智能制造路径十篇

智能制造路径篇1

关键词：智能制造；关键技术；政策建议

一、当前经济形势下智能制造发展宏观分析

1.基础技术的应用和发展

随着我国需求市场的蓬勃发展，一大批企业的快速跟进，使我国在计算机视觉、中文语音识别和无人驾驶等典型应用方面进入全球前列，具备了加速发展的市场条件和产业基础。在新一代信息技术接力式创新的驱动下，万物互联和智能化趋势越发明显，预计2035年全球联网设备数量将突破千亿件，将快速推动智能制造快速发展。近年来在算法、数据和算力三方面的突破下，新一代人工智能开始成为新的竞争焦点。人工智能在看、听、理解等关键指标上已经媲美甚至赶超人类。在机器识别图像、语音和自然语言等开始广泛应用，类似技术已广泛嵌入呼叫中心、客服系统、智能助手、聊天机器人等产品中。人工智能蕴含着无可估量机遇，各路企业争相涌入布局。从2013年到2017年，全球人工智能投资事件从310件增长到1349件，投资额从17亿美元增长到152亿美元，安防、医疗、交通、制造等数据丰富的行业成为重点投资领域。

2.我国智能制造发展情况

随着我国智能制造发展的快速推动，依托用户规模、应用场景、风险资金和科技论文等优势，我国在一些基础技术的应用方面进入全球前列，一大批骨干企业快速发展，在智能制造产业各个环节积极布局，为我国智能制造的快速发展，实现弯道刹车提供有利条件。数据资源是发展人工智能的关键要素，主要来自用户和联网设备。从用户数看，到2017年底，我国有3.49亿固定宽带用户，是美国的3.5倍，占全球38%。从数据量来看，我国已占全球13%，据高盛报告预测，随着用户数和在线时长增长，这一指标到2020年预计提升至20%—25%。我国有用户规模的先天优势。我国有近4亿的年轻用户，他们对新科技、新产品的接受度比较高，所以广泛的行业分布、多样的用户需求为拓展人工智能应用提供了广阔市场。在这一轮人工智能刚兴起时，国内一批公司深耕计算机视觉技术，目前从算法水准和应用情况看，人脸识别、安防监控等领域已获得全球认可。总体上，智能应用开始进入快速扩展期，我国有望在更多领域形成自身优势。

二、我国智能制造发展当前阶段面临的问题

1.芯片产业发展有待提升

高端芯片产业的发展是智能制造的重要前提，但是芯片关键技术方面还有很大的提高空间，目前处于“受制于人”的情况。当前芯片产业关键技术方面美国还是占主导地位，首先，图形处理芯片方面，英伟达、超威和英特尔三强主导市场方向。其次，可编程逻辑阵列芯片方面，赛灵思和英特尔两强主导市场。第三，专用集成电路(ASIC)芯片方面，谷歌的张量处理芯片(TPU)性能优势明显。目前，由于价格和关键技术的制约我国还处于芯片进口阶段，孙然有部分企业可以进行芯片的定制，但是由于资本投入和商业化推广的弊端还处于初级阶段。

2.人工智能的基础技术依旧不能形成单独生态体系

人工智能的算法框架依附于国外巨头开源生态体系。当前我国人工智能产业必须降低人工智能产品或应用开发成本，进而吸引世界各地开发者入驻生态。从高盛报告看，谷歌Tensorflow算法框架聚集了6.8万名明星开发者；而百度Pad-dlePaddle平台仅有5330位，不到前者1/10。我国当前大部分都机遇谷歌的基础算法框架进行开发，很难自主建立内生性的生态系统。3.专业技术人才的缺失异常严重智能制造的重要核心就是专业技术人才的集聚，但是我国智能制造相关人才总量和人才结构上还处于比较落后的阶段。如全球最大招聘网站领英2017年《全球AI领域人才报告》显示，全球人工智能人才数量190万人，其中美国85万人，我国5万人，位列印度、英国、加拿大、澳大利亚、法国之后，排第七位。从专业化人员从业时间来看，与美国相比我国专业化从业人员，从业超过十年以上的不足40%，而美国却超过了70%，我国大部分关键技术人员和管理人员都是海外引进，我国在智能制造的核心技术方面，尤其是人工智能的底层算法方面与美国还是有很大的距离。

4.我国关键技术创新相关的政策法规落后于技术创新的需求

数据开放、隐私管理、算法歧视、网络攻击等方面需要新的监管法规。以智能影像诊断为例，美国2017年采取先上市后批准的模式助推产业创新；我国则按照医疗器械监管，要求经过器械检测、临床评测、器械技术审批、政府发放批文等四个环节，企业反映总耗时30个月，且准入制度、收费模式、医保对接等尚是空白。所以，首先数据开放是我们必须要解决的问题，我国政府数据开放排名全球靠后，而在科技巨头之间创建标准统一、跨平台分享的数据生态系统要落后于美国。其次数据隐私管理方面问题，海量数据的采集不可避免涉及个人隐私，如何避免滥用是各方关切点。最后是网络攻击问题，防御网络攻击、保障安全是客户最为关心的主要问题。

三、推动我国智能制造发展的路径及建议

1.建立核心技术研发标准，加大产业上下游衔接

我国智能制造虽然全面推广，但是在芯片产业方面还是短板，想要借助人工智能的机会实现弯道超车必须要放长战线，做好基础研发工作。我国消费市场具有一定的优势，要做好开放合作的准备，加强学习的强度，缩短学习的周期。避免资金、人才等资源的浪费，推进强强联合，鼓励走差异化技术路线。优化产业链条，加强上下游的衔接，利用好国内良好的消费市场，产业链相关企业要积极抓住这个机会，积极实现商业化应用。

2.建立标准化产业链条平台

积极累计专业化技术成果，虽然我国在机器视觉算法方面也走在全球前列，但没有完整商业化生态体系，要快速构建原生的算法构架和标准化平台。要借鉴PC互联网时代win-dows操作系统主导生态、移动互联网时代安卓主导生态的经验做法，支持组建产业联盟构筑生态搭建算法框架。政策上支持构建算法构架，兼容多平台应用，抓住机会提升我国基础技术平台的应用和研发水平。并且要建设以人工智能为基础的公共数据资源库、标准测试数据集，为评估算法效能提供评价基准。

智能制造路径篇2

关键词：曲面；数控加工；刀具位置轨迹；CAPP；人工智能

引言

“中国制造2025”和“互联网+”背景下，整体制造业面临的竞争压力越来越大，企业既要控制生产成本和质量，又要不断优化、创新制造工艺体系，力求摆脱“大而不强”的制造现状。在汽车配件、航空发动机、船舶叶轮和模具型腔等复杂零件曲面的数控切削加工过程中，通常借助自动编程CAM，模拟刀具接触三维零件的参数模型，利用偏置曲线不断修正得到的切削轨迹。但该轨迹的生成过分依赖模拟刀具接触算法，不可避免地会造成CNC代码错误。因此，为确保数控切削复杂曲面的精度、效率和加工成本，可利用人工智能和CAPP优化控制CAM刀具接触计算过程，以获得满意的刀具切削轨迹和CNC加工代码。

1改进的曲面加工工艺

改进的数控加工曲面工艺过程如图1所示。工艺人员利用计算机和CAD获取零件（曲面）的参数化模型，对模型进行图样和工艺分析，确定行距和步长，初步规划刀具路径，刀具与曲面接触形成刀具接触路径，通过曲面及后置处理不断修正刀具的位置路径，通过CAM系统生成加工程序。改进的刀具轨迹即在生成加工程序前，利用人工智能和CAPP优化刀具位置路径，借助线性、插补及经验等优化位置运动关系。

2刀具轨迹控制算法

数控加工曲面的刀具轨迹算法有等参数轨迹法、截面线法、等残余高度法、多面体法等，实际切削时需要同时考虑实际切削和辅助切削路径[1-2]。2.1等参数轨迹规划等参数轨迹规划有参数筛选、等参数步长、参数线等分及对分、局部等参数步长等方法，多适用于网格较为规整的参数曲面加工。其原理是对规整的曲面沿参数线方向作Bezier曲线细分，获取细分点后用作刀具与曲面的接触点，以辅助形成刀具的接触路径F=F（u，v）。等参数轨迹规划计算方法简单，执行速度较快，但Bezier曲线细分不均匀时，获取的刀具接触路径可靠性较低，容易产生重复的接触路径。2.2截面线轨迹规划截面线轨迹规划多采用球形刀加工，其加工轨迹沿截面切割零件（曲面）表面形成的一系列接触点运动。截面多选择平面或回转曲面，且回转曲面的直母线要垂直于零件（曲面）表面。在直角坐标中，若截面切割零件（曲面）表面满足方程C（t）=S（U（t））=S（u（t）,v（t）），给定第k条截面线Uk（tk）时，与其平行的等间距Δm增量为Uk+1（tk+1）=（uk+Δuk，vk+Δvk），则给定u0和v0时，可获得初始曲线：鄣S鄣uu0-uminvv+鄣S鄣vv0-vminvvvv•M=Δm2.3等残余高度轨迹规划等残余高度轨迹规划是通过控制残余材料的高度分布来降低加工零件（曲面）误差。当改变刀具步距时，刀具沿零件（曲面）表面行进的高度误差一致，刀具间不会发生干涉和重叠。初始接触路径选择零件（曲面）边线为参考，每次生成的接触路径都基于前一次接触轨迹的控制和在线计算。2.4多面体轨迹规划多面体轨迹规划主要适用于逆向工程，通过一系列切点拟合复杂的零件（曲面）模型。其基本原理是先通过离散化将零件模型分为有限个三角片，切削时，校验刀具与零件（曲面）表面每个三角片几何条件间的干涉关系，根据刀具和三角片的干涉量修正刀具接触路径。若刀具球头半径和零件（曲面）允许加工误差之和不超过刀具接触点与球头中心距，对应的刀具与零件（曲面）表面接触点不能被加工，需要换球头半径较小的刀具对该区域进行加工。

3刀具轨迹生成及其优化改进

刀具位置轨迹的生成需要综合考虑刀具的接触路径，分析刀具接触轨迹和几何性质、零件（曲面）的曲率和局部几何性质，确定刀具与零件（曲面）间的运动、运动特征、刀具在运动过程中局部坐标变换和建立切削扫描零件（曲面）模型等。数控加工过程中，曲面造型多采用B样条NURBS曲面的参数化设计方法[3]：对刀具接触轨迹形成的刀位点数据进行拟合公差运算，确定NURBS曲面优化步长的收敛条件；设定初始控制刀位点数，由零件（曲线）在齐次坐标系中的切矢计算刀位顶点；根据弧长和弦长之比计算节点矢量，考虑插值条件，计算刀具轨迹的控制顶点，并通过NURBS曲线逼近，减少初始控制刀位点数限制；若加权后刀位点偏差范数大于拟合精度，算法返回重新计算刀具轨迹的控制顶点，并进一步逼近NURBS曲线，反之，利用NURBS曲线公式计算对应刀位点序列，当拟合精度满足规定值范围，输出优化后的刀位顶点。优化改进刀具轨迹考虑积累的专业经验，由刀具接触和位置轨迹CAPP作用于刀具接触轨迹和位置轨迹的生成，如图2所示。刀具接触和位置轨迹CAPP基于专家推理和规则判断，工艺人员通过编辑器编译知识和专家决策规则，CAPP系统输入为CAD生成的参数化模型、CAM生成的刀具接触和位置路径、数控加工代码等，系统输出为优化处理后的刀具位置路径和数控加工代码。数据库系统存储对应规则，并解析参数化模型、CAM生成的接触轨迹和数控加工代码，通过决策规则选取解析后数据特征参数，由专家系统（人工智能）推理后，输出对应的刀具运行特征（运动特征线、局部变换坐标和位置路径），并将该类运动特征反馈回数据库与历史经验相比较，通过专家决策推导出最优的位置路径和数控加工代码。基于等残余高度、图2所示的人工智能和专家推理，生成零件（曲面）的刀接触和位置轨迹流程如图3所示。等残余高度规划刀接触路径选择最长的边界曲线为初始刀具路径Si（i=1），人工智能和专家推理CAPP负责优化推理切削带参数Uk+1（uj，vj）和刀具坐标，便于调整刀具位置和方向角。

4数控切削效果

球刀半径20mm，误差0.08mm，数控加工某一曲面零件，如图4所示，实际加工能更好地拟合刀具位置路径控制，且应用图3的人工智能和专家推理优化后加工误差可控制在0.05mm以内，走刀干涉量小，加工效率高。5结语复杂曲面的数控加工一直是制约汽车及航空发动机、船舶叶轮、模具型腔等零配件精度、质量和制造成本的关键。由于曲面实体结构和参数化模型的复杂性，数控加工不能保证高度完备的切削成形，其中曲面加工工艺和刀具轨迹算法依赖的CAM系统往往存在干涉问题而影响数控加工精度和效率。在此背景下，提出了基于人工智能和专家推理的刀具接触和位置路径CAPP系统，借助该系统，辅助CAM推导最优的刀具位置路径和数控加工代码，可控制曲面数控加工的效率、成本和尺寸精度。

［参考文献］

[1]程耀楠，安硕，张悦，等.航空发动机复杂曲面零件数控加工刀具轨迹规划研究分析[J].哈尔滨理工大学学报，2013，18（5）：30-36.

[2]胡鹏，胡春燕，蒋念平.二维激光连续切割移动材料路径算法及约束[J].中国激光，2014，41（10）：113-118.

智能制造路径篇3

关键词：智能无人车；软件架构；通信机制；智能化； 机器人技术

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0190-03

The Software Architecture and Communication Mechanism of TiEV

CHEN Cun-tong

（Department of Computer Science and Technology， Tongji University， Shanghai 201804， China）

Abstract：With the development of automotive technology and Internet technology， autonomous vehicles have entered into the public life during recent years. How to make the autonomous vehicle more intelligent and safer has become the topic which the numerous scholars study unceasingly. On the basis of the designs of domestic and overseas autonomous vehicles， TiEV proposes a reasonable software architecture and communication mechanism which fits its peculiarities for improving the stability and intelligence of decision making and control constantly. TiEV has achieved great success in Future Challenge 2016 held in Changshu.

Key words：autonomous vehicle； software architecture； communication mechanism； intelligence； robotics

1 引言

智能无人车也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶[1]。随着无人驾驶概念的不断升温，越来越多的汽车制造商和科技公司投入到智能无人车的研发队伍中，这极大地促进了智能无人车的发展。

2016年11月12日第八届中国智能无人车未来挑战赛在常熟举办。本届比赛主要包含考察智能无人车认知水平能力离线测试和真实综合道路环境测试两部分。其中，离线测试是在真实道路交通场景数据库的基础上，通过仿真环境评估智能五人车的认知水平；道路测试分为城区道路测试路段（约13公路）和高速道路测试路段（约22公里），考察智能无人车交通场景识别能力及不同环境的适应性和行驶机动性等。同济大学“途灵”智能无人车在离线测试和道路测试中均获得了不俗的成绩，“途灵”TiEV智能无人车如图1所示。

“途灵”智能无人车软件系统由多个功能模块组成，每个功能模块以进程的方式独立运行。功能模块间协调工作：通过感知道路环境，自动规划行车路径从而控制车辆到达预定目标。在此过程中，模块间需要进行数据交互：如感知模块需要将采集到的点云信息发送给决策模块；决策模块需要将控制命令发送给控制模块控制车辆运动等。因此，为了保证智能无人车决策的正确性和控制的稳定性，需要建立稳定的软件架构模型以及高效的数据传输机制。

2 软件架构

2.1 感知模块

目前，许多智能无人车如谷歌智能无人车配备多种传感器，如GPS，摄像头，激光雷达等，但由于激光雷达造价昂贵及其机械特性的限制等原因，许多智能无人车如特斯拉采用毫米波雷达和先进驾驶辅助系统的摄像头代替激光雷达。毫米波雷达与摄像头的组合相比激光雷达虽然价格便宜，但是其精度低、可视范围的角度偏小，导致其在远距离物体的识别、3D成像和识别准确性上都有明显缺陷。目前，“途灵”TiEV智能无人车配备了多个激光雷达和摄像头等传感器从而实现360度无死角地感知周围环境的功能。

感知模块接收、融合传感器采集的数据，识别静态与动态障碍物，获取周围环境信息便于之后决策模块的路径规划。在车载的各类传感器中，GPS获取智能无人车当前的位置信息，该位置信息应用于之后的路径规划。摄像头采集智能无人车周围环境的图像信息，识别车身周围的车，人，交通标志牌等。激光雷达获取车身周围障碍物的相关信息，如障碍物离车的距离，障碍物速度等。在实际运用的过程中，摄像头容易受到光照等外在环境因素的影响，而激光雷达受到的影较小，此外，在激光雷达采集到的点云数据中，障碍物通常表示成一簇点，这不利于障碍物类型的识别，影响路径规划，因此需要摄像头采集的图像数据识别障碍物的类型。在智能无人车正常行驶的过程中，任何单一的传感器不能提供足够的信息跟踪识别障碍物，因此，“途灵”TiEV无人车在障碍物识别跟踪时，融合摄像头和激光雷达的信息，有效识别障碍物，为决策模块提供了依据。

智能制造路径篇4

【关键词】机械设计制造 自动化 有效途径

伴随经济水平不断提高，信息技术时代可以说正式来临，人们也体会到这一时代来临给社会生产、学习生活带来的方便快捷。机械设计制造领域也应当融合现代自动化技术，对传统数据信息加以采集，通过更具智能性的数据处理平台来有效完成机械设计项目。当前，建立在自动化技术基础上的机械设计制造方法与体系得到大面积普及与应用，能够更加方便快捷地对机械数据与生产信息加以采集与传输，同时还可同步分析各类生产行为，实现无人操作的智能自动式生产。基于这样的发展背景下，本文立足于机械设计制造及其自动化的发展途径进行展开探讨，并立足于机械科学专业本科生的角度，提出在机械设计自动化制造方面的具体学习路径，来不断提高学习效率，为机械设计制造领域的尖端化发展做出一份贡献。

1 提高机械设计制造与自动化的有效途径

1.1 多样化自动智能技术的运用

现如今学术界与机械设计制造业对自动智能技术的研究形成了一股热潮，这也为当前学习该领域的本科学生奠定了良好的学术支持与理论基础，而作为大三年级学生的我们，更要充分运用已有的知识成果来充实自己的学术领域。众多学者认为，自动智能技术能够在特定时间结合常规软件来采集、管理与处理机械设计制造生产内容中的相关数据，并在众多数据的基础上运用自动化处理技术完成高效化的机械设计生产与制造。通常理论指出，数据作为自动化技术与机械设计制造二者之间传递的介质，在实际应用自动智能技术时，目标便是利用自动化技术为机械设计生产环节中的众多数据做出更佳决策，从而保障机械设计制造作业项目的准确性更高。

1.2 立足于自动技术基础上的多角度控制

建立在自动技术、多元采集分析相关信息基础之上的机械设计制造工程，能够实现对机械工程生产运作的实时把握与自动监管。由于新时期机械设计制造领域面对高速发展机遇的同时，也不可避免要面临巨大的技术挑战，工作量较以往也会大幅增加，而这样也让机械设计生产速度与质量面临更严苛的标准。基于此，为了实现机械设计制造自动化的发展标准，通过利用自动化技术的多角度控制方法，更为精准、及时的完成对机械设计制造过程中多种信息的处理，保障生产作业能够在智能设置的环境下完成自动启动与控制。

2 本科生在机械设计自动化制造中学习路径

2.1 创新机械设计信息化学习理念

要创新机械设计信息化学习理念，为信息时代的机械设计自动化制造工作的创新发展奠定重要人才基础的目标而努力。明确机械设计制造自动化发展方向，引导自己在机械设计信息化学习目标中朝着数字化、现代化和质量化的思路开展研究，并且在机械设计信息化学习过程中，作为本科学生的我们，已经具备了一定程度的自动化技术掌握能力，因此要以科学发展观为指导思想，对机械设计信息化管理与自动化技术给予客观的态度进行学习与研究。同时，要树立创新意识，敢于拼搏和研发，对机械设计自动化制造的学习理念要不断与时俱进，提升机械设计自动化学习目标的实效性，以便于在日后尽可能的解决实际工作中机械设计自动化制造过程中存在的诸多问题。

2.2 落实动态化机械设计制造学习重点

机械设计制造的自动化发展是具备了现代化信息技术内容，并将重点落实在动态化生产过程中。尽管学生在学习该部分专业知识时会由于难度较高存在一定障碍，但是根据机械设计制造领域中对自动化技术运用的限制要求，能够有效寻找出学习重点的突破口，做到不局限于一个固定的学习模式当中。原则上要求动态化机械设计制造应当以全面反映出机械工程内部的各种综合情况与数据的动态变化情况，因此有必要以此为目标构建动态化的机械设计制造学习方案，从更为系统化的角度梳理自动化技术在机械设计制造领域中运用的相关知识。通过利用自动化的信息技术平台做好动态化机械设计数据的同步更新与共享，确保机械设计工程可以真实地反映出外界环境所需要的各种数据资料，学生以此为突破点，来充分落实机械设计制造与其自动化发展的“落脚处”，保障自动化技术能够完美应用在机械设计工程中。

2.3 强化对机械设计制造自动化认知水平

在新时期中，机械设计制造自动化技术的应用是发展的必然趋势，也是实现机械设计领域转型的必要举措，更是实现机械设计制造现代化管理的必由之路。传统的机械设计制造发展模式已经难以满足新形势下机械设计工程生产的现实要求，自然也就难以有效提升机械设计制造生产与作业的质量和效率。因此，作为新一代机械科学专业人才的我们，要应当正确认识到机械设计制造自动化系统应用的重要性，重点学习自动化系统的具体运用方法，并致力于将其进一步开发与充分利用。同时，处在重要知识储备时期大三阶段的我们，更应该在创新思维的引导之下学习建立在自动化基础上的机械设计制造数据共享技术，打破传统机械设计制造工作中时间和空间的限制，从而不断提升机械设计制造与生产的自动化、信息化水平，最大程度确保机械设计制造工作的高效化与动态化发展，为社会发展与进步而需要的专业型人才而努力。

3 结论

综上所述，本文以上通过站在科学技术不断发展的背景下，机械设计制造领域也在寻找技术转型的出口与未来的发展模式，以及机械设计自动化制造行业的发展目标与方向。而针对学习机械设计制造专业的本科生而言，其在学习与研究机械设计制造与自动化发展的有效途径时，也要充分结合实际。因此，通过对机械设计自动化制造的展开分析，我们作为专业人才的本科生更要明确学习重点，形成更具实践性的知识体系，为机械设计制造与自动化技术良好发展奠定坚实的人才基础。

参考文献

[1]邹景超，刘万福等.民办高校机械设计制造及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].黄河科技大学学报，2014（03）：21-23.

[2]郑雪飞，李必文等.探索机械设计制造及其自动化专业生产实习中提高学生实践和创新能力的方法与途径[J].中国现代教育装备，2015（03）：59-61.

[3]李西平，李志香等.远程教学环境下适用性人才培养途径探析――机械设计制造及其自动化专业教改思路与要点[J].中国远程教育，2014（08）：38-41.

智能制造路径篇5

关键词：智能交通系统；原理；应用现状

智能交通系统（ITS），是指将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输行业从而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统，它使交通基础设施能发挥最大效能。该技术于上世纪80年代起源于美国，随后各国都积极寻求在这一领域中的发展。可以说，智能交通已经成为交通运输管理的重要技术手段之一。

近几年，智能交通在中国也有了长足的发展，我们在学习国外先进技术的基础上，发展适合我国国情的智能交通技术，走中国特色的智能交通发展之路是我国智能交通发展的重要战略。并且在1999年，在科技部牵头下，联合建设部、交通部、公安部等十几个部委，组织成立了全国智能交通协调领导小组和专家咨询委员会，2000年的时候完成了我国智能交通与国际接轨的智能交通体系。

“智能交通是一个国情相关性很强的领域。”北京交通大学教授贾利民告诉《科学时报》记者，自上世纪80年代智能交通技术起步以来，各国政府和专家都根据本国国情在美国研究内容的基础上进行着本土化探索。 “对交通的要求不仅因国家、地区、文化的不同而千差万别，甚至同样的交通状况因出行者的角色――步行或者驾车的不同，而会产生不同的感受与评价。”贾利民说，“进一 步说，同样的角色，因个体性情的不同，也会有不一样的感受。因此，交通是与文化和参与者的行为密切相关的一个领域。”

一、智能交通系统的原理

智能交通系统通过有线、无线通信等手段以视频、图形、语音等形式实时向司机和乘客提供相关信息，使司机和乘客在出发前、出行过程中直至到达目的地的整个过程中随时能够获得有关道路交通状况、所需时间、最佳换乘方式、所需费用以及目的地各种相关信息等，从而指导司机和乘客选择合适的交通方式和路径，以最高的效率和最佳方式完成出行过程。这些信息可以从路侧的信息显示装置（如可变情报板等装置）中获得，也可以从各类车载装置中获得，一些为旅行前做旅行计划所需要的信息还可以从家中、办公室及公共场所的信息亭等地获得，甚至可以随时随地地通过便携式计算机、手持机等设备接入网络中查询得到。交通信息服务系统使人类的交通行为更具有科学性、计划性和合理性，是实现智能交通的重要标志.。

二、智能交通系统的应用现状

智能交通系统世界上应用最为广泛的地区是日本，如日本的VICS系统相当完备和成熟，其次欧洲和美国等地区也普遍应用。在我国，只有北京、上海、广东等一线城市有广泛使用。郑州市目前也在积极参与到智能交通系统的应用研究过程中。

三、智能交通系统的分类

智能交通系统的内容多种多样，按照不同的分类标准，智能交通系统可以分为不同的类型并各有特点。

1.按照智能交通系统所提供信息内容的不同进行分类：

（1）路径诱导系统、（2）交通流诱导系统、（3）停车场信息诱导系统、（4）个性化信息服务系统

路径诱导系统是利用先进的信息、通信等技术，为司机提供丰富的行驶信息，引导其行驶在系统优化后的最佳路径上，以此减少车辆在路网中的滞留时间，从而缓解交通压力、减少交通阻塞和延误。

交通流诱导系统是通过实时地采集和发送交通信息，适时地引导交通流量合理分布，从而达到高效率利用道路网络的一种主动交通控制方式。交通流诱导以交通流预测和实时动态交通分配为基础，应用现代通信技术、电子技术、计算机技术等为路网上的出行者提供必要的交通信息，为其当前出行决策和路线选择提供信息参考，从而避免盲目出行造成的交通阻塞，达到路网畅通、高效运行的目的。

停车场信息诱导系统通过实时掌握一定区域内所有停车场的利用信息，给停车者提供城市内停车场的位置与可利用车位情况，从而有利于驾驶员做出停车选择，减少迂回驾驶和由此产生的无谓交通量和环境污染。

通过多种媒体以及个人便携装置接收和访问个性化信息服务系统，可以获取与出行有关的社会综合服务及设施的信息，俗称“黄页信息”。此类信息包括餐饮服务、停车场、汽车修理厂、医院、警察局等的地址、营业或办公时间，出行者在获知这些信息后，就能够制定合适的出行计划，选择合适的路径，从而减少多余的迂回出行和因此造成的延误。

2.按照向出行者提供信息服务的时机进行分类

（1）出行前信息系统、（2）在途司机信息系统、（3）在途出行者换乘信息系统、

司机或者乘客利用出行前信息服务可以在出行前通过多种媒体方式在任意出行的起点访问出行信息服务系统，从而获取关于出行路径、出行方式、出行时间、当前道路交通系统及公共交通系统等相关信息，为出行者规划最佳出行模式提供辅助决策服务。

司机通过视频或音频手段了解关于出行选择及车辆运行状态的精确信息以及道路状况信息和警告信息，向不熟悉地形的司机朋友或有需要的司机朋友提供路径诱导的功能，从而保证驾驶的安全性及出行的舒适性，减少交通事故的发生及交通拥堵的产生。

在交通工具上或机场、火车站、汽车站及公交换乘枢纽等地点通过广播、信息显示屏或公共的信息亭等为出行者提供换乘信息服务，包括各类交通工具始发时间、目的地、出行费用、出行时间等信息，从而优化出行者的出行途径，提高运输系统效率。

四、智能交通系统的特点

智能交通系统具有两个特点：一是着眼于交通信息的广泛应用与服务，二是着眼于提高既有交通设施的运行效率。

当然与一般技术系统相比。智能交通系统建设过程中的整体性要求更加严格.这种整体性体现在：

（1）跨行业特点。智能交通系统建设涉及众多行业领域，是社会广泛参与的复杂巨型系统工程，从而造成复杂的行业间协调问题。

（2）跨技术领域特点。智能交通系统综合了交通工程、信息工程，通信技术、控制工程、计算机技术等众多科学领域的成果，需要众多领域的技术人员共同协作.

（3）政府、企业、科研单位及高等院校共同参与，恰当的角色定位和任务分担是系统有效展开的重要前提条件。

五、结语

随着智能交通技术的发展，智能交通系统目前已经从传统的道路交通范围扩展到了铁路、航空、水运等领域，智能交通服务的概念和内容也随之扩大到了多种交通运输方式的各种信息服务内容。相信智能交通技术的发展和不断完善，一定会给人们的出行提供更多更好的信息服务。

参考文献：

[1]《智能运输系统概论》 杨兆升主编 人民交通出版社

智能制造路径篇6

关键词：发明创造 心历路径 八个步骤心理过程 心理特征

知识经济时代的核心经济是知识产权，知识产权的基础和前提是发明创造的智力成果。研究发明创造心历路径有利于发明创造能力培养，有利于提高知识经济时代的核心竞争力。所谓发明创造，是指发明人遵循自然规律的技术构思，是解决实践中各种问题的新的技术方案。它是技术思想和技术方案的统一，技术思想是技术方案的基础，技术方案是技术思想成为现实的途径。研究发明创造人在新技术方案的构思进程中“心历路径”者甚众。美国社会心理学家艾蔓贝尔从信息加工的角度提出“五个阶段”观点，英国心理学家华莱士根据发明创造过程，提出 “四阶段”模式。上述的“五阶段”、“四阶段”仅表明发明创造的“心理活动”的过程，是单一的，不全面的，没有反映发明创造人高尚的“心理特征”。笔者在长期的专利实务过程中，经观察、分析、访谈、推演和研究认为，发明创造活动进程既体现人的“心理过程”，也反映人的“心理特征”。发明创造“心历路径”不是线形图，而是缠绕盘升的开放型环形路径。笔者描绘发明创造主体的心历路径八个步骤即需要①---认识②---兴趣③---构思④---图式⑤---意志⑥---智力⑦---超我⑧。这既表述了发明创造人的“心理过程”，又表明了发明创造人的“心理特征”，准确、全面和客观反映发明创造的“心历路径”。

1、需要：人的生存发展的欲望，发明者从事创造活动的动机

美国人本主义心理学家马斯洛认为，人类的需要是分层次的，由低到高，形成生理需要、安全需要、社会需要、尊重需要、自我实现需要。人的生存发展最基本的需求是生理需要，生理需要满足之后才可谈及安全、情感、尊重，不断追求，不断超越，不断挑战极限，不断挑战自我，然后才有自我实现，自我超越的精神需要。发明创造是高层次的自我价值实现的精神需要。需要引起动机，动机产生行为，行为驶向目标。需求欲望，是发明创造的起点，又是发明创造的源动力。

2、认识：人精神意识的基础，发明者感悟外界的认知力

认识是人脑反映客观事物的特性和联系，并揭露事物对于人的意义与作用的心理活动。其表征是人类高级心理反映活动过程及结果，特别是创造性的高级心理反映活动过程及结果。认识的目的是在科学理论指导下，创造出现实社会前所未有的适用的新东西，以满足人类生存和发展的需要。发明创造者就是在生存和发展奋斗过程中，不断认识某一技术领域的事物，以该事物为主题，开展科学研究，从事发明创造。不断思考别人是怎么做的？！以增强实效性；不断研读相关文献资料，以丰富理论知识；不断观察相关事物的内在变化，抓住变化的客观规律；不断查找现有事物缺陷，掌握其欠缺的技术特点；不断幻想着对现实事物改进产生的美景，激发发明创造的冲动。

3、兴趣：人生的心理倾向，发明者把握创造主题的控制力

人们在力求认识某种事物或从事某项活动的心理倾向，称之为兴趣。其特征是态度的选择性、反应的情绪性和关注的集中性。在实践中，是一种紧张愉悦的心理状态。一般来说，人的自我价值实现的精神需要越强烈，他对事物的认识就越深刻，力求发明创造的兴趣就越大。随之，对某一改造对象（创造客体）产生浓厚的特殊认识倾向，特有情感偏爱，特别关心倾注，形成一种稳定的、中心的、高尚的、精神的创造兴趣。创造兴趣越浓厚，发明目的越清晰，创造心理作用越大。为了保持创造兴趣的质量，必须使发明者创造心理乐其所为，不为情动，不畏，追求真理，实现创造新事物的理想，体现创造兴趣的高尚性。创造灵感突而其来，倏然而去的突然性、短暂性、亢奋性和突破性等特点，要求发明者创造心理必须具备一种神奇的和强烈的期待感，才能抓住灵感，把握灵感，产生顿悟，茅塞顿开，创造价值，实现价值，彰显创造兴趣的高能性。

4、构思：人心理结构功能，发明者创造性思维能力

构思是包括抽象思维、形象思维、潜意识思维和灵感思维等人们的心理活动。在这里指发明人根据发明之目的，运用该技术领域的己知信息，创造出新颖、实用、有社会价值或个人价值的产品或智力成果的创造性思维。其包括新颖性、求异性、散发性、多维性、独立性等主要特征。发明人新技术方案的构思就是回答五大问题，遵循八个步骤[3]：这整个技术方案创造性思维过程的心理活动就是构思。

5、图式：人内部认知结构，发明者创造思维操作模式

图式最初是由康德在认识学说中表述“潜藏在人类心灵深处的”一种技术，一种技巧，属先验的范畴。邱章乐《创造心理学》（2011年）认为：图式不仅是感性思维的核心结构，也是创造性思维的原点和终了模式。图式是创造的根本，创造的根本是产生新的图式，图式的心理操作、形象思维与概念思维可处于不同的相互作用中。可见，图式是人们创造过程的一把钥匙，谁能很好地掌握它，谁就能很快开启发明创造的大门。图式帮助我们①接受新信息，同化外来信息，产生我们平时说的“直觉”。②图式的可激发性一旦启动，就会令人豁然开朗、茅塞顿开、灵光闪烁，出现我们平常说的“顿悟”。③图式对未来可能发生的事加以结构化，形成潜意识，使日思夜想，走火入魔，步入似睡非睡，似醒非醒的朦胧境地的人产生梦幻，醒来将梦景进一步推演，取得重大发明发现。是我们平常说的“梦呓”。④图式具有提供某些事实，填补原来知识空隙的功能，学术界也称之谓“潜意识推论”。指的是当前知觉到的关于客观事物的信息与大脑中原来存储的经验信息之间的一种整合，也就是说，人对事物的“认识链条”上所存在的“缺环”有一种自动充填使之完整的功能。这就是我们平常说的“完形”。直觉、顿悟、梦呓和完形等经“自组织”形成的创造性思维图式。谁掌握好，使用好创造性思维图式，谁就能在发明创造中充分显示出事半功倍的效能。

6、意志：人调节支配行为的功能，发明者价值修正的兴奋强度

《心理学大辞典》表述：意志是个体自觉地确定目的，并根据目的调节支配自身的行动，克服困难，实现预定目标的心理过程。俗话说：“意志创造人”，是因为意志具有发明创造所需要的品质：①行为主题的目的性。②克服困难的坚强性。③心理活动的自制性。④价值实现的强效性。发明创造者在科学研究过程中，对于行为价值目标的确定，调节其价值值率追求越高，行为意志表现越强，取得发明创造成果就越大。

7、智力：人类多因素精神能力，发明者因需而求的力度

心理学家罗伯特・斯腾伯格于1996年出版的《成功智力》一书表述“成功是通过分析、创造和实践三方面智力平衡获得的”，这就是薄有影响的成功智力三元理论，即①分析性智力是进行分析、评价、判断、比较和对照的能力。②创造性智力是改造旧的，产生新的事物的能力。③实验性智力是把理论、知识和经验应用于外部环境的能力。笔者认为，成功智力是发明创造者的智力要素，必备的智力要素，不断需求的智力要素。“因需而求谓之学”，只有不断追求，不断学习，才能不断增长成功智力，以实现发明创造之宿愿。

8、超我：人的创造源泉，发明者追求完美的创造心灵

美国精神分析学家弗洛伊德1923年在心理动力论中提出人的精神由三大部分“本我”、“自我”与“超我”构成：①“本我”（完全潜意识）与生俱来，最为原始的满足本能冲动的欲望，其遵循享乐原则，是人格结构的基础。②“自我”（大部分有意识）在自身和其环境中进行调节，负责处理现实世界的事情，其遵循现实原则，是人格结构中的执行者。③“超我”（部分有意识）站在“本我”的原始渴望的反对立场，而对“自我”带有侵略性，由此产生的情绪冲突是创造的源泉，是构建创造心理场的源动力，其遵循完美原则，是人格结构中的管制者。有心理研究表明：极富创造性的人，他天性中的某些东西随时可以压倒自我，从而不时地显出超我的疯狂。反映出卓越的成就所要求的不仅是高智力，更重要的是良好的人格因素即非智力因素。可见，超我的道德品质，非凡的意志毅力，专注的创造兴趣，价值的自我实现等人格心理因素是取得发明创造成果的重要的决定性因素。

发明创造的“心历路径”八个步骤是个进程步骤，而不是程序步骤，着重研究的是“心历路径”存在着的“心理特征”，强调智力心理因素的同时，又非常重视人格心理要素的自我培养。

基金项目：江西省教学改革项目《心理学教育中激发学生创造力的案例教学研究》（JXJG-13-33-5）。

参考文献：

[1]冯晓青，刘友华.专利法[M].法律出版社.2010年8月版.

[2]邱章乐，鲁峰，汪明.创造心理学[M].合肥工业大学出版社2011年8月版.

[3]于创新.知识产权实务教程[M].知识产权出版社.2005年7月版.

作者简介：

俞佳（1987.2-），女，江西婺源人，助教（心理咨询师），硕士学位，研究方向：心理教育。

智能制造路径篇7

Abstract： With high level of economic development at home and abroad in recent years， the transformation and upgrading have become the inevitable choice of many traditional enterprises to survival and development. This paper takes traditional enterprise in Tianjin as the analysis and the research object， based on the SWOT analysis of traditional enterprises' present situation and the existing main problems in Tianjin to put forward the concept of "innovation +"， and integrate management， technology， organization and mode technology of production innovation with enterprises， discuss how to drive transformation and upgrading of traditional enterprises through innovative elements， and build the path of the transformation and upgrading of enterprises， to realize enterprise development from capacity-driven， performance-driven to innovation-driven. Finally it puts forward proposals for future development.

关键词： 天津市传统企业；转型升级；创新+；创新驱动

Key words： traditional enterprises in Tianjin；transition and upgrading；innovation+；innovation-driven

中图分类号：F270 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0033-03

0 引言

近年来，我国成为世界制造大国，但生产成本高、环境破坏严重、能源消耗大、产品技术含量低、附加值较低仍是我国传统企业的主要特点[1]。经济全球化背景下，全球竞争日益激烈，人工成本普遍上涨、原材料价格上涨、能源供应紧张导致企业的生产成本上涨，市场环境变化、新兴企业的崛起、客户需求的多样化导致企业间竞争的愈发激烈，进而导致企业的竞争力降低。我国传统企业亟需通过创新寻求转型升级路径，从而增强企业竞争力。

天津产业结构主要由以下部分组成：以电子、信息以及现代医药业为主的高新技术产业；以石油化工等传统重工业为主的临港工业；以汽车制造、轮机制造为主的设备制造业；以银行金融、运输物流为主的服务业；以传统商贸业为主的传统服务业。主导产业主要为第二、第三产业，其中工业为代表的第二产业对天津的GDP的贡献率比重超过1/2[5]。天津市企业的转型升级对京津冀区域一体化的整体经济实力和综合竞争力的提升具有非常重要的战略意义。

1 研究综述

国内外学者对企业转型升级相关问题进行了充分研究。Gereffi等[2]认为企业转型升级就是企业由价值链低端向附加值较高的价值链中高端攀升的过程，具体表现为企业技术创新能力和品牌塑造能力的提升。John Pourdehnad[3]提出，组织提出转型升级是为了应对困境，很多企业没有及时转型，当意识到时总是为时已晚。熊永清等（2013）[6]通过对传统企业与战略性新兴产业对接的决策影响因素的分析，建立了对接的路径局的对策模型；龙云安（2011）[8]提出：健全企业为主的技术创新体系，实现产业结构集群化、融合化、生态化发展，同时加强内外联系，才能促使产业结构成功转型。宏创始人施振荣先生于1992年提出微笑曲线模型（Smiling Curve），这一概念被广泛用于企业转型升级分析。微笑曲线即IT产业其价值链上的附加值呈U型。如图1所示，中间是附加值最低的生产制造环节，左边和右边两端分别是附加值较高的技术研发和营销服务。未来的企业应朝着微笑曲线附加值较高的技术和服务发展。通常情况下资金―技术所占比重越高的产业曲线曲率越大[9]。已有文献主要从宏观视角分析企业转型升级影响因素及路径，少有文献针对具体产业集群的发展特色与要求和定位来探寻传统企业转型升级路径。

2 天津市传统企业现状SWOT分析

传统企业一般指的是在工业经济时代成长起来的从事生产制造和流通服务的各类经济组织。我国传统企业分布行业广、数量大，占企业总数的2/3，对我国GDP和财政税收的贡献率分别为87%和70%[5]。从整体上看，我国的传统产业严重缺乏可持续发展力，推动传统企业转型升级是我国目前面临的关键问题。

天津市传统企业的发展与转型升级既面临着前所未有的机遇，也面临着许多挑战。一方面，国际间竞争的态势进一步加强，高新技术进入壁垒也越来越高。此外，区域内增强自主创新能力的竞争也进一步加剧，生产要素紧缺和资源约束的双重压力越来越大。同时，传统产业的设备陈旧、工艺落后，能耗高、效率低的现状一直存在，产业发展方式粗放、结构不合理、核心技术匮乏等问题也依旧存在。为分析天津市传统企业的现状和问题以及产业转型升级的影响因素，下文采用SWOT分析方法，对各要素系统全面的分析，从而制定出科学、合理有效的转型路径。

2.1 优势（Strength）

天津市作为我国老工业城市之一、北方经济中心，其战略地位及重要性不言而喻。其中以加工制造为主的劳动密集型传统产业成为天津市经济发展的核心力量。其次，中小型企业在往往内部组织结构、市场的快速反应能力、决策效率以及激励机制等方面相比大型外资企业更有优势。传统型中小企业创新过程较为简化且迅速，更易于对市场变化快速作出反应。从中观视角看，天津市装备制造业的技术创新力度增强，石油化工产业发展基础雄厚。

2.2 劣势（Weakness）

一些中小型传统企业管理者观念相对落后，随着市场的变化以及企业规模的壮大，企业管理者作为企业战略制定者，其自身素养不能较好的更新来适应市场的需要。其次，很多企业缺乏完善的人才管理制度，人才忠诚度低且流动频繁。另外在项目示范带动、创新技术开发应用、高科技人才培养等方面缺少操作性强、发挥示范引领的政策措施。此外，很多中小型传统企业处于全球价值链底端，创新能力不足，产品技术含量较低，营销服务不完善，高端制造比重较小，且在全球市场上多走价格战，导致产品市场萎靡，企业利润低。

2.3 机遇（Opportunity）

近年来，我国经济迅速增长，国际地位提升，为企业全球化发展带来良好契机，天津市传统企业能够不断地学习欧美日韩等发达国家和地区的管理理念和先进技术，来促使自身转型升级。其次，工业4.0智能制造风靡全球，我国也相继提出《中国制造2025》，天津市传统企业应顺应全球企业发展总态势，充分借助智能制造、互联网等手段，促使企业发展迈上新台阶。

2.4 威胁（Threats）

经济全球化的同时，技术壁垒对产品的限制越来越多，全球化需求放缓；此外，人工和原材料成本上升，导致生产成本高；区域之间增强自主创新能力的竞争逐渐加剧，生产要素紧缺和资源环境的压力越来越大：这些问题成为天津市传统企业目前面临的巨大挑战。中观层面看，石油化工产业面临国内外激烈的竞争，装备制造业价额能减排淘汰落后任务重，纺织工业人力资源成本攀升严重。

3 “创新+”驱动企业转型升级总体思路及路径

面对着国内外经营和市场形势的严峻现状，天津市传统企业要走出困境、寻求可持续高效发展方法就必须通过创新驱动传统企业的转型升级。通过管理创新和技术创新，使生产方式得到改进转型升级主要途径就是淘汰较为落后产能，提高整个产业链的水平，向微笑曲线价值链两端提升，发挥企业独特的竞争优势。

3.1 企业转型升级总体思路

企业转型升级要牢牢抓好管理创新和技术创新两大工具，结合管理和技术改善，融合精益生产等先进生产方式和智能制造技术，着力通过加大自主研发、产业转移与融合、自创品牌、进新企业、引进高端人才等途径，同时利用好政府及相关部门的各项支持性工作，确立新的竞争优势。通过生产方式创新，导入精益生产方式，结合智能制造技术，构建智慧型学习组织；引进高端制造技术，促进汽车及装备制造产业向高端制造提升；将技术创新通过技术、产品与制度创新双向嵌入，形成粘合效应和溢出效应，为企业发展与成长提供动力来源[11]。企业转型升级总体思路图如图2所示。

3.2 “创新+”驱动企业转型升级路径分析及策略

基于“互联网+”的内涵，本文提出“创新+”的概念：“创新+”指将管理创新、技术创新、组织创新等创新方法与传统企业相融合，从而使企业发展由产能驱动、性能驱动向创新驱动转变。下文从管理创新、技术创新的角度，对天津市传统企业转型升级路径进行详细探讨。

3.2.1 管理创新促进传统企业转型升级

企业通过持续的管理创新能为企业带来竞争优势。调研表明，天津市传统企业普遍存在管理粗放现象。管理创新是指企业的生产和产品技术一定的条件下，为了更好地合理利用人力、财力、组织、市场等资源，高效的使企业组织活动、市场活动、管理等高效有序的运作，提高生产率，使企业运行机制、管理体制规范合理而进行的管理方法、管理文化、组织制度等的创新[10]。

采用精益生产方式，将精益制造与管理的思维深刻贯穿到企业运作的方方面面。全面精益管理，开展基于模型的精益流程再造，剔除流程中的所有浪费；精益研发，推进基于模板的精益系统工程；精益育人，培育基于标准的精益岗位技能。

3.2.2 技术创新促进传统企业转型升级

技术创新驱动传统企业转型升级路径主要有跟随追赶型、路径跳跃追赶型、路酱葱伦犯闲腿种路径。创新动力缺乏的企业可以采用跟随追赶创新能力抢的企业，或者遵循路径跳跃追赶型的升级路径，实现模仿驱动创新发展[12]。

具体的讲，数字化、智能化、网络化仍然是技术创新驱动天津市传统企业转型升级的主要推动力。大力推动企业设计技术、加工技术、管理技术以及制造装备和系统技术的创新。以天津市装备制造业为例，企业首先搭建信息化研发平台，其次，构建网络化研发团队，搭建数字化工厂，最终促进先进技术与企业工艺、布局、设备、产品的深刻融合，运用计算机模型，对汽车制造过程和生产设备配置方案进行规划、仿真、模拟、验证、和优化，从而采用最优生产工艺，并且使生产设备利用率尽可能最高，产品质量也得到保证。总的来说，通过管理创新和技术创新，天津市传统企业能够由传统的强化产量的产能驱动、确保满足市场的性能驱动转向创造个性化需求的创新驱动发展。

4 结语

企业要利用好东疆港融资租赁优势，解决尤其是中小型企业的融资困难问题。对规模较大、竞争力较强、发展前途较好的企业采取鼓励政策，推动其利用技术、品牌和管理等优势进行兼并和其他形式的资产重组，促进企业间的相互联合。

推进智能制造模式。要促进工业化与信息化的深度融合，就要抓住产业变革的重要机遇，不断创造新的经济增长点、新的市场、新的业态，提高社会运行效率，实现互联互通、信息共享、智能处理、协同工作。

着力发展生产业。为了更好地促进制造业加快发展，推进产业转型升级，亟需加快发展先进生产业，推动制造业服务化，促进制造企业在“微笑曲线”中的位置由低附加值的加工制造向高附加值的研发设计和市场营销两端延伸。

增强企业忧患意识。企业战略制定要具有前瞻性和敏感性，未来新能源技术、数字化技术、智能化技术、新材料技术已成为大趋势，企业应加大技术和人才引进力度，以市场需求为导向，转型升级应趁早。

参考文献：

[1]孙军，高彦彦.产业结构演变的逻辑及其比较优势――基于传统产业升级与战略性新兴产业互动的视角[J].经济学动态，2012（07）：70-76.

[2]Gereffi G， J. Humphrey，T. Sturgeon. The Governance of Global Value Chains [J]. Review of International Political Eco-nomy，2005，12（1）：78-104.

[3]Jose Vicente Berna-Martinez. Over-coming resistance to change inbusiness innovation processes[J]. International Journal of Engineer-ing and Technology， 2012，9（5）：293-301.

[4]Tao Wang. A Simulation on Industrial Clusters' Evolution：Implications and Constraints [J].Systems Engineering Procedia，2012（4）：336-371.

[5] 中国社科院工业经济所.中国工业发展报告（2015）[M].北京：经济管理出版社，2015.

[6]熊永清.传统企业与战略性新兴产业对接路径与模型[J].科学学与科技术管理，2013，34（9）：107-115.

[7]毛蕴诗，吴瑶.企业升级路径与分析模式研究[J].中山大学学报（社会科学版），2009，49（1）：178-186.

[8]龙云安.中国制造型企业创新力研究[J].科技管理研究，2011（05）：22-25.

[9]基于微笑曲线的企业升级路径选择模型―理论框架的构建与案例研究[J].中山大学学报（社会科学版），2012（3），162-174.

[10]吴群.转型升级期中小企业管理新的思考[J].经济与管理，2011，10：50-53.

智能制造路径篇8

六、行业系统解决定方案是深化制造业与互联网融合的有效途径

对于千千万万中国的制造企业而言，在实践信息化、网络化、智能化的道路上，需要一批掌握核心技术、专业知识扎实、行业经验丰富、实战能力强的系统解决方案商，提供面向智能制造的集战略咨询、架构设计、实施方案、关键装备、核心软件、数据集成、流程优化、运营评估于一体的综合服务。

（一）为什么要推广行业系统解决方案

主要原因包括以下四个方面：

一是有需求。站在传统制造企业的角度来看，深化制造业与互联网融合发展面临一系挑战，制造单元如何连成智能生产线、智能车间、智能工厂？工业控制系统如何与制造执行系统、企业管理系统实现集成？多年前的老旧设备上的数据如何采集、传输、处理？研发、生产、仓储系统如何有效对接？这些都需要一批行业解决方案企业来参与，这将会大幅提升行业整体的智能化水平。

二是有市场。站在致力于投身到行业智能制造系统解决方案领域的企业角度而言，中国有一个广阔的市场，中国的行业智能制造系统解决方案市场可以用四个“最”来概括：一是最大，智能制造的市场规模最大。有机构预计，到2018年中国工业机器人新安装量将超过三分之一。二是最快，市场增速最快。仍以工业机器人为例，2014年中国工业机器人销售额同比增长56%，居全球第一，预计未来五年的年均增速将保持在25%左右，远超15%的全球工业机器人销售额年均增速。三是最全，有机构统计，中国拥有39个工业大类、191个中类、526个小类，是各国中唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家。四是最复杂，国内不同行业、不同地区的企业，有些处于2.0要补课，有些处于3.0待普及，有个别企业处于4.0需示范，这在全球几个工业大国间是少有的。这给系统解决方案提供商提出了更大的挑战，而中国的本土解决方案企业更熟悉自己的市场。

三是有路径。有路径包括两层含义，一是系统解决方案企业成长有成功的路径和模式。近年来，国内来自工业软件、智能装备、零部件等不同领域的企业，不断拓展业务范围和领域，成功转型为行业智能制造系统解决方案提供商，如青岛软控从提供橡胶轮胎配料工序的控制软件，逐步延伸至配料辅机、加工设备等硬件产品，再发展为全生命周期管理系统。石化盈科、启明信息、宝信软件、徐工信息等从制造业总公司中剥离重组，成为行业解决方案提供商。二是系统解决方案企业培育有比较成功的做法。近年来，地方工信行业主管部门围绕如何形成和提升行业系统解决方案能力进行着积极的研究探索。浙江支持成立了一批装备电子重点企业研究院，培养出一批各具发展特色及竞争实力的解决方案厂商。

四是有动力。面对当前传统工业智能化转型的广阔市场，面对企业提升核心竞争力的迫切需求，面对尚未被大公司垄断的新兴市场，许多国内企业纷纷拓展业务进入行业智能制造系统解决方案市场，在实践中能力不断提升。上海明匠以制造设备数据采集、集成、处理为重点，在构建集自动化设备改造、工业网络架构设计、关键智能设备生产为一体的基础上，建立了智能工厂设计、规划、改造、实施等系统解决方案能力。沈阳新松机器人在做强传统的装配型搬运机器人基础上，积极拓展智能装备和智能仓库系统解决方案等新业务。

（二）如何提升行业系统解决方案能力

行业智能制造系统解决方案能力提升涉及自动化、智能装备、工业软件、电子信息等多个技术和专业领域，涉及技术、数据、产品、流程、管理等多个环节，涉及咨询、实施、运营、维护等诸多方面，技术体系、商业模式、产业生态仍在不断演进和探索中，需要制造企业、信息技术企业、互联网企业，以及部委、地方、院所、协会的共同努力，营造良好的发展环境。

前期，工信部在推进两化融合管理体系过程中，对于互联网等新一代信息技术如何与传统制造业融合有一些新的理念，这些理念对于致力于投身行业智能制造解决方案的企业仍具有一定的借鉴意义。具体来讲有三个理念：

一是集成是重点。对于企业信息化而言，难点在集成，重点在集成，突破点也在集成。集成应用是德国工业4.0的关键词，提出了横向集成、纵向集成和端到端集成，两化融合评估标准把企业信息化水平分为基础建设、单项应用、综合集成、创新引领四个阶段。集成也是行业智能制造系统解决方案能力提升的关键词，能不能解决工业控制与制造执行系统、制造执行与经营管理、设计与制造的集成、产供销的集成等一系列问题，是行业系统解决方案能力的重要体现。

二是数据是灵魂。在“互联网”的背景下，数据是资产、是资源，是一种新的生产管理要素。数据的及时性、完整性、准确性，数据开发利用的深度和广度，数据流、物流、资金流的协同水平和集成能力，数据流动的自动化水平，乃至数据驱动型企业的形成，决定了企业未来核心竞争力的来源。从传统制造业角度看，生产装备自动化解决的是大规模生产的问题，即成本、质量和效益，而数据流动自动化解决的是大规模定制的问题。只有数据的自动流动，形成智能数据，才能从根本上解决个性化定制带来的成本、质量、效益等问题，解决生产的不确定性、多样性和复杂性问题。对于行业系统解决方案企业而言，能不能把各种生产装备、工艺生产、经营管理、客户需求等各种数据及时、准确、完整地收集、传输、加工和执行，能不能构建面向企业全业务、全流程、产品全生命周期的数据流方案，是解决方案企业核心竞争力的表现。

三是能力是主线。能力是相对于企业面临的问题而言的，相对于企业面临的各种挑战和问题，能力总是显得不足，尤其是在信息化背景下，面向个性化定制、柔性制造等新的生产组织方式，传统企业在提升传统能力的同时，需要培育新的核心竞争力。企业在推动信息技术应用过程中，企业的技术、装备、系统、流程、管理、组织、商业模式、发展战略的创新、调整、优化，最终都要转化为竞争优势，转化为成本、质量、效益、服务以及市场占有率、客户满意度、劳动生产率等的提高。这是提升行业系统解决方案能力的核心目标，是对既有发展模式和组织业态的重构。

七、“新四基”是深化制造业与互联网融合的关键支撑

（一）什么是“新四基”

工业有“四基”，包括关键的基础材料、核心的基础零部件元器件、先进的基础工艺和产业技术基础，我国在上述领域的发展是相对薄弱的，已成为制约我国制造业发展的“卡脖子”问题，所以《中国制造2025》中门提出要实施“工业强基工程”，强化工业基础能力。

在编制《指导意见》时，我们深刻把握全球智能制造演变新趋势，从抢占产业竞争制高点、打造产业发展支撑平台的角度出发，提出在制造业与互联网融合发展的新阶段，制造业基础的内涵更加丰富，需要突破“新四基”，即加快自动控制与感知（一硬）、核心软硬件（一软）、工业云与智能服务平台（一平台）、工业互联网（一网）等新型基础能力和平台设施建设，这既是加强工业2.0补课、3.0普及的现实需要，也是支持我国实现工业4.0示范发展的客观要求。

（二）为什么要发展“新四基”

在推动制造业与互联网融合发展的进程中，我国“新四基”基础薄弱。一是在自动控制和感知领域，欧美日等企业在高端PLC市场的占有率超过80%，通过将工控网络产品和装备捆绑销售，形成了事实标准。工业领域的传感器主要依赖进口，传感器核心材料和器件基本被跨国公司垄断。二是在核心工业软件领域，研发设计工具、制造执行系统、工业控制系统、大型管理软件等通用产品主要依靠国外软件，面向航空航天、冶金化工、消费电子等特定行业研发、工艺、测试、验证环节的专业软件严重缺失。三是在工业互联网领域，工厂网络静态配置、刚性组织的方式难以满足未来用户定制、柔性生产的需要，工业控制网络技术呈现“诸侯割据，各自封闭”的状况，现场总线技术标准被国际巨头垄断，网络、数据、软件集成面临协议标准缺失的制约。四是在工业云与智能服务领域。GE、西门子、SAP等跨国公司围绕构建智能制造产业生态、抢占制造业竞争制高点，以工业云和大数据分析平台为载体，加快全球战略资源的整合步伐，已经取得了阶段性成果。

（三）下一步工作考虑

一是夯实自动控制与感知技术基础。研究制定传感器产业发展路线图，重点突破微机电系统、生物智能、无线传感、自动化测量仪器仪表等关键技术和设备，提升传感器智能化、微型化和集成化水平。突破工业控制系统中核心芯片、伺服电机、驱动器、现场总线、工业以太网等关键器件和技术的发展瓶颈，加快推动可编程逻辑控制器、分布式控制系统、数据采集与监控系统等研发和产业化。组织实施“芯火”计划，加快工艺过程控制、特殊控制模块等核心芯片产业化，推进国产嵌入式处理器研发和规模应用。

二是发展核心工业软件。突破虚拟仿真、人机交互、系统自治等关键共性技术发展瓶颈，夯实核心驱动控制软件、实时数据库、嵌入式系统等产业基础。提升计算机辅助设计仿真、制造执行系统、企业资源计划、供应链管理、客户关系管理、产品全生命周期管理系统等工业软件的研发和产业化能力，加强软件定义和支撑制造业的基础性作用。建立信息物理系统参考模型、测试验证平台和综合验证试验床，支持开展关键技术、网络、平台、应用环境的兼容适配、互联互通和互操作测试验证，推动工业软硬件与工业大数据平台、工业网络、工业信息安全系统和智能装备的集成应用。

智能制造路径篇9

关键词：人工智能；故障诊断；电力系统

中图分类号：TP278 文献标识码：A

随着电力工业的迅速发展，跨区域联网规模不断扩大，电网结构日趋复杂，不稳定因素日益增多，故障及其风险概率徒增，电力系统故障诊断也成为炙热重要研究领域。

一、智能机器人基本构造

智能机器人通常由传感系统、智控系统、导航系统及交互系统等组成， 各系统相互独立又相互融合，以保证机器人的动作或决策符合预定的要求。

（一）智能机器人的传感系统

智能机器人有敏锐的“感觉器官”，能够敏锐地感觉自身及周围环境变化。智能机器人的“感觉器官”是借助高性能的传感系统实现的，并通过该系统以一定的参数进行“言语”表达。智能机器人的传感系统包括一系列传感器和传感技术，传感器分为内传感器和外传感器。内传感器用于感知机器人的内部状态，如角度传感器、速度传感器、加速度传感器等。外传感器用于感知外部环境，通常包括视觉传感器、触觉传感器、力传感器和平衡传感器等。

（二）智能机器人的智控系统

智控系统是机器人的核心系统之一，智能机器人具有信息收集、信息审核、信息过滤、信息处理与反馈以及信息决策功能，这一功能主要依赖智控系统操控并实现。智能机器人的智控功能体现在多个方面，如路径追踪、故障检测、语音识别。通常智能机器人控制系统需借助微型计算机来完成，该微型计算机负责整个系统的通信、管理、运动及相关计算，并向下级微机发送指令信息或反馈信息。

（三）智能机器人的导航系统

路径导航系统是机器人非常重要的组成部分。智能机器人可依据某个或某些优化计算公式推导的规则（如行走线路最短、行走耗时最短等），在其可选择的路线中找到一条最优路径，或根据信号指令按照特定程序设计要求在某特定路径上“行走”。智能机器人可以进行静态穿梭，也可以越过动态障碍物，导航系统融合图像识别、红外定位、传感信息、超声振动、激光反射等多项技术，从而完成将机器人顺利移动到指定位置的信息指令。

（四）智能机器人的交互系统

交互系统是人与智能机器人进行指令传达、信息交流、数据回馈的基础，是智能机器人根本特性，也是区别一般机器人的根本标志。该系统主要包括文字识别与处理、语音识别与语音合成、图像识别及信息处理、人脸识别、指纹识别、信息综合分析与追踪决策等技术领域。正是基于上述技术，实现人机互动。

二、基于智能机器人的电力系统故障诊断方法

（一）专家系统诊断方法

专家系统诊断方法是目前应用最广且影响最大的诊断方法。专家系统通过内嵌计算机及其智能程序实现，内嵌计算机存储了海量知识库，融合人工智能技术，通过智能程序系统，将收集的信息或信号与存储知识库进行自动比对和推理判断，从而解决问题。专家系统通常由知识经验数据库、信息与信号输入系统、推理决策系统、人机交互系统、信息与信号输出系统组成，具备信息咨询、推理判断、分析决策等功能，如图1所示。

（二）人工神经网络诊断方法

相比较而言，人工神经网络诊断方法更灵活更便捷，更适宜云数据处理。人工神经网络具有强悍的建模逼近能力和模式识别能力，可对任意复杂状态或过程进行分类和识别。目前，人工神经网络广泛用于电力系统故障判断与分析，应用人工神经网络可以迅速且准确地判断故障所在，且不受电力系统运行状态、运行方式、故障类别及其他环境等相关因素的影响，识别与诊断效果显著。

（三）模糊理论诊断方法

电力系统故障诊断是一个集信息收集、信息研判、信息决策非精确化的动态过程，这种非精确化基于诱因之间的模糊与非精确性。通常根据专家经验在故障征兆和故障诱因之间建立模糊关系矩阵，将模糊关系进行矩阵组合，用逻辑或并逻辑进行模糊诊断。随着该理论的发展和云数据库的融入，变量表述开始得以应用，这使其更接近人类表达习惯，用户可以进行程序设计与方案筛选，根据模糊度高低进行甄别并择优决策。

（四）遗传算法诊断方法

遗传算法本质上是一种概率统计法，是模仿生物进化概率搜索寻优的过程表达，其最大的优点在于无需待处理问题知识数据库，只需通过适应度公式（函数）对海量息进行个别评析，从而得出最优解答方案。智能机器人基于遗传算法能够在云数据或云空间中进行自适应搜寻，从优化的角度出发基本上可以解决故障诊断问题，尤其是在复故障或存在保护、断路器误动作的情况下，能够给出全局最优或局部最优的多个可能的诊断结果。

（五）几种智能方法综合诊断方法

无论是专家系统诊断方法、人工神经网络诊断方法，还是模糊理论诊断方法和遗传算法诊断方法都有其软肋或短板。若需构造性能优越的智能机器人，需综合多个方法和技术，将上述诊断方法进行智能融合，设计成集成智能系统。即将系统分成若干模块，并集成主体系统机构模块群，构造功能全面和完善系统整体。当前，人工智能控制系统的各模块出现了相互融合的趋势，智能机器人“智能性”越来越明显，也越来越深刻。

三、智能机器人在电力设备故障诊断应用中的问题及解决措施

（一）存在的问题

1.电力储备不足及其次生问题

目前，绝大部分智能机器人驱动力依赖内嵌的蓄电池，机器人在运行过程中处于耗电状态，内嵌蓄电池电力储备有限，当电力储备不足时，机器人无法自动返回，也无法实现人机交互。

2.图像与语音识别功能不够完善

目前，机器人在巡检或故障诊断过程中，只能拍摄仪表的图像，尚未实现对检测或诊断的设备指针式仪表读数进行自动识别，需人工通过机器人传送的图像进行识别读数后下达指令。此外，维护人员向机器人下达语音指令时，机器人存在不同程度地延迟，甚至无法识别语音。

3.机器人导航故障及其修复

机器人在路径移动过程中一旦接收不到指令信号（磁信号、激光信号等），导航系统便可能出现故障，机器人就可能偏离路径轨道或停滞不前，从而影响整个巡检或故障诊断任务。

（二）解决措施

针对智能机器人在电力系统应用中出现的上述问题，结合电力巡检或诊断的实际情况研究出相关解决措施。

1.光电池应用及控制面板优化

光电池是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件，利用光电池产生的电能供于机器人，可以解决机器人电力驱动之短板。此外，在智能机器人远程监控面板上增加电池电压显示，当内嵌蓄电池的电压低于预设值时，便出现报警提示。也可设计内部管理程序采集电池电量信息，并根据机器人移动路径及工作任务计算剩余电量和可续航时间，从而实现对机器人电量的远程监控。

2.提升机器人图像和语音识别功能

增加图像和语音模式识别配置，配置供图像和语音识别的各项参数，增加自动识别指针仪表的模式及其配置，强化机器人双向语音功能模块，丰富人类常用指令性语音库，配置好系统的拾音器和扩音器，实现现场识别与远程监控指挥。

3.多样多点感应辅助路径导航

对机器人工作过程中偏离路径轨道或停滞不前现象，可采用多样多点感应信号及激光或雷达及视频辅助完成。可以在机器人上加载激光感应仪、磁感应仪、动态平衡仪等，增加感应导航模式，增强感应信号，并通过自动平衡升降调节自适应装置，使其在工作过程中实时自动检测平衡度及自身自动调节功能。

四、智能机器人在电力设备故障诊断应用展望

智能机器人集合了计算机硬件、计算机软件、远程控制、磁（光）感应、机械设计与制造、遥感与传感、运动力学、人工智能等学科与技术，是多学科交叉融合的产物。智能机器人在电力系统中的应用越来越广泛，切实解决了电力系统巡检及故障诊断等领域的问题和难题，极大地提高了工作效率。利用智能机器人开展电力系统故障诊断应用研究，要结合电力系统的实际情况，重视电力故障综合信息的收集与整理，构建并不断充实用于故障诊断的数据库，借助计算机技术的延伸和发展，实现智能机器人在云平台下工作运行，实现人工与人工智能的交互融合。

参考文献

[1]贺勇.多传感器信息融合技术浅析[J].科技咨询导报，2007（10）：61.

[2]肖南峰.智能机器人[M].广州：华南理工大学出版社，2008.

智能制造路径篇10

1智能疏散诱导系统的工作原理

该系统由计算机、烟气层的烟气浓度、温度探测装置、人群疏散速度探测仪以及动态疏散线路标识(发光型指示灯、声光型指示器、连续型导向光流标志灯等应急疏散指示器)与安全出口标识等组成。其中人的行为参数可采用背景减的方法来判断场景中被人群占据空间的大小;也可用边缘提取的方法，通过边缘周长检测来估计人群密度［8］;对于高密度人群则采用基于纹理特征分析的方法来估计人群密度［17］。这些方法需要设备投入成本高，实时性差，不便于工程上直接应用与推广，特别是能见度低时实施效果不理想。为此，本文提出了基于软测量技术的智能疏散诱导系统。软测量技术是指将难以测量或不可测的主导变量，选择另外一些既与主导变量有密切关系又容易测量的变量，通过构造某种数学关系(软测量模型)，用计算机软件实现对主导变量的推断和估计，并实现以软件部分代替硬件(传感器)功能的一种技术［18］。通过本文构建的人流密度-速度模型，用测得的人群移动速度可间接得到人群密度值。建筑火灾中人群疏散诱导控制是一个涉及建筑物结构特征、火灾发展过程和人的行为三种基本因素相互作用的复杂系统。智能疏散诱导系统机理模型如图1所示。

1．1状态参变量的知识表征建筑物通道的有效宽度、坡度、弯度等结构参数对人的步行速度均有一定的影响。综合国内外学者对人员行进速度的观测分析［19-20］，不同疏散通道通行的通行难易系数如表1所示，通行难易系数用α表示。疏散路径的当量路径长度L=αL0，L0为建筑物通道的实际长度:目前火灾探测报警系统仅能给出烟气的浓度和烟气的温度值［21］(将来可考虑烟气毒性指标的影响［22］)，故从实际出发取浓度和温度作为烟气状态参数(试验验证时，取同步模拟值)。设烟气浓度给定值论域为［c1，c2］，测得的烟气浓度(来自火灾探测报警系统烟气浓度)c在论域［c1，c2］归一化处理;同理，设烟气温度给定值论域为［t1，t2］，测得的烟气温度(来自火灾探测报警系统烟气温度)t在［t1，t2］上归一化处理。处理后的烟气状态参数存入火灾状态信息数据库，形成火灾烟气状态信息的知识表征。设定人群密度论域［ρ1，ρ2］，通过人群密度测试装置获得实际密度ρ，对ρ在论域［ρ1，ρ2］归一化处理存入人的行为参数数据库，完成人的行为参数的知识表征:

1．2基于LS-SVM支持向量机的智能诱导控制器智能疏散诱导系统的实质是把建筑物通道、火灾烟气状态(烟气浓度、温度)和人群行为参数(人群密度)作为LS-SVM［23］支持向量机的输入，把安全指示灯的频闪周期T(s)作为LS-SVM支持向量机的输出构成的一个预测控制模型:核函数确定后，只要确定σ和惩罚因子γ，用样本数据就可得到式(7)的回归方程。选用20个典型建筑火灾案例，按照以下步骤处理:(1)调用该建筑物的原设计图纸获取建筑物结构参数，计算火灾区域实际疏散路径的当量长度并经数据化处理，作为建筑物结构特征的样本数据。(2)用FDS+Evac仿真软件［24］还原其火灾过程得到火灾烟气状态参数，调用该建筑物火灾报警系统内数据存储区的真实火灾烟气状态参数，将两者按火灾进程混合并做数据化处理，作为该建筑物的火灾烟气状态的样本数据。(3)调用该建筑物监控录像，用图像处理技术［25］获得真实人员疏散的人群密度，根据人群密度-速度关系，将两者通过数据化处理，获得表征人群行为参数的样本数据。(4)由于建筑物设计之初，设计者已经按照假设的人员密度(人群初始密度)和设计流量布置了合理的疏散通道和安全出口，并且建筑物一旦投入使用其结构参数基本不变，但疏散人员的“偏向度”，常常导致某些安全出口或通道很少有人使用。优先选择最熟悉的疏散出口或疏散路径，即便其他的出口或路径就在附近，只有当该出口区域人员密度较大或受到火灾威胁时，才会选择附近的其他出口(或路径)。为此，采用以下原则确定T(s):①就近原则，假设疏散人员优先选择距其最近的安全出口;②均衡疏散原则，当路径宽窄不一致时，按照人员的通过率均衡疏散。图1中给出的动态标识路径实际是一种纠错过程，不断纠正“偏向度”导致的恶果。(5)用其中16个案例的数据训练模型，得到一个4输入、1输出的LS-SVM支持向量机预测模型(烟气状态是温度和浓度2个参变量，图2中用一路烟气状态示之)，用其余4个案例的数据验证模型的可行性，模型的训练过程如下:①输入训练样本:L、c、t、ρ作为输入，T(s)作为输出控制参量;②选定σ和γ;③用最小二乘支持向量机算法求解参数αi、b;④将求解得到的参数代入LS-SVM，并输入测试样本对T(s)进行预测。该系统在实际应用中，可根据实际测得的不同疏散通道的人群密度修正图1中人的行为状态给定值，提高系统的鲁棒性。本文采用遗传算法［26］，用T(s)拟合误差最小化作为适应度评价函数，通过选择、交叉、变异等遗传操作，经过若干代遗传进化后，获得LS-SVM模型的最优参数。这里σ集取{0．01，0．1，1，10}，γ集取{1，10，100，1000，10000}，交叉概率取0．6，变异概率取0．2，群体规模为50，进化代数为100。最终得到最佳的核宽度σ=0．63，惩罚因子γ=100。

1．3智能诱导控制器的实现用建好的LS-SVM预测控制模型，根据实际着火的部位(不同防火分区或楼层)，发出指令改变指示灯具的频闪周期，形成多条人群疏散路径的动态标识。以人群密度为例，其具体的控制程序为:①当ρ＜ρ1时，其指示灯处于常亮状态;②ρ1≤ρ≤ρ2时，其频闪周期为4T(s)，占空比为1∶1;③当ρ＞ρ2时，其频闪周期为6T(s)，占空比为1∶3，即亮的时间为灭的时间的1/3。T(s)与建筑物防火分区的划分、疏散通道的长短、宽窄及其布局等有关，称之为控制函数。

1．4控制函数与人员速度的确定若ρ1=1．18ps/m;ρ2=3．18ps/m［27］，则对应的人员速度阈值由式(3)直接计算得到。T(s)按如下方法确定:①确定防火分区;②设定该防火分区最危险的火灾场景位置;③计算该位置与其最近的安全出口之间的直线最短距离;④该距离除以υm并向上取整。假设n是该防火分区安全疏散出口的数量，则人员选择某出口的概率为式(9)反映了疏散人员的“偏向度”。因此，通过改变疏散指示灯的频闪周期，能够改变疏散人员选择疏散出口或路径的概率，避免某出口或路径出现阻塞现象。根据不同的应用对象，通过现场编程将有关数据(如人员速度阈值υa、υb和人员期望速度υm以及不同防火分区T(s))植入智能诱导控制器，将建筑物环境参数和火灾状态信息数据导入控制系统的主机，从而形成基于软测量技术的多参数智能疏散诱导系统。

2智能疏散诱导系统的验证

2．1试验设计将建筑物地下一层(31m×16m×5．5m，设有3个安全出口，A、B出口宽2m，C出口宽4m)的墙面、顶面均涂成黑色，地板铺黑色塑料瓷砖(反射率0．045)，并摆放好一定数量的货架。在规定的位置布置好烟气浓度传感器、温度探测装置、人群疏散速度探测仪以及摄像设备，这些仪器设备通过RS-485总线接口分别进入数据采集系统、图像采集系统。按GB50098—2009《人民防空工程设计防火规范》设置高位出口语音、低位疏散照明以及地面、墙面连续型导向光流标志灯，通过控制总线与智能疏散诱导系统相连，构成“黑屋”试验平台。

2．2火灾危险条件火灾的危险状态有以下三种:①当烟气层高于人眼特征高度时，180～200℃烟气产生的热辐射会对人造成不可恢复的烧伤，这里取190℃;②当烟气层低于人眼特征高度时，110～120℃烟气层对人体构成伤害，这里取115℃;③当CO体积分数达到2．5×10－3时，可对人构成严重伤害。这里人眼特征高度取1．5m，环境温度取20℃［27］。

2．3试验过程试验人群的组成及特征如表2所示。学生人群仅从正门C进入，而不知A、B门的存在。火灾场景设定在图3的中间位置，可燃物为木制货架、皮面座椅、沙发等常见物品。由CFAST模型模拟结果可知，当着火248s时，烟气层厚度达4m，温度为55℃，不能对人造成危害;当着火410s时，烟气温度为115℃，能对人体造成直接烧伤。此时的CO体积分数远小于2．5×10－3，对人体不构成伤害。因此，按火灾危险条件②确定危险来临时间为410s。分别在文献［28］给出的郑氏智能疏散系统和本文提出的智能疏散诱导系统的条件下进行疏散试验。试验共进行10次。试验从正常照明灯熄灭开始，最后一个学生走出安全出口时终止。疏散试验结果如表3所示。由表3可见，郑氏系统的疏散时间最大值为400s，已接近危险来临时间;而本系统对应的疏散时间最大值为298s，远小于危险来临的时间410s。显然，本系统具有疏散效率高、疏散时间短的典型特征。

3结语