J].现代制造技术与装备,2015(04).

[2]张海渠,张树杰.模具设计中最优布置问题的计算机解析方法[J].金属成形工艺,2014(02).

[3]杨洪旗.模具设计与CAD技术[J].计算机辅助设计与制造,2015(04).

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关键词：人工智能；控制；专家；监控

中图分类号：TP29 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2010）029(C)-0208-01

一、智能控制在各行各业的应用

1、工业过程中的智能控制

生产过程的智能控制主要包括两个方面：局部级和全局级。局部级的智能控制是指将智能引入工艺过程中的某一单元进行控制器设计，例如智能PID控制器、专家控制器、神经元网络控制器等。研究热点是智能PID控制器，因为其在参数的整定和在线自适应调整方面具有明显的优势，且可用于控制一些非线性的复杂对象。

2、机械制造中的智能控制

在现代先进制造系统中，需要依赖那些不够完备和不够精确的数据来解决难以或无法预测的情况，人工智能技术为解决这一难题提供了有效的解决方案。智能控制随之也被广泛地应用于机械制造行业，它利用模糊数学、神经网络的方法对制造过程进行动态环境建模，利用传感器融合技术来进行信息的预处理和综合。

3、电力电子学研究领域中的智能控制

电力系统中发电机、变压器、电动机等电机电器设备的设计、生产、运行、控制是一个复杂的过程，国内外的电气工作者将人工智能技术引入到电气设备的优化设计、故障诊断及控制中，取得了良好的控制效果。遗传算法是一种先进的优化算法，采用此方法来对电器设备的设计进行优化，可以降低成本，缩短计算时间，提高产品设计的效率和质量。

二、生活中的智能监控开发实例

智能监控归纳起来，无外乎以下两个层面：一是从图像中获得更多的信息，实现系统的预警功能；一是系统具有更高的友好性和可操作性，适应日益增大的系统规模。两者的实质都是要改变传统视频监控系统对图像信息的处理方式。确实图像识别技术在安防系统中应用前景是非常广阔的，安防系统智能化的一个主要方向。目前，它们的应用主要有两种方式：

1、验证：是把当事人的身份与正在发生的行为联系在一起，确认其合法性。这是安全防范系统的典型应用，把人的生物特征视作一把钥匙或一张卡。验证系统因可对特征的输入加以更多的控制，系统的可靠性和稳定性好，也相对成熟，已广泛地应用于出入管理系统中。它的基本工作方式是把特征输入装置读取的特征与系统存储的有限量的特征样本（这些样本代表了一定的授权）进行比对，来确定请求合法性。通常系统的存储样本的数量不是很多，现场特征输入的条件又可以加以控制，所以，系统的识别率很高（误识率和误拒率很低）。由于生物特征来自人自身，不需要进行同一认证，具有极高的安全性，因此、适用于高安全性要求的场所。

2、识别：对输入特征与存储在数据库中的大量的参考进行比对，来确定目标的身份。这样的系统首先要建立一个海量的基础样本数据库，如各城市人口的指纹库等。对于人脸等生物特征，要求输入的环境与建库的环境具有足够的相关性，以保证输入特征与样本特征的可比性。所以，建立一个稍加控制的环境，以排除或限制影响特征采集不真实（失真、不完整、伪装）的各种因素是系统应用的必要条件。如边防检查系统设立专门的人员通道来采集出入境人员的面部特征；机场安检信息系统在验征台处摄取旅客的面部图像。

三、智能监控关键技术

实现智能监控，各厂家提出了不同的技术方案，但关键点都集中于图像内容分析技术。这是正确的方向，可以说图像内容分析技术的发展过程就是智能监控的发展过程。智能监控的实现必须有图像内容分析技术的突破作为支撑。智能监控技术的发展过程或图像内容分析技术的研究可分为以下几个阶段：

1、将（运动）目标从视频图像中分离出来。这是体现图像技术的优势，实现目标探测的前题。传统的视频（运动）探测其实是亮度探测，并没有发挥图像技术的特点。确定图像中是否有探测目标（人、物等），并将目标从背景图像中分离出来是图像内容分析的首要任务，进而对目标分类、统计、关联。判断图像中有无目标、目标的复合或离散是图像过滤的基础。

2、对目标进行行为分析，判定其运动的方向、方式，并能发现和告警异常的行为；产生目标的运动轨迹，并能进行目标的自动跟踪。实现运动目标的跟踪是很难的事，它要求系统能分析、预测目标的运动轨迹，并能实时地作出修正。同时，由于运动过程与伺服机构间传递函数的非线性，伺服系统也是很复杂的。

3、在复杂环境下实现目标的分离、行为分析和运动跟踪，特别是实现多目标的跟踪。

上述两点目前已有产品和应用，但基本上在简单环境下，针对少数目标的情况。在复杂环境（既通常的视频监控环境）下实现这些功能，是图像内容分析技术具有真正应用价值的关键。同时、解决多个图像的综合分析，图像间目标的关联，目标跟踪的连续。这都是市场迫切需要，目前还没有解决的问题。

这个过程是逐步发展、与时俱进的，没有终极的结果。实现智能监控的目标，要经过不断的技术积累，特别是核心技术的突破，它需要一个过程，不可能一蹴而就，认为监控技术智能化已经实现的观点是不确切的。

作者单位：湖北省咸宁职业技术学院网络中心

参考文献：

[1]王建国,丁祖军.《智能控制》课程教学改革探讨《科技信息》,2009年第36期.