第一篇：綠色智能制造在先進功能材料領域的應用發(fā)展

綠色智能制造在先進功能材料領域的應用發(fā)展

1.目前環(huán)境受到嚴峻的挑戰(zhàn)

在環(huán)境與能源問題日趨嚴重的今天,邁向綠色經(jīng)濟、綠色城市的可持續(xù)發(fā)展成了維護人類社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略。國家工信部33號令、環(huán)保部的環(huán)保稅法、生態(tài)環(huán)境部的節(jié)能減排與碳資產(chǎn)買賣貸款、財政部對綠色工廠管理人才相關培訓預算全額補貼政策 2.先進功能材料

2.1 纖維素是自然界中分布最為廣泛的、儲量最大的天然可再生資源,具有環(huán)境友好、生物相容性、易于改性等優(yōu)點,被認為未來能源、化工領域的主要原料。2.2.纖維素分子間與分子內(nèi)存在大量的氫鍵,難以實現(xiàn)熔融加工以及溶解再生,在以纖維素為原料制備各種先進功能材料的過程中尚存在著巨大挑戰(zhàn)

2.2 高效地利用纖維素并拓展其在先進材料領域的應用也是值得重點關注的課題。3.新材料科技產(chǎn)業(yè)未來

3.1 必須建立綠色工廠、綠色倉庫、綠色產(chǎn)品、綠色供應鏈體系 3.2 在綠色工廠為基石，邁向綠色智能制造 4.節(jié)能環(huán)保暨設備綠色創(chuàng)新效益

4.1 工信部2017年7月份出臺，對于先進功能企業(yè)，設備必須符合環(huán)保要求，如何進行節(jié)能減排與改造措施，添加綠色環(huán)保設備，可以補助1000萬—1個億

4.2 工信部于2017年對于綠色工廠，每年11月初，可以申請補助最高200萬

4.3國家科技型中小企業(yè)評價工作，通過評價的科技型中小企業(yè)，在規(guī)定期限內(nèi)享受研發(fā)費用加計扣除75％或無形資產(chǎn)攤銷175％的優(yōu)惠。

5.兩化融合政策 5.1 工業(yè)化與信息化

5.2 ＥＲＰ＋ＭＥＳ＋Ｗｏｒｋ Ｆｌｏｗ＋Ｒｕｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，可以降低人力成本３０％ ６.綠色智能制造學習方向

１.一帶一路，擴大歐洲市場（GMBA班成功案例）

２.降低公司對供應商的成功成本５％以上（美的電器等案例、GMBA班成功案例）

３.ＡＩ 機器人、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈的云監(jiān)測體系與綠色供應鏈體系整合，可以降低人力成本30%以上（GMBA班成功案例）

4.學習效益——申請綠色工廠補助、國家科技型企業(yè)補助、先進材料環(huán)保設備補助，綠色智能制造培訓預算抵稅商業(yè)模式

第二篇：智能材料在軍事領域的應用

智能材料在軍事領域的應用

智能材料（Intelligent material），是一種能感知外部刺激，能夠判斷并適當處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。智能材料在目前文獻中的提法大都為機敏材料(Smart Material)、機敏結(jié)構(gòu)(Smarts Structure)、自適應結(jié)構(gòu)(A daptive Strueture)、智能材料(Intelligent Material)、智能結(jié)構(gòu)(Intelligent Strueture),這些概念國內(nèi)外至今尚無統(tǒng)一的定論。不容質(zhì)疑智能材料是未來的重要科學領域。此次來介紹智能材料在軍事領域的應用。

作為一種新興技術材料,智能材料的應用日益引起人們的廣泛興趣,在軍事、醫(yī)學、建筑和紡織服裝等領域都有著廣闊的發(fā)展前景。

智能材料在軍事應用中具有很大的潛力,其研究、開發(fā)和利用,對未來武器裝備的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響。目前,在各種軍事領域中,智能材料的應用主要涉及到以下幾個方面。

一·

智能蒙皮 光纖作為智能傳感元件用于飛機機翼的智能蒙皮中,或者在武器平臺的蒙皮中植入傳感元件、驅(qū)動元件和微處理控制系統(tǒng)制成的智能蒙皮,可用于預警、隱身和通信。1985年美國空軍的“預測計劃II”首先提出了光纖智能蒙皮/結(jié)構(gòu)的概念。隨著進一步的研究發(fā)展,1994年美國空軍動力飛行實驗室進行了結(jié)構(gòu)飛行演示,麥道公司對F-15戰(zhàn)斗機的外側(cè)前緣、F-18戰(zhàn)斗機的蒙皮進行了智能結(jié)構(gòu)飛行試驗。目前,為了未來的彈道導彈監(jiān)視和預警衛(wèi)星系統(tǒng),美國彈道導彈防御局正在研究在復合材料蒙皮中植入核爆光纖傳感器、X射線光纖探測器、激光傳感器、射頻天線等多種傳感器的智能蒙皮。這種智能蒙皮可以被安裝在天基防御系統(tǒng)空間平臺的表面上,實時監(jiān)視和預警來自敵方的各種威脅,美國空軍萊特實驗室正在把一個承載天線結(jié)合到表層結(jié)構(gòu)中,與傳統(tǒng)外部嵌置的天線相比,這種一體化結(jié)構(gòu)的天線能夠有效提高飛行器的空氣動力性能、減輕飛行器結(jié)構(gòu)重量和體積、提高天線性能、降低生產(chǎn)成本和維修費用。該計劃預計在2013年進行模型樣機的試飛。

二·結(jié)構(gòu)檢測和壽命預測

智能結(jié)構(gòu)可以對構(gòu)件內(nèi)部的應變、溫度、裂紋進行實時測量,探測其疲勞和受損傷情況,從而實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測和對壽命進行預測。光纖具有尺寸小、質(zhì)量輕、可撓曲、耐腐蝕,不受電磁干擾,與復合材料有良好相容性等特點,且靈敏度高、耐高溫,易實現(xiàn)遠距離測量而受到人們的青睞。目前一些先進國家采用光纖智能材料與結(jié)構(gòu)進行復合材料的狀態(tài)檢測與損傷估計,即在材料或結(jié)構(gòu)的關鍵部位埋置光纖傳感器或其陣列進行全壽命期實時監(jiān)測、損傷評估和壽命預測?？臻g站等大型在軌系統(tǒng)采用光纖智能結(jié)構(gòu),可實時探測由于交會對接碰撞、隕石撞擊或其他原因引起的損傷,對損傷進行評估,實施自診斷。壓電元件由于既可作傳感器又可作驅(qū)動器,頻響高,處理電路簡單,近年來基于壓電元件的結(jié)構(gòu)損傷實時在線檢測成為國際上的熱點。美國斯坦福大學采用分布式壓電傳感器、驅(qū)動器進行了復合材料結(jié)構(gòu)所受沖擊機沖擊損傷情況的研究,荷蘭國家宇航實驗室、美國波音公司、美國Sandia及LosAlamos國家實驗室等研究機構(gòu)也都在進行這方面的研究。

形狀記憶合金(SMA)應用于智能復合材料是由于其在低溫下的形狀記憶功能和其在高溫下的超彈性,應用最為廣泛的是NiTi合金。美國應用SMA制成了夾心結(jié)構(gòu)樹脂基復合材料用于“柔性機翼”。該機翼在各種飛行速度下可自動保持最佳翼型,提高飛行效率,并可自行抑制出現(xiàn)的危險振動。

三·減振降噪

智能結(jié)構(gòu)用于航空航天系統(tǒng)可以消除系統(tǒng)的有害振動,減輕對電子系統(tǒng)的干擾,提高系統(tǒng)的可靠性;用于艦艇,可以抑制噪聲傳播,提高潛艇和軍艦的聲隱身性能。國外正在研究的具有減振降噪功能的智能結(jié)構(gòu)主要由壓電陶瓷、形狀記憶合金和電致伸縮等新材料制成。如Lord公司用超磁致伸縮材料研制的一套智能減震系統(tǒng),安裝在飛機發(fā)動機支架上,使機艙內(nèi)的噪聲減小20dB以上[7]。將壓電材料置入飛機機身內(nèi),當飛機遇到強氣流而振動時,壓電材料便產(chǎn)生電流,使艙壁發(fā)生和原來振動方向相反的振動,抵消氣流引起的振動噪音[6]。(4)環(huán)境自適應結(jié)構(gòu) 由智能結(jié)構(gòu)制成的自適應飛機機翼,能實時感知外界環(huán)境的變化,同時驅(qū)動機翼發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)以改變翼型和攻角,從而獲得最佳的氣動特性,自適應機翼將大大減輕重量,提高響應速度,減少轉(zhuǎn)彎半徑,改善雷達散射截面,增大升阻比。例如當飛機在飛行過程中遇到渦流或猛烈的逆風時,機翼中的智能材料就能迅速變形,并帶動機翼改變形狀,從而消除渦流或逆風的影響,使飛機仍能平衡地飛行。美國Grumman飛機公司用超磁致伸縮智能型材料作驅(qū)動組元制造的自適應機翼模型,其響應速度比傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)提高了20倍,后緣傾轉(zhuǎn)60%,航程增加了35%。美國波音公司和麻省理工學院聯(lián)合研究出在槳葉中嵌入智能纖維,可使電致流變體時槳葉扭轉(zhuǎn)變形達幾度。四· 雷達波智能隱身材料

雷達是迄今為止最為主要和有效的遠程電 子探測設備，隨著雷達技術的改進和發(fā)展，現(xiàn)代 雷達對各種軍用目標構(gòu)成了致命的威脅，雷達波 隱身仍然是目前隱身技術發(fā)展的重點，雷達波智 能隱身是雷達波隱身發(fā)展的一個重要方向。對 于目標而言，可能同時面臨著多部雷達的威脅和 探測，面對這種局面，材料的單一化雷達被動隱 身已經(jīng)越來越不能適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭的要求，有些國 家對雷達波智能隱身的研究已經(jīng)取得了一定的 成果。據(jù)報道，用智能纖維增強的一種導電聚合物 作為隱身的結(jié)構(gòu)材料在雷達波智能隱身中得到 了應用，不僅降低了雷達散射的截面，同時還把飛機的質(zhì)量減輕了５０％，并對聲波也具有良好的 隱身效果。雷達波智能隱身的一大熱點是動態(tài)適應雷 達吸波材料，該種材料能夠感應入射的電磁波，實時調(diào)節(jié)材料的電磁參數(shù)，使材料吸收峰處在人射波電磁頻譜，以對特定頻率 電磁波的強吸收。英國謝菲爾德大學研制的一 種成分ＰＡＮｉ．ＨＢＦ４，ＰＥＯ（ｐｏｌｙ—ｅｔｈｙｌｅｎｅ—ｏｘｉｄｅ），銀（１２％，質(zhì)量分數(shù)）和ＡｇＢＦ（１２％，質(zhì)量分數(shù)）的 導電聚合物 Ｊ，對于含４０％ＰＡＮｉ．ＨＢＦ 的導電 聚合物，該導電聚合物能夠作為動態(tài)自適應雷達 吸波材料，其本質(zhì)在于對其施加電壓后其電磁參數(shù)可以調(diào)節(jié)，其原理是一旦對導電聚合物施加電 壓后會發(fā)生如下反應：ＰＡＮｉ．ＨＢＦ ＋Ａｇ＿￣ＰＡＮｉ． Ｈ。＋ＡｇＢＦ，其中左邊易導電，右邊不易導電，施 加電場后向易導電的方向發(fā)展。通過施加電壓不同，調(diào)節(jié)了導電聚合物的電 磁參數(shù)，從而能夠使電磁波在聚合物內(nèi)的波長發(fā) 生改變，用兩層導電聚合物配置成Ｊａｕｍａｎｎ雷達 吸收體－６』，上層厚度為ｄ，下層厚度為ｄ，每層導 電聚合物的電磁參數(shù)都可以調(diào)節(jié)，這樣可使該吸 收體具備了寬頻下強吸收的能力。圖１為吸收 峰可調(diào)的兩層Ｊａｕｍａｎｎ雷達吸收體每層最佳的 電阻與頻率關系圖。圖２為用導電聚合物配置 的Ｊａｕｍａｎｎ雷達吸收體在施加不同電壓后，其反 射率與頻率的關系。

從圖１、圖２可以看出，通過調(diào)節(jié)電壓，可動 態(tài)調(diào)節(jié)每層導電聚合物的電阻（電磁參數(shù)），從而 達到了反射率吸收峰在不同頻率下可調(diào)的目的

五· 紅外智能隱身材料

隨著紅外探測技術的不斷進步以及背景環(huán) 境的快速變化，傳統(tǒng)意義的紅外偽裝一單一被動 抑制目標紅外輻射、改變輻射特性已經(jīng)越來越不 能適應現(xiàn)代戰(zhàn)場的要求，對紅外隱身材料的研究 也在不斷發(fā)展，尤其是在動態(tài)紅外智能隱身材料 研究方面。１９９５年，Ｐ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ?qū)щ姼叻肿与娭伦兩牧系募t外發(fā)射性能進行研究，發(fā)現(xiàn)在中遠紅外寬頻范圍（０．４１ｘｍ一４５Ｉｘｍ）具有可控的紅 外發(fā)射率變化（０．３—０．７）以適應背景的紅外發(fā) 射率，實現(xiàn)動態(tài)紅外偽裝。美國陸軍應用導電高分子電致變色材料（ＰＥＤＴ／ＰＰＳ）制作士兵服裝，使士兵能夠在夜間 不被敵方的探測器發(fā)現(xiàn)。對艦船、坦克、車輛等 武器裝備在不同環(huán)境下的偽裝要求，采用導電高 分子電致變色涂層（聚苯胺／聚二苯胺涂層）Ｊ，利用其紅外發(fā)射率不同而達到夜間或白天紅外 偽裝的目的，此種材料還可使武器裝備表面涂層 呈現(xiàn)不同的可見光迷彩偽裝效果。為了調(diào)節(jié)目標表面溫度變化范圍，可以采用 考慮大熱慣量材料，其中相變材料是其中一種很 有發(fā)展前途的材料，相變材料是在某一溫度發(fā)生 相變時，吸收熱量，因而達到蓄熱調(diào)溫的作用，使物體表面溫度下降，輻射率減小，達到紅外隱 身的效果，而且此過程是可逆的，Ｍｃｋｉｎｎｅｙ 等 將相變高分子材料（主要是鏈烷烴和某些塑性晶 體如２，２二甲基一１，３丙二醇（ＤＭＰ）、２烴甲基－２－ 甲基一１，３丙二醇（ＨＭＰ））用無機或有機高分子 材料進行包覆制成微膠囊，再將這種微膠囊作為 填料加入到涂料中，或者加人到樹脂中擠壓形成 纖維，將涂料或織物覆蓋于物體表面，當溫度升 高時，相變高分子材料發(fā)生相變吸熱，塑性晶體 分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化吸熱，降低表面溫度，溫度降 低時，相變高分子材料發(fā)生相變放熱，升高表面 溫度，利用高相變熱儲材料的可逆過程¨引，達到 紅外偽裝的目的，當然在具體應用時，還應該考 慮隱身材料所應用目標的溫度和環(huán)境因素等來 動態(tài)調(diào)節(jié)物體表面溫度。雖然這種高分子材料 還未見應用于紅外智能隱身材料的報道，不過從 材料特性看，這種高分子材料具有未來應用于紅 外智能隱身的潛力。

六·可見光智能隱身材料

為了提高目標在可見光背景下的偽裝能力，有些國家致力于偽裝材料在可見光背景下的環(huán)境自適應技術研究，其中電致、光致變色高分子 材料成為可見光智能隱身的一個重要研究方向。據(jù)報道，美國空軍研究了一種導電聚苯胺復 合材料，可用于調(diào)節(jié)飛機蒙皮的亮度和顏色，它是 通過安裝在飛機各個側(cè)面的可見光傳感器控制它 的光電等特性，在不加電時，它是透光的，在加電 時，可同時改變亮度和顏色，使用這種蒙皮的飛 機，在飛行中從上往下看，它的上部顏色與它下面 地表的主體顏色相近，從下往上看，它的底部顏色 與太空背景一致，而且蒙皮加電時，能夠散射雷達 波，使跟蹤雷達的探測距離縮短一半以上。美國佛羅里達大學研制出一種電致變色聚 合物材料，將這種材料制成薄板覆蓋在目標表 面，板在加電時能發(fā)光并改變顏色，在不同電壓 的控制下會發(fā)出藍、灰、白等不同顏色的光，必要 時還可產(chǎn)生淡淡不同的色調(diào)，以便與太空的色調(diào) 相一致，能夠消除目標與背景的色差，達到可見 光隱身的效果¨¨。美國研制出一種電致變色高分子材料可用 于可見光偽裝智能材料，據(jù)稱，在聚氨酯分子中 嵌入高活性的丁二炔鏈段，在適當?shù)臈l件下，丁 二炔聚合成聚丁二炔，形成具有自由電子的共軛 結(jié)構(gòu)，從而改變了整個材料的顏色和光強度，在 此基礎上，在材料系統(tǒng)中加入傳感器和控制器，使用帶有ＳｉＣ光探測器的窄帶通濾波器可以識 別環(huán)境的波長和光強度，再將輸出信號經(jīng)模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換器傳輸給微處理器進行識別和數(shù)據(jù)處理，并發(fā)出控制指令以改變材料的顏色和強度，從而 達到智能隱身的效果Ｈ。目前正在研究的可用于可見光智能隱身的 光致變色高分子材料主要還有：含硫卡巴腙配合 物的光致變色高分子材料；含偶氮苯的光致變色 高分子材料；含螺苯并吡喃的光致變色高分子子材料。

智能材料作為材料領域的重要領域正在迅猛發(fā)展，而隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求的改變，必將在國防領域發(fā)揮更大的作用。

第三篇：先進制造技術論文智能制造

智能制造

作者：王玉石

湖北文理學院機械與汽車工程學院工業(yè)工程1311班 學號2013123106

摘要：介紹了智能制造提出的背景、主要研究內(nèi)容和目標,人工智能與IMT、IM的關系,IMS和CIMS,智能制造的物質(zhì)基礎及理論基礎,智能制造系統(tǒng)的特征及框架結(jié)構(gòu),并簡要介紹了智能加工中心IMC,智能制造技木的發(fā)展趨勢，以及智能制造系統(tǒng)研究成果及存在問題。

關鍵詞：智能制造，IMS,IMC,IMT。1.主要研究內(nèi)容和目標

智能制造在國際上尚無公認的定義。目前比較通行的一種定義是, 智能制造技術是指在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié),以一種高度柔性與高度集成的方式,通過計算機來模擬人類專家的制造智能活動。因此,智能制造的研究開發(fā)對象是整個機械制造企業(yè), 其主要研究開發(fā)目標有二: ①整個制造工作的全面智能化,它在實際制造系統(tǒng)中首次提出了以機器智能取代人的部腦力勞動作為主要目標,，強調(diào)整個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程大范圍的自組織能力;②信息和制造智能的集成與共享, 強調(diào)智能型的集成自動化。目前,IMT和IMS的研究方向已從最初的人工智能在制造領域中的應用(AiM)發(fā)展到今天IMS,研究課題涉及的范圍由最初僅一個企業(yè)內(nèi)的市場分析、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)計劃、制造加工、過程控制、信息管理、設備維護等技術型環(huán)節(jié)的自動化,發(fā)展到今天的面向世界范圍內(nèi)的整個制造環(huán)境的集成化與自組織能力,包括制造智能處理技術、自組織加工單元、自組織機器人、智能生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、多級競爭式控制網(wǎng)絡、全球通訊與操作網(wǎng)等。2.人工智能與IMT，IMS 人工智能的研究一開始就未能擺脫制造機器生物的思想,即“機器智能化”。這種以“自主”系統(tǒng)為目標的研究路線,嚴重地阻礙了人工智能研究的進展。許多學者已意識到這一點, Feigenbaum、Newell、錢學森從計算機角度出發(fā),提出了人與計算機相結(jié)合的智能系統(tǒng)概念。目前國外對多媒體及虛擬技術研究進行大量投資,以及日本第五代智能計算機研制計劃的擱淺等事例, 就是智能系統(tǒng)研究目標有所改變的明證。人工智能技術在機械制造領域中的應用涉及市場分析、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、過程控制、質(zhì)量管理、材料處理、設備維護等諸方面。結(jié)果是開發(fā)出了種類繁多的面向特定領域的獨立的專家系統(tǒng)、基于知識的系統(tǒng)或智能輔助系統(tǒng),形成一系列的“智能化孤島”。隨著研究與應用的深入,人們逐漸認識到, 未來的制造自動化應是高度集成化與智能化的人—機系統(tǒng)的有機融合, 制造自動化程度的進一步提高要依賴于整個制造系統(tǒng)的自組織能力。如何提高這些“孤島”的應用范圍和在實際制造環(huán)境中處理問題的能力, 成為人們的研究焦點。在80 年代末和90年代初,一種通過集成制造自動化、新一代人工智能、計算機等科學技術而發(fā)展起來的新型制造工程—— IMT和新——代制造系統(tǒng)—— IMS 便脫穎而出。人工智能在制造領域中的應用與 IMT 和IMS 的一個重要區(qū)別在于, IMS 和 IMT 首次以部分取代制造中人的腦力勞動為研究目標, 而不再僅起“輔助和支持”作用,在一定范圍還需要能獨立地適應周圍環(huán)境, 開展工作。四IMS和CIMS發(fā)展的道路不是一帆風順的。今天,CIMS的發(fā)展遇到了不可逾越的障礙,可能是剛開始時就對CIMS提出了過高的要求,也可能是CIMS本身就存在某種與生俱來的缺陷,今天的CIMS在國際上已不像幾年前那樣受到極大的關注與廣泛地研究。從CIMS的發(fā)展來看,眾多研究者把重點放在計算機集成上,從科學技術的現(xiàn)狀看,要完成這樣一個集成系統(tǒng)是很困難的。CIMS作為一種連接生產(chǎn)線中的單個自動化子系統(tǒng)的策略,是一種提高制造效率的技術。它的技術基礎具有集中式結(jié)構(gòu)的遞階信息網(wǎng)絡。盡管在這個遞階體系中有多個執(zhí)行層次,但主要控制設施仍然是中心計算機。CIMS存在的一個主要問題是用于異種環(huán)境必須互連時的復雜性。在CIMS概念下,手工操作要與高度自動化或半自動化操作集成起來是非常困難和昂貴的。在CIMS深入發(fā)展和推廣應用的今天,人們已經(jīng)逐漸認識到,要想讓CIMS真正發(fā)揮效益和大面積推廣應用,有兩大問題需要解決:①人在系統(tǒng)中的作用和地位;②在不作很大投資對現(xiàn)有設施進行技術改造的情況下亦能應用CIMS?，F(xiàn)有的CIMS概念是解決不了這兩個難題的。今天,人力和自動化是一對技術矛盾,不能集成在一起,所能做的選擇,或是昂貴的全自動化生產(chǎn)線,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造設備之間的相容性,人機工程只是一個方面的考慮,更重要的相容性考慮要體現(xiàn)在競爭、技能和決策能力上。人在制造中的作用需要被重新定義和加以重視。

3．智能制造的物質(zhì)基礎及理論基礎

3.1.智能制造系統(tǒng)的物質(zhì)基礎主要有：

(1)數(shù)控機床和加工中心美國于1952年研制成功第一臺數(shù)控銑床,使機械制造業(yè)發(fā)生一次技術革命。數(shù)控機床和加工中心是柔性制造的核心單元技術。(2)計算機輔助設計與制造提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,改變了傳統(tǒng)用手工繪圖、依靠圖紙組織整個生產(chǎn)過程的技木管理模式。

(3)工業(yè)控制技術、微電子技術與機械工業(yè)的結(jié)合———機器人開創(chuàng)了工業(yè)生產(chǎn)的新局面,使生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化,使制造過程更富于柔性擴展了人類工作范圍。

(4)制造系統(tǒng)為智能化開發(fā)了面向制造過程

中特定環(huán)節(jié)、特定問題的“智能化孤島”,如專家系統(tǒng)、基干知識的系統(tǒng)和智能輔助系統(tǒng)等。

(5)智能制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)用計算機一體化控制生產(chǎn)系統(tǒng),使生產(chǎn)從概念、設計到制造聯(lián)成一體,做到直接面向市場進行生產(chǎn),可以從事大小規(guī)模并舉的多樣化的生產(chǎn);近年來,制造技術有了長足的發(fā)展和進步,也帶來了很多新問題。數(shù)控機床、自動物料系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、=機器人等在工業(yè)公司得到了廣泛的應用,越來越多的公司使用了“計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)”、“柔性制造系統(tǒng)(FMS)”、“工廠自動化(FA)”、“多目標智能計算機輔助設計(M1CAD)”、“模塊化制造與工廠(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系統(tǒng)(ICS)”以及“智能制造(IM)”、“智能制造技術(IMT)”和“智能制造系統(tǒng)(IMS)”等等新術語。先進的計算機技術、控制技術和制造技術向產(chǎn)品、工藝和系統(tǒng)的設計師和管理人員提出了新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的設計和管理方法不能再有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)提出的問題了。要解決這些問題、需要用現(xiàn)代的工具和方法,例如人工智能(AI)就為解決復雜的工業(yè)問題提出了一套最適宜的工具。3.2.智能制造技術的理論基礎

智能制造技術是采用一種全新的制造概念和實現(xiàn)模式。其核心特征強調(diào)整個制造系統(tǒng)的整體“智能化”或“自組織能力”與個體的“自主性”?！爸悄苤圃靽H合作研究計劃JIRPIMS”明確提出:“智能制造系統(tǒng)是一種在整個制造過程中貫穿智能活動,并將這種智能活動與智能機器有機融合,將整個制造過程從訂貨、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)到市場銷售等各個環(huán)節(jié)以柔性方式集成起來的能發(fā)揮最大生產(chǎn)力的先進生產(chǎn)系統(tǒng)“?；谶@個觀點,在智能制造的基礎理論研究中,提出了智能制造系統(tǒng)及其環(huán)境的一種實現(xiàn)模式,這種模式給制造過程及系統(tǒng)的描述、建模和仿真研究賦予了全新的思想和內(nèi)容,涉及制造過程和系統(tǒng)的計劃、管理、組織及運行各個環(huán)節(jié),體現(xiàn)在制造系統(tǒng)中制造智能知識的獲取和運用,系統(tǒng)的智能調(diào)度等,亦即對制造系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)流、信息流、功能決策能力和控制能力提出明確要求。作為智能制造技術基礎,各種人工智能工具,及人工智能技術研究成果在制造業(yè)中的廣泛應用,促進了智能制造技術的發(fā)展。而智能制造系統(tǒng)中,智能調(diào)度、智能信息處理與智能機器的有機融合而構(gòu)成的復雜智能系統(tǒng),主要體現(xiàn)在以智能加工中心為核心的智能加工系統(tǒng)的智能單元上。作為智能單元的神經(jīng)中樞——智能數(shù)控系統(tǒng),不僅需要對系統(tǒng)內(nèi)部中各種不確定的因素如噪聲測量、傳動間隙、摩擦、外界干擾、系統(tǒng)內(nèi)各種模型的非線性及非預見性事件實施智能控制,而且要對制造系統(tǒng)的各種命令請求做出智能反應。這種功能已遠非傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)所能勝任,這是一個具有挑戰(zhàn)性的新課題。對此有待研究解決的問題有很多,其中包括智能制造機理、智能制造信息、制造智能和制造中的計算幾何等?？傊?制造技術發(fā)展到今天,已經(jīng)由一種技術發(fā)展成為包括系統(tǒng)論、信息論和控制論為核心的、貫穿在整個制造過程各個環(huán)節(jié)的一門新型的工程學科,即制造科學。制造系統(tǒng)集成與調(diào)度的關鍵是信息的傳遞與交換。從信息與控制的觀點來看,智能制造系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng),由輸入、處理、輸出和反饋等部分組成。輸入有物質(zhì)(原料、設備、資金、人員)、能量與信息;輸出有產(chǎn)品與服務;處理包括物料的處理與信息處理;反饋有產(chǎn)品品質(zhì)回饋與顧客反饋。制造過程實質(zhì)上是信息資源的采集、輸入、加工處理和輸出的過程,而最終形成的產(chǎn)品可視為信息的物質(zhì)表現(xiàn)形式。4．結(jié)語

制造業(yè)是國家經(jīng)濟和綜合國力的基礎,被稱為“立國之本”。而我國的制造工業(yè)與發(fā)達國家相比,差距很大,主要表現(xiàn)為自主開發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力薄弱,核心技術、關鍵技術仍依賴進口。對此,我國已引起重視,在“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中,將先進制造技術列為重點發(fā)展領域之一。進入21世紀,經(jīng)濟全球化的進程日益加快,制造業(yè)領域的競爭日益加劇,而競爭的核心是先進制造技術。在此環(huán)境下,我們只有抓住機遇,迎接挑戰(zhàn),利用先進制造技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)技術創(chuàng)新、機制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新及人才創(chuàng)新,才能實現(xiàn)我國躋身世界制造強國的目標。

參考文獻

[1]李偉。先進制造技術。北京：機械工業(yè)出版社，2005 [2]張世昌。先進制造技術。北京:天津大學出版社，2004 [3]顏永年。先進制造技術。北京：化學工業(yè)出版社，2002 [4]張迪妮。現(xiàn)金制造技術。北京：北京大學出版社，2006 [5]周育才，劉忠偉。先進制造技術。北京：國防工業(yè)出版社,2011 [6]王隆太。現(xiàn)金指導技術。北京：機械制造出版社，2012 [7]趙云龍。先進制造技術。北京：機械工業(yè)出版社，2005 [8]張平亮。先進制造技術。北京：高等教育出版社，2012 [9]李發(fā)致。模具先進制造技術。北京;機械工業(yè)出版社，2003 [10]劉延林。柔性制造自動化概念。武漢：華中科技大學出版社，2001

第四篇：淺談先進制造技術在手機制造領域的應用

《先進制造技術》大作業(yè)

淺談先進制造技術在手機制造領域的應用

手機作為一種消費級的工業(yè)產(chǎn)品，其在現(xiàn)代人們生活中不可或缺的作用日益凸顯。由于有了計算機長期及迅猛的發(fā)展作為鋪墊，與其有異曲同工之妙的手機在其基礎上得到了讓人驚訝的發(fā)展速度。在手機發(fā)展之初，它只是作為一種通訊用具而被人們接受，但是現(xiàn)在，日常休閑，網(wǎng)上購物，證券交易，出行旅游，信息檢索，它幾乎延伸到了人類生活的絕大所數(shù)領域。在人們對手機需求急劇上升的年代，生產(chǎn)商不得不使用更尖端的制造技術、設計理念及先進工藝來滿足廣大消費者多樣化的需求?；谶@樣的現(xiàn)狀，先進制造技術被更廣泛的采用于手機制造領域。

在現(xiàn)在所風靡的高端機型幾款高端機型中，其所用到的先進成型技術及制造工藝雖然遠未達到其它機械行業(yè)例如航空航天工業(yè)所用到的尖端技術層面，但其在外殼成型及表面處理、新型材料應用方面已經(jīng)站在了現(xiàn)代制造業(yè)的前沿，更在消費者所要求的輕、薄、美觀方面超出了人們的想象。

在手機的外殼制造方面，應用最多的成型技術就是對金屬材料的高精密切削加工和對塑料材質(zhì)的注塑成型技術。臺灣手機品牌HTC是現(xiàn)代手機制造業(yè)的一個典范，其手機以精湛的制造工藝，穩(wěn)定的性能，成為全球最大的手機制造商之一，鎂鋁合金的外殼是用一整塊金屬板整體切削得到的，而其堅硬的外表顯然不是金屬原來的特性，HTC采用了獨特的金屬陶瓷（ceramic metal）技術，這種先進的微弧氧化（micro-arc oxidation）技術使手機不僅有了堅硬的外表，還具有了一種的陶瓷似的質(zhì)感。而現(xiàn)在最具影響力的蘋果在加工手機外殼時卻采用了激光切割技術，這種先進的金

《先進制造技術》大作業(yè)

屬加工技術使其手機具備了極小的接合縫隙和渾然一體的視覺感受。在高分子材料注塑成型領域，諾基亞明顯有了超越其它公司的先進技術，在其最新的lumia系列手機中，大多采用了一種新型的碳酸聚酯高分子材料，噴射注塑而成，這種一體式的注塑工藝讓整個手機具有了金屬的質(zhì)感和整體的設計風格。

在早期的手機制造業(yè)，所采用的大多為表面磨砂處理來達到防刮傷的能力，而現(xiàn)在，表面復層技術已被廣泛的應用于手機制造業(yè)，各種復雜的圖層技術已經(jīng)被應用于手機制造業(yè)，包括能提供多種顏色的鋼琴烤漆，對金屬進行表面氧化的硬化技術，復合材料的表面涂層技術。在摩托羅拉的一款新的旗艦級手機上，采用了一種具有耐高溫，韌性好，燃燒時無煙、毒，耐腐蝕，防滑等特點的凱夫拉圖層，是經(jīng)過長達四個小時的烘烤將其鍍在手機外殼上，這種在軍事上廣泛應用的防潑水納米涂層技術，是首次應用于手機制造業(yè)，防潑水納米涂層具有一流的抗液性能，以及防污特性，技術處理過的設備可以延長電池使用壽命并且連續(xù)工作，遠遠勝過未經(jīng)處理的設備。使用此技術處理過的材料與未經(jīng)處理的材料相比，可以減少長時間手持情況下顏色的污染，有助于大量淺色設備保持原色。這種技術提升了手機的實用性，以及在惡露環(huán)境下工作的穩(wěn)定性。

隨著全球市場一體化的形成，手機制造業(yè)的競爭更趨激烈，產(chǎn)品開發(fā)的速度和能力已成為市場競爭的實力基礎。國內(nèi)林林立立的手機制造廠商為了能在這激烈的競爭中或得一席之地，反求工程和快速原型制造技術成為了不和或缺的技術。生產(chǎn)廠商憑借反求工程可以快速的將市場上風靡機型的外殼完全復制下來，并且憑借快速原型制造技術將這種外殼快速進入

《先進制造技術》大作業(yè)

大規(guī)模生產(chǎn)，從而在原版機型進入內(nèi)地市場之前進入市場。這兩種技術在手機制造行業(yè)市場競爭中的作用可見一斑。總之，快速成型技術將發(fā)展成為一種能被企業(yè)普遍采用的技術手段，給企業(yè)和社會帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

華為技術北美交付副總裁的羅德威博士(David D.Lu)說，“從手機制造的方面來說，如果我們比別人先六個月到一年引進一種創(chuàng)新技術或設備，可能就會在產(chǎn)品銷售方面領先一步?！?展望未來手機制造行業(yè)的發(fā)展，更多的先進制造技術將會被應用，模塊上的高密組裝和微組裝工藝技術、選擇性焊接技術、創(chuàng)新性手機組裝技術、RPRT集成制造系統(tǒng)，這些新近提出的手機制造技術已經(jīng)被各大制造商重視，并且開始進入研究和試用階段，相信這些新的制造技術能給手機制造行業(yè)帶來巨大的變化。

在第七屆中國手機制造技術論壇上，著重研究了以下幾點對于手機制造方面的問題：

? 未來手機新技術應用以其對生產(chǎn)工藝的影響；

? 手機制造過程常見問題分析改善； ? 手機生產(chǎn)工藝及

DFX；

? 手機關鍵制造技術與工藝提升：SMT、焊接、檢測、PCB、生產(chǎn)材料、軟件管理，等；

? 手機生產(chǎn)工藝提升與生產(chǎn)管理案例分析等

國家手機制造業(yè)已經(jīng)對先進制造技術應用于手機制造行業(yè)做出了足夠的重視，并且身體力行的將其實施于手機制造行業(yè)，行業(yè)互補的能力既帶

《先進制造技術》大作業(yè)

動先進制造技術的發(fā)展也帶給手機制造行業(yè)在行業(yè)中的競爭力和手機制造工藝的快速發(fā)展。

參考文獻

1，陳峰，快速原型制造在手機外殼制造中的應用【期刊論文】-輕工機械

2，中國手機制造技術論壇 3，中關村手機論壇

第五篇：智能制造領域區(qū)塊鏈技術應用分析（共）

中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心

智能制造領域區(qū)塊鏈技術應用分析

智能制造行業(yè)痛點

實施智能制造，重點任務就是要實現(xiàn)制造企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)的縱向集成，以及不同制造企業(yè)間基于價值鏈和信息流的橫向集成，從而實現(xiàn)制造的數(shù)字化和網(wǎng)絡化。在現(xiàn)實中，由于制造設備和信息系統(tǒng)涉及多個廠家，原本中心化的系統(tǒng)主要采用人工或中央電腦控制的方式，實時獲得制造環(huán)節(jié)中所有信息的難度大。同時，所有的訂單需求、產(chǎn)能情況、庫存水平變化以及突發(fā)故障等信息，都存儲在各自獨立的系統(tǒng)中，而這些系統(tǒng)的技術架構(gòu)、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲格式等各不相同，嚴重影響了互聯(lián)互通的效率，也制約了智能制造在實際生產(chǎn)制造過程中的應用。

中投顧問在《2017-2021年區(qū)塊鏈技術深度調(diào)研及投資前景預測報告》中指出，利用區(qū)塊鏈技術，可有效采集和分析在原本孤立的系統(tǒng)中存在的所有傳感器和其他部件所產(chǎn)生的信息，并借助大數(shù)據(jù)分析，評估其實際價值，并對后期制造進行預期分析，能夠幫助企業(yè)快速有效地建立更為安全的運營機制、更為高效的工作流程和更為優(yōu)秀的服務。數(shù)據(jù)透明化使研發(fā)審計、生產(chǎn)制造和流通更為有效，同時也為制造企業(yè)降低運營成本、提升良品率和降低制造成本，使企業(yè)具有更高的競爭優(yōu)勢。智能制造的價值之一就是重塑價值鏈，而區(qū)塊鏈有助于提高價值鏈的透明度、靈活性，并能夠更敏捷地應對生產(chǎn)、物流、倉儲、營銷、銷售、售后等環(huán)節(jié)存在的問題。

智能制造應用場景

一、應用場景1：組建和管理工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

組建高效、低成本的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，是構(gòu)建智能制造網(wǎng)絡基礎設施的關鍵環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的組網(wǎng)模式下，所有設備之間的通信必須通過中心化的代理通信模式實現(xiàn)，設備之間的連接必須通過網(wǎng)絡，極大提高了組網(wǎng)成本，同時可擴展性、可維護性和穩(wěn)定性差。

中投顧問在《2017-2021年區(qū)塊鏈技術深度調(diào)研及投資前景預測報告》中指出，區(qū)塊鏈技術利用P2P組網(wǎng)技術和混合通信協(xié)議，處理異構(gòu)設備間的通信，將顯著降低中心化數(shù)據(jù)中心的建設和維護成本，同時可以將計算和存儲需求分散到組成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的各個設備中，有效阻止網(wǎng)絡中的任何單一節(jié)點的失敗，而導致整個網(wǎng)絡崩潰的情況發(fā)生。另外，區(qū)塊鏈中分布式賬本的防篡改特性，能有效防止工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中任何單節(jié)點設備被惡意攻擊和控制后帶來的信息泄露和惡意操控風險。最后，利用區(qū)塊鏈技術組建和管理工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，能及時、動態(tài)掌握網(wǎng)絡中各種生產(chǎn)制造設備的狀態(tài)，提高設備的利用率和維護效率，同時能提供精準、高效的供應鏈金融服務。

二、應用場景2：生產(chǎn)制造過程的智能化管理

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在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，設備的操作、生產(chǎn)和維護記錄是存儲在單

一、孤立的系統(tǒng)中，一旦出現(xiàn)安全和生產(chǎn)事故，企業(yè)、設備廠商和安全生產(chǎn)監(jiān)管部門難以確保記錄的真實性與一致性，也不利于后續(xù)事故的防范及設備的改進。

區(qū)塊鏈技術能夠?qū)⒅圃炱髽I(yè)中的傳感器、控制模塊和系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡、ERP系統(tǒng)等系統(tǒng)連接起來，并通過統(tǒng)一的賬本基礎設施，讓企業(yè)、設備廠商和安全生產(chǎn)監(jiān)管部門能夠長期、持續(xù)地監(jiān)督生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)制造的安全性和可靠性。同時，區(qū)塊鏈賬本記錄的可追溯性和不可篡改性也有利于企業(yè)審計工作的開展，便于發(fā)現(xiàn)問題、追蹤問題、解決問題、優(yōu)化系統(tǒng)，極大提高生產(chǎn)制造過程的智能化管理水平。

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