智能制造系统的特征(6篇)
智能制造系统的特征篇1
【关键词】物联网；大系统；大系统智能控制
物联网技术产业化已经成为各个国家经济发展的生长点，并呈现规模化、协同化、智能化趋势。但是，基于物联网的企业内部控制建设并没有跟上物联网产业发展的步伐。当前，企业内部控制经常陷入管理与技术两张皮的困境――从管理角度设计的企业内部控制制度和从信息技术角度设计的企业内部控制制度，它们都没有考虑管理与技术融合来制定企业内部控制制度。以物联网技术应用为背景下的企业是一个复杂的“大系统”。企业内部控制不仅要融合管理与技术，更要考虑企业是个大系统性质。因此，大系统智能控制是企业内部控制发展的革命。科学技术发展规律为企业大系统智能控制提供物质基础；控制理论的发展规律为企业大系统智能控制提供理论基础。大系统智能控制是智能控制与大系统控制的融合。智能控制论是控制理论向智能水平高度发展的新分支，大系统控制论是控制论向系统规模广度发展的新分支。
一、技术控制与管理控制的两张皮：企业内部控制发展历程回顾
物联网技术产业化已经成为各个国家经济发展的生长点，并呈现规模化、协同化、智能化趋势。但是，基于物联网企业内部控制建设并没有跟上物联网产业发展的步伐。当前，企业内部控制经常陷入管理与技术两张皮的困境：要么是侧重于管理角度而忽视IT技术角度来研究企业内部控制体系，其结果是经济学家与管理学家设计的企业内部控制体系不能适应现代IT技术环境；要么侧重于IT技术角度而忽视管理角度来研究企业内部控制体系，其结果是设计的企业内部控制体系不能体现企业经济管理的目的。两者都没有从IT技术与企业管理融合的角度来研究企业内部控制体系。
（一）基于管理角度的企业内部控制
前者主要成果如下：美国国会颁布的《2002年公众公司会计改革和投资者保护法案》、美国SEC陆续的多项相关最终规则（FinalRule）和草案（ProposedRule）、反虚假财务报告委员会（Treadway委员会）在2004年制定的《企业风险管理框架》（EnterpriseRiskManagement，ERM）、加拿大特许会计师协会（CICA）的《控制指南》、内部审计师协会（IIA）的内部审计标准委员会（IASB）制定的“内部控制指南”、我国财政部在2007年3月4日公布的《企业内部控制规范（征求意见稿）》。这些内部控制制度主要体现的是典型的法律文件。它们规定了企业在整体或业务层面上必须达到的要求，却没有指明企业如何通过IT控制平台才能达到法案规定的水平。比如SOX要求企业内控必须有效，并在财务公告前90天内评估内控效力等，但是企业需要控制什么，如何控制，内控效力又如何评估全都不在SOX的范围内，特别是落实到IT控制方面，SOX完全没有给出任何指导意见。同样，对SOX法案起细化作用的PCAOB审计标准的作用同样仅限于原则层面，如在审计准则的第35、40、50、75条款中都没有具体规定在IT平台上如何进行审计。我国的《企业内部控制规范（征求意见稿）》虽然独立出来一个《企业内部控制具体规范第xx号――计算机信息系统（征求意见稿）》，但是它也只是从信息技术的技术控制角度来进行企业内部控制。财政部公布的其他企业内部控制具体规范也没有体现基于IT环境下的企业内部控制制度。
（二）基于技术角度的企业内部控制
研究现代信息技术的人（如，软件开发人员）由于不懂现代公司运行的公司治理及内部控制，他们多是从企业信息系统的一般控制（如：组织控制、系统开发控制、信息系统的操作与维护控制、数据资源控制、硬件与软件的控制、系统软件控制与网络控制）与应用控制（如：输入控制、通讯控制、处理控制、输出控制）的角度来研究公司的治理与内部控制。这些治理与内部控制不能体现公司管理的目的。如，信息系统审计与控制协会在1996年公布的《信息及相关技术的控制目标》（COBIT，ControlObjectivesforInformationandrelatedTechnology）、原英国国家标准局制定的《信息安全管理实践规范》BS7799―1与BS7799―2《住处安全管理体系规范》及在2000年12月被国际标准化组织认同的ISO17799（我国也将采用为CNS17799）等都是从信息技术角度而不是公司管理角度进行内部控制。
总之，当前的企业内部控制制度，不是单纯从企业管理角度，就是单纯从信息技术角度，都没有从技术与管理共生协同的角度进行考虑与设计，管理与技术两张皮。而物联网下，企业的生产要素中生产资料与劳动者一样是主体与客体相融合的要素，不像以前，劳动者是劳动主体，生产资料是劳动客体。因此，必须改变原来的企业内部控制体系与性质。
二、企业是个复杂的“大系统”：物联网下企业的特征
企业内部控制性质随着企业的变化而变化，随着物联网技术在企业中的应用，企业越来越呈现“大系统”的性质。
由于现代社会信息化、系统化和网络化的发展，特别是随着物联网技术在企业中的广泛应用，企业的生产设备等生产资料、各种原料的智能化（smart）以及网络智慧化（intelligent），企业生产经营与管理呈现出规模庞大、结构复杂、功能综合、因素众多等复杂的“大系统”的特征。
（一）规模庞大
企业大系统包含相互嵌套的子系统（小系统，如：生产经营系统、信息系统、管理系统）、部件（如：机器设备）、元件（如：传感器、接收器等）甚多。通常，企业大系统占有的空间大，经历的时间长，设计的范围广，具有分散性（如：企业全球化经营）。
（二）结构复杂
企业大系统中各子系统、部件、元件之间大的相互关系复杂。通常，企业大系统中不仅包含有物，还包含有人，具有“人―物”、“人―人”、“物―物”之间的多种复杂关系，同时，由于物联网的发展，企业的生产设备等生产资料、各种原料的智能化（smart）以及网络智慧化（intelligent），企业除了人之外，各种“物”也都相应成为主动系统。哲学意义上的主体客体的关系真正成为相对的关系。
（三）功能综合
通常，企业大系统的目标是多样的，企业不仅要实现技术上的生产目标，更要实现企业经济目标，同时要实现社会责任目标和生态和谐的目标。因而，企业大系统的功能必是多方面的，如企业产品质量控制功能、企业经济管理功能、企业生态环境保护功能、企业社会就业功能等等，为此功能要系统综合。
（四）因素众多
企业大系统是多变量、多输入、多输出、多目标、多参数、多干扰的系统。同时，企业不仅有“物”的因素，还有“人”的因素；不仅有技术因素，还有经济因素、社会因素等。这些因素具有不确定性、不确知性。
正因为企业是一个复杂的“大系统”，如何分析、设计、控制、管理、高度指挥企业这个复杂大系统，这是当前控制科学、系统科学、信息科学面临的重大课题。
三、大系统智能控制：企业内部控制发展的革命
（一）科学技术发展规律：企业大系统智能控制的物质基础
从技术角度看，人类进化发展史，就是科学技术发展史。一般说来，人类进化发展经过“生物学意义进化”阶段、“文明进化”阶段两个阶段。当前，正在向“智能进化”阶段发展。同时，随着科学技术的“辅人”阶段、“拟人”阶段到“共生”阶段的发展，科学技术为企业智能控制提供了坚实的物质基础。
人类的“生物学意义进化”阶段的特征是仅靠生物体自身各种器官功能的调整来增强它的能力，是一种“着眼体内”的进化，如：人类的直立行走与手脚分工。
人类的“文明进化”阶段的特征是利用外部世界的资源来增强自身的能力，如：制造和使用工具。制造工具的原理升华为科学，制造工具的经验和技巧则沉淀为技术。科学技术不断发展完全是为“增强人类能力”服务的，因此，命名为科学技术的“辅人律”。如：农业时代的发展主线是增强人类体质功能的材料科学技术和相应的基础科学；工业时代的发展主线是增强人类体质功能的能量科学技术和相应的基础科学。
人类的“智能进化”阶段特征是利用外部世界的信息及智能资源来增强自身的能力。如：物的智能化（smart）、网络智慧化（intelligent），它们为人类的智能外化提供了物质基础。信息时代的发展主线是增强人类智力功能的信息科学技术和相应的基础科学，这就是在科学技术的“辅人律”基础上的科学技术的“拟人律”。既然科学技术的作用是“辅人”，它的发展是“拟人”的，那么，科学技术和利用科学技术所创造的工具就必然与它的主人（人类）形成以人为主、以机为辅的共生合作关系，这就是科学技术的“共生律”。
因此，按照科学技术发展的“辅人律”、“拟人律”、“共生律”，处于21世纪信息时代的大背景下，现代科学技术研究的核心、前沿和制高点就应当是“增强人类智力能力”。“智能”是“信息”的精彩结晶，“智能科学技术”是“信息科学技术”的辉煌篇章，“智能化”是“信息化”发展的新动身、新阶段。
所以，正如人类不仅要研究“脑的结构”，更要研究“脑的工作机制”，我们不仅要研究企业的智能结构，更要研究企业智能工作机制。
（二）控制理论的发展规律：企业大系统智能控制的理论基础
根据控制理论研究成果，当前控制理论发展经过“经典控制理论”、“现代控制理论”、“大系统控制理论”、“大系统智能控制理论”等四个阶段，具体如图1。控制理论的发展为企业智能控制提供了坚实的理论基础。
第一代控制理论即所谓“经典控制理论”，它主要采用传递函数模型、频域分析与综合方法，研究单变量控制系统设计和单机自动化技术问题。
第二代控制理论即所谓“现代控制理论”，它主要采用状态方程模型、时域分析与综合方法，研究多变量控制系统设计和机组自动化技术问题。
第三代控制理论分为两个发展方向：大系统理论与智能控制理论。
大系统理论，代表控制理论向广度方向发展。大系统理论是第二代控制理论与运筹学相结合、控制系统与系统工程相结合的产物，主要采用状态方程及代数方程的数学模型、分解―协调方法，研究大系统的最优化、稳定化和模型简化等问题，以及大系统的综合自动化技术和经济问题。
智能控制理论，代表控制理论向高度发展，提高控制系统的智能水平。如：自识别、自组织、自寻优、自适应、自学习等方面的智能水平。智能控制理论是控制理论与人工智能相结合、控制工程与知识工程相结合的产物。
第四代控制理论就是“大系统智能控制”。
大系统智能控制理论是第四代控制理论，反映了控制理论向广度和高度两个方向的发展。大系统智能控制理论是智能控制向广度的发展，研究各种大系统的智能控制问题，包括工程技术、社会经济、生物生态大系统的控制、管理、决策等问题；大系统智能控制理论是大系统控制向高度发展，提高大系统控制的智能水平，如大系统的智能控制、智能管理、智能决策的水平。
第四代控制理论即大系统智能控制符合学科“分化―结合”的规律。如果说，第二代控制理论分化为大系统理论与智能控制理论，那么，大系统智能控制理论将是大系统理论与智能控制理论相结合的产物。
四、大系统智能控制：企业大系统智能控制的性质
智能控制是人工智能（artificialintelligence）和自动控制（automationcontrol）相结合的新技术，是工程界、企业界共同关注的热门课题。大系统智能控制是智能控制与大系统控制的融合。智能控制论是控制理论向智能水平高度发展的新分支；大系统控制论是控制论向系统规模广度发展的新分支。大系统智能控制按控制级别可分为高层控制和基层控制。高层控制包括指挥决策、计划管理、生产调度；基层控制包括自动调节、过程控制、操作控制。大系统智能控制按智能类别可分为如下控制性质：自稳定控制、自识别控制、自协调控制、自优化控制、自学习控制、自适应控制、自组织控制、自规划控制、自修复控制等。
【参考文献】
智能制造系统的特征篇2
在教育信息化飞速发展的时代，经常会听到某高校建成了“智慧教学环境”或“智慧校园”，甚至有些高校进行了简单的信息化教学设施的改造，也冠名为“智慧教育环境”建设。是技术发展太快，还是概念炒作呢？或者是人们对“智慧教学环境”的内涵理解有偏差呢？带着这些问题，笔者对智慧教育的概念进行了深入研究，并对现阶段已经建成的智慧教学环境进行了实地调研。希望通过开展此项研究找到当前智慧教学环境建设中存在的问题与漏洞，为今后智慧教学环境的建设提供建议。
一、智慧教学环境的内涵
今天我们所说的智慧教育源于IBM提出的“智慧地球”，智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。智慧地球具有三个明显的特征：①对环境透彻的感知力，通过利用物联网等实现随时随地感知、测量、捕获和传递信息；②更全面的互联互通，在有线和无线网络支持下，利用先进的系统协同工作实现全面互通；③深入的智能化，利用人工智能技术获取智能化的洞察并付诸实践，进而创造新的价值。[1]
《2015中国智慧学习环境白皮书中》指出，智慧学习作为一类学习系统，是通过物联网技术、大数据系统和人工智能技术等现代高科技来全面感知学习情境、识别学习者特征，提供合适的学习资源与便利的互动工具，自动记录学习过程和测评学习结果，有效支持人们的终身学习、职业发展和自我价值的实现。从而可以实现人们能够在任意时间（Anytime）、任意地点（Anywhere），以任意方式（Anyway）和任意步调（Anypace）（简称4A）进行学习，这类学习环境能够支持学习者轻松地（EasyLearning）、投入地（EngagedLearning））和有效地（EffetiveLearning））（简称3E）学习。[2]
我国学者祝智庭教授认为：智慧教育的真谛就是通过构建技术融合的学习环境，让教师能够施展高效的教学方法，让学习者能够获得适宜的个性化学习服务和美好的发展体验，使其由不能变为可能，由小能变为大能，从而培养具有良好的价值取向、较强的行动能力、较好的思维品质、较深的创造潜能的人才。[3]
通过对上述概念的分析可以看出，智慧教学环境的基本条件是对环境的感知、全面的互联互通和深入的人工智能；智慧教学环境中主要用到物联网、大数据和人工智能来感知学习环境和学习者特征、营造学习情景，主动提供学习资源、自动记录和评价学习结果；智慧教学环境建设为培养具有良好的价值取向、较强的行动能力、较好的思维品质、较深的创造潜能的人才，提供环境保障。
智慧教学环境主要具有如下特征：①?ρ?习者和环境的感知，比如，通过一些传感设备（物联网）实时控制教室的温度、湿度、亮度等，为学习者提供最为舒适的学习环境；②个性化资源的推送，在智慧教学环境中，可以实时感知学习过程，并主动推送个性化的学习资源；③对学习结果的记录与分析。智慧教学环境通过对学习者学习过程的记录与分析，可自动分析学习者的特征和学习情况，并产生相应的学习报表或者学习建议；[4]（4）智慧教育最根本的特征是要实现教育信息化的终极目标。
二、智慧学习环境的建设现状
当前智慧教学环境的建设正在如火如荼的进行，部分高校已经建成了智慧教学环境示范区。为深入研究智慧教学环境的建设与应用情况，笔者对部分高校的智慧教学环境示范区进行了实地考察，发现当前的智慧教学环境可分如下几类：
1.普通多媒体教室的改造升级
在已经建设成功的“智慧教室”中最为初级的是普通多媒体教室的升级版，此类教室只是对普通多媒体教室进行了装修和改造，使得教室中的座位灵活、舒适，其多媒体设备配置更加先进。当前改造成功的多媒体教室中基本都安装了高清投影、交互式电子白板或互动式大屏幕、无线扩音系统等。
2.课堂互动工具应用型
当前智慧教室中的互动系统种类繁多，比较常见的主要包括：利用台式电脑通过局域网进行互动、利用Internet进行远程的互动教学、基于手机或平板电脑的互动系统：
（1）基于台式电脑的互动系统。这种类型的教室中，每个学生座位上配有一台台式计算机，通过相关的互动软件，可实现师生之间、学生之间在网络环境下的实时互动交流，包括教师单独辅导，下发、上传资料等。
（2）基于网络的远程直播、互动系统。为实现跨校区之间、跨区域之间的教学直播互动，部分院校建设了“远程直播”教室。在此类型教室中通过高清摄像机、直播管理系统，可实现远距离直播、互动等功能。此外，通过录播控制系统，也可以实现对教师授课过程的自动录制和保存。
（3）基于智能手机或平板电脑的课堂互动系统。有些学校的“智慧课堂”可以看到基于手机或平板电脑的互动系统，此类互动系统可以让师生之间通过智能手机或平板电脑进行互动，下发、上传资料，也实现了学生实时投票、抢答等功能。另外，此类课堂互动系统已经初步实现记录课堂教学过程，并对授课情况可进行初步分析与统计。
3.教学资源库及社会化软件应用型
（1）有些地区或学校建设了相应的资源库或学习平台，便称之为智慧教育环境。
（2）还有些学校可利用微信、QQ等社会化软件实现新生注册、宿舍查询等功能，他们把这些社会化软件的简单应用说成了智慧校园。[5]
4.环境友好型
（1）教学环境的提升
部分智慧教学示范区中教室颜色鲜艳、明亮，走廊和学习区温馨、清爽，桌椅板凳舒适、灵活，教室里面配置了中央空调、电动窗帘等，整个示范区使学生能感受到愉悦、清新。但在信息化智能技术的应用方面，很少看到大数据分析系统、物联网、云计算等新型技术的应用，因此，这些环境也难以称为智慧教学环境。
（2）物联网的初步应用
有些学校建成的“智慧教室”中开始使用一些初级的物联网设备，比如，显示温度、湿度、照度等参数设备。仅仅使用一些物联网设备也难以称之为智慧教学环境。
5.综合应用型
一些学校智慧教室中综合了各种前沿技术，我们似乎看到了智慧教育的影子。此类教学环境中：教室实现有线和无线网络的全覆盖；教室外安装了人脸识别系统和RFID考勤机，这些系统采集的数据可直接传送到教务系统；可以感知教室的温度、光线等，并可实现自动控制；开发了基于云计算的教育资源库和移动学习管理系统；此外，还有智能控制系?y、增强现实的互动演示和视频会议系统、自动录播系统等。[6]
三、现阶段高等院校智慧教学环境“智慧”的缺失
通过对智慧教育内涵的研究，结合智慧教学环境的建设现状，发现现阶段“智慧教学环境”的建设与传统教学环境相比已经有了很大的提升，但还没真正实现“智慧教育”。下面笔者对照智慧教育的概念与特征，从环境建设、技术的运用以及对人才培养的支持等方面对现阶段的“智慧教学环境”加以分析：
1.对环境和学习者的感知
感知学习情景涉及学习者特征分析、传感器技术和自动推理等方面的应用，通过信息采集、动态建模和情景推理三个模块来实现[7]，要感知学习情景，物联网和人工智能技术是必不可少的。目前，智慧教学环境中对物联网技术的应用还处在最初级的对基本环境的感知方面，比如，温度、湿度和光线的感知，缺乏对物联网的深入应用。要实现对学习者特征的自动识别，必然用到人工智能、学习分析等技术，但在目前的智慧教育环境中还没有看到成功案例。
2.智慧教育资源的提供
智慧资源是指以培养具有21世纪生存技能的智慧创造者为目的，支持智慧学习和智慧教学活动的有效开展，具有泛在性、情景感知性、联通性、进化性、多维交互性和个性化智能推送等核心特征的新型数字化学习资源[8]。在智慧教育资源的建设和应用过程中：首先，用到大数据分析技术，对学生的学习特征和学习情况进行全面的分析；其次，通过人工智能等技术实现向学习者进行优质教育资源的精准推送；第三，可通过物联网、大数据和人工智能来全面感知学习环境，利用VR技术营造更为真实的学习情境。在当前建设的“智慧教学环境”中，虽然可以看到丰富的学习资源和互动工具，但它们并没有达到智慧资源的标准。
3.对学习结果的记录与分析
Siemens认为学习分析是：“关于学习者以及他们的学习环境的数据测量、收集、分析和汇总呈现，目的是理解和优化学习以及学习情境”[9]，学习分析必然会用到学习科学、人工智能、大数据等方面的理论和技术。目前我们看到的是一些授课软件对课堂的记录与初步的数据统计，并不能达到学习分析的标准。在对教学过程的记录过程中，通过自动录播系统，可以实现对教学过程的自动录制，但这种记录只能是机械的记录，缺少智能成分。
4.对教育目标的实现
智慧教育最根本的特征是要实现教育信息化的根本目标，即“要破解制约我国教育发展的难题，促进教育的变革与创新；要对教育发展具有革命性影响”[10]。要对教育发展产生革命性影响，智慧教学环境应做到如下几点：首先，要改变知识产生、传播和管理的方法和模式，让知识变得触手可及；其次，要支持学习者的终身学习、职业发展和自我价值的实现；第三，要营造良性的教育生态环境，使学习者能随时、随地开展所需的学习。显然目前的“智慧教学环境”还不能支持实现教育信息化的根本目标，因此还难以称之为智慧教学环境。
四、智慧教学环境建设建议
通过上述分析可以看出智慧教学环境的建设还处在初级阶段，目前建设的很多“智慧教学环境”只能说是现代教育环境，还不能称之为智慧教学环境。要真正实现智慧教学环境，还需要在教育理论、技术和方法等方面大幅提升。结合上述分析，本文对智慧教学环境的建设提出如下几点认识：
1.强化顶层设计，准确定位，系统规划
智慧教学环境的建设是一个系统工程，它包括校园环境、教室环境、硬件设施、软件系统，甚至还包括教师的教学理念、方法，学生的学习习惯、方式等方面的内容。因此，智慧教学环境的建设首先需要明确目标，强调顶层设计，对我们将要实现的目标进行系统的规划。
2.遵从事物发展规律，循序渐进，稳步推进
智慧教学环境的建设是一个长期的过程，不可能一蹴而就。在智慧教学环境的建设过程中还伴随着教学方法、理念的转变。因此，智慧教学环境的建设应该在系统规划的基础上分阶段开展，循序渐进地做好每个阶段的工作，最后才有可能实现真正的智慧教育。
3.明确智慧教育本质，平心静气，不忘教育根本
智慧教育的本质是利用信息化手段，为学习者的学习提供更优质的环境、更人性化的服务。智慧教学环境的建设必然用到云计算、物联网、大数据和人工智能等技术；智慧教学环境必然能给师生提供更便捷的教与学支持，让学生可以开展任何时间、任何地点、任意方式的学习；智慧教学环境必然给师生提供丰富的、个性化的资源和及时的教与学的分析报告；智慧教学环境可以支持实现教育信息化的根本目标。满足了上述条件才可称之为智慧教学环境，切不可将简单的环境改造、软件应用和资源建设冠名为智慧教学环境。
智能制造系统的特征篇3
【关键词】制造技术；生产模式；柔性；信息；对策
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过nc、mc、cam、fms、cim、ims等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(imt)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(lp)与独立制造岛(ami)
20世纪90年代美国麻省理工学院(mit)提出精良生产(lp)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以gt为基础，以nc机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。ami是发展
（二）敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(am)，am是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。am的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。
虚拟制造(vm)是国际上提出的新概念。vm与am联系密切。vm的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(vmt)和虚拟制造系统(vms)意义重大，美国称am为21世纪制造业发展战略。
（三）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(cim)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是cim的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(im)是美国出版研究im和ims书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。
（二）加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
（四）建立与发展我国自主的nc、mc、cad、cam、fms、cat、cim、ims等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(ce)、敏捷制造(am)、精良生产(lp)、智能制造(im)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
智能制造系统的特征篇4
关键词：自动编程；实时防碰撞；故障预警与诊断；智能机床。
1引言
数控机床是数字化控制技术与精密制造技术有机结合的机电一体化产品，是关系到国家战略地位和体现综合国力水平的战略性物资，其水平高低和拥有量是衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控机床产业是国民经济发展的基础装备产业，是装备制造业中的重中之重。数控系统就是数控机床的“大脑”，随着装备制造业的飞速发展，对数控系统的要求将会越来越多，包括数控系统的信息化处理，智能化、网络化应用等。将自动编程技术，防碰撞技术以及一些特殊算法及特殊工艺集成到数控系统中进行可行性研究，以实现数控系统的智能化升级，从而提高产品自身的性价比、满足国民经济增长对数控机床发展的需要。
2智能化数控系统的功能
（1）能够精确地显示刀具运动，直观显示铣削，以及深孔钻削等工序时的排屑和断屑机理等动态过程。
（2）知晓自身的加工能力/条件，并且能与操作人员交流，共享这些信息；
（3）可以通过短信的形式将报警信息、机床维护信息通知服务人员，从而大大缩短了客户等待服务的时间。
（4）能够自动监测和优化自身的运行状况；
（5）具备自学习与提高的能力；
（6）符合通用的标准，机器之间能够无障碍的进行交流。
与普通数控系统的主要区别在于，智能化数控系统除了具有数控加工功能外，还具有感知，推理，决策，学习等智能化功能。
3数控系统的智能化升级
智能化数控系统主要通过、实时防碰撞、自动编程、故障预警与诊断等功能来提高机床的加工精度、效率，同时降低人工成本、制造成本。
3.1自动编程
智能化数控系统的工艺规划与编程应综合考虑数控机床结构、加工工件形状、工艺系统的物理特性和加工环境，优化加工参数和运动轨迹，从而保证加工质量和提高加工效率，智能编程需要逐步积累经验与知识，建立相应的数据库和知识库。在数控系统上实现基于特征的自动编程功能，是数控系统领域的技术突破，代表了数控编程技术的发展方向。开发基于特征识别的自动编程系统，其主要包括以下几个方面：
①.研究智能特征识别技术，实现能够从零件3D模型中自动识别出车削回转体零件的典型加工特征
②.建立工步排序经验知识库，实现智能工艺路线规划模块。
③.集成刀具管理模块和工艺参数支持模块。
④.实现工步排序经验知识库的自学习。
⑤.实现经验库的提取和合并功能，并开发一套基于网络的智能接口，实现机床与机床、机床与网络服务器之间的经验分享。
3.2实时防碰撞
在数控系统上实现实时防碰撞技术是保障加工安全的重要方法。加工过程中一旦发生碰撞，轻则损坏刀具和工件，重则损坏工作台面甚至主轴，造成机床的损伤。
要实现实时防碰撞功能，不但要知道刀具当前的位置，还要知道刀具的运动趋势，及刀具在下一段的运动轨迹，对下一段刀具轨迹扫掠面形成的实体与工件及夹具等做碰撞干涉检测，快速判断是否发生碰撞，如果发生碰撞，通知系统做相应处理。
①.开发机床、工件及工夹具的三维模型导入功能，确定机床的碰撞风险区域，以此为基础实现系统对加工过程中可能发生碰撞的提前预测，并通过报警提示用户或者停止加工。
②.实现在手动操作机床时对可能发生的碰撞进行保护，当刀具进入碰撞风险区域时，系统将禁止其进入，并报警提示。
3.3故障预警与诊断
数控系统上通过图形化的智能预警和诊断功能，应用通过对机床设备状态的实时监测，对机床的故障隐患和精度损失进行分析预测，并以图形化的方式对用户进行提示和诊断引导。该功能将每一部件的I/O点状态、电气或机械原理通过图形方式展现出来，便于用户直观地监控其工作状态，诊断相应的电气故障，如图1所示对数控车床顶尖的诊断图形化界面。系统将基于系统底层信息实现网络化的智能接口，支持远程的诊断应用。这一系列的手段可以保证用户尽可能地减少停机时间，降低维护成本，保证系统的精度、动态性能的持续维护，让机床维持良好的工作状态。主要包括以下研究内容：
①.系统可基于一系列系统数据和设备信号的采集，系统内置的数据分析和预测技术可以对主轴及进给系统过载等异常情况进行预警，并通过图形化的方式提示用户进行相应的维护和修正，可以大大降低故障和报警实际发生的概率。
②.在发生故障时，系统将弹出相应故障的警示图标，用户可以通过图形化的智能诊断功能，根据故障诊断经验知识库，按照系统提示一步一步进行故障排除。
③.实现远程诊断接口支持，如果用户无法排除，还可以通过可扩展的智能接口向机床售后部门发出远程协助请求，机床制造商的专家可以通过远程诊断软件帮助用户定位故障，并向用户给出故障排除方案甚至直接远程修复。
④.实现针对精度校准、性能修复、耗材补充等维护工作的预警提示。
参考文献
[1]张兴旺.数控化发展趋势-智能化数控系统[M].科海故事博览.科教创新，2009（4）.
[2]吴宝海，张莹，罗明，李山.现代数控机床的智能化发展及应用[M].航空制造技术，2008（17）.
[3]领木正人，宫田昌典，徐旭初.数控机床的防碰撞系统[M].制造技术与机床2007（11）.
智能制造系统的特征篇5
关键词：智能化；HVAC系统；系统集成；节能；故障维修
中图分类号：TU83文献标识码：A
国民经济与市场经济飞速发展以提高，在快速的发展社会主义的建设的同时，环境保护和能源的合理充分利用也逐步成为社会的关注焦点。各种建筑物如雨后春笋一样，建筑中的设备的数量和复杂程度都有不同的程度的提高，这样使得设备耗能提高，而且研究表明建筑耗能在社会耗能里占了很大的比例。智能化设备管理是有效的降低建筑耗能的措施之一。
1智能化设备管理的重要作用
节能减排事业正在逐步的发展中，国家大力支持节能事业。节能市场大门逐步打开，建筑设备中的智能化管理在节能工作中有着举足轻重的地位。我国重要通过量大途径实现建筑节能：一是在建设期间使用环保型，节能型的建筑材料。二是在建筑运行过程中，对暖通空调系统采用智能化管理控制模式，通过系统优化，提高能耗利用率。相关人士认为智能化设备管理就是对暖通空调等机电设备进行自动化控制，达到高效，便捷的目的。
节能也就是最大力度的提高能源的利用率，这事关社会的发展。进一步研究表明建筑的暖通空调设备的运行情况对节能又有着重要的影响。为使设备安全，高效，稳定的运行，能及时的排查出设备的故障，就需要采取智能的管理方法，以减少能量的多余的浪费。
在过去传统的设备管理系统中，种种迹象表明，当设备的工作能力减弱时，设备人员才会考虑是否应该检修设备，或者相关人员会根据是否到了检修期了而决定检修与否，往往设备的最大检修期是一个理论值，而设备在实际运行中遇到的问题，与周遭的环境都是设备制造时无法预料的。所以这样就会造成一系列的问题：首先是如果在设备到了检修期才检修，小故障也许已经为必须大修的故障，这样维修费用就会大幅度的提高。其次设备的运行状态不能及时正确的统计。并且当设备出现明显故障时，设备往往不能正常运行，设备停运，不能提供正常的服务，这样必然会对客户造成不可忽视的不同程度的损失。其次，故障很有可能不仅仅是局部问题，有极大的可能是必须更换主要零件的地步，这样也会是维修成本提高。然后就是很多故障在停运后也许就不会表现出来，这样就给寻找故障带来了困难，从另一方面增加了维修费用。
由此表明，传统的设备管理系统将被时代淘汰，旧模式已经不能满足现代社会可持续发展的要求，努力研究探索新型节能的管理模式是当务之急，只有智能化的，自动化，高效的管理系统才能提高节能效率。
2智能化设备在暖通空调系统中的应用
空调系统的智能控制就是运用节能中的应用计算出智能控制器，并配合其他的一些仪器对空调系统的设备和运行参数进行有效的控制，从而达到运行节能的目的。目前应用于空调系统的智能控制技术主要是模糊控制和神经网络控制技术。这两种控制已经应用于许多领域，这些模糊控制在中央空调中的应用提供了理论基础和时间经验。
最近几年，有人已经研究了相对较先进的智能化管理设备。主要是通过实时监控各个设备的运行情况，收集设备运行数据，通过中央处理器对收集到的数据进行分析处理，快速判断出各设备的当前的运行状况。HVAC系统是一个具有关联性的系统，在众多的运行数据中，只要有一个运行数据不正常，则会牵连其他数据变化，以小到大，影响整个系统。
即便HVAC系统相对复杂，但层次分明，由众多子系统组成。所以一旦发生故障，它总是属于某个层次的，这个层次的某几个参数就会变化。从而根据提出的诊断模型，对各个参数进行分析，做出正确的诊断。不同的研究对象要选择不同的参数。
针对制冷系统。空调系统的内在参数直接反映系统的性能，所以这些内在参数经常被先做特征参数。但有些故障只靠内在特征参数是不能及时准确的分辨出来的。故可以利用内在间接特征参数与实验，理论分析相结合确定变化范围。除此之外，还可以利用外在参数进行故障研究。也就是通过对各种设备的电机的用电情况进行系统检测，通过各种外在参数与用电情况的关系来检测故障。
针对供暖系统。HVAC系统主要是研究制冷系统的故障，对供热系统的故障研究相对较少。HVAC系统主要是从两个方面检测供暖系统的故障的：一个是预处理器，一个是分类器。各种方法和各种特征参数是针对不同的研究对象而言的，要因材施教，不能一概而论。这样才能正确的判断故障原因从而快速解决故障。
通过以上简要的分析，知道了要解决特征参数，然后故障需要找到不同的空调系统的将这些参数汇总，构建一个数据库，方便通过故障参数数据与正常状态的数据相对照，进而判断系统的运行情况是否正常。
数据库建立好了后需要训练和改进，实时更新。因此需要编制软件，将各个模块联系起来，实现人机对话。最后利用专业知识来训练。
在系统设计好投入使用之前必须先进行实验系统运行，在实验过程中找到不足之处，加以改进，从而满足实际需要。
结语
经过上文的对智能化管理的重要性和在HVAC系统中的简单应用的探讨，可以知道传统的管理模式已经不能满足社会发展的。减少耗能量就急需通过智能化的管理模式来实现。设备的故障测定和维修需要及时发现，及时补救。虽然设备的智能化管理在暖通空调中的应用还有不足之处，有很多问题需要进一步的探究与讨论，但是不可否认，无论是从经济角度还是建筑节能角度来说，智能化管理模式都对暖通空调的故障测定和维修都做出了巨大贡献。
参考文献
[1]朱明喜.暖通空调系统的节能工程设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012（7）.
[2]李树江，吕梁年，王向东，等.暖通空调制冷系统建模与控制现状及发展趋势[J].沈阳工业大学学报，2007，29（3）：300-306，311.
[3]张旭科.浅谈暖通空调系统的节能问题[J].价值工程，2011，30（6）：242-242.
智能制造系统的特征篇6
[关键词]电子商务；档案管理；特点；智能需求
毫无疑问，随着电子商务的发展，智能化的电子商务将逐渐走入人们的日常生活。电子商务智能化是指利用数据仓库、数据挖掘技术对客户数据进行系统地储存和管理，并通过各种数据统计分析工具对客户数据进行分析，提供各种分析报告，如客户价值评价、客户满意度评价、服务质量评价、营销效果评价、未来市场需求等，为企业的各种经营活动提供决策信息。或者说电子商务智能化是企业利用现代信息技术收集、管理和分析结构化和非结构化的商务数据和信息，创造和累计商务知识和见解，改善商务决策水平，采取有效的商务行动，完善各种商务流程，提升各方面商务绩效，增强综合竞争力的智慧和能力。而电子商务档案管理的智能化将是电子商务智能化的一个靓丽的奇葩。电子商务档案是电子商务活动过程中各经济主体直接形成的具有保存价值的各种形式的原始记录。随着电子商务时代的来临，众多的电子商务活动将产生包括电子邮件、电子签名、电子合同、支付帐单、交易记录、产品资料等大量的有别于纸质文件的数字文件。同时企业在信息化管理、生产和科技活动中也会形成越来越多的存储在硬盘、光盘、网络硬盘、移动硬盘等存储介质上的电子文件。面对如此众多的商务档案既需要对其进行收集、归档，使之条理化、系统化、科学化，同时又要确保电子商务档案的完整性、有效性、真实性与安全性。因此，智能化的电子商务档案管理是目前电子商务档案管理的必然趋势。
一、电子商务档案的特点
电子商务档案与其它类型的纸质档案相比具有明显的数字化特征：1.具有虚拟性。与其他档案存在形式相比，电子商务档案具有明显的虚拟性特征。首先，电子商务行为本身发生在虚拟的网络传输空间。其次，电子商务活动各环节产生的交易信息和记录具有虚拟性。例如，根据电子商务的交易内容，它首先涵盖了通过网络实现的原材料的查询、采购、产品的展示、定购到发货、储运等一系列以实物商品为内容的贸易活动。其次，电子商务还包括网上商品信息的提供。其三，包括各种计算机软件，娱乐节目的联机定购，联机数据库的查询，网上信息咨询服务等等。其四，提供支付手段的电子银行和其他金融服务毫无疑问这些商务活动所产生的档案文本都具有显着的虚拟性特征。2.具有复杂性。电子商务档案通过数字信息存储在存储介质上，人们用肉眼无法直接识别，更无法直接进行手工操作管理，只有借助于计算机系统才能进行解码，才能转化成人眼可以识别的记录。同时，随着计算机技术的发展，存储在各种介质上的电子商务档案信息的信息格式、规范、传输协议、链接方式、存储形式不尽相同，这就客观上造成了电子商务档案信息的复杂性。3.具有集成性。相对于纸质档案信息的单一性来讲电子商务档案信息无疑具有集成性的特征。现存的电子商务档案信息不但是文字或数字信息，而且可以很方便地将图像信息、音频信号、视频图像等不同媒体形式的信息记录在同一份文件上，使其达到声像并茂，真实地记录商务活动的各个环节。由此可见，对电子商务档案的管理应针对其特点，在档案的归档、保存、利用方面尽量提高其智能化程度，以符合时代的智能化需求。