第一篇：智能材料及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景

智能材料及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景

智能材料是一類能感知外部環(huán)境變化并通過改變自身材料性能而對變化做出響應(yīng)的自適應(yīng)系統(tǒng)。不同于以往的傳統(tǒng)材料，它可以模仿生命系統(tǒng)，具有傳感、處理和響應(yīng)功能，它能根據(jù)環(huán)境條件的變化程度實現(xiàn)非線性響應(yīng)已達(dá)到最佳適應(yīng)效果。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料與人工設(shè)計材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)材料發(fā)展的一個重要方向，它將支撐未來高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料與結(jié)構(gòu)材料間的界限逐漸消失，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。

中科院先進(jìn)制造技術(shù)研究所智能材料實驗立足研究和開發(fā)具有減振降噪，傳感驅(qū)動等特性的新型智能材料和結(jié)構(gòu)，并根據(jù)應(yīng)用需求，將研究成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。實驗室將從智能流體，電/磁可控彈性體，減振降噪，制動傳感等關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破口，以新型材料特性的研究和實用型多功能阻尼器，傳感器和制動器的開發(fā)為重點，切合先進(jìn)技術(shù)制造所機器人和智能裝備學(xué)科方向的發(fā)展，開發(fā)多種適用于市場需求的新一代智能器件。正在研發(fā)的磁敏材料是一種力學(xué)性能可由磁場控制的新型功能材料。由于其具有響應(yīng)快、可逆性好、以及通過調(diào)節(jié)磁場大小可控制材料的力學(xué)性能連續(xù)變化等特點，因而近年來在建筑、汽車、振動控制等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。智能材料的應(yīng)用主要在結(jié)構(gòu)控制、振動減噪和驅(qū)動傳感諸方面，產(chǎn)業(yè)化需求市場非常廣泛。主要應(yīng)用領(lǐng)域有：

汽車/交通：智能懸掛系統(tǒng)，剎車器，離合器； 橋梁/公路：智能橋墩支撐系統(tǒng)，健康監(jiān)測； 機器人：柔性關(guān)節(jié)，人工肌肉，皮膚傳感器； 傳感器：壓力傳感器，觸覺傳感器；

噪聲處理：高效低頻隔振器件、隔振基礎(chǔ)等各類隔振系統(tǒng)，控制室內(nèi)噪聲。典型服務(wù)案例：

1、車輛智能懸掛和防側(cè)翻系統(tǒng)

問題：不同路況（振動）情況下汽車阻尼系統(tǒng)的響應(yīng)及大貨車的彎道翻滾

解決方案：利用磁流變液在磁場激勵下的粘性可調(diào)特性，應(yīng)對不同的路況，調(diào)節(jié)激勵磁場的強度（即調(diào)節(jié)電流），改變阻尼系數(shù)，從而獲得較好的響應(yīng)，增強汽車的舒適度和安全性。同時使用電子傳感器、電子控制電路和先進(jìn)的可控車輛懸架部件的組合，開發(fā)合適的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。技術(shù)優(yōu)勢：可調(diào)范圍大，控制簡單。

市場前景：世界三大的汽車制造商一直在做大量的研究開發(fā)運動型多用途車（SUV）的側(cè)翻防護(hù)系統(tǒng)。然而，目前已有的SUV翻車防護(hù)系統(tǒng)的組件無法適用于軍事和商用卡車的用途。主要SUV使用防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是利用液壓制動力以防止翻車。大多數(shù)的軍用車輛和大型貨車?yán)每諝庵苿訜o法支持這種類型的ABS功能。我們設(shè)計的防翻滾系統(tǒng)將不依賴于動力制動，利用磁流變（MR）流體智能減振器以及傳感和控制系統(tǒng)，從根本上消除翻轉(zhuǎn)。智能懸掛和防側(cè)翻系統(tǒng)防在軍用和民用大貨車的應(yīng)用上存在很可觀的市場份額。大貨車尤其是軍用車輛造成大量受傷和死亡的翻車事故。據(jù)底特律新聞局報道美國每年貨車和軍車側(cè)翻事故導(dǎo)致2.23億美元的財產(chǎn)損失。主要原因是一些軍用車輛在安全功能上更新往往落后于民用車輛５、６年。通常軍用車輛和大型貨車事故造成的財產(chǎn)損失數(shù)額巨大，由于其有較大的尺寸，有時有非常昂貴的貨物。與其他形式的汽車碰撞相比，大貨車的翻車事故往往更加致命，造成危害也更大。

因而，大貨車側(cè)翻防護(hù)系統(tǒng)具有可觀的市場份額。中國每年卡車銷售３５０萬左右。如果以７000元的保守價格出售一輛卡車側(cè)翻防護(hù)系統(tǒng)。在中國獲取防側(cè)翻系統(tǒng)市場的1％，可能會產(chǎn)生高達(dá)２４０多億元的銷售額。

2、智能橋墩支撐系統(tǒng)

問題：突發(fā)沖擊載荷（臺風(fēng)，過載，爆炸等）下橋梁系統(tǒng)的響應(yīng)

解決方案：在遇到突發(fā)沖擊載荷時，通過施加一定強度的磁場，改變支撐系統(tǒng)的剛度和阻尼系數(shù)，增加其抗沖擊的能力，迅速吸收沖擊載荷的能量，為橋梁系統(tǒng)提供保護(hù)。并且根據(jù)磁流變彈性體的壓阻特性，可以將其作為傳感器使用，實時監(jiān)控橋梁系統(tǒng)的健康狀況。（注：衡水中鐵建已對該項成果表達(dá)合作開發(fā)的意向）技術(shù)優(yōu)勢：自傳感，自適應(yīng)。

3、吸聲降噪

問題：傳統(tǒng)泡沫材料在被動吸聲減振方面有著廣泛的應(yīng)用，但存在低頻失效、吸振頻域較窄等局限性，對振動頻域的智能感知是實現(xiàn)廣譜吸收的難點。

解決方案：多功能智能磁性泡沫聚合物的研發(fā)為解決這一問題提供了新的思路。智能磁性泡沫聚合物具有力學(xué)性能、物理結(jié)構(gòu)可

調(diào)控性，通過微孔隙構(gòu)造與宏觀拓?fù)湫螒B(tài)在磁場下發(fā)生耦合作用，實現(xiàn)對聲波的寬頻域主動控制。技術(shù)優(yōu)勢：可調(diào)控，吸聲頻譜寬

Controllable and Adaptable Lateral Support System The goal of this project was to develop a lateral support system(LLS)that is remotely operable, maintains launcher alignment, protects the launcher and payload from shock and vibration inputs while it is stowed within a missile tube environment, and is able to actively adjust to and react to dynamic shock and vibration events.An electromechanically actuated linear toggle mechanism with a magnetorheological grease(MRG)damper and elastomeric pad were utilized to provide self–aligning and controllable energy absorption capabilities.A Compressible Magneto-Rheological Fluid Spring-Damper Device The goal of this project was to develop a novel Compressible Magnetorheological(CMR)fluid springless strut for US Army tracked vehicles.The developed prototype is capable of providing a controllable vibration damping and liquid spring characteristics in one single device.The full-scale CMR strut and control system were successfully tested under operational and non-operational environmental conditions.Vertical Support Group Controllable Shock Absorber

The goal for this project was to develop a magnetorheological elastomer(MRE)based adaptable, flexible, and rapidly reconfigurable controllable shock absorber system to vertically support payloads within the same size and weight envelope on current and future submarines.An MRE-VSG controllable shock absorber and control system was developed to demonstrate component form, fit, and functionality with subscale prototype and system operability with various candidate payloads.US Patent 8,820,492 B1 was granted for this technology.

第二篇：智能交通行業(yè)應(yīng)用前景

上海, 2009年7月21日-中國的智能交通系統(tǒng)的研發(fā)最早可以追溯到20世紀(jì)80年代對于公路收費系統(tǒng)的研發(fā)。此后，1999年，由科技部、交通部等多個部門組建了國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，開始對智能交通系統(tǒng)進(jìn)行重點的科技研發(fā)?！笆晃濉逼陂g，交通部規(guī)劃司專門制定了《公路水路交通信息化“十一五”發(fā)展規(guī)劃》，指出，我國交通運輸行業(yè)需要提高運行效率，改善服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)對重大突發(fā)事件，提供全方位的交通信息服務(wù)，力爭在交通信息化領(lǐng)域取得新的突破。交通領(lǐng)域的信息化已經(jīng)作為交通行業(yè)的重點發(fā)展方向之

一。《信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃和2020年中長期規(guī)劃綱要》中也把智能交通系統(tǒng)作為交通領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。

智能交通系統(tǒng)建設(shè)在中國開展的時間較短，目前仍處于起步階段。2008年，中國公路智能交通市場規(guī)模超過220億，預(yù)計未來5年仍將以超過25%的年增長率高速增長。從區(qū)域發(fā)展情況來看，北京、上海、廣州等東部沿海和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的智能交通建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，而中西部地區(qū)的智能交通系統(tǒng)主要還集中在高速公路收費系統(tǒng)，城市內(nèi)部的智能交通系統(tǒng)有待于繼續(xù)建設(shè)和完善。

智能交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度和方向與交通設(shè)施的建設(shè)情況密切相關(guān)。公路和城市路網(wǎng)的新建、改建、優(yōu)化都將帶動智能交通領(lǐng)域投資的增加。據(jù)交通運輸部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2008年，全國交通固定資產(chǎn)投資8335.42億元，同比增長7.2%，比2007年增速提高1.9個百分點。其中，公路建設(shè)投資 6880.64億元，同比增長6.0%，增速加快

1.9個百分點。截至2008年底，全國公路總里程達(dá)373.02萬公里，比上年末增加14.64萬公里。

全球著名增長咨詢公司Frost & Sullivan（弗若斯特沙利文）預(yù)計2009至2010年，交通固定資產(chǎn)投資將持續(xù)增加，達(dá)到10000億以上的規(guī)模。未來5年交通固定資產(chǎn)投資還將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長。

智能交通產(chǎn)業(yè)范圍廣泛，公路、水運、航運、軌道交通等網(wǎng)絡(luò)的高效運行，都需要相關(guān)功能的系統(tǒng)進(jìn)行支持。本文主要關(guān)注的公路智能交通系統(tǒng)主要應(yīng)用于：省際公路交通管理、城市道路交通管理、城市公共交通管理等領(lǐng)域。

省際公路交通管理

省際公路交通管理主要包括：國道、省道等城市之間的公路管理和高速公路管理系統(tǒng)。目前主要應(yīng)用的系統(tǒng)為收費管理系統(tǒng)。在國家科技支撐計劃的“國家高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費和服務(wù)系統(tǒng)（ETC）”的實施過程中，國家已經(jīng)出臺了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)受到美、日等國際企業(yè)的認(rèn)同。不久的未來，ETC系統(tǒng)將在區(qū)域甚至全國進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。目前，該項目的示范工程已經(jīng)著手在長三角和京津冀等區(qū)域進(jìn)行建設(shè)。

城市道路交通管理

城市道路交通管理系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中重要的組成部分。城市交通需要涉及到城市中交通管理、建設(shè)、公安等多個部門的協(xié)作，因此需要建設(shè)高效便捷的信息共享平臺。交通管理平臺也將作為目前很多城市正在建設(shè)的應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)的一部分，在城市突發(fā)事件的應(yīng)急指揮中起到相應(yīng)的作用。

城市道路管理系統(tǒng)中還包括信號燈控制系統(tǒng)、路況指示系統(tǒng)、車牌識別系統(tǒng)、道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。信號燈控制系統(tǒng)和路況指示牌主要幫助管理部門和車輛更了解所處的路況條件，以便進(jìn)行最合理的道路管理和道路選擇，提高道路運輸?shù)男省＼嚺谱R別系統(tǒng)和道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)除提高道路運輸效率外，還對城市治安監(jiān)控起到一定的作用。道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以上系統(tǒng)中只用最為廣泛的系統(tǒng)，在眾多城市的“平安城市”建設(shè)中，道路視頻監(jiān)控已經(jīng)被納入建設(shè)范圍。城市公共交通管理

城市智能公交系統(tǒng)是主要針對城市內(nèi)部公共交通的指揮、管理、調(diào)度、應(yīng)急等方面智能系統(tǒng)。城市智能公交系統(tǒng)主要實現(xiàn)對城市公共交通線路、車站、車輛的全面監(jiān)控。通過各種輔助設(shè)備預(yù)知并合理調(diào)度公交資源，優(yōu)化公交系統(tǒng)。此外，智能公交系統(tǒng)還可以與道路交通管理系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作，實現(xiàn)既定的城市交通策略。比如，北京奧運期間通過GPS對公交車定位，和信號燈遙控系統(tǒng)協(xié)作，實施“公交優(yōu)先”的交通策略。

智能交通系統(tǒng)在中國的發(fā)展尚不完善，未來還有眾多領(lǐng)域有待于開發(fā)，市場前景廣闊，在較長一段時間內(nèi)都將繼續(xù)呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢。

第三篇：陶瓷材料應(yīng)用及其前景（范文模版）

陶瓷材料應(yīng)用及其前景

摘要：根據(jù)陶瓷材料的不同特性及用途對其進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的分類，并對各類陶瓷的應(yīng)用進(jìn)行了概述。通過對各類陶瓷特性及應(yīng)用領(lǐng)域的總結(jié)，對陶瓷材料未來的發(fā)展作出了新的展望，揭示了陶瓷材料的應(yīng)用方向及發(fā)展趨勢。一.陶瓷的分類及性質(zhì) 1.1氧化物陶瓷 1.2非氧化物陶瓷 1.3納米陶瓷 1.4陶瓷基復(fù)合材料 1.5電子陶瓷 1.6熱、光學(xué)功能陶瓷 1.7生物、抗菌陶瓷和多孔陶瓷 二.陶瓷的生產(chǎn) 三.陶瓷材料的性能特點 四.陶瓷材料的發(fā)展趨勢和前景 五.結(jié) 束 語 六.參考文獻(xiàn)

一.陶瓷的分類及性質(zhì)

陶瓷材料優(yōu)異的特性在于高強度、高硬度、高的彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗震性、高導(dǎo)熱性能、低膨脹系數(shù)、質(zhì)輕等特點，因而在很多場合逐漸取代昂貴的超高合金鋼或被應(yīng)用到金屬材料所不可勝任的的場合，如發(fā)動機氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。結(jié)構(gòu)陶瓷可分為三大類：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料。

1.1氧化物陶瓷

氧化物陶瓷主要包括氧化鎂陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷、、氧化鋯陶瓷、氧化錫陶瓷、二氧化硅陶瓷、莫來石陶瓷，氧化物陶瓷最突出的優(yōu)點是不存在氧化問題。

氧化鋁陶瓷，利用其機械強度較高，絕緣電阻較大的性能，可用作真空器件、裝置瓷、厚膜和薄膜電路基板、可控硅和固體電路外殼、火花塞絕緣體等。利用其強度和硬度較大的性能，可用作磨料磨具、紡織瓷件、刀具等。

氧化鎂陶瓷具有良好的電絕緣性，屬于弱堿性物質(zhì)，幾乎不被堿性物質(zhì)侵蝕，對堿性金屬熔渣有較強的抗侵蝕能力。不少金屬如鐵、鎳、鈾、釷、鉬、鎂、銅、鉑等都不與氧化鎂作用。因此，氧化鎂陶瓷可用作熔煉金屬的坩堝，澆注金屬的模子，高溫?zé)犭娕嫉谋Ｗo(hù)管，以及高溫爐的爐襯材料等。

氧化鈹陶瓷具有與金屬相似的良好的導(dǎo)熱系數(shù)，約為209.34W/（m.k），可用來做散熱器件；氧化鈹陶瓷還具有良好的核性能，對中子減速能力強，可用作原子反應(yīng)堆的減速劑和防輻射材料；另外，利用它的高溫比體積電阻較大的性質(zhì)，可用來做高溫絕緣材料；利用它的耐堿性，可以用來作冶煉稀有金屬和高純金屬鈹、鉑、釩的坩堝。

1.2非氧化物陶瓷

非氧化物陶瓷包括碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷、硼化物陶瓷等。非氧化物陶瓷不同于氧化物陶瓷，在自然界中存在的很少，需要人工來合成原料，然后再按陶瓷工藝制成成品。氮化物、碳化物、硫化物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓一般都大于相應(yīng)氧化物，說明生成的氧化物更為穩(wěn)定。所以，在原料的合成和陶瓷燒結(jié)時，易生成氧化物。氧化物原子間的化學(xué)鍵主要是離子鍵，非氧化物之間一般是鍵性很強的共價鍵，因此，非氧化物陶瓷難熔、難燒結(jié)。

碳化硅陶瓷共價鍵性極強，在高溫下仍保持高的鍵和強度，強度降低不明顯，且膨脹系數(shù)小，耐蝕性優(yōu)良，可作高溫結(jié)構(gòu)零部件。碳化硅陶瓷由于熔點高、硬度大主要用作超硬材料、工具材料、耐磨材料，以及高溫結(jié)構(gòu)材料；利用它導(dǎo)熱系數(shù)高、膨脹系數(shù)低的特點，可作導(dǎo)熱材料、發(fā)熱材料等。碳化硅陶瓷主要應(yīng)用于石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、汽車、飛機、火箭、機械礦業(yè)、造紙工業(yè)、熱處理、核工業(yè)、微電子工業(yè)、激光等行業(yè)。

氮化物陶瓷種類很多，它包括氮化硅陶瓷、氮化鋁陶瓷、氮化硼陶瓷、氮化鈦陶瓷等。氮化硅陶瓷具有耐高溫、耐磨性，在陶瓷發(fā)動機中用于燃?xì)廨啓C的轉(zhuǎn)子、錠子和渦形管；由于抗震性好、耐腐蝕、摩擦系數(shù)小、熱膨脹系數(shù)小等特點，廣泛應(yīng)用于冶金和熱加工工業(yè)中。

氮化鋁陶瓷可作為熔融金屬用坩堝、保護(hù)管、真空蒸度用容器，還可用作真空中蒸鍍Au的容器、耐熱轉(zhuǎn)、耐熱夾具等。電絕緣電阻高、優(yōu)良的介電系數(shù)和低的介電損耗，機械性能好，耐腐蝕，透光性強，根據(jù)以上特性可用作高溫構(gòu)件、熱交換材料、澆注模具材料以及非氧化電爐的爐襯材料等。

氮化硅陶瓷硬度高、熔點高、化學(xué)穩(wěn)定性好且具金黃色金屬光澤是一種較好的耐熔耐磨材料，代金裝飾材料。在機械加工工業(yè)中，在刀具上涂TiN涂層，提高耐磨性。

1.3納米陶瓷

納米陶瓷又稱納米結(jié)構(gòu)材料，納米復(fù)合材料是21世紀(jì)的新材料。它的研究是從微米復(fù)合向納米復(fù)合方向發(fā)展，納米陶瓷材料不僅能在低溫條件下象金屬材料那樣任意彎曲而不產(chǎn)生裂紋，而且能夠象金屬材料那樣進(jìn)行機械切削加工甚至可以做成陶瓷彈簧。納米陶瓷可作防護(hù)材料、高溫材料、人工器官的制造、臨床應(yīng)用、以碳化硅為吸收劑的吸收材料、以陶瓷粉末為吸收劑的吸收材料、以及壓電性能的應(yīng)用。它的應(yīng)用領(lǐng)域為微包覆、超級過濾、吸附、除臭、觸媒、固定氧、傳感器、光學(xué)功能元件、電磁功能元件等。

1.4陶瓷基復(fù)合材料

復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)或不同組織相的物質(zhì)，以微觀或宏觀形式組合而成的材料?；谔岣唔g性的陶瓷基復(fù)合材料可分為兩類：氧化鋯相變增韌和陶瓷纖維強化復(fù)合材料。

1.5電子陶瓷

電子陶瓷包括絕緣陶瓷、介電陶瓷、鐵電陶瓷、壓電陶瓷、熱釋電陶瓷、敏感陶瓷、磁性材料及導(dǎo)電、超導(dǎo)陶瓷。根據(jù)電容器陶瓷的介電特性將其分為六類：高頻溫度補償型介電陶瓷、高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷、低頻高介電系數(shù)型介電陶瓷、半導(dǎo)體型介電陶瓷、疊層電容器陶瓷、微波介電陶瓷。其中微波介電陶瓷，具有高介電常數(shù)、低介電損耗、諧振頻率系數(shù)小等特點，廣泛應(yīng)用于微波通信、移動通信、衛(wèi)星通信、廣播電視、雷達(dá)等領(lǐng)域。

1.6熱、光學(xué)功能陶瓷

耐熱陶瓷、隔熱陶瓷、導(dǎo)熱陶瓷是陶瓷在熱學(xué)方面的主要應(yīng)用。其中，耐熱陶瓷主要有Al2O3、ZrO2、MgO、SiC等，由于它們具有高溫穩(wěn)定性、可作為耐火材料應(yīng)用到冶金行業(yè)及其他行業(yè)。隔熱陶瓷具有很好的隔熱效果，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

陶瓷材料在光學(xué)方面包括吸收陶瓷、陶瓷光信號發(fā)生器和光導(dǎo)纖維，利用陶瓷光系數(shù)特性在生活中隨處可見，如涂料、陶瓷釉。核工業(yè)中，利用含鉛、鋇等重離子陶瓷吸收和固定核輻射波在核廢料處理方面廣泛應(yīng)用。

1.7生物、抗菌陶瓷和多孔陶瓷

生物陶瓷材料可分為生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷，生物陶瓷除了用于測量、診斷、治療外，主要是用于作生物硬質(zhì)組織的代用品，可應(yīng)用于骨科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼科及普通外科等方面。

抗菌材料主要應(yīng)用于家庭用品、家用電器、玩具及其他領(lǐng)域，家用電器是目前應(yīng)用最廣泛，使用量最大的行業(yè)之一。近幾年來我國的抗菌材料行業(yè)發(fā)展很快，在無機抗菌劑、有機抗菌劑、光催化型抗菌劑的產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域迅速發(fā)展。

多孔陶瓷具有透光率高、比表面積大、低密度、低傳導(dǎo)率、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點被應(yīng)用于汽車尾氣處理，工業(yè)污水處理，熔融金屬過濾，催化劑載體，隔熱、隔音材料等。近幾年，多孔陶瓷的應(yīng)用擴(kuò)展到了航空領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、醫(yī)用材料領(lǐng)域及生物領(lǐng)域等，已引起全球材料界的高度重視，并迅速發(fā)展。

二.陶瓷的生產(chǎn)

(1)原料制備（揀選，破碎，磨細(xì)，混合）

普通陶瓷（粘土，石英，長石等天然材料）

特種陶瓷（人工的化學(xué)或化工原料---各種化合物如氧、碳、氮、硼化合物）(2)坯料的成形（可塑成形，注漿成形，壓制成形）(3)燒成或燒結(jié)

三.陶瓷材料的性能特點

眾所周知，金屬材料(純金或合金)的化學(xué)健大都是金屬鍵，是由金屬鍵和充滿其間的電子云所組成，金屬鍵沒有方向性．因此金屬有很好的塑性變形性能。而作為無視非金屬化合物的陶瓷來講，其化學(xué)定是高于健和共價鍵。這種化學(xué)性有很強的方向性和很高的結(jié)合能。因此，陶瓷材料很難產(chǎn)生塑性變形．脆性大，裂紋敏感性強。這就是陶瓷材料的致命弱點。但也正是由于它具有這種化學(xué)健類型，使結(jié)構(gòu)陶瓷具有一系列比金屬材料優(yōu)異的特殊性能。①高硬度，決定了它具有優(yōu)異的耐磨性； ②高焰點。決定了它具有杰出的耐熱性；

③高化學(xué)穩(wěn)定性．決定了它具有良好的耐蝕性。盡管陶瓷材料有如此優(yōu)異的特殊性能．但由于其致命的缺點——脆性，因而限制了其特性的發(fā)揮和實際應(yīng)用。因此，陶瓷的韌化使成為世界矚目的陶瓷材料研究領(lǐng)域的核心課題。(1)硬度 是各類材料中最高的。（高聚物<20HV，淬火鋼500-800HV，陶瓷1000-5000HV）(2)剛度 是各類材料中最高的（塑料1380MN/m2，鋼207000MN/m2)(3)強度 理論強度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，實際強度比理論值低的多。（E/1000--E/100）。耐壓（抗壓強度高），抗彎（抗彎強度高），不耐拉（抗拉強度很低，比抗壓強度低一個數(shù)量級）較高的高溫強度。(4)塑性： 在室溫幾乎沒有塑性。

(5)韌性差，脆性大。是陶瓷的最大缺點。

(6)熱膨脹性低。導(dǎo)熱性差，多為較好的絕熱材料（λ=10-2～10-5w/m﹒K）(7)熱穩(wěn)定性—抗熱振性（在不同溫度范圍波動時的壽命）急冷到水中不破裂所能承受的最高溫度。陶瓷的抗熱振性很低（比金屬低的多，日用陶瓷220℃）

(8)化學(xué)穩(wěn)定性：耐高溫，耐火，不可燃燒，抗蝕（抗液體金屬、酸、堿、鹽）(9)導(dǎo)電性—大多數(shù)是良好的絕緣體，同時也有不少半導(dǎo)體（NiO，F(xiàn)e3O4等）(10)其它：不可燃燒，高耐熱，不老化，溫度急變抗力低

四.陶瓷材料的發(fā)展趨勢和前景 4.1納米陶瓷材料

“納米”(nm)是一個尺度的度量，1nm=0.000000001m,即10-9 m。納米材料就是材料中至少有一相的晶粒尺寸小于100nm的材料。納米陶瓷是納米材料的一個分支，是指平均晶粒尺寸小于100nm的陶瓷材料。納米陶瓷除了保持陶瓷耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)良性能外，還賦予陶瓷高的韌性，將徹底改變陶瓷為“易碎品”的形象。納米陶瓷的燒結(jié)性能極佳，其燒結(jié)溫度比普通陶瓷粉體的低幾百度。不少納米陶瓷已實現(xiàn)在1000℃以下致密化，而且有可能繼續(xù)降低。低溫?zé)Y(jié)可以節(jié)省能源，有利于環(huán)境的凈化，還可以用于陶瓷材料的連接，使陶瓷材料的物理化學(xué)性能甚至力學(xué)性能都保持一致。納米陶瓷的顯微硬度極高。納米陶瓷在功能方面也有著重要的應(yīng)用。如納米氧化鋅陶瓷的非線性伏安特性。

4.2.梯度材料

為適應(yīng)同一時間內(nèi)不同的使用環(huán)境，在同一材料內(nèi)從不同方向上由一種功能逐步連續(xù)分布為另一種功能的材料稱為梯度功能材料，簡稱梯度材料。

4.3.智能材料

同時具備自檢查功能（傳感器功能）、信息處理功能以及指令和執(zhí)行功能的材料。它具有自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)等功能。

4.4納米材料的發(fā)展前景

近幾十年來，陶瓷材料的應(yīng)用及發(fā)展是非常迅速的，陶瓷材料作為繼金屬材料、高分子材料后最有潛力的發(fā)展材料之一，它在各方面的綜合性能明顯優(yōu)于現(xiàn)在使用的金屬材料和高分子材料。陶瓷材料的應(yīng)用前景還是相當(dāng)廣闊的，尤其是能源、信息、空間技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，更加拉動了具有特殊性能材料的應(yīng)用。先進(jìn)陶瓷材料的制備技術(shù)日新月異，世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展令人矚目，展望未來，納米陶瓷材料的發(fā)展已經(jīng)取得驚人的成績，有了重大突破。相信在不久的將來，陶瓷材料會有更好、更快的發(fā)展，展示出其重要的應(yīng)用價值。

五.結(jié) 束 語 通過一個學(xué)期對新材料的學(xué)習(xí)，拓展了我的知識面，使我重新認(rèn)識了不少東西，陶瓷材料的發(fā)展，超導(dǎo)材料的用途，高分子材料在各個方面的應(yīng)用，納米材料的好處與發(fā)展前景，合金的優(yōu)越性，汽車材料應(yīng)用前景、研究現(xiàn)狀，還有我國材料學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r。所以以后還得在平時的學(xué)習(xí)生活中多多了解一些有關(guān)材料的知識。

六.參考文獻(xiàn): 1.張里德、牟季美，納米材料和納米結(jié)構(gòu)，北京：科學(xué)出版社2002 2.高濂，李尉，納米陶瓷，北京：化學(xué)工藝出版社2002 3.李世譜，特種陶瓷工藝學(xué)，武漢：武漢理工大學(xué)出版社2007 4.郭衛(wèi)紅，汪濟(jì)奎，現(xiàn)代功能材料及其應(yīng)用，北京：化學(xué)工業(yè)出版社2002 5.劉維良，李佑華，先進(jìn)陶瓷工藝學(xué)，武漢：武漢理工大學(xué)出版社2004

第四篇：智能制造現(xiàn)狀與前景

智能制造的發(fā)展與前景展望

(南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院，南京市，210016)摘要:簡述了智能制造形成的原因及智能制造的概念；分析了智能制造國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀；指出了智能制造的發(fā)展趨勢及其面臨的問題。

關(guān)鍵詞：智能制造 人工智能 機械制造 工業(yè)4.0

The development and research of intelligent manufacturing

JiaYu Wang(College of Mechanical Engineering, Nanjing University of Aeronautics＆

Astronautics, Nanjing, 210016, China;)Abstract：This paper depicts the cause of formation and conception of IM.And presents status in the development on IM.Finally indication is given of the trend of development and question confronting IM.Key words:IM;AI;mechanical manufacture;Industrie 4.0

0 前言

智能制造裝備是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)以及人工智能技術(shù)在制造裝備上的集成和深度融合，是實現(xiàn)高效、高品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保和安全可靠生產(chǎn)的下一代制造裝備。在綜述了智能制造裝備國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點論述了目前智能制造存在的問題，并得出結(jié)論，認(rèn)為德國的”工業(yè)4.0”和美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)裝備將是智能制造裝備未來的發(fā)展方向。

1研究背景

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)部門，是決定國家發(fā)展水平的最基本因素之一。從機械制造業(yè)發(fā)展的歷程來看，經(jīng)歷了由手工制作、泰勒化制造、高度自動化、柔性自動化和集成化制造、并行規(guī)劃設(shè)計制造等階段。就制造自動化而言，大體上每十年上一個臺階: 50-60年代是單機數(shù)控，70年代以后則是CNC機床及由它們組成的自動化島，80年代出現(xiàn)了世界性的柔性自動化熱潮。與此同時，出現(xiàn)了計算機集成制造，但與實用化相距甚遠(yuǎn)。隨著計算機的問世與發(fā)展，機械制造大體沿兩條路線發(fā)展:一是傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展，二是借助計算機和自動化科學(xué)的制造技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展。80年代以來，傳統(tǒng)制造技術(shù)得到了不同程度的發(fā)展，但存在著很多問題。近來年，人們對制造過程的自動化程度賦予了極大的研究熱情，這是因為從1870年到1980年間，制造過程的效率提高了20倍，而生產(chǎn)管理效率只提高了1.8-2倍，產(chǎn)品設(shè)計的效率只提高了1.2倍，這表明體力勞動通過采用自動化技術(shù)得到了極大的解放，而腦力勞動的自動化程度（其實質(zhì)是決策自動化程度）則很低，制造過程中人的因素尚未得到充分的認(rèn)識，人尚未真正地從復(fù)雜的生產(chǎn)過程中解放出來，各種問題求解的最終決策在很大程度上仍依賴于人的智慧。因而，人類群體所面臨的眾多問題（包括社會問題、生理問題等）在制造過程中都有所反映。面對批量小、品種多、質(zhì)量高、更新快的產(chǎn)品市場競爭要求以及各種社會因素的綜合影響，制造過程的自動化程度的提高面臨眾多問題，譬如:（1）專家人才的短缺和轉(zhuǎn)移致使一些專門技能不能及時或長久地得到提供；（2）現(xiàn)代制造過程中信息量大而繁雜，傳統(tǒng)的信息處理方式已不能滿足要求，大量的信息資源需要開發(fā)與共享；（3）制造環(huán)境柔性要求更大，決策過程更加復(fù)雜，決策時間要求更短；（4）制造過程的自動化程度受制于制造系統(tǒng)的自組織能力，即智能水平；（5）現(xiàn)代生產(chǎn)要求專家們在更大范圍內(nèi)進(jìn)行更及時的合作，小到一個企業(yè)內(nèi)部的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大至一個國家甚至世界范圍內(nèi)的工業(yè)界中的眾多企業(yè)之間。各種跡象表明，“我們正處在制造歷史上的一個危險時期”。幸運的是，計算機與計算機科學(xué)以及其它高技術(shù)的發(fā)展，通過集成制造技術(shù)、人工智能等而發(fā)展起來的一種新型制造工程—智能制造技術(shù)（intelligent manufacturing technology,IMT）與智能制造系統(tǒng)（intelligent manufacturing system,IMS）使我們有可能走出這個危機。這是因為，制造過程所面臨的眾多問題的核心是“制造智能”和制造技術(shù)的“智能化”。IMT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，通過計算機模擬人類專家的智能活動，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動；并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存貯、完善、共享、繼承與發(fā)展。未來工業(yè)生產(chǎn)的基本特征應(yīng)該是知識密集型，制造自動化的根本是決策自動化。

2發(fā)展現(xiàn)狀

2.1國外研究現(xiàn)狀：

目前，IMT&IMS的研究正迅速受到眾多國家的政府、工業(yè)界和科學(xué)家們的廣泛重視：

2.1.1美國

美國是國際智能制造思想的發(fā)源地之一，美國政府高度重視智能制造的發(fā)展，并且已經(jīng)把它作為21世紀(jì)占領(lǐng)世界制造技術(shù)領(lǐng)先地位的基石。從上世紀(jì)90年代開始，美國國家科學(xué)基金（NSF）就著重資助有關(guān)智能制造的諸項研究，項目覆蓋了智能制造的絕大部分，包括制造過程中的智能決策、基于多施主（multi-agent）的智能協(xié)作求解、智能并行設(shè)計、物流［］傳輸?shù)闹悄茏詣踊?。2005年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）提出了“聰明加工系統(tǒng)（smart machining system,SMS）”研究計劃。聰明加工系統(tǒng)的實質(zhì)是智能化，該系統(tǒng)的主要目標(biāo)和研究內(nèi)容包括：（1）系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化。即將相關(guān)工藝過程和設(shè)備知識加以集成后進(jìn)行建模，進(jìn)行系統(tǒng)的動態(tài)性能優(yōu)化；（2）設(shè)備特征化。即開發(fā)特征化的測量方法、模型和標(biāo)準(zhǔn)，并在運行狀態(tài)下對機床性能進(jìn)行測量和通信；（3）下一代數(shù)控系統(tǒng)。即與STEP-NC兼容的接口和數(shù)據(jù)格式，使基于模型的機器控制能夠無縫運行；（4）狀態(tài)監(jiān)控和可靠性。即開發(fā)測量、傳感和分析方法；（5）在加工過程中直接測量刀具磨損和工件精度的方法。

2011年，美國總統(tǒng)奧巴馬宣布實施包括工業(yè)機器人在內(nèi)的”Advanced Manufacturing Partnership Plan”（先進(jìn)制造聯(lián)盟計劃），立即得到同日發(fā)布的“實現(xiàn) 21世紀(jì)智能制造”新報告的積極響應(yīng)。在這份由美國智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟（smart manufacturing leadership coalition,SMLC）公布的報告中，不但描繪了該領(lǐng)域未來的發(fā)展藍(lán)圖，而且確定了十大優(yōu)先行動目標(biāo)，意圖通過采用21世紀(jì)的數(shù)字信息技術(shù)和自動化技術(shù)，加快對20世紀(jì)的工廠進(jìn)行

［］現(xiàn)代化改造過程，以改變以往的制造方式，借此獲得經(jīng)濟(jì)、效率和競爭力方面的多重效益2。

2.1.2 日本

日本于1990年首先提出為期10年的智能制造系統(tǒng)（IMS）的國際合作計劃，并與美國、加拿大、澳大利亞、瑞士和歐洲自由貿(mào)易協(xié)定國在1991年開展了聯(lián)合研究，其目的是為了克服柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的局限性，把日本工廠和車間的專業(yè)技術(shù)與歐盟的精密工程技術(shù)、美國的系統(tǒng)技術(shù)充分地結(jié)合起來，開發(fā)出能使人和智能設(shè)備都不受生產(chǎn)操作和國界限制，且能彼此合作的高技術(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)。2.1.3 歐盟

歐盟于2010年啟動了第七框架計劃（FP7）的制造云項目3，特別是制造業(yè)強國的德

［］國，繼實施智能工廠（Smart factory）之后4，又啟動了一個投入達(dá)2億歐元的工業(yè)4.0（Industry ［］4.0）項目5。德國政府2010年制定的《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》計劃行動中，意圖以未來項目“工業(yè)4.0”奠定德國在關(guān)鍵工業(yè)技術(shù)上的國際領(lǐng)先地位，并在2013年4月舉行的漢諾威工業(yè)博覽會上正式將此計劃推出?！肮I(yè)4.0”概念最初是在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子

［］公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動下形成，目前其已上升為國家級戰(zhàn)略6。

［］2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)在智能制造技術(shù)與系統(tǒng)方面的絕大多數(shù)研究工作，目前還處在探討人工智能在制造領(lǐng)域中應(yīng)用的階段。幾年來，開發(fā)出了眾多類型、水平各異的面向制造過程中特定環(huán)節(jié)、特定間題的“智能化孤島”，諸如專家系統(tǒng)、基于知識的系統(tǒng)和智能輔助系統(tǒng)等，而對制造環(huán)境的全面“智能化”研究工作還處于剛剛起步階段。我國自 2009 年 5 月《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》出臺以來，國家對智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的政策支持力度不斷加大，2012年國家有關(guān)部委更集中出臺了一系列規(guī)劃和專項政策，使得我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展輪廓得到進(jìn)一步地明晰。工業(yè)與信息化部發(fā)布了《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，同時發(fā)布了《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》子規(guī)劃，明確提出到2020年將我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)培育成為具有國際競爭力的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)?？茖W(xué)技術(shù)部也發(fā)布了《智能制造科技發(fā)展”十二五”專項規(guī)劃》；國家發(fā)展改革委員會、財政部、工業(yè)與信息化部三部委組織實施了智能制造裝備發(fā)展專項；工業(yè)與信息化部制定和發(fā)布了《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展路線圖》，該路線圖明確把智能制造裝備作為高端裝備制造業(yè)的發(fā)展重點領(lǐng)域，以實現(xiàn)制造過程智能化為目標(biāo)，以突破九大關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)為支撐，其思路是：以推進(jìn)八項智能測控裝置與部件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為核心，以提升八類重大智能制造裝備集成創(chuàng)新能力為重點，促進(jìn)在國民經(jīng)濟(jì)六大重點領(lǐng)域的示范應(yīng)用推廣。問題與展望

3.1 存在問題

總的說來，目前IMS的研究仍處在人工智能在制造領(lǐng)域中應(yīng)用的階段，研究課題涉及到市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、制造過程控制、材料處理、信息管理、設(shè)備維護(hù)等眾多方面，取得了豐碩的成果，開發(fā)了種類繁多的面向特定領(lǐng)域的專家系統(tǒng)、基于知識的系統(tǒng)和智能輔助系統(tǒng)，甚至智能加工工作站（IMW），形成了一系列”智能化孤島”（islands of intelligence）。這中間包括CIMS研究中所取得的有關(guān)進(jìn)展。然而，隨著研究與應(yīng)用工作的深入，人們逐漸地認(rèn)識到自動化程度的進(jìn)一步提高依賴制造系統(tǒng)的自組織能力，研究工作還面臨著一系列理論、技術(shù)和社會問題，、問題的核心是“智能化”。一般說來，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)作為一個有機的整體要受技術(shù)（包括生產(chǎn)系統(tǒng)）、人（包括間接影響生產(chǎn)過程的社會群體）和經(jīng)濟(jì)（包括市場競爭和社會競爭）三方面因素的制約。從技術(shù)的角度來看，對于一個企業(yè)來說，市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計、原料訂購與處理、制造加工、生產(chǎn)管理、原料產(chǎn)品的儲運、產(chǎn)品銷售、研究與發(fā)展等環(huán)節(jié)彼此相互影響，構(gòu)成產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程。該過程的自動化程度取決于各環(huán)節(jié)的集成自動化（integrated automation）水平，而生產(chǎn)系統(tǒng)的自組織能力取決于各環(huán)節(jié)的集成智能（integrated intelligence）水平。目前，尚缺乏這種“集成”制造智能的技術(shù)，這也是目前“并行工程”的研究重點。

3.2發(fā)展趨勢 當(dāng)前，智能制造的發(fā)展趨勢以德國的”工業(yè)4.0”和美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)裝備最為清晰。

3.2.1 德國“工業(yè)4.0”

德國“工業(yè) 4.0”通過充分利用信息物理系統(tǒng)（CPS），實現(xiàn)由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，推動現(xiàn)有制造業(yè)向智能化方向轉(zhuǎn)型。CPS是一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，通過3C（Computation、Communication、Control）技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作，實現(xiàn)制造裝備系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。CPS實現(xiàn)計算、通信與物理系統(tǒng)的一體化設(shè)計，可使系統(tǒng)更加可靠、高效、實時協(xié)同。德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會于2013年發(fā)布了德國首個“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，以加強德國作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)強國的核心競爭力，確保德國制造［］的未來7-8?！肮I(yè)4.0”項目主要分為兩大主題：（1）智能工廠。重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過。程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)（工業(yè)4.0智能工廠如圖1所示）；

（2）智能生產(chǎn)。主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。

圖1 工業(yè)4.0智能工廠

3.2.2 美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)裝備

2013年，美國通用電氣公司（GE）發(fā)表了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)-打破智慧與機器的邊界》報告［9］。該報告提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet）的概念。工業(yè)化創(chuàng)造了無數(shù)的機器、設(shè)施和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則是指讓這些機器和先進(jìn)的傳感器、控制和軟件應(yīng)用相連接，以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率、減少資源消耗。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)裝備將整合兩大革命性轉(zhuǎn)變的優(yōu)勢：（1）工業(yè)革命。伴隨著工業(yè)革命，出現(xiàn)了無數(shù)臺機器、設(shè)備、機組和工作站；（2）強大的網(wǎng)絡(luò)革命；

（3）在網(wǎng)絡(luò)化的影響下，計算、信息與通訊系統(tǒng)應(yīng)運而生并不斷發(fā)展。小結(jié)

智能制造裝備集制造、信息和人工智能技術(shù)于一身，是未來高端裝備制造業(yè)的重點發(fā)展方向。各國政府高度重視智能制造裝備的研發(fā)和應(yīng)用，美、日、歐已有一系列的研究成果和部分產(chǎn)品面世，德國的“工業(yè)4.0”項目也積極地推動了制造業(yè)向智能化的轉(zhuǎn)型。我國政府也充分認(rèn)識到智能制造裝備的重要戰(zhàn)略地位，已出臺政策推動智能制造裝備的產(chǎn)業(yè)化水平提升?？梢灶A(yù)見，未來智能制造裝備在引領(lǐng)制造業(yè)低碳、節(jié)能、高效發(fā)展上的作用將進(jìn)一步得到顯現(xiàn)；同時，行業(yè)也將在工業(yè)機器人、智能機床和基礎(chǔ)制造裝備、智能儀器儀表、三維打印裝備、新型傳感器、自動化成套生產(chǎn)線等重點領(lǐng)域形成快速發(fā)展與突破。參考文獻(xiàn)

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第五篇：智能病床開發(fā)前景

二、智能病床開發(fā)前景

2.1、論證：隨著人們生活水平的日益提高，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高。改革開發(fā)以來，我國在醫(yī)療衛(wèi)生方面得到了長足的發(fā)展，其在醫(yī)療水平、醫(yī)療服務(wù)得到了空前的發(fā)展。但是，我國的病床仍然處在最初的階段，只是為病人提供一個趟的地方，沒有什么其他功能。很明顯，我們的病床明顯落后于其他醫(yī)療設(shè)施的水平，就目前而言，我國沒有哪一家醫(yī)院使用過高科技智能病床，更甚至，沒有聽說有哪一家公司生產(chǎn)這樣的病床：它不僅能為病人進(jìn)行檢測、監(jiān)護(hù)，設(shè)施對人體進(jìn)行監(jiān)護(hù)后轉(zhuǎn)化為信息，發(fā)送到信息終端，對人體健康給指導(dǎo)報告及建議；它還具有智能信息化，具有牽引、紅外線治療、睡眠監(jiān)控、血壓測量、霧化、制氧等功能。而且能夠滿足病人的多種需求： ①病人想喝水了，輕按幾個按鈕，水就會自動送到嘴邊；②病人想起來坐會，或者想躺下休息會，再也不用麻煩家屬或護(hù)士了，自己按一下按鈕，隨時想坐就坐，想躺就躺；③病人在輸液時，再也不用麻煩家屬和護(hù)士盯著點滴瓶，當(dāng)藥液注射完畢自動通知護(hù)士站，便會及時有人來換藥④護(hù)士想 要了解病人的身體狀況了，像體溫等數(shù)據(jù)，再也不用去打擾病人，在護(hù)士站的計算機終端上就一目了 然……。但是，在國內(nèi)目前沒有哪一個公司去做，這就意味著商機，其背后蘊藏著廣闊的市場。開發(fā)一套多功能、智能化病床系統(tǒng)，對我國目前的各個醫(yī)院來說，是迫切需要的。每天醫(yī)院都會有很多病人，尤其是大醫(yī)院、有名氣的醫(yī)院。醫(yī)院每天需要照料的病人多，相應(yīng)就會需要更多的護(hù)士去照料他們。如果應(yīng)用這樣一套智能化病床，能夠讓一個護(hù)士照料更多的病人，而且能夠減少人為操作失誤，更重要的是人性化的滿足了病人的大部分需求，相信醫(yī)院會接受并認(rèn)可這樣的病床，而且會迅速的普及。綜合以上分析，這款醫(yī)院智能化病床的應(yīng)用前景是非常廣闊的。只要產(chǎn)品開發(fā)成功，并且技術(shù)完善，價格合理，相信各個醫(yī)院會爭相使用，而且會迅速普及。我國有那么多醫(yī)院，每個醫(yī)院有那么多病 床，如果打開這個市場，其市場價值可見一斑。

2.2、意義： 目前我國各地大小醫(yī)院均采用普通病床，這些病床僅限于為病人提供一個躺的地方。而病人的 一切訴求，像喝口水這樣簡單的需求有時候都不得不依賴于陪護(hù)在身邊的家屬或護(hù)士。這樣不但病人自己痛苦，陪護(hù)在身邊的家屬也會非常累，而且是浪費了大量的時間去做一些諸如給病人喂水這樣簡單的工作。對于病人來說，他們實在不想連喝水都要靠別人來幫助，但有時候自己確實沒有辦法做到。對于家屬或護(hù)士來說，他們也不想在病人輸液的時候精神高度緊張的盯著輸液瓶，唯恐給病人換藥不及時。所以，開發(fā)一套既能減輕家屬和護(hù)士工作量又能更人道的滿足病人需求的多功能、智能化病床是市場的迫切需求。