智能制造技术概论十篇

智能制造技术概论篇1

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。

智能制造技术概论篇2

[关键词]无形财产、知识产品、夫妻共同财产制、推定分割

我国婚姻法法规定的夫妻财产制采取约定财产制和夫妻共同财产制相结合，即夫妻双方在婚姻关系存续期间取得的财产除约定或者约定无效的以外，均属夫妻共同财产。婚姻法第十七条第一款列举了夫妻共同财产的范围其中包括知识产权的收益。笔者认为，知识产权的收益指的是由行使知识产权而获得的经济利益，如一方发表了作品，已取得的稿酬，这已是由货币等物质为表现的有形财产，其作为夫妻共同财产为应有之义。但对夫妻一方或双方在婚姻关系存续期间，已完成但还未获得经济利益的智力创造成果，如一方虽已取得了某项发明专利，但尚未实施或许可他人实施；或者已完成了某项发明，尚未申报或正在申报专利权，在离婚后方取得专利权的；或者某件文学、艺术作品已经完成尚未发表或尚未许可他人使用等等，均没有现实的经济收益，但并不等于这些智力创造成果没有价值和使用价值，对这些创造成果应如何定性和定义，其蕴含的无形财产是否应视为夫妻共同财产以及在离婚时如何处置来处理未作规定，给法学研究和司法实践均造成了障碍，必须即时加以清除。

一、无形财产的概念及特征

（一）无形财产的概念无形财产是相对于有形财产而言。本文所论的无形财产专指基于人类智力的创造性劳动所产生的智力成果，法律赋予作者或发明者就其智力创造成果所享有的权利，就是无形财产权，亦称知识产权（Intellectual Property）。知识产权产生于18世纪的德国，德文Eigen tum，原意即为“财产”或“财产权”与英文Intellectual Property中的Property同义。根据《世界知识产权组织公约》第三条第八款以及世界贸易组织的法律文件之一的《与贸易有关的知识产权协议》（简称Trips协议）第一部分第一条之规定，知识产权包括：①版权与邻接权（与文学、艺术和科学作品有关的权利）；②与表演艺术家表演活动，与录音制品及广播作品有关的权利）；③商标权（与商品商标、服务商标、商号及其他商业标记的权利）；④工业品外观设计权（与工业品外观设计有关的权利）；⑤专利权（与人类创造性活动的一切领域内的发明有关的权利；⑥发现权（与发现有关的权利）等。世界上大多数国家（包括中国）均已对上述定义表示接受。知识产权也已成为国际上通行的法律术语。

与此相关的是，对知识产权的所保护的智力成果这一无形财产，至今还没有一个统一的科学概念，这对于立法、司法及法学研究都不能不说是一个缺憾。在立法方面，《世界知识产权公约》、《Trips 协议》、1883年《保护工业产权巴黎公约》、1886年《保护文学艺术作品伯尔尼公约》等这些具有世界影响的国际公约以及我国《民法通则》和其他知识产权部门法律都采取分而叙之的办法，仅列举了其保护范围，没有对知识产权的客体作概括性的定义和说明。在学理方面，前苏联法学家曾试图将其统其为“创作活动的成果”[1].我国大多数学者将其归结为“智力成果”。以上均没有概括出智力性创造成果的共同本质的特征。前苏联学者的所称的“创作活动成果”，容易使人拘限于著作权客体即创作作品的理解，没有涵盖所有智力劳动所生产的产品。而我国多数学者所持的“智力成果”一说，则片面强调和夸大了这种客体的精神属性，而忽略了其商品性质和财产价值。概念的缺失不仅知识产权法律制度的研究和发展带来了不便，也给婚姻法领域对这一无形财产的正确定位和把握带来理论上的障碍。仅值得庆幸的是学界对此问题有着清醒的认识，并一直进行着不懈的努力。吴汉东等教授曾将其概括为“知识产品”，其理由是：一、我国《民法通则》把知识领域中所取得的一切民事权利统称为知识产权，而没有采用智力成果权的说法；二、“知识产品”概括出了知识形态产品的本质涵义，强调这类客体产生于科学、技术、文化等精神领域，是人类知识的创造物，表现了它的非物质性。同时知识产品的内涵，突出了它在商品生产条件下的商品属性和财产性质，准确反映了著作权、商标权、专利权中的财产权利内容[2].笔者认为人类劳动分为脑力劳动和体力劳动，将知识产权的客体概括为“知识产品”，把握了智力成果作为人类劳动之一的脑力劳动的产物这一本质特征。凡人类劳动的结果，都可以称之为“产品”，而劳动是价值的唯一源泉，“产品”一词反映了这一客体所蕴含的价值和财产内容。在“产品”前冠之以“知识”两字，表明了这一产品是人类脑力劳动的产物，指出了它的非物质性和精神属性。因此，笔者认为这一概念都是可取的，故笔者倾向于此，在后面的论述中知识产品和无形财产两个概念通用。

（二）知识产品的种类及商品属性

我国知识产权法所保护的知识产品，根据其商品属性的不同，可以概括地分为三类：一是技术产品。即根据自然科学原理和生产实践经验发展成的各种工艺操作方法和技能。包括发明，实用新型，外观设计。科学成果是关于自然、社会和思维的各种理论知识和研究成果。二是文学艺术作品。指文学艺术领域里以不同表现形式出现的作品，包括文学作品口述作品，音乐作品，戏剧作品，舞蹈作品，美术作品，摄影作品，电影、电视、录像作品，工程设计、产品设计图纸及说明，地图、示意图等图形作品结构的图形或者模型，计算机软件。三是商标。指用文字、图形或其组合的商品或提供服务的标志，包括商品商标或服务商标。

知识产品，是人类脑力劳动的产物。按照马克思主义劳动价值论的观点，脑力劳动和体力劳动都是人类一般劳动的耗费，都能创造价值。简单地划分，脑力劳动创造知识产品（无形财产），体力劳动创造实物产品（有形财产），但实际并非如此。随着社会的发展，脑力劳动和技术因素在社会生产中所占的地位越来越重要，在某些社会劳动中所占的比重越来越大（如信息产业），正是在这个意义上才形成在质上区别体力劳动和脑力劳动。与此相适应智力劳动产品也才取得了不同于体力劳动实物产品的形态，如技术发明、信息、技术秘密等。因此，我们说脑力劳动实际上只是对传统劳动形式中某些因素的发展，而知识产品实际上只是人类一般劳动产品中相对独立的一种形式，同样凝聚人类的一般劳动-抽象劳动，具有价值。

智能制造技术概论篇3

[摘要]随着现代科学技术的快速发展，机械制造业面临着不同方面的发展要求：最大程度地和计算机技术、信息技术相结合以实现智能化、自动化、高产、高效、低能耗、无污染的目标，本文从几个方面介绍先进制造技术，指明机械制造业的发展方向。

[关键词]先进制造技术机械制造业发展方向

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验，但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前被公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：

1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。

2．从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。

3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。

4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。

5．机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。

下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。

一、集成化

计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：

1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。

2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。

3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。

4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。

二、智能化

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。

三、敏捷化

敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。

四、虚拟化

“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

五、绿色制造技术的应用及绿色设计

若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发，诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的，也是较为成功的应用，只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。

（1）节约资源方面：将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。

（2）采用新设计的加工工艺方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，大大降低了汽车尾气的排放。

（3）适用于环境友好的材料方面：世界上著名的汽车生产企业，使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质，采用轻型材料——铝材制造车身，使汽车重量减少40%，能耗也降低了。

（4）部件回收在制造方面：从1990年中期，美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项，每年就可获利数十亿美元。

六、清洁化

智能制造技术概论篇4

关键词:智能;决策系统;教学方法

随着信息技术的应用和普及,“智能化”成为信息化后续发展的重要内容之一。在决策领域,20世纪80年代,一种以计算机为工具、应用决策科学及有关学科的理论与方法、以人机交互方式辅助决策者决策的决策支持系统(DSS)应运而生。但是,DSS只能辅助和支持决策者决策,其贡献局限于对可选方案的评价,只能对有量化特性的问题使用数据模型和数值计算方法来辅助决策,不具有表示复杂决策过程的能力,因此,促使人们提出将DSS与专家系统(ES)相结合,以分别发挥DSS的数值分析和ES的符号处理优势,从而将定性分析和定量分析有机结合起来,以既能进行知识处理,又能有效地解决半结构化和非结构化问题,这就是智能决策支持系统(IDSS)的产生背景。

随着人工智能和智能技术的发展,IDSS在广泛的工程技术、经济、管理、医疗和农业科学等诸多领域,得到广泛应用。了解、掌握智能决策的基本知识和技术是计算机科学、智能科学类专业大学生的基本要求,因此,智能决策类课程应运而生,并逐渐发展成为计算机、自动化、管理科学与工程和智能科学技术等专业的专业课之一[1-4]。

在我校,智能决策系统课程作为计算机科学与技术、软件工程、网络工程和其他电子信息类专业的专业限选或选修课程。目前,该课程的教学内容存在如下问题:一是教学内容繁,二是技术更新快,三是涉及的专业知识深,对学生的理论基础知识(特别是数学知识、计算机技术)要求极高,教学难度大。因此,学生在学习过程中不得要领,抓不住课程的核心,只见树木、不见森林,从而影响学生们的学习效果。本文就是在这样背景下,提出并开展教学研究的。

1教学内容改革

智能决策系统是一门计算机科学、管理科学、人工智能和应用数学交叉的新兴专业课程,其学分通常为2～2.5学分,即32～40学时,其中包括0.5学分的实验课程(8学时)。因此,如何在有限学时中容纳下本课程教学内容,完成本课程的教学目标,就成为首要问题。

通过实践和教学改革,我校本课程的理论教学内容主要包括下列6个知识单元。

1) 决策理论概述。主要内容有决策的概念、类型、基础、流程和目标。理论课时数4学时。

2) 决策系统。主要内容有决策支持系统的概念、结构、功能、主要部件与设计要点。理论课时数控制在6学时。

3) 决策模型。主要内容有数据仓库、知识管理、数据挖掘、智能算法和数据处理。理论课时数控制在6学时。

4) 智能决策系统。主要内容有计算智能基础、专家系统的概念和结构、智能决策系统的概念和结构、智能决策系统的设计要点。理论课时数控制在8学时。

5) 群体决策系统。主要内容有协同计算概述,群体决策系统的概念、结构、功能、群体决策过程与建模和实现方法。理论课时数控制在6学时。

6)智能决策系统的发展。主要包括基于网络的决策系统技术和应用,网络技术与基于Agent的决策系统,智慧地球与智能化企业。理论课时数控制在2学时。

实践教学内容包括4个实验,学时总数为8学时,其教学内容设置见本文§3。

2教学方法改革

教学方法是为完成一定的教学目的、教学任务所采取的教学途径或教学程序,是以解决教学任务为目的、师生共同进行认识和实践的方法体系。其方法体系主要包含多个基本要素,比如教、学、信息传输载体(包含文字、图形、图像、肢体语言、表情、感知等)和教学辅助设备等。教学过程就是要充分利用具有信息优势、知识优势的教师,将信息、知识、技能、技巧,系统集成地传输给暂时处于低信息状态的学生。决定这个传输过程顺利进行的至关重要因素有:教师的积极性与责任心和学生的求知欲与基础知识及其结构。从教育学和心理学角度看,课程教学方法改革就是围绕这两个因素展开[5],限于篇幅,本文的讨论仅从如何调动学生的求知欲着手。

2.1探索式教学方法

经过多年教学实践,本文实践了“探索式教学法”,此法强调因材施教,在教学全过程创设教学环境、培养学生创新精神。所谓探索式教学方法是指在教学过程中,在教师的启发、诱导下,学生自主学习和合作讨论,以学习课程知识和科学问题为探索目标,以学生熟悉和能接触到生活原型为研究对象,为学生提供自由表达、质疑、探索、讨论问题的环境,学生通过个体、小组、团队等多种形式完成解难、释疑、尝试学习活动,将学生自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学程序。探索式教学方法重视发展学生的创造性思维,培养自学能力,力图通过自我探索引导学生学会学习和初步掌握科学研究方法[6],培养学生的文献获取与加工能力、信息分析与加工利用能力、团队协作与沟通能力、语言表达与写作能力,和创新精神。为其终身学习和工作奠定良好基础。

尽管探索式教学法能够给教师的教学提供思想、理念指导,但是,针对不同教学对象和不同课程内容,其实际应用方法也会存在差异,这就是所谓的教无定法之说。本文以智能决策系统课程第1知识单元课外作业为例,尝试说明该法的具体应用方法,为保证该方法的实施效果,本文拟定了如下的教师操作流程:

1) 制定论文目标:培养学生综合利用参考文献和学会表达的能力。首先,要求学生学会获取、理解、过滤和分析信息;其次,要求学生掌握撰写科技论文的基本技巧;最后,要求学生在观众面前表达自己观点,学习说服听众、推销自己观点的技巧。

2) 论文基本要求:①围绕“关于信息技术对决策影响”的主题,学生自拟题目;②2周时间内,学生完成1 000字左右(2页A4幅面)的论文,其中内容需要包括摘要,关键词,问题或观点概述,目前发展状况,结论或结语;③制作演示幻灯片。

3) 提供信息查阅途径:通过网络教师自己已经掌握的文献资源和网络地址资源,指出查询方法和基本技巧。

4) 抽查式演讲:①使用幻灯片;②介绍主要内容;③结论;④点评、提问与回答。

5) 评价标准:①文档编制能力;②问题发现与分析能力;③表达与陈述能力。

在实施中,要防止出现如下情况:①题目太难或太容易,以免挫伤学生积极性;②提前告示和监督,防止学生偷懒或拷贝;③灵活掌握考评手段,鼓励创新,保护学生学习积极性。

2.2案例教学方法

案例教学法是在教师指导下,根据教学目标的要求,创设学生身临案例场境的教学氛围,使用案例来组织学生的学习、研究、实践等活动的教学方法。本课程利用该方法,加强了理论与实际的结合,为学生学习提供模仿案例,提高了学生对理论知识的理解和实践能力,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学法需要掌握好2个重要环节:

1) 案例选编。必须选择学生容易理解、常见的例子,案例选编必须围绕课程某个具体的教学目标,要适当加工,剔除与课程内容关联性小的内容和技术,降低难度,方便学生理解。同时,案例必须来自于实际,并且问题明确。

2) 案例讲解与分析。案例本身只是对实例的某些情况描述,表面上平铺直叙,但是,其中必须隐藏着多个问题,要引导学生积极思考、深入分析,以发现其中隐藏的问题,并找出问题产生的原因,提出解决方案。在思考和分析过程中,既要培养和开发学生智力,又要培养学生综合运用所学理论知识的能力。案例分析不能苛求解决问题的结果如何,而应该重点强调分析过程是否正确、方法是否恰当,案例讲解和分析的主要任务是培养学生发现问题、分析问题和逻辑思维等能力,通常解决问题的能力正是课程后续需要实施的教学目标。

本文在第4知识单元中,以6子棋计算机博弈系统为例,通过对6子棋计算机博弈平台的仿真实验,选择不同的博弈策略,比如不同的估值函数、不同的搜索策略等,获得不同的实验结果,实现人-机对战、机-机对战,让学生切实体会到机器智能的魔力及其智能系统的构造方法,有力地促进了学生对理论知识的理解,并激发了学生的学习兴趣。

3实验教学内容

3.1实验教学内容的设置

实验课是智能决策系统课程的重要环节,由于总课时有限,实验课时也就不多。但是,本校在专业课程中,仍然坚持设置了0.5学分的实验,以使学生能将理论知识与实践联系起来,使抽象的理论不再是深奥,提高学生灵活运用知识的能力。本课程实验学时为8学时,主要设置了表1中的3个实验。

3.2实验课的操作

为提高学生对课程理论知识的理解和应用设计能力,针对课程实验教学课时少和实验复杂特点,需要注意以下几点。

1) 简化平台、降低实验难度。实验教学过程重在是一个训练学生动手、动眼和动脑的过程,旨在培养学生好奇心和操作技能,以及观察问题、分析问题和解决问题能力。因此,在实验中,要尽量将实验平台简化,以将学生注意力集中于实验内容,保证实验效果。比如实验2,提供给学生智能交通灯控仿真平台,它实际上是一个软件模拟平台,能实现固定交管模式的全部功能,学生能通过标准接口建立自己设计的智能交通管理模式;又如实验3,以FIRA机器人足球5vs5比赛项目的仿真平台为实验平台,利用平台已设置的运球、传球、前进、后退、转动等命令,学生能通过这些命令建立足球机器人的路径规划和避障策略。

2) 科学分组、培养协作能力。由于实验3工作量比较大,需要多人协作完成,发挥集体智慧作用,因此,在实验3中,按照3～5人/组,实行组长负责制。组长监督、管理、协调本组实验过程,每个组员都有明确的任务,并对组长负责,组长对教师负责。实验3的课内实验设置4学时/2次,学时主要在课外完成实验3,历时1个月。

3) 设计算法、培养智能意识。引导学生,模仿人类智能,设计智能算法,实现简单的智能决策。由于课时有限,必须注意控制算法的简洁、实效,以使学生能在短时间内模拟实现简单的智能行为,着重引导学生分析业务行为,发现系统流程,构造智能算法,以此培养学生开发信息系统的智能意识。

4结语

智能决策系统是人工智能、计算机科学、自动控制科学交叉结合的一门新兴专业课程,对推动信息化向智能化方向发展具有重要意义。该课程作为在校主要面对电子信息、计算机专业学生,通过该课程学习,学生反映加深了对智能的理解,提高了对计算机技术应用的认识深度,培养了学生的智能化设计意识,激发了学生的求知欲望。本文的研究成果是源于智能决策系统课程,但是,对其他信息技术课程,也具有积极的借鉴意义。

参考文献:

[1] 钟义信. 智能科学技术导论[M]. 北京:北京邮电大学出版社,2006:1-38.

[2] 张彦铎,王海晖,刘昌辉. 地方工科院校智能科学建设的若干思考[J]. 计算机教育,2009(11):39-42.

[3] 韩力群. 智能科学与技术专业培养规范[R]. 北京:第二届全国智能科学与技术教育学术研讨会.2004.

[4] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[5] 杨德广,谢安邦. 高等教育学[M]. 北京:高等教育出版社,2009.6:1-50.

[6] 张伟峰. 本科高年级人工智能教学的几点思考[J]. 计算机教育,2009(11):139-141.

Research on Teaching Reform of Intelligent Decision System Courses

ZHANG Xiao-chuan, CHEN Feng

(School of Computer Science, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)

智能制造技术概论篇5

关键词：仿生理论；供应链；绩效评价

一、 引言

近些年来，随着仿生算法的出现及迅速发展，仿生算法在解决数学建模、预测等问题中受到越来越多的欢迎。通过模拟生物构造和机理等，已经演化出包括神经网络、遗传算法、粒子群优化算法等具有全局优化能力的诸多仿生理论。将这些理论引入到供应链绩效评价研究中，能够为供应链绩效评价带来一种全新的视角。

二、 仿生学

1． 仿生学理论发展历史。早在人类文明开始时期，人类就开始了创造发明。根据锯齿草发明了锯齿，研究鸟的身体结构设计了扑翼机，模仿蝙蝠的视听行为原理发明了雷达，根据苍蝇的楫翅和复眼，制造了“振动陀螺仪”、“蝇眼透镜”等。随着科学技术的进步和人类对各种事物机理的研究，尤其是20世纪40年代电子计算机的问世，更是给人类科学技术宝库增添了可贵的财富，从而涌现了各种各样通过模仿而发明的伟大创造。人类仿生行为虽然早有雏型，但是直到20世纪50年代，才开始自觉把生物机理及结构的模仿思想应用到发明创造和设计思想上。1940年出现的调节理论，以及1947年出现的控制论促进了仿生学诞生。1948年，Wiener在其著作《控制论》中探讨了动物的通讯机控制关系，并把这种关系引述到机器中的通讯控制关系，为仿生学奠定了理论基础。1960年，由美国空军航空局组织的第一次仿生学会议顺利召开。会议围绕“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗？”展开讨论。这标志着仿生学作为一门独立学科的诞生。随着生产的需要和科学技术的发展， Steele为新兴的科学命名为“Bionics”，意思是一种研究生命系统功能的科学。1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”，仿生即模仿生物系统的功能和行为，来建造技术系统或者发现一种方法。

2． 仿生学定义及其发展趋势。李言俊等（2005）认为仿生学就是以生物为研究对象，研究生物系统的结构性质、能量转换和信息过程，并将所获得的知识用来改善现有的或创造崭新的机械、仪器、建筑结构和工艺过程的科学，是生物科学与工程技术相结合的一门综合边缘学科。王兴元（2010）将仿生学定义为：仿生学是研究以模仿生物系统的方式，或以具有生物系统特征的方式，或以类似于生物系统工作的方式进行技术研发或产品设计的科学技术。本文认为，仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换与信息控制等各种优异特征，并把它们应用到技术系统，改善已有的技术工程设备，并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。

仿生学属于一种新兴的交叉性综合边缘性学科。目前国内外对其研究已经非常广泛，并取得重要进展。Steele（1958）把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”。林良明（1989）认为，仿生学是研究生命的结构、能量转换和信息流动的过程，并利用电子、机械技术对这些过程进行模拟，从而改善现有的和创造出崭新的现代技术装置。Peter（2001）对仿生学进化设计进行了研究，并应用进化算法在环境约束条件下，对仿生模型实施了进化设计。Lipson等人（2000）利用RP技术对仿生算法设计进行了研究。

仿生理论是指基于模拟实物或机理分离出来的理论，通过演变与改良形成的在有限条件下适用的一种数学研究方法。仿生理论包括神经网络理论，进化算法，群集智能算法，免疫算法和其他算法等。目前还没有对仿生算法进行定义。由于智能与仿生概念的重合，导致仿生算法的概念比较模糊。有学者认为智能和仿生算法的概念没有实质区别，并使用智能仿生算法的概念。对仿生理论算法的研究，可以分为三个方向：第一个方向为以单个理论为例的实际应用，使用一种理论并根据实际情况需要进行改良。神经网络和遗传算法的研究已经趋于成熟并在实际的各领域中发挥作用。王玮等（2001）建立了一种基于粗糙集理论的神经网络模型，来解决传统神经网络的多维度输入和多维度输出不稳定的问题。第二个方向是混合仿生理论的研究，综合多种仿生理论算法，发挥各种仿生算法的优点解决问题。胡庆等（2010）针对BP神经网络库存预测方法中存在局部最小问题和GA算法寻优中的盲目性，用GA-BP的算法解决电信供应链的库存控制，对影响供应链绩效的库存进行了有效预测。第三个方向为即为新兴的仿生理论研究。

智能制造技术概论篇6

关键词：机电一体化；基本概念；核心技术；发展进程；发展方向

中图分类号：TH-39 文献标识码： A

随着现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。“机电一体化”意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

一、机电一体化技术基本概念

机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

二、机电一体化的核心技术

1、机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2、计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3、系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

4、自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5、传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

三、机电一体化的发展进程

1、数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

2、微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

四、机电一体化的发展方向

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：

1、智能化：是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向，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、生理学和混沌动力学等新思想、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，以求得到更高的控制目标。

2、网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3、自动化：所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。

4、绿色化：机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。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，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。

智能制造技术概论篇7

【关键词】自动化；机械制造；应用形式；展望

0、前沿

从20世纪年代开始，机械制造开始广泛的应用于各个行业，并且获得了人们的广泛关注。机械自动化技术的发展起源于20世纪20年代，开始主要是应用于机械制造冷加工过程中，后期随着相关技术的不断完善，从20世纪60年代末开始建立关于可变性的自动化生产系统，而随着现代信息技术的发展，机械制造行业的自动化程度也越来越高【1】。自动化技术能够快速提高制造效率，缩短机械制造的生产时间，节约人力资源，大大降低成本费用，有效提升企业竞争力，使企业的效益快速提高，同时使工作环境也得到明显改善。

1、自动化技术概述

自动化一般是说机器或装置在无人操作的情况下按照事先设定好的程序自动进行操作或控制的过程，在机械制造领域中主要是指在机械制造业中应用自动化技术，实现对加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动化生产过程，加快生产投入原料的加工变换和流动速度，节约人力资源。

在机械制造系统中自动化系统一般由五个单元组成：

（1）程序单元，决定系统该做什么和如何做；

（2）作用单元，对系统施加能量和定位；

（3）传感单元，检测系统工作过程的性能和状态；

（4）制定单元，对传感单元输送过来的信息进行比较分析，制定和发出指令信号；

（5）控制单元，进行制定并调节作用单元的机构。

自动化技术的研究内容主要涵盖了集成技术与系统技术、制造单元制度、柔性制造技术以及与现代化生产模式相适应的制造环境等。在不断进步中，全球化、网络化、虚拟化、敏捷化、智能化及绿色化是现代机械制造的自动化技术的发展目标。在自动化技术中应用较为广泛的是数控技术，其是现代制造系统中的核心技术，综合了计算机、微电子、信息处理、自动检测以及自动控制等先进技术，其很明显的特点就是效率高、精度高且能实现柔性自动化。

2、自动化技术在机械制造中的应用

实现机械制造自动化的理论基础是控制理论，控制理论发展及应用彻底的改变了人类传统的生产、生存、生活和管理模式。自动化技术在机械制造中的应用主要体现在以下方面。

2.1 集成化应用

计算机集成技术是21世纪机械制造企业的主要生产方式。信息技术的不断发展以及自动化技术在机械制造领域应用的不断增多使得许多新技术得到发展，例如计算机辅助设计技术、辅助制造技术、辅助测试艺术、信息管理系统技术等。自动化技术在机械制造中的集成化应用，主要是借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化，通过精简机构和过程重组等手段促进适度自动化，并在计算机数据库和信息网络的支持下，将机械制造企业的各种要素以及经营管理活动集成为一个有机整体，实现了机械制造以人为中心的柔性化生产。

2.2 智能化应用

随着计算机技术的飞跃发展，智能技术也越来越强，人机一体化机械制造设备也越来越多的走进机械制造企业中，通过智能化的制造系统进行生产中，实现了人机相互活动的智能化，如逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等。智能机械制造技术是人工智能技术与机械制造技术的有效结合，它把人工智能融入到了机械制造系统中的各个环节，可以借助专家智力活动的模拟，代替机械制造过程中很多需要专家亲自完成的活动，实现对机械制造过程的自动化监测，并对监测到的问题进行自动的改进或预防，并且对突发事件有一定的调整和应对能力。

2.3 虚拟化的应用

虚拟化制造技术主要包含控制理论、计算机技术、多媒体技术、信息管理、人工智能、以及现代制造工艺等新技术，并以计算机仿真模拟分析技术为基础形成的一项由多学科交叉的系统技术。机械虚拟制造技术通过计算机仿真技术和信息技术对机械制造的过程进行仿真，进而发现和解决机械制造过程中可能出现的问题，这对降低机械制造成本、缩短机械产品开发周期、提高产品合格率等等是非常有意义的。

3、自动化技术在机械制造中应用的发展趋势

当今科技的发展使得自动化技术在机械制造领域的应用会越来越广泛，在市场竞争的环境下，其可以作为机械制造企业的核心生产竞争力的限制因素而影响到企业的生存与发展。因此，自动化技术在机械制造中的应用发展关系重大，而其发展的趋势主要在性能和功能发展两个方面。

3.1 性能的发展趋势

（1）实现精度、速度的提高。为了使这两个机械制造技术中的主要性能指标得到提高，可以将高速CPU芯片、RISC芯片等先进技术应用于机械制造中。

（2）实现实时智能控制。区别于以往的实时系统，实时智能控制是现代科学发展中人工智能和实时系统的结合体，能更智能、更实时地调度任务的进行，从而为任务的按时完成提供保障。

3.2 功能的发展趋势

（1）实现用户界面的图形化。由于用户对界面的要求各异，所以为了满足不同用户的需求，图形用户界面应运而生，这极大地方便了非专业用户的使用。

（2）实现科学计算可视化。图形、图像及动画等可视信息增加了机械制造中信息交流的途径，而不再拘泥于用文字或语言表达，从而使数据处理与数据解释能够更加高效地进行。

4、结论

随着科学技术的日新月异，自动化技术在机械制造中的应用只会越来越广泛和不可替代。机械制造中自动化技术应用的发展不仅可以极大促进机械制造水平的提高，增加经济效益，更体现着一个国家的综合国力。自动化技术在机械制造行业的应用发展会使得机械制造更加智能化、虚拟化和人性化，而其性能和功能方面的发展也会使得其应用的形式会更加多样化。

参考文献：

[1]马志强.自动化技术在机械制造中的应用探讨[J].科技论坛，2013

[2]刘红，王贤宽.论机械自动化技术的发展趋势[J].企业技术开发，2011（12）

[3]张列贵.简述现代机械自动化技术[J].黑龙江科技信息，2007（20）

智能制造技术概论篇8

【关键词】机电一体化技术；应用现状；发展趋势

机电一体化技术主要是指结合了机械、电工电子、微电子、信息传感器、接口以及信号变换等多种技术，并将其综合起来运用于实际需求中的综合性技术，是一种群体技术的有机融合，而不是简单的拼凑，这也是机电一体化与机械电气化概念上出现本质上区别的重要因素，机电一体化包含了技术与产品两个方面的含义，而机电一体化的产品也不仅仅是人或肢体的延伸，更是对于人类感官以及头脑的延伸，是具有智能化特征的现代化技术，目前来说现代化自动生产设备都可以称之为机电一体化设备。

1机电一体化技术的发展状况

机电一体化的发展主要分为初级阶段、蓬勃发展阶段以及深入发展阶段。初级阶段主要是指20世纪60年代以前，这个时期的人们在完善机械产品的性能时，通常会无意识使用电子技术的初步成果，尤其是第二次世界大战时期，战争更是加剧了机械产品和电子技术的结合，机电结合从军用技术在战后逐渐转为了民用，对于战后的经济恢复起到了一定的作用，不过这个时候还称不上真正意义上的机电一体化，所研发出来的产品也无法大量推广。蓬勃发展阶段主要是指20世纪70－80年代，这一时期大规模以及超大规模的集成电路和微型计算机，计算机技术、控制技术以及通讯技术迅速发展，为后续的机电一体化发展奠定了良好的物质基础，机电一体化技术以及产品也取得了各国的极大支持和帮助。发展至20世纪90年代后期，光学、通信、微细加工、光机电一体化以及微机电一体化等技术的出现，标志着机电一体化技术逐渐迈向了智能化的新阶段，也被称之为深入发展时期，这一时期中，人工智能技术、神经网络技术以及光纤技术等领域都有了巨大的进步，机电一体化技术逐渐由了完整的学科体系。

2机电一体化技术的应用领域

2．1工业机器人

随着用工成本的不断提升以及工业机器人的成本下降，目前我国的工业生产中工业机器人的运用已经十分广泛。而且因为计算机技术的快速发展，智能化机器人在工业机器人中占据了重要的地位，它不仅能够进行复杂的逻辑运算，还有着一定的感知能力，甚至具有极强的环境适应能力和行动的独立性。

2．2柔性制造系统

柔性制造系统主要包括了自动化仓库、数控机床、机器人以及计算机等结构构成，利用机电一体化技术能够有效实现依据产量自动调整的需求，对于一些产量不大、品种较多并且需要频繁地更改零件的生产方式极为适用。

2．3计算机集成与制造系统

计算机集成与制造系统中运用机电一体化技术，不仅能够掌握全局的动态，从而实现综合化和最优化，还能够突破部门间的界限，有机整合起各个部门间的关系，将规划、发展、试验、经营以及生产有机地结合起来，使各个部门间的信息传递更加快速，并不断优化各部门间的配置，从而是生产要素中的潜能得以充分地发挥。

2．4数控机床

随着机电一体化技术的不断发展和利用，在数控机床领域的应用使得其在精度、功能以及构造等操控方面都有了极大的成效。甚至在构造方面还实现了紧凑化、总线式以及模块化的等构造，而在功能方面则更加趋向于开放化的设计，并逐渐实现了智能化等功能，极大程度上改善了操控的性能并且提高了操控的精度，为机械产品的生产提供了良好的基础。

3机电一体化发展趋势

3．1智能化

21世纪中，机电一体化技术发展的重要方向之一就是智能化，智能化主要针对于机器行为的概念，主要建立在控制理论基础上，主要包括了人工智能、计算机科学、心理学、模糊数学以及运筹学等多种新思想和新方法，以模拟人类智能等更高的控制为目标，使其富有判断推理能力、逻辑思维能力以及自主决策能力等。虽然机电一体化产品无法实现与人类完全相同的智能性，但是却能够具有一些高性能和高速微处理器等特征的低级智能和部分人类智能。

3．2模块化

因为机电一体化的产品种类和生产厂家较为繁多和复杂，而研发标准化的机电一体化机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等产品是一项十分复杂而重要的任务，因此模块化可以说是一项极为艰巨而重要的工程，如控制单元中的视觉、图像处理、识别以及测距等功能，以及机械装置中的典型操作等。而机电一体化技术的应用能够在标准单元迅速地开发出新产品并进行大规模的生产，甚至在制定了各项标准后，还能够使各部件与各单元进行匹配，对于电气产品的标准化和系列化带来积极的影响。

3．3网络化

随着网络技术的兴起和快速发展，科学技术以及工业生产等领域都迎来了巨大的变革，而且网络的出现也使得全球的经济和生产联合在了一起，从而形成了经济全球化的局面。随着网络的不断普及，基于网络诞生的各种远程控制以及监视技术也逐渐成为热点，而远程控制和终端设备本质上其实就是机电一体化的产品，可以预想到，机电一体化新产品一经研究出来，就会因为自身的所具有的独特功能以及可靠的质量而风靡全球。而且家用电器的网络化是目前发展的大势所趋，不仅给大众们的家庭范围内带来极大的便利和娱乐，也使得机电一体化的网络化趋势更加明显。

3．4微型化

微型化主要是指机电一体化技术的微型机器和微观领域方面的发展，广泛来说其实就是指一些尺寸较小，不超过1cm的机电一体化产品，甚至随着发展逐渐趋向于微米化和纳米化的方向发展。这方面的产品不仅具有体积小、耗能少以及运动灵活等优势，甚至在精细加工等方面也有着突出的效果。

3．5绿色化

工业的发展虽然使人们的生活更加舒适，物质方面也更加丰富，然而随着资源的不断减少以及生态环境遭到的严重污染和破坏，保护环境资源成为了目前发展的重要趋势。正是基于这种大环境下，绿色产品的概念随之诞生，无论是在设计、制造、使用还是效果的过程中，绿色产品都应当符合环境保护和人类健康的要求，因此绿色化的机电一体化产品发展，具有着广阔的前景。

4结论

总而言之，机电一体化并不是独立存在的，它需要其它科学技术发展的共同配合，才能够达到社会生产力发展的要求。与机电一体化相关的技术非常多，而且随着科学技术的不断发展，技术间的融合趋势也会逐渐加强，机电一体化技术的发展前景也会越来越大，因此研究机电一体化技术的应用现状和发展趋势，不仅能够使人们认清机电一体化的概念，对于技术的推广和研发也有着重要的意义。

参考文献:

［1］张建．对机电一体化的探讨研究［J］．科学中国人，2016(8):79．

［2］杨．对传统产业的机电一体化改造研究［J］．湖南农机，2016(4):24，26．

智能制造技术概论篇9

关键词：物联网;智慧图书馆;RFID技术;智慧服务

中图分类号：G250.7 文献标识码：A

收录日期：2014年10月30日

一、物联网概况

（一）物联网的概念、涵义。物联网在网络科技、信息科技日益发达的今天，已经从一个外来概念演变成一个“中国制造”概念，覆盖了我国城市建设、功能建设的方方面面。它最早通过RFID也就是射频识别技术、红外线感应技术、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把互联网和任何物品相联接，实现信息的交换和通讯，在此基础上智能化识别、定位、跟踪、监控以及管理的一种网络。美国于1999年召开的移动计算机和网络国际会议上最早提出了物联网概念，直至2005年11月国际电信联盟才正式确认了物联网概念。

（二）物联网的特点、功能

1、感应的全面化。利用先进的设备仪器和发达的高科技手段，如RFID、GPS、传感器等用于物体，对物体进行信息的感知、采集和分析，使联网的每一个物体都可以搜寻到源地址、源信息，以通讯、联网的手段达到对每一物件形成可控制的目标。

2、传送的安全性。在物联网构筑中，RFID标签里储存着规范且具有传递性的信息，将物体信息编码接入信息网络，根据用户需求进行安全的信息获取或共享，将物品进行识别定位，然后传送到指定端口。

3、处理的智能化。现代的智能计算机处理信息的技术，利用云计算、模糊搜索与识别来进行海量的数据信息分析处理，基本上达到了人与人、物与物、人与物的识别沟通，对不计其数的物品全面实施动态掌握，在决策和控制上完全智能化。

二、物联网在图书馆的发展与应用

（一）在物联网网络中，RFID技术能够让物品主动现身、主动介绍自己，完成物品间的自动交流，其本质就是利用射频自动识别技术和模糊搜索信息互联共享。在图书馆的应用过程中，物联网对文献信息搜集获取准确、全面，针对用户进行的导航性模糊型搜索进而进一步跟进达到个性化需求，及时高效地满足用户。

（二）在国外，物联网在图书馆已有多年应用经验，我国于2006年在集美大学成功应用。在采用DILAS系统和RFID技术集成化系统后，文献信息在采编、流通、典藏和用户管理方面，开发了文献定位导航、架位标识和智能盘点车。2006年自助借还机的投入使用，让图书馆自动化服务模式得到了大范围延伸，目前地方社会图书馆以及高校图书馆彻底打破传统闭架――半开放――开放服务模式，对图书馆采取大流通服务管理模式，RFID技术成为最强大的技术支持。

三、智慧图书馆的概念、特点

智慧图书馆是智能馆舍、物联网、数据海、云计算、智慧化设备的综合，它必须通过物联网来实现智慧化管理和智慧化服务。它利用物联网技术将图书馆建筑、设备、信息文献、关联用户彼此连接构成图书馆物联网，为图书馆工作人员提供一个能够相互感知，并且对感知数据进行分析处理的管理控制平台。它有存储资源巨量化、互动实时化、资源共享无界化等特点。

四、智慧图书馆的智能化应用

当前，图书馆采用的专网专用的RFID技术，在物联网应用上属于初期阶段。今后物联网发展方向将把智能型向融合型、泛在型靠拢，构筑一个超强的RFID与WEB联合网络体系。

（一）规范文献的标识度。物联网RFID技术能够在海量文献里区别单一文献，并且对单一文献进行编码以供识别。在对单一文献进行筛选识别、跟踪访问、控制管理的同时，也可批量监测类似文献，做到多文献共进读取、单一文献识别，使个体文献的标识做到唯一性。在图书馆的应用上具有典藏精准、查找便捷、合理排架，数据即时备份又可支持多机器同时盘点，在无网络情况下也支持离线工作。

（二）全面、及时获取文献的动态信息。智慧图书馆的管理内容庞大而又全面，包括用户群分析、用户需求分析、数据及数据交换分析，以用户为中心，以用户需求为服务目的。当用户提出个性化需求时，任何一个装有RFID读写器的终端，都可以通过互联网实现对文献信息的实时监控、即时获取，RFID技术的支持，使图书馆在采集信息时，精准、高效，能够吸引更多用户。

（三）图书馆大流通管理模式的技术支持。RFID技术是利用射频信号进行非接触双向通信，完成数据交换，对静态或移动的信息文献作出自动辨识，图书馆利用物联网自助借还文献的设备，实现用户的自助借阅与查询。RFID构筑中，将流通中的不同文献进行分层分级编码，对文献的静态与动态实时监控，在读写器扫描范围内，批量文献信息迅速传回数据库，分配清单与核对结果得到快速分级处理。

五、智慧服务

（一）图书馆模式在经历了传统型、数字型到如今的智慧型，图书馆的服务也相应上升到智慧服务。智慧服务的特征是以知识的运用能力为主导，知识的创造为基础，服务对象定义为知识团队。

（二）智慧图书馆是高于数字图书馆的智慧共同体，智慧与服务是相辅相成的，智慧的程度制约了服务的效果;反过来，服务的内容与服务工具都离不开智慧的支持。图书馆是信息的储备中心，它的属性就是为文化、教育和科研服务。用户通过图书馆搜寻信息，在这个过程中又会创造出新的知识文化，利用新的文化知识时又会产生新的问题。图书馆的智慧服务是在创造与创新并生的情况下，形成增值的知识产品，并且将知识转化为生产力服务社会。

（三）图书馆是一个服务机构，智慧服务的成败取决于图书馆馆员的智慧。智慧图书馆的一个重要组成部分就是技术硬件，这由图书馆馆员来操控，图书馆馆员是智慧图书馆的第一梯队，智慧馆员的专业知识、工作状态、多元化思维及创新能力在多方面促进智慧服务。

（四）智慧服务带来了创新思维，来源于欧洲的Human Library模式，它采用真人借阅方式，在这种服务模式里，借出的不是书而是真人，他们的年龄、性别以及文化背景各不相同，可以是知名专家学者，也可以是具有专业技能的特长人才，用户可以与他们沟通交流，获取需要的信息知识。在国内，从2008年开始，各地图书馆陆续开展了Human Library借阅活动，这不仅仅是一种借阅活动，更是一种崭新的服务模式。

六、结束语

在发展产业中国、智慧中国的今天，一个崭新的“物联网”和“云计算”的智慧互联网时代，“智慧中国”将把任何智能技术应用到社会各个方面。物联网造就的智慧图书馆作为其中的一个环节，是计算机、互联网与移动通信网之后的又一次产业革命，图书馆的决策层和管理者，将把智慧图书馆建设以及智慧服务推向一个新的高度。

主要参考文献：

[1]韩丽.物联网环境下智慧图书馆的特点、发展现状及前景展望[J].现代情报，2012.5.

智能制造技术概论篇10

在即将结束的2014年，回过头来看，这一年有大量的创业者、传统企业、互联网企业涌入探索。智能家居正如一个新的围城，在围城外的人看似很火都向往着涌入，而在围城内的人似乎很纠结，因为市场并未能支撑预期。

智能热为何不热

智能显然已经成为了2014年度科技领域的热词之一。不论是真智能还是伪智能，似乎产品不与智能沾上边都不叫产品了。市场上更是蜂拥了大批“智能产品”，根据我的观察，大致出现了以下三种病症：一是传统制造企业希望往智能化方向进化；二是互联网企业希望借助智能化往实体产业延伸；三是创业者更是赤裸裸的投奔于智能产业创业。当然这背后一方面跟移动互联网的风口有关系，另外一方面是跟资本的青睐有着一定的关系。

不论是借势，还是真智能，亦或是张冠李戴。总之经历了2年的火爆之后，不论是问题或是趋势，都逐渐清晰并有了轮廓。从目前智能硬件的火爆与市场销售的冷漠这组关系上，或许我们需要一个冷静的思考，智能硬件的问题到底出在哪里，为何市场不热。

不论我们的产品或者概念多么的超前，或者描绘的多么的完美。事实上，当用户的使用体验，或者说生活硬需求不能得到有效满足，此时产品的定位就已经产生了错位，成为不是真正为了解决最终用户需求而生的产品。

把脉智能硬件病症

通过我的观察，发现智能硬件绝非大家想象的那么美好和简单。对于互联网公司、传统制造业、年轻创业团队，不论你曾经在哪个领域有多么辉煌的成就，进入智能硬件领域或许都不会收获理想中的美好。其中一部分企业并不具备智能技术的实力，或者说没有这方面的基因，但为了追逐“热点”或是为了给营销做嫁衣，为了让所谓的智能概念饱满而塞进了一堆并非用户所需要的创新。行业“伪智能”由此产生。

经历了2014年的“虚火”之后，如今在我看 来，智能家居市场面临着“伪智能”困局。表面的繁荣与用户实际需求脱节，导致圈内热火，圈外冷漠的局面。回顾智能家居的这些年，在我看来其“病症”主要体现在以下四个方面。

1、智能不智：概念炒作大于实际

目前，市场上很多打着“智能牌”家居的产品距离实际意义的智能控制都还有着很大的技术和功能上的差别，可以说还欠缺点“智商”。据相关媒体报道，有些所谓的智能洗衣机，只是通过简单的“电脑控制”辅以智能概念而宣称智能化，其实就是全自动洗衣机的翻版；有的冰箱通过成熟的自动调节温度技术说是智能化，其实是具有自动变频功能冰箱……类似的一线终端故事还有很多。

而更多的所谓智能单品更是偏离用户的实际需求，加入几个并不成熟的传感器，然后加载一个界面设计都还并不完善的APP，就开始打着颠覆的旗号梦想着逆袭。

我不能说这是消费误导，但至少可以看到这些智能家居产品似乎代表着创业者的情怀，却不能诠释用户的情怀。这些绝对不是真正的智慧家庭，甚至很多产品连真正意义上的智能家电都算不上。缺乏产业链支撑，借助于概念粉饰下的“智能”炒作，无法满足人们真实的使用需求，最终只会危及行业良性进化，无法取得长远发展。

2、智能低智：让简单的事情复杂化

与上述问题接近的另外一个问题就是“智能低智”。按照真正的智慧家庭要求，智能家电应该是智能设备的“互联、互通、互动”，它们能以自己的语言进行沟通和交流。并借助大数据、云计算、人工智能等技术，实现人与智能设备之间的语言沟通。如果从这个视角来看，家电设备的智能化似乎还没起步。

目前，很多家电产品连基本的操作设置都不够人性化，就更难提智能化的设计了。比如，有些智能化电视，由于操作方法复杂，老人想看电视反倒连电视节目都调不出来……。智能家居是一个平台，其本身就是一个智能化的控制系统。在这个平台上，所有的家电，包括门窗、水电设施都可以被远程控制，实现智能化的应用体验，同时还可以根据用户的自定义设置，进行各种各样的智能控制，这才是真正的智能家居。

如果更深一层次的理解，智能家居的未来是基于可穿戴设备，根据人的生理、心理状态，自动调节环境，从而使硬件服务于人。我们需要理清的是，“智能”是让生活更方便、简单、舒适，而不是概念或给用户带来复杂。如果智能的结果是增加了操作难度、让简单的事情复杂化，这样的智能产品究竟是“智能”还是“弱智”呢?

未来家电设备的“智商”需要借助云计算，通过人工智能不断学习并持续提升，最后它们将能像人一样具备思考和判断能力，从而能够更好地为人类的生活服务，这才是智慧家庭的基本标准。但是，这个梦想通道目前在很多制造商中并没有打通，或者说概念的构建才处于起步阶段。

目前的困境是，作为智慧家庭的组成——智能家电行业的一些制造企业，也曾试图给市场提供一个智慧家庭的模板，让智能家电快速做到真正的智能化，但这些制造型企业受制于自身产品线和思维模式的限制，往往无法承担智慧家庭的重任。因此，最快捷的突围路径就是——让智慧家庭通过系统平台企业来实现，就像苹果、微软一样，通过搭建系统平台的革命推动行业升级，让一切智能硬件标准化。

3、互联不通：企业产品的出发点是竞争而非消费者需求

很多智能家电企业推出产品的出发点都是基于竞争层面，而不是消费者层面。不同品牌、厂家的不同产品都遵循着各自的标准，因此在设计上并不能够做到整体智能，这对于用户而言是种困扰。从智慧家庭的消费需求看，不管是哪个品牌或是怎样的产品，家电设备之间必须实现“互联、互控、互通、互动”，这样才能组成真正的智慧家庭。但目前的状况是，每个品牌基于自身能力的智能方案实为“画地为牢”，只关注自己能做什么，而无法满足消费者的整体需求、真实需求。

消费者在日常生活中，需要使用不同品牌的家电产品，如果它们无法互联互通。最终，每个家庭都会被不同品牌割裂成多个“孤岛”，这样也就失去了智能的效应。所带来的结果就是，智慧家庭智能停留在梦想阶段，而企业就只能在伪智能战略中游离。

智能家电行业需要一个能实现各品牌设备兼容的协调平台，为各品牌产品之间的互联互通互控搭建一个桥梁，保障不同品牌的产品可以无障碍地“对话”，同时满足消费者多样化和个性化的需求。只有这样，用户才可以根据需要，将软件应用连接到不同功能、不同品牌的家电产品上，创造出真正的智慧家庭的全新体验。这也是最近苹果、谷歌等国际巨头所推出的平台系统受全球关注的原因所在。

4、智能无情：产品人性化设计不足

实际上，智能家电作为智慧家庭的一部分，所承载的不仅仅是使用功能，而更应该体现出智能所带来的人性化、智能化体验。就像一个人，他要求关爱、情感、思想，否则生活就是孤单与苍白的。对于智能家电，无论做传统家电的企业还是近几年兴起的初创造者们，都抛出了美妙的智能故事，但实际上呢?却没有企业能够做到家电的人性化。那么，智慧家庭应该如何做到实处呢?

从移动互联网的流行趋势可以看到类似的影子。以微信为例，它已经不是一个简单的工具，而是一个共享平台，成为好朋友之间的思想、乐趣、情感共享的园地。智能家电的升级方向应该是，做到互联互通互动后，能够读懂、识别用户的生活习惯、特征，成为用户的生活秘书。

而就目前的智能家居产品来看，不论是外形、技术、性能，或是APP的界面交互操作方式都存在着极大的提升空间。暂且不谈由产业链不成熟所制约的智能家居硬件层面的环节，就以APP的设计，以及基于硬件本身的交互界面设计方面来看都还缺乏人性化的思考。

2015年智能家居产业趋势

对此，我认为，智能家居的升级成型，并最终激发消费者超越传统生活理念的家居需求，2015年将会是一个关键的时点，也是整个智能家居产业到底向左走还是向右走的关键年。面对即将到来的2015年，智能家居产业要想改变当前的迷途，走出困境，走向真正的火爆，需要关注一下5方面：

第一，技术突破、产品创新是基础

智能家居，作为一种为生活提供实际帮助的技术导向型高科技产品，理应把主要精力放在技术研发而非宣传和炒作上，技术突破与产品创新是产业发展的基础动力。我一直在讲，凡是不以产品实际使用价值为追求的智能家居产品都是耍流氓。

而从我近段时间的调研情况来看，还需要一些时间探索，主要所表现的情况：一方面是传统产业、互联网产业、新的创业者们对于智能家居的理解还未达成一致；二是支撑家居智能化的硬件产业链未成熟；三是所谓的系统并不系统，所谓的单个智能硬件并不智能；四是产业边界比较模糊，导致跨界无标准，不跨无系统的局面。

如果就当前的技术层面来看，有线产品不能升级扩容，无线射频产品不安全、不稳定等问题，给整个智能家居行业的产业边界带来比较大的局限，长期来看，这将给消费者的认知带来负面影响。

另外，由于目前不论是基于有线或者无线技术，因技术本身的局限性所带来的用户体验效果并不良好，大部分所谓的智能家居产品并不是围绕家居，而是围绕安防、灯光等控制。或是基于家居的产品，大部分只是简单的加入语音、远程等简单的控制，并未形成真正意义的智能。

而就目前市场上已经初步成形的这些系统而言，一方面无法满足家居生活的需求；另外一方面价格又比较昂贵；其三是所组成系统的硬件故障率偏高；再加上技术又相对专业，以及使用的不稳定性。这就导致了今天我们所看到的局面，智能家居产业业内热，业外冷，也就是概念很火热，市场很冷淡的尴尬局面。

目前，智能家居行业涉及的核心技术几乎都源自发达国家，国内的技术水平始终处于跟随状态，特别是智能家居核心元件传感器领域，国内技术严重匮乏。据调查数据显示，国内传感器品种6000种中2000多种来自国外。其中，中高端传感器进口占率达80%，而在高端芯片方面几乎100%依赖进口。

核心关键技术的制约，无疑成为了国内家居智能化发展的一个关键要素。产业链的发展与突破不仅左右着智能家居产业发展的步伐，同时也是移动互联网时代保证独立安全的需要。

产品创新，特别是基于消费需求基础上的产品自身的硬件创新是充实智能家居的服务内容，扩充智能产品的使用功能，满足用户实际家居生活需求。以目前比较热门的家电产品为例，“互联、互通、感知、分享”，在这些主推的宣传词中可知各商家目前搭建的只是一个好看而富有想象空间的空架子。

事实上，很多家电产品连基本的消费需求都未能满足，例如空调的节能、油烟机的清洗、吸尘器的静音，消费者目前更关心这些功能的改善。如何能通过硬件创新，以及与软件系统结合，哪怕是改善一项功能，但能真正给用户的家居生活带来便捷，就能获得用户的认同，就能培育好智能家居的市场。这对于智能家居产业而言，是2015年不可忽视的一个重点方向。

第二，产业环境、生态圈是支撑

一个产业最终的发展仅靠自身的努力是不够的，他身处产业大环境下，离不开产业环境的影响，智能家居产业也一样，它受着科技、资本、社会、经济及生活水平等多种发展环境要素的推动与制约。尤其是在我们国家，我们有着特定的国情。

以国内智能家居发展为例，国内消费者首先饱受流量、带宽、网速、资费、稳定性等要素困扰，其中另外一个潜在的安全隐患还未爆发出来，即黑客攻击。此外，堪忧的智能硬件的品质保证及售后服务；短期内难以改善的居住与管理环境；加之规范标准的欠缺和不正当竞争，如此环境下，很难促进智能家居产业的健康发展。

其中很关键的核心是智能家居行业目前缺乏生态圈的建立。2014年，智能家居打响“版图分割战”。苹果、谷歌、微软、海尔、小米、乐视纷纷高调拓展智能家居市场。智能家居万亿产值的呼声一浪高过一浪，但智能家居生态圈的建立却始终进展缓慢。

高大上的理想理念只有照进现实才能焕发生机，而智能家居之所以仍然无法形成核心爆破力，是因为多数智能家居企业只是想做独挑大梁的“奥特曼”，不愿屈就在联合作战的“环太平洋”。智能家居需要一个“圈子”，形成一个相互协作的闭合生态圈。因此，加强产业合作，重铸行业生态，形成“连横”协同文化，无疑将极大的助力智能家居的普及征程。而生态圈的建立将会成为智能家居产业2015年的一个重点，我们将看到一些巨头基于系统平台开放硬件端口以及标准的举动出现。

第三，行业规范、标准是保证

古人常说：“无规矩不成方圆。”行业发展同样如此。没有统一的标准，行业便会"乱草丛生"，这不仅给企业带来困扰，也给消费者带来了很大难题。于是“尽快出台一套行业标准，规范智能家居的产品和市场”成为行业及终端共同的呼声。

此前，苹果公司曾在WWDC大会中了下一代IOS系统，其中在新的系统中，增加了智能家居应用平台，并命名为HomeKit。通过开放HomeKit智能家居接口，与第三方产品融合，实现智能家居设备基于平台的系统管理。

而所有与苹果智能家居应用融合的设备毫无疑问就是需要满足苹果的标准，在一定的意义上可以说苹果公司通过该智能家居平台的建立，要占领行业的标准制高点，并掌控数据、用户、应用。显然，这种由企业基于系统平台自发所建立的标准将会是2015年智能家居产业的一个重点，这也是决定着系统平台生命力的关键要素。

而在今年的7月2日，微软高调加入ALLSeen联盟(ALLSeenALLiance)。该联盟由Linux基金会牵头，高通、LG电子、夏普等50余家科技巨头组建，欲为电子恒温器等智能家居设备制定统一行业标准，其目的也是要占领行业的标准制高点。

从传统产业的发展，以及智能产业的发展来看，最终大家均将走向统一化管控平台，无论是苹果的HomeKit还是ALLSeen联盟，都在向市场传递两个信息，一是统一行业标准可以为企业和消费者带来很大的益处，能够健康的促进市场的培育与发展；二是通过生态系统平台的建立，才能控制话语权，并主导行业的发展；三是通过系统平台的统一与开放，将会促进智能家居硬件产品的发展与成熟。

第四、大数据、云计算是助力

如何从“看上去很美”过渡到“用起来很美”，是智能家居目前最需要突破的瓶颈问题。而完成这一进化，人工智能、大数据、云服务，以及通信技术发挥着据需轻重的作用。家居产品的“互联、互通”如果没有这些环节的支撑，智能就只能是一些科技发烧友的爱好，其产品也无非就是个可以远程控制的传统机械产品，与大众的“智能”生活概念相去甚远。

借助大数据平台，未来的物联网络将可以让商家更了解消费者的使用习惯，从而改进使用体验。基于大数据基础上的相应分析，能够更有针对性的改进用户体验，同时挖掘新的商业机会。大数据的精准营销同样对智能家居的市场推进有着重要的指导作用。

当然，有了大数据，云计算同样不能忽视，系统所产生的大数据显然离不开通信技术的传输，以及人工智能的分析、决策。只有借助于人工智能、大数据、云服务，以及通信技术的支撑，才能有效的体现并实现家居智能化之后所产生的数据分析、挖掘、使用价值。

对于智能家居来说，每时每刻都产生数据，来自终端的海量数据资源如果没有容量足够大的存储设备，就会造成数据遗失，而无法实现数据的商业价值挖掘，从这个角度来看，云服务技术也将在2015年获得更大的关注。

而目前来说，普通的存储设备，很难跟得上数据存储所需要的增长速度，“云”作为一个低成本的虚拟计算资源，将是一个很好的解决办法。大数据与云计算的结合，借助于人工智能的发展，将成为推动智能家居产业发展的重要推力。

第五，政府扶持、智能普及是机会

在我国特殊的国情下，政策对于行业的发展有着关键的影响。2011年，工业和信息化部印发《物联网“十二五”发展规划》。该《规划》首次把智能家居列入物联网发展的重要工程之一。随着物联网十二五规划的出台，智能家居迎来新一轮发展热潮，这与工信部的规划有着密切的关系。

随后国家发改委、工信部、科技部、教育部、科技部、公安部、财政部、国土资源部、商务部、税务总局、统计局、知识产权局、中科院、工程院、国家标准委等相关单位联合了《物联网发展专项行动计划》。

其中在应用推广转型行动计划中，“推动智能家居应用”被列为14个重点任务之一。政策推动智能家居行业的导向十分明显。这些对于新兴的产业的扶持政策，对于智能家居业来说是一个很好的机会。

同样对于目前智能家居产业的三股力量，即传统家居企业、互联网企业、新兴创业者而已，政府的介入与监管将改变现有的混乱局面。如前不久政府对APP领域所介入的监管一样，2015年的草莽英雄时代或被终结，取而代之的是更为理性、规范的产业标准。