时间：2023-06-08 09:14:36
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇智能制造研究分析，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
【关键词】装备制造业；创新能力；因子分析
一、引言
装备制造业作为我国的基础性和战略性产业，其发展水映了一个国家的自主创新能力、产业竞争力和在全球价值链分工中的地位。我国装备制造业经过多年发展，已经形成了相当规模和一定技术水平的装备制造业体系，并成为经济发展的重要支柱产业。但我国装备制造业“大而不强”的特征明显，呈现出一定程度的产业“空心化”现象，技术创新能力不足已经成为装备制造业升级的瓶颈因素。关于装备制造业的技术创新能力评价问题，近年来引起许多学者的关注。陈红梅（2009）将AHP和DEA模型引入技术创新能力评价领域，对装备制造业的行业技术创新能力进行绩效评价。商潇丹（2007）认为影响装备制造业技术创新能力的主要因素是创新投入水平、创新产出实现效益水平和创新环境。王章豹等（2006）认为必须通过技术创新、组织创新、制度创新的有效互动来推动装备制造业的结构升级。柳喜花（2006）利用灰色关联度评价法对我国装备制造业技术创新能力进行了测算和分析。这些文献都从某一层面对我国装备制造业创新水平进行研究，无法了解我国装备制造业自主创新能力整体不足的主要根源。基于此，本文运用因子分析方法对技术创新能力进行全面评价，了解我国装备制造业整体产业技术创新能力的优势和劣势，为制定我国装备制造业产业发展战略提供科学依据。
二、指标体系的构建
（一）指标的选择
本文在构建我国装备制造业技术创新能力评价指标体系时，遵循指标选取的科学性、可比性、代表性及可获取性的原则，构建如下指标体系。
（二）模型设定
三、实证分析
（一）样本选择及数据来源
因子分析法对样本数有一定的要求，为提高测评的准确性，我们在进行主成分分析时，将样本数据扩大到制造业29个行业，从中再挑出装备制造业七个行业进行综合评价和实证分析。原始数据主要采集自《中国统计年鉴》、《中国工业统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》以及国家统计局网站公布的2010年“大中型企业自主创新统计资料”。
（二）因子分析步骤
1.KMO统计检验及Bartlett球形检验。当KMO值越大，表示其越适合进行因子分析，若其值小于0.5，则不适合进行因子分析。检验结果显示KMO的值为0.724>0.5，所以适合做因子分析。
2.根据主成分法提取公共因子，前4个主成分的累积方差贡献率达到91.627%，选取前4个因子为公共因子。由旋转后的结果可以看出第一公因子的特征值最大，为5.559，方差贡献率达到了34.774%，第二因子、第三因子以及第四因子的方差贡献率分别为26.726%、23.276%、6.881%。
3.由旋转后的因子载荷阵可知，第一因子在科技项目人员数、RD项目数、新产品开发项目数、有科技活动企业数、RD项目经费支出、新产品开发经费上的载荷远远大于其他指标的载荷，可定义为技术创新保障因子；第二因子在科技活动人员占从业人员比重、新产品产值比重、新产品销售收入占主营业务收入比重、RD经费占主营业务收入比重、新产品劳动生产率上的载荷远远大于其他指标的载荷，它体现了我国在装备制造业创新资源的投入强度以及产出能力，故命名为创新资源投入产出因子；第三因子在技术改造经费支出、购买国内技术经费支出、引进技术经费支出、消化吸收经费支出上的载荷大于其他指标，可将其命名为技术创新转化吸收能力因子；第四因子只在每千人专利申请数上的载荷比较大，故将其命名为自主创新能力因子。
四、实证结果分析
（一）由表2中各因子的排名可知，交通运输装备制造业技术创新综合实力最强，该行业的投入产出因子F2和自主创新能力因子F4都排在第1位，远远高于其它行业。但是，从该行业的创新投入产出原始数据看出，其技术创新的投入较多，产出却较差，这说明位列首位的投入产出因子是由较大的创新投入拉动的。投入多，产出少，说明该行业整体运作能力相对较弱。该行业的专利申请数相对较多，说明其自主创新能力较强
（二）通信设备、计算机及其它电子设备制造业综合排名第2。其创新资源保障能力因子得分最高，但转化吸收能力因子位居倒数第1，创新资源投入产出因子及自主创新能力因子均排名第6位。说明虽然该行业技术创新整体投入较高，拥有较多的技术创新资源，但技术创新的转化吸收能力和产出能力及自主创新能力都很弱，该行业在创新资源利用上效率较低。
（三）电气机械及器材制造业技术创新综合排名第3。该行业创新资源保障能力因子排名第2，投入产出能力排名第3，转化吸收能力因子及自主创新能力因子均排名第5，该行业技术创新能力在创新资源保障及创新产出方面能力较强，但转化吸收能力及自主创新能力不足。
（四）通用设备制造业技术创新能力综合排名居第4位，其投入产出能力排名第2，转化吸收能力因子和技术创新保障能力因子及自主创新能力因子排名均为第4位，说明其投入产出能力较强，其他技术创新能力均一般。
（五）专用设备制造业和仪器仪表及文化、办公用器械制造业综合得分分别居第5位和第6位，这两个行业在创新资源保障因子及创新资源投入产出因子排名都比较靠后。但是，专用设备制造业的创新技术转化吸收能力排名第一，说明该行业在这方面做得比较好。办公用器械制造业在技术创新转化吸收能力及自主创新能力因子的排名均为第二，说明该行业在这两方面做的相对较好。
（六）金属制品业综合排名在最后一位，各个因子的排名也都比较靠后，自主创新能力更是排在最后一位。该行业属于传统的机械业，技术创新能力相对较弱，目前仍处于技术含量低的行业状态。因此，加大科技投入和产出，提升其整体运作能力和技术创新支撑能力是其首要任务。
五、几点相关建议
（一）加强装备制造业企业间的研发合作和产学研合作，实现各行业自主创新能力的同步发展。
（二）强化政府和金融机构的作用，创建良好的技术创新环境。
（三）增大企业研究开发投入强度，构建以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。
参考文献
[1]陈红梅.基于AHP和DEA的装备制造业行业技术创新能力综合评价[J].企业经济，2009（3）：
117-119.
[2]丁耀民.着力推进装备制造业技术创新[J].中国经贸导刊，2008（6）.
[3]王章豹，孙陈.基于主成分的装备制造业行业技术创新能力评价研究[J].工业技术经济，2007（12）：63-68.
[4]商潇丹.提升辽宁省装备制造业技术创新能力的研究[D].吉林大学，2007.
[5]杨华峰，申斌.装备制造业原始创新能力评价指标体系研究[J].工业技术经济，2007.
[6]王章豹，吴庆庆.我国装备制造业自主创新之问题透视与路径选择[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2006（5）：1-8.
[关键词] 喷雾干燥条件；吸湿性；含水量；吸湿率-时间曲线；吸湿速度
骨痹颗粒复方是由桑寄生、骨碎补、千年健、牛膝、鸡血藤、油松节、土鳖虫等组成的纯中药制剂，临床上用来治疗老年性关节炎具有很好的效果。喷雾干燥是骨痹颗粒制备工艺的重要工序。中药粉体的吸湿性一直是喷雾干燥领域研究的重点，但其研究内容多为考察不同制剂辅料[1]，以及粉体表面改性技术对中药粉体吸湿性的影响[2]。本文以骨痹颗粒复方为实验体系，通过考察不同工艺条件下喷雾干燥样品含水量与吸湿性能，建立吸湿过程动力学模型，结合扫描电镜技术，分析相关吸湿机制，为中药喷雾干燥工艺优化研究提供一种新的方法。
1 材料
BUCHI B-290小型喷雾干燥机（瑞士布奇公司）；S4800扫描电镜（日本日立公司） ；Waters2695高效液相色谱仪，Waters2998光电二极管阵列检测器（美国沃特世公司）；RE52AA旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；SK8200H超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）；754型紫外分光光度仪（上海光谱仪器有限公司）；赛多利斯MA30快速红外水分测定仪（德国赛多利斯有限公司）；GQ105管式离心机（上海市离心机械研究所）；岛津AUW120D电子天平（日本岛津公司）。
川续断（产地东北，批号111026）；怀牛膝（产地贵州，批号111026）；骨碎补（产地贵州，批号111026）；千年健（产地广东，批号111026）；鸡血藤（产地广西，批号111026）；土鳖虫（产地安徽，批号111026）；桑寄生（产地广西，批号111026）；油松节（产地安徽，批号111026）均购自亳州市中药材饮片厂，经本校吴启南教授鉴定，均符合2010年版《中国药典》（二部）要求。
2 方法
2.1 骨痹颗粒水提液的制备
按如下处方：川续断（25 g）、怀牛膝（15 g）、骨碎补（15 g）、千年健（15 g）、鸡血藤（25 g）、土鳖虫（10 g）、桑寄生（25 g）、油松节（15 g）称取总处方量145 g水煎煮2次，每次10倍量水。水提液经过4层纱布过滤得滤过液，旋转蒸发浓缩到相对密度为1.05 g・mL-1备用。
2.2 喷雾干燥工艺考察因素及其水平的确定
中药提取液的喷雾干燥工艺研究，一般以进出、口温度，空气流量，雾化压力，送料速度，送料密度及喷雾辅料为考察因素[3-6]。根据预实验并结合有关文献，本实验中选择进口温度（A）、送料密度（B）、送料速度（C）、空气流量（D）4个因素进行考察。为了确定各因素水平的考察范围，进行了如下单因素实验。
2.2.1 进口温度对喷雾干燥的影响 控制送料密度为1.01 g・mL-1，送料速度为15 mL・min-1，空气流量40 m3・h-1，选取进口温度分别为110，120，150，180，200 ℃，分析进口温度对喷雾干燥过程的影响。实验发现进口温度为110 ℃与200 ℃时均出现了黏壁现象。为了使客观存在的差异明显，在考察温度的影响时选择了120，180 ℃这2个水平。
2.2.2 送料密度对喷雾干燥的影响 控制进口温度为150 ℃，送料速度为15 mL・min-1，空气流量为40 m3・h-1，选取送料密度分别为1.01，1.03，1.05，1.10 g・mL-1，分析送料密度对喷雾干燥过程的影响。结果显示，送料密度为1.10 g・mL-1时物料过浓，在喷雾干燥过程中会发生喷头堵塞的情况。与上同理，送料密度选择了1.01，1.05 g・mL-1这2个水平。
2.2.3 送料速度对喷雾干燥的影响 控制进口温度为150 ℃，空气流量为40 m3・h-1，送料密度为1.01 g・mL-1，选取送料速度分别为5，10，15，20，30 mL・min-1分析送料速度对喷雾干燥过程的影响。实验发现送料速度为30 mL・min-1时，出口温度为48 ℃，粉末黏附在喷雾干燥室内壁上；而送料速度为5 mL・min-1时虽然干燥完全，但是喷干效率较低。送料速度选择了10，20 mL・min-1这2个水平。
2.2.4 空气流量对喷雾干燥的影响 控制进口温度为150 ℃，送料密度为40 m3・h-1，送料速度为15 mL・min-1，选取空气流量分别为20，30，40，50，60 m3・h-1分析空气流量对对喷雾干燥过程的影响，实验发现空气流量为20 m3・h-1时物料完全粘附在内壁。而在其他条件下均正常，但空气流量在60 m3・h-1时喷干用氮气使用过快，使空气流量无法始终保持在高流量，会出现无法准确控制条件的情况。于是空气流量选择了30，50 m3・h-1这2个水平。
综上所述，选择进口温度（120，180 ℃）；进样密度（1.01，1.05 g・mL-1）；送料速度（10，20 mL・min-1）；空气流量（30，50 m3・h-1）进行以下实验。
2.3 喷雾干燥实验设计
以上述因素水平设计平行比较实验，控制除考察因素以外的条件保持一致，考察不同喷雾干燥因素对粉体含水量与平衡吸湿量的影响。
2.4 粉体含水量与吸湿性的测定
2.4.1 含水量测定 样品在喷雾干燥完成后，立即采用赛多利斯MA30快速红外水分测定仪测定水分含量。
2.4.2 粉体的吸湿性测定 中药粉体的吸湿性能往往采用平衡吸湿量表征，但平衡吸湿量所代表的是物料达到吸湿平衡时的含水量[7]。有些物料虽然平衡吸湿量很大，吸湿过程却很缓慢；而有些物料在一定短时间内吸湿量猛增，之后却增长缓慢。所以平衡吸湿量只能衡量吸湿终点物料的特性，而不能反映物料吸湿过程的速度特征。为表征物料吸湿速率，本研究参考文献[8]，引入吸湿率-时间曲线以及吸湿初速度、吸湿速度、吸湿加速度等参数。以冀能较全面的表征中药喷干粉的吸湿行为。
平衡吸湿量测定方法：取样品约300 mg，精密称量，平摊于称量瓶中，厚度不超过5 mm，开盖置于干燥器中48 h脱湿平衡。精密称重后置于25 ℃，相对湿度75%的恒温恒湿箱中，每隔一定时间测定，计算吸湿增重，一直维持24 h。
喷雾干燥样品吸湿率-时间曲线的绘制：计算吸湿率，以吸湿率为纵坐标，时间为横坐标，绘制吸湿率-时间曲线。吸湿率=（吸湿后样品质量-吸湿前样品质量）/吸湿前样品质量×100%。
吸湿过程动力学分析：粉体吸湿过程数据一般可用多项式方程进行拟合，对喷雾干燥各样品的吸湿曲线数据进行回归拟合，可得到如下吸湿方程[9]。
由方程（1）～（3）求算各样品的吸湿初速度、吸湿平衡时间、吸湿速度与吸湿加速度。
2.5 微粒的形貌观察
取不同条件下制备的喷雾干燥粉末少许，固定于电镜样品台导电胶上喷金，然后在真空条件下进行成像观察。
3 结果与讨论
3.1 吸湿曲线的绘制与吸湿过程速度方程的计算与比较
骨痹颗粒喷雾干燥实验结果见表1。
为了表征不同喷雾干燥条件下粉末的吸湿特征，按照表3的拟合方程以2.4.2项下方法进行了数学计算，得到各组不同条件喷干粉末的吸湿初速度与吸湿平衡时间数据，见表4。按照表3的吸湿速度方程绘制出了吸湿速度变化曲线，见图1。
由表3，4中的数据可知，D2组的吸湿初速度最大，B2组的吸湿初速度最小，D2组的吸湿平衡时间最短，A1组的吸湿平衡时间最长。由表4中可知，吸湿加速度也不像文献[10]报导的维持在一个恒定的值，以A2组为例，由它的一元二次方程可知其吸湿加速度曲线呈“抛物线”型。即吸湿过程不是一个匀减速过程。由图1可知，同一组的喷干粉末吸湿速度变化情况也不一样。此处要说明的是，4组实验中均出现了吸湿速度变为负值的情况，作者推测这种情况基本排除实验误差的情况，原因可能是物料的吸湿性能由化学组成和物理性质共同决定，随着吸湿过程的进行，中药出现液化的情况，颗粒的物理结构渐渐消失，便会释放出一部分水分。由此可见不同喷雾干燥条件下，化学组成相同的喷雾干燥粉体的吸湿过程存在较大差异。中药喷干粉体的吸湿过程相对复杂，里面可能包含着很多相互影响的作用，其中的具体机制待进一步探究。
3.2 粉体微观形貌分析
按2.5项下方法，获取喷雾干燥粉末不同样品微粒的的扫描电镜图见图2。
温度下，均出现了较强程度的黏连，结合前面的含水量测定结果分析，认为过低的的进口温度与过高的进口温度均不利于喷雾干燥的进行，过低的进口温度导致含水量过高，而这诱导了粉末的黏性产生；过高的进口温度使粉末的含水量过低，不仅粉末吸湿活性更强，且粉末易于团聚也会加剧粉末的黏连。不同的进料密度下粉体的粒径出现了明显的差异，送料密度为1.01 g・mL-1，粉体的粒径在1～3 μm；而送料密度为1.05 g・mL-1，大部分粉体粒径都集中在6 μm左右。不同送料速度下的喷干粉体的形态与粒径未见明显差异。不同空气流速的粉体粒径也出现了明显差异，空气流速30 m3・h-1中大颗粒的数量明显多，粒径集中在4～10 μm；而空气流速50 m3・h-1粒径明显偏小，大部分集中在1～2 μm。另外实验也发现，除了120，180 ℃时粉末发生严重黏连之外，其他各组的粉末均呈现出了较优的球状，一般认为球形颗粒具有更好的粉体学性质，这也说明了骨痹颗粒的喷雾干燥温度控制在150 ℃左右较为适宜。
3.3 关于吸湿机制的若干分析
整个吸湿过程的主要影响因素有两大类：一类是制剂原料的物理特性，如制剂原料的孔隙率、含水量，粒径[11]、粒子的表面性质[12]等；另一类则是由制剂原料的化学特性，如化学基团所决定的制剂原料与水分子之间的吸引力。从本文的实验结果来看，喷雾干燥条件的不同，造成了粉体物理性质，如含水量、粒径等的差异，而这些差异也确实带来了粉体吸湿性能上的不同。
吸附理论[13]认为制剂原料吸湿的主要动力是水的扩散，环境中的水分子吸附于制剂原料表面，随着水分子浓度的增大，内外压差促使水分逐步向内部渗透。因而，中药的吸湿行为可以描述为水分子向内部扩散的一个过程，而此过程可以用FICK′s定理来描述[14]。dw/dt=-DA（dc/dx），式中，w为t时浸膏表面含水量，dw/dt为扩散速度，A为扩散面积，dc/dx为浓度梯度，dc代表表面的水分子浓度，dx表示扩散间距。“-”表示扩散方向为浓度梯度的反方向，即扩散物质由高浓度区向低浓度区扩散，D为扩散系数（其受多方面因素影响，如温度）。
由FICK′s定律可知，扩散面积、扩散系数、浓度梯度越大，水分的扩散速度越快，也就是吸湿性越强，反之则越弱。所以吸湿曲线的分析结果可以结合图2和FICK′s定理来得到合理的解释。
图2显示，由于温度较高，A2组粉末的含水量更低，其表面的活性基团具有更强的吸水活力。所以其在短时间内可以吸附大量的水，具有更高的吸湿初速度10.412 0 g・h-1。当表面吸附一定的水后，由于A2组粉末内部的含水量（2.66%）也很低，造成了内外大的浓度梯度，所以吸湿速度也较A1组更快（由图1中A图可以看出）。但随着内部水分的越来越多，内外水分子浓度梯度的减小，其吸湿速度也急剧减缓。而120 ℃粉末由于内外的含水量（6.79%）均要高，所以无论是外部的吸水速度还是水分向粉体内部扩散的速度都要慢，造成了总体吸湿过程的缓慢，吸湿平衡时间也更长为13.55 h。
图2中B2组的粉体粒径要比B1组明显大，可见相同质量的粉体，B1组的比表面积要比B2组大。由FICK′s定律可知，B1组的扩散初速度与扩散速度要比B2组快。所以B1达到吸湿平衡的时间也更短。这与表4和图1中B图的结果相符。在实验中发现随着实验过程的进行，粉体B1出现了部分液化的现象。其原因可能是随着吸水过程快速进行，诱导了粉体之间的黏性增大，导致粉体之间互相粘附，见图3。而此过程带来的影响是扩散表面积减小，扩散速度变慢。与此同时，也伴随着浓度差的影响，即随着水分扩散的进行，粉体内外的水分浓度差快速减小，进而导致扩散速度的进一步变慢。图2中D1、D2也可以通过上述原理来解释，在此不重复说明。
C1，C2图中粉体粒径未见明显差异，可见进样速度不同对粉体粒径的影响不大。由表2知，C1组粉体含水量为3.97%，C2组含水量为4.73%，可见含水量的差异也不大。由表2，3可发现，2组喷干粉末的吸湿拟合曲线很相似，每个时间点的吸湿率也相差较小。C1，C2 2组的上述结果再一次提示了粉体的粒径差异和含水量是影响粉体吸湿性的主要因素。
综上所述，根据实验结果，在本研究的实验体系中，可得较佳工艺条件为进口温度150 ℃，进料密度1.05 g・mL-1，进料速度20 mL・min-1，空气流速30 m3・h-1。在此综合条件下，得到的粉体具有较优的形态特征，并且具有较优的吸湿动力学过程，包括较小的吸湿速度，与较长的吸湿平衡时间。
4 结论
本文以骨痹颗粒水提液为模型体系考察了喷雾干燥条件对粉体的含水量与平衡吸湿量的影响。研究发现，喷雾干燥诸多工艺条件中，送料密度和空气流量对粉体的吸湿性影响较大，这对探索中药物料复杂体系喷雾干燥作用机制，指导实际生产具有参考意义。本研究所采用的研究方法与考察指标，亦可为评价中药物料改性条件提供借鉴。
[参考文献]
[1] 郭兴忠，杨辉，王建武，等.聚乙二醇表面改性sic粉体的物性表征[J].材料工程，2004，3（3）：8.
[2] 章波，冯怡，徐德生，等.粉体流动性的研究及其在中药制剂中的应用[J].中成药，2008，30（6）：904.
[3] 李智，韩静，岑琴，等.喷雾干燥法改善中药浸膏吸湿性的研究[J].中国药房，2007，27（18）：2115.
[4] 乌日娜，那生桑，包勒朝鲁. 复方沙刺颗粒剂的喷雾干燥工艺优选[J].中国实验方剂学杂志，2013，19（4）：56.
[5] 王秀良，向大雄，赵绪元.影响中药喷雾干燥制备浸膏粉的质量因素[J].中国药师，2002，11（5）：697.
[6] 王优杰，冯怡，杨胤，等.辅料对改善强力宁提取液喷雾干燥粘璧现象的作用研究[J].中成药，2012，1（34）：35.
[7] 杜若飞，冯怡，刘怡，等.中药提取物吸湿特性的数据分析与表征[J].中成药，2008，12（30）：1767.
[8] 赵立杰，冯怡，徐德生，等. 中药制剂原料吸湿特性与其物理特性相关性研究[C]. 烟台：中国药学大会暨第11届中国药师周，2011.
[9] 桂卉，严航，李静，等.乙肝宁水提取物中糖类成分吸湿性考察[J].中国实验方剂学杂志，2012，14（18）：33.
[10] 皮佳鑫，高旭，于，等.赤芍提取物的吸湿性及不同工艺和辅料对其吸湿性的影响[J].天津中医药大学学报，2012，4（31）：222.
[11] 丁志平，乔延江. 不同粒径黄连粉体的吸湿性实验研究[J].中国实验方剂学杂志，2004，10： 5.
[12] 吴斌，宗力. 微细化莲子淀粉理化性质研究[J]. 食品科技，2007，32： 69.
[13] 张春晓，张万喜，刘健，等. 有机高分子吸湿材料的研究进展[J].现代化工，2008，28： 14.
[14] 郑俊民.药用高分子材料学[M].北京：中国医药科技出版社，2000：156.
Research about effect of spray drying conditions on hygroscopicity of spray
dry powder of Gubi compound′s water extract and its mechanism
ZONG Jie1，2，SHAO Qi2，ZHANG Hong-qing2，PAN Yong-lan1，2，ZHU Hua-xu1，2*，GUO Li-wei1，2*
（1. College of Pharmacy，Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210023，China；
2. Key Laboratory of Chinese Herbal Compound Separation，Nanjing 210023，China）
[Abstract] Objective： To investigate moisture content and hygroscopicity of spray dry powder of Gubi compound′s water extract obtained at different spray drying conditions and laying a foundation for spray drying process of chinese herbal compound preparation.Method： In the paper，on the basis of single-factor experiments，the author choose inlet temperature，liquid density，feed rate，air flow rate as investigated factors.Result： The experimental absorption rate-time curve and scanning electron microscopy results showed that under different spray drying conditions the spray-dried powders have different morphology and different adsorption process. Conclusion： At different spray-dried conditions，the morphology and water content of the powder is different，these differences lead to differences in the adsorption process，at the appropriate inlet temperature and feed rate with a higher sample density and lower air flow rate，in the experimental system the optimum conditions is inlet temperature of 150 ℃，feed density of 1.05 g・mL-1，feed rate of 20 mL・min-1，air flow rate of 30 m3・h-1.
关键字：智能制造体系；整体架构；功能特征；柔性化
1 前言
智能制造是最新的制造模式之一，具有广阔的发展前景，智能制造从本质上说是一个智能化的信息处理系统，对外操控机器人的动作，完成产品的制造和加工。该系统属于一种开放性的体系，原料、信息和能量都是开放的。智能制造是新世纪制造业振兴的发展方向，是我国实现制造业跨越的必经之路。
2 智能制造系统研究现状
2.1 智能制造系统内涵分析
智能制造体系是上世纪八十年代有先进的工业化国家率先提出的，主要包含只能制造技术和智能制造系统两部分。总体来看，智能制造体系指的是应用集成工程的思想，通过制造软件专家系统、机器人视觉和控制等先进技术，最终达到智能装配生产线上的机器人能够在人工不进行干预的情况下完场生产任务。智能制造的目的是人的脑力活动转化为制造机器人的智能化思维。智能化制造体系的物理基础是智能化机器人，所必需的设备包括智能加工机床、工具和设备的智能化输送平台以及装配设备等。
2.2 智能制造体系国内外研究现状
智能制造在上世纪八十年代提出之后，在国际范围内形成了三个主要的研究中心，分别是美国、欧洲和日本。最初的内涵指的是智能机床，智能机床能够完场熟练机械师操作普通机床完成的所有功能，具有一定的智能性。后来的智能制造概念得到发展和延伸，进而形成了一种开放性的操作系统，日本于1990年完成了世界范围内第一个智能制造工厂，融合了人工智能技术的机器人同时具备视觉的触觉功能。相对而言，我国在该领域的研究起步较晚，九十年代后才申请成立了第一个智能制造国家级项目。在理论研究领域主要集中于智能制造基础理论分析、智能化单元制造与控制、智能机器人的研发等。
智能制造的应用正在世界范围内兴起，它是制造技术发展，特别是制造信息技术发展的必然，是自动化和集成技术向纵深发展的结果。然而，虽然智能制造得到了学术界的广泛重视和深入研究，然而却难以得到工业界的广泛应用和推广，同时近几年关于智能制造系统新理论方面的研究遇到了瓶颈，其问题在于智能制造系统的体系架构尚未研究透彻，同时对于智能制造系统的发展趋势没有比较好的掌控。
3 智能制造体系架构研究
3.1 智能制造体系整体架构分析
智能制造的总体架构自下而上包括业务层、运作层、功能系统、功能单元、支撑技术五个层次。智能生产线各个层次间相辅相成，联系密切，其中系统以需求订单为输入，以信息系统为核心，集成自动化上下料等多个子功能系统，以基本功能单元及支撑技术为依托，推动智能制造生产线的正常运作，实现大批量产品定制及个性化客户服务的目标，从而最大化地满足客户和市场需求。其中各个层次的内容及构成如下：（1）系统业务层：即系统目标，是为客户提供大批量定制产品及个性化的客户服务。（2）系统运作层：主要包含精益化、数字化和敏捷化等最新技术。（3）功能系统层：设备预警，优化加工参数，监控生产的全过程，精度检测的在线实现，最终通过信息技术系统进行集成。（4）功能单元层：此部分承担设备和加工装备的信息传输，使用传感网络和通信网络技术。（5）支撑技术层：系统设计技术主要有传感技术和模块化技术，设备故障诊断和维修系统，安全维护和设备及信号的有效识别。
3.2 智能制造体系亟待解决的问题
智能制造想要完全提出人工干预，实现完全意义上的机器自主控制与分析，就需要建立一个智能化、数字化、信息化程度较高的企业管理网络，通过该网络完成产品的设计、装配制造直至仓储物流的全过程控制，其中还包括问题产品和故障设备的自动处理和维修。但是现阶段我国制造装配企业在各个制造要素的互联互通方面存在不小问题，主要体现在智能制造体系各功能单元之间横向、纵向集成通讯、端口到端口的信号传输。数据格式、通讯协议和语言识别等基础性的内容还没有完全解决。随着物联网、大数据和云计算等最新技术的融合，各功能单元之间的通讯是必须要解决的问题。人机交互、设备与设备之间、生产制造和仓储物流之间的信息交互都是困扰智能制造体系构建和发展的一大难题。
4 智能制造体系发展趋势分析
4.1 智能制造体系柔性化发展方向分析
智能制造体系的柔性化方向石油柔性智能装配引发的，基本的基本思路为：柔性装配的研究层次从上到下分为柔性工装、柔性工艺规划和柔性车间调度。主要涉及的研究思路包含结构优化设计、工装驱动数据自动生成、装配顺序规划和分配方法研究以及智能调度技术。柔性化发展是基于只能装配生产线上可能出现的各种问题及产品，所提出的新型发展方向。这其中可变参数和柔性调度是最重要的研究领域。
4.2 智能制造体系精益化发展方向分析
精益化的研究发祥包括四个方面的内容：（1智能制造环境下的自适应快速换模技术；（2）设备自诊断、自适应和自修复技术所组成的全员设备维护技术；（3）生产流程自动化的3P技术，该技术能够将生产过程中的资源浪费在设计和工艺研究等源头环节中进行降低；（4）均衡混流生产技术，该技术是基于对生产计划的合理规划以及现场动态调整和调配等智能制造手段进行的。
4.3 智能制造体系敏捷化的发展方向
敏捷化主要有以下连两个研究方向：首先，对于客户订单变化的快速响应是只能制造的一大特点，通过前期客户需求的调查，在大数据分析的基础上，使用神经网络等算法对客户的订单可能发生的情况进行预测，并拟合相应的相应曲线，得到响应基本函数，然后优化设计生产关键因素，最终大幅度减少客户需求响应的时间。其次是对于功能单元的设计和配制。在使用智能制造生a线的时候，需要对参与生产的各要素（包括软件设计、硬件要求和工艺流程设计等）归类的功能模块划分。在功能划分之后组建各自成体系的模块单元，并配置相应的算法，以达到提升智能制造体系柔性化和可重构性的目的。
5 结语
工业时代经历了三次大的变革，现在的工业4.0时代最主要的特征是智能化和远程控制，重点在于利用互联网技术、物联网技术、信息处理技术和智能机器人技术，最终实现产品加工的更高层次的自动化。本文通过对智能制造体系的深入分析，认为我国虽在在该领域取得了举世瞩目的成就，但是在智能化的本质和原理方面的研究仍然不足，未来建议在智能制造柔性化、精益化和敏捷化方面开展研究。
参考文献
[1] 张明建. 基于CPS的智能制造系统功能架构研究[J]. 宁德师范学院学报（自然科学版）， 2016， 28（2）：138-142.
[2] 郑茂宽， 明新国， 李淼，等. 智能制造系统总体架构及发展趋势探讨[C]// 2013先进智能制造技术发展研讨会. 2013.
[3] 韦莎. 智能制造系统架构研究[J]. 信息技术与标准化， 2016（4）.
[4] 罗欣. 智能数控系统体系结构及其实现技术研究[D]. 华中理工大学， 2001.
【关键词】智能控制 机械制造 应用 探讨
一、引言
在人类发展的漫长过程中，技术是重要的一个环节，和人们的生活息息相关。智能控制技术作为20世纪科学技术发展的主要标志，是现代机械制造工业中最为热门的一项。智能技术和现代信息社会光电子技术成为了现代工业的支柱。本文将会针对智能技术和智能产业的发展前景和局限做出探讨，研究其在机械制造中的应用和发展。毕竟是受到世界先进国家的高度重视的智能控制技术，在机械制造工业中的应用前景还是很大的。
二、相关概念的基本定义
在详细介绍智能控制在机械制造中的应用探讨之前，先简单介绍一下其中基本术语的简单定义。
（一）智能控制
智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。
（二）机械制造
机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。
三、智能控制在机械制造中的应用优势
智能控制在机械制造中起到了一定的应用优势。如，帮助提升开拓市场的桥梁，智能加工工艺提高了整体的机械制造水平。当然，智能控制在机械制造中也对生产工艺产业的水准提高起到了决定性的重要作用。这些对智能控制的前景发展是具有非常重要的作用的。推土机主机架智能的理论在这里也是不容忽视的。
在机械制造中，机械设计实际上是一个模型的综合和分析的过程，在这个过程中由工人亲自操刀设计，进行一切的制造工艺，那是一个相当劳重的任务。因为这些任务不仅包括大量的计算、分析、绘图等数值计算型工作；还包括拟定初始方案，选择最优方案，制定合理结构等方案设计工作。如果在现代机械制造工业中大范围融入只能控制技术，这样就可以减少大批的劳力。因此，设计智能化已成为机械设计中一个很热门的研究课题之一，智能控制在机械制造中的应用效果也很好。减少机械自动化过程、减少制作时长，成为了智能控制在机械制造中最为主要的优势。
四、智能控制在机械制造中的不足之处
中国机械制造业经过几十年的努力已经具有相当的规模，智能控制技术的研究也已经逐渐成熟。智能控制在机械制造中的应用也有些年日，积累了大量的技术和经验。但是随着世界经济一体化的形成，智能控制在唉机械制造中的应用局限性也越来越明显。由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源，导致机械制造工业速度跟不上，智能控制技术在国外属于较为先进成熟的技术，在国内却尚属于新兴技术。因此，智能控制技术在机械制造中依然存在一些不足之处。笔者在经过探讨和研究智能控制在机械制造中的优势之后，也按着现在所面临的前所未有的工业行业激烈竞争局面整理出了智能控制的些许不足之处。
（一）企业应变能力差
今天的市场瞬息万变，需求多样化。机械制造行业如果想要在市场中占到头名，就要有先进的生产技术做支撑。然而，企业虽然响应国家号召，积极使用智能控制技术，可惜企业的应变能力差，按订单装配MTO，按订单制造MTO，按订单设计MTD，大规模定制MC，忽略了智能控制技术的根本，导致无法好好利用智能控制技术。这是智能控制技术在机械制造应用中最大的不足。机械加工行业的品种规格繁多，生产、采购异常复杂，如果能够好好利用智能控制技术，改善企业的应变能力，想必能够大幅度提升机械制造行业的生产力。
（二）成本计算不准确，成本控制差
人工成本核算一般只能计算产品成本，无法计算零部件成本。在机械制造行业中成本的费用分摊更是非常粗糙，没有办法进行精密而细致的预算、估算。在使用了智能控制技术之后，大量成本数据采集都是通过电脑计算机归集的，然而个别企业在使用操作不当，导致计算机的估算、预算数据准确性也很差，这样子非但不能利用智能控制技术提高机械制造工艺的进展，也不能控制成本计算精准度，协助控制成本。这种利用智能控制还不能提高成本计算准确度的难题也成为了限制智能控制在机械制造中应用的一大因素。一般机械制造行业都不进行标准成本的计算，也很少进行成本分析，因此成本控制差。
（三）信息分散、不及时、不准确、不共享
在机械制造业中，产、供、销、人、财、物是一个有机的整体，他们之间存在大量信息交换。利用传统的机械制造加工模式，全部都是通过人工管理信息的，这样的管理速度很慢。如果利用智能控制技术在行业中的应用，辅助管理信息则能够提高速度，然而目前在机械制造中的应用却显示，智能控制依然具有管理分散、缺乏完善的基础数据等不足之处。由此可见，要想将智能控制很好的应用在机械制造行业的各个部分，一定要先解决信息分散、不及时、不准确、不共享、大大影响管理决策的科学性等难题。
五、智能控制在机械制造中应用的提升探讨
如果管理工具落后，大部分企业就无法提升自己的产业管理工作或者加工进度，在机械制造类行业中，这些阻力更加明显。在前文中已经提过了关于智能控制在机械制造中的不足，接下来将针对机械制造中的应用管理方面，整理一些有建议性的改善方案，希望对于仍处于分散管理或微机单项管理阶段的智能控制应用有较好的提升和完善。
（一）共享和资源的优化配置
在机械制造中，很多加工链条都是采用一条龙这样一个完美的供应链管理系统。从科学的供应链管理里节约了大量的成本，共享和资源的优化配置，这是现代企业中都需要优先学习的管理方法。所以，在提升智能控制系统在机械制造中的应用效果时，最先考虑的就是如何利用智能控制提升共享资源的效果，并且优化资源配置，给客户提供最好的服务和商品。只有加入了这样的改动，才能够使得机械制造业发展更加飞速。是机械制造业就要找扩展ERP，做成一个非常完整的集成系统，减少集成的费用。“集成”两个字说起来非常简单，只要完善和优化智能控制技术在机械制造中的应用就好。
（二）增加智能控制程度
智能控制把计算机从数值处理扩展到非数值处理，这样的操作和改动使得计算机能够更好的为人类工业产业服务，智能控制技术就是在这种情况下发展起来的，包括知识与经验的集成、推理和决策，这些都是发展智能控制在机械制造中的巨大优势。只有力图使机械设计过程自动化发展，增加智能控制程度，才能够减少人类的劳累，并且提升社会生产产值。智能控制下的机械制造技术与传统的设计机械制造技术方法相比，智能控制在机械设计中有着不可比拟的优势，它不仅可以长期稳定工作、节省成本，还可以为专家知识特别是启发式知识提供存储手段和传授途径、易于继承。 （三）利用智能控制技术实现管理创新
机械制造企业是管理非常复杂的企业，目前管理中存在诸多的问题，智能控制在机械制造中的应用非常利于激烈的市场竞争环境。然而个别企业的利用率很低，不能够最大限度的发挥智能控制的应用效果。只有利用智能控制技术创新，实现管理和控制技术的双重创新，这样才能真正的提高智能控制技术在机械制造加工中的管理水平和发展速度。智能控制技术在机械制造中的优势是不容置疑的，然而因为不同的难题阻挠了智能控制技术的进步和发展，要想提升智能控制在机械制造中的应用效果，就必须按着控制理论的发展实现管理上的创新。
（四）增加相关科技技术的相互渗透
20世纪80年代以来，信息技术、计算技术的快速发展给国内的各项工业企业带来了一定的推动发展作用。现在兴起的智能控制技术要想在机械制造业中进一步发展，就必须要增加和其他相关学科的发展和相互渗透，这样才能够更好地推动机械制造的加工工艺，为科学与工程的研究带来不断深入的启发性质。要知道智能控制系统本身就属于控制系统向新兴科技的过度发展，如果能够增加智能控制系统与其他相关科技技术的渗透发展，增能够更好的带动智能控制在机械制造中的应用趋势。
六、结论：
在现如今的社会上，智能控制的产品已经多不胜数，有专项研究表明，这是一个非常具有前途的发展行业。本文在研究了智能技术在机械制造中的应用优势和局限性之后，经过借鉴和反思整理出了相关的建议。希望这些建议能够对智能控制在机械制造中的应用和发债带来一定的帮助。无论放在哪个时期来说，机械制造都是工业产业中最重要的环节，应当对其提起高度重视。
参考文献：
[1]宋建丽；邓琦林；陈畅源；葛志军；胡德金；；宽带智能熔覆高硬度火焰喷涂层组织和裂纹行为[J]；机械工程学报；2006年12期
[2]余廷；邓琦林；董刚；杨建国；张伟；；钽对智能熔覆镍基涂层的裂纹敏感性及力学性能的影响[J]；机械工程学报；2011年22期
关键词：辽宁工业发展；高端智能制造业；发展优势
一、高端智能制造业概述
高端智能制造业中包含了传统行业与新兴行业，在制造工艺方面充分引入现代智能技术，产品质量得到提升的同时在质量上也有很大的进步。辽宁地区传统行业中的高端智能制造业所占有比例比较大，在新型行业中仍然处于发展阶段。高端智能所体现的层面也有很大差异性，比较常见的是技术层面的高端创新，增大了对创新技术的应用比例，其次是在价值方面体现的高端智能，通过产品创新设计，在原有功能基础上增加了操作的智能比例，更符合商品的市场需求。由此可见辽宁开展高端智能制造业规划发展是一项长期项目，对辽宁地区的经济发展也有很强的持续促进作用。
二、辽宁高端智能制造业的发展现状分析
（一）发展具有绝对性优势
辽宁地区制造产业基础资源丰富，属于国家重点规划发展的重工业基地，在制造行业中的发展经验也十分丰富，因此与其他区域相比较更具有发展优势。尤其是重工业配电机械的生产制造，具有多项自主研究专利，在全国范围内也名列设计创新前茅。高端智能领域的制造发展在我国起步较晚，辽宁地区也率先进入到高端智能产品的研究行列中，拥有丰富的传统模式重工业制造经验，向高端智能转型自然也可以节省时间。统计辽宁占据全国前10位的制造产业共有58类，其中也包含了计算机等高端智能化产业，由此可见在开展高端智能制造领域中拥有绝对性的优势，但想要达到高端智能产业的全国领导性地位，仍然需要从根本上进行转型。
（二）高端智能制造业劣势分析
虽然制造产业的规模大，但在生产能力以及经济获利能力上并不相匹配，存在着规模大能力弱的现象。同时辽宁地区的工业发展习惯以密集劳动力来提升生产加工能力，这一点与高端智能产业存在理念上的冲突。虽然从表面分析辽宁的制造业经济收益在不断的增长，但密集劳动型的产业在技能创新上存在落后的现象，经济收益进步也是以劳动成本低为前提的，这样的经济体系建立后并不牢固，受高端智能生产冲击影响严重，想要实现高端智能制造业的全面发展，需要从根源上转变这一模式，大规模逐渐过渡到高精准，采用先进的技术方法来提升产量与经济收益，这样的发展计划才是长远可行的，并且能够帮助解决传统产业中所存在的问题。这种落后的发展模式对吸引外商投资也造成了极大的阻碍，下面是统计2009～2013年辽宁吸引外商直接投资的项目数量变化表格。
通过观察上述表格可以发现辽宁地区在高端智能制造业的外商直接投资项目数量上是逐年递减的，造成这一现象的原因与产业发展结构有直接关系，也就是上述文章分析的劳动生产形成原因。
（三）高端智能制造业发展机遇
经济全球化对各省份工业影响严重，对传统产业带来冲击的同时，全面接轨国际先进技术也为企业带来了全新的发展机遇。辽宁省如果能够紧跟潮流，抓住这次机遇在发展理念上做出转变，创造适合高端智能制造业发展的环境，在发展成果上会取得更大的进展。全球化科技发展浪潮所带来的机遇比较显著，大量的国外科技企业在转移过程中会选择国内的承接地，而辽宁省属于国内著名的制造业发展区自然被选择的机遇也是相对比较大的，辽宁工业产区适当的调整自身模式，必然可以获得更多的机遇。其次是金融危机环境下所带来的机遇，此时的机遇与冲击是并存的，受金融危机影响一些外国的高端智能制造产业竞争能力被大大削弱，正为辽宁地区的新兴企业创造了机会。一些高端生产设备的采购成本也因此而下降，专业领域人才也会重新考虑发展平台，为辽宁地区所开展的高端智能制造领域突破性发展创造有利基础环境。
三、辽宁高端智能制造业的发展策略
（一）从制度层面入手，建立适宜高端智能制造业发展的市场环境
市场氛围营造需要政府采取干扰措施，对现有的制度体系进行探讨，重点解决落实过程中所遇到的问题，通过这种方法也能促进企业更合理的利用资源，实现高端智能产业的资源优化利用。制定符合高端智能制造业发展需求的市场环境体系，市场公平环境的维护也十分重要，一些刚刚起步的产业在竞争能力上相对较弱，只有在公平的环境中才能够得到稳定发展。加大民营企业的扶持力度，这样可以帮助更好的协调现场工作环境，从根源上解决国营企业市场活性不足的问题。制定清晰的市场竞争制度，有利于市场环境下不同规模企业共同发展进步，政府要加大力度对私有财产的保护力度，发挥宏观调控作用，在如此的制度市场环境下才是最适合辽宁高端智能制造业发展的。政府对企业扶持同时也要考虑是否会造成企业的依赖性，要培养企业的自主创新能力，这样才能更快适应市场竞争环境，实现企业在高端智能制造领域上突破性的发展。
（二）转变发展模式，增强自主创新能力和竞争力
高端智能领域与常规的工业生产制造领域不同，决定企业发展前景的关键性因素是科技创新，传统工业制造中仅仅依靠提升劳动力生产量来实现经济收益增长，缺乏自主创新很难在高端智能领域占据有利位置，还会造成同行业之间的竞争能力下降。广州省在高端智能领域中的发展十分迅速，同时也吸引了大量外商直接投资，原因在于注重企业自主创新，企业都具有同行业中独特的竞争吸引因素，在此基础上所开展的规模扩大也更稳定，具有长期发展的潜质。辽宁高端智能制造业发展也应当充分借鉴这一模式，对传统的发展模式做出转变，注重企业经营理念创新，同时加大自主研发力度，在这样的工作模式下，企业的管理资源也能够得到高效利用，在同行业中更具备竞争优势，实现辽宁省智能工业的全面发展。自主创新能力是竞争能力提升的基础，企业在转型初期可能还不具备相关方面的能力，但经过一段时间的经验总结与技术积累，要逐渐向自出创新研发方面转型，更好的适应综合市场环境，达到预期的发展建设目标。
（三）鼓励中小企I发展，培育知名品牌，进而建立创新型产业集群
大型企业虽然在综合能力上比较突出，但仅仅依靠发展大型企业会造成辽宁高端智能制造业发展后劲不足，甚至还会造成市场垄断现象。针对这一问题，有效解决措施是扶持中小型企业，鼓励民营形式的高端智能制造企业发展，这样可以在市场环境中引入竞争，对国营企业发展也能起到激励作用。培育辽宁地区知名的高端智能制造品牌也是十分必要的，通过这种方法来吸引更多的外商选择投资，同时品牌形成后在市场环境中也更具有竞争能力，会有更多的消费者认可，为企业发展带来更多的经济效益。企业既要保障各自的自主创新研究体系，同时在经营发展过程中相互配合交流也是十分重要的，通过这种方法有利于企业做出更准确的自身定位。创新型产业集群的建立需要政府做出控制，建立公共企业交流平台，对平台的维护也要定期进行，确保其中所提供的信息与市场实际情况保持一致，这样也能够协调好发展资源利用问题。辽宁高端智能制造业发展要放眼世界标准，在生产制造技术与企业管理上与国际接轨，成为我国的智能制造业领导企业。增添新活力更要结合市场宏观环境来进行，开展高端智能制造业发展同时也要注重对传统工业的保护，以免影响到工人的就业生存，这样的配合发展模式才能更长远发展，达到企业的需求标准。
高端智能制造业是现阶段制造业的核心和基础，而高端智能制造业是高端智能制造业中技术含量高、附加值高和占据产业链核心部位的高端智能制造业。技术创新是高端智能制造业发展的关键性推动力，技术结构升级与高端智能制造业内部结构升级具有高度的耦合性。高端智能制造业是辽宁省重点发展的战略新兴产业之一。经过多年的发展，辽宁已经形成航空产业、轨道交通装备业、海洋工程装备以及智能制造装备四个细分领域内的行业领军企业，和以沈阳、大连为核心，以鞍山、抚顺、铁岭等为辅的高端智能制造业集群区域。通过这种全面发展规划的落实，对促进辽宁制造业进步也有很大的帮助。
参考文献：
[1]于新东，牛少凤，于洋.培育发展战略性新兴产业的背景分析、国际比较与对策研究[J].经济研究参考，2011（16）.
[2]黄英.高端发展引领装备制造业不断改造升级――关于鞍山高端装备制造业发展情况的调查报告[J].辽宁行政学院学报，2014（07）.
关键词：智能制造；机械装备制造；产业转型
中图分类号：F426.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0232-02
于2015年5月8月总理提出《中国制造2025》，而其主要的核心则为智能制造。因此，当前我国的发展趋势主要为智能制造。智能制造的提出有效的推动了我国信息产业化的发展，同时，智能制造也成为工业化转型的目标。在提升国民经济的过程中，智能制造发挥重要的作用，所以，机械装备在转型的过程中，需要明确智能制造的涵义，进而根据智能制造的优势，提升自身的内在竞争力，而这也就充分的表面，在转变机械装备制造的过程中要主抓智能制造。
1 智能制造是机械装备制造产业转型升级关键
1.1 智能制造
所谓智能制造，就是人类通过先进的科学技术研制出一种智能系统，尤其智能系统与人类合作完成一些任务，而其智能系统具有分析、判断、决策等多种功能。人类会通过与智能制造的合作，去探索人类大脑无法延伸的东西。而人类也会充分的利用智能制造去完成更多的工作，这种智能制造有效的代替了脑力劳动。
1.2 智能制造性质
作为新兴时代的产品，其新颖性独特性的概念更加得到人们的关注与认可，其主要具有自动化的功能，它可以不断的通过更新增强柔韧性，智能化和高度集成化使得智能制造的装置更加具有特色。其外，智能制造的装备也比较高端，其装备具有感知、决策、执行等多种功能，而且能储存大量的信息，以便于人类的使用。这种绿色制造产品，充分的快速的实现了信息化的转变，并在一定程度上帮助人们提升了工作效率，也为人类带来了巨大的经济效益。
1.3 智能制造对机械装备制造产业转型的重要性
当今时代，机械装备在市场的竞争力越来越激烈，机械装备要想在市场中占据有利地位，并且能深入发展，就要能跟上时代的步伐，在新的时代中发展并进行变革，这样才能凸显出自身的价值和地位，也才可以稳定于市场中。因而，对于机械装备而言，智能制造使其转型的重要途径。
2 机械装备制造的发展状况
以某地为主要实例，其地区在转变机械制造的过程中仍在采用传统的方法，即便这种传统的方式为机械产业带来了良好的经济效益，但却无法做到与时俱进，其中仍然存在大量的弊端，此地区作为机械制造生产的主要产地，其生产方式和产生的效益影响着国内的经济。为了确保政府制定的正常能继续扶持机械制造产业的发展，相关企业也应主动积极改变当前的工作现状。以智能制造为主，对产业结构进行相应的调整，使其能够逐步的形成具有影响力的产业，如数控机床、先进粮机装备，特种电力装备等相关的产业装备都能成为当前机械a业发展的目标。此外，伴随着近几年科技的机器人、互联网+、的产生，为相关引进大量人才，从中得知，不同层次的人才如何推动其机械装备的发展[1]。尽管本地区已经在合理的利用智能制造对机械装备进行转型，但由于大部分企业对于智能制造缺乏了解，进而导致企业在运用智能制造的过程中仍让存在大量的问题，而问题主要集中于以下几个方面：
2.1 研发能力较为薄弱
自主研发是当今时展的新兴的趋势，只有自主研发的产品才能速度的深入市场，而这也就充分的说明自主研发的重要性，但目前，智能制造在促进机械装备转型的过程中，并没有合理的做到自主研发，而是采用破旧的产品，进而导致智能制造无法在机械装备中发挥主要的作用[3]。
2.2 创新能力较弱
据研究，目前我国对于机械装备的创新并没有符合智能制造的要求，在技术装备和基础零件方面，其创新能力都比较薄弱，大部分机械装备在生产的过程中都缺乏可靠的依靠力，从而使得整个创新能力无法得到显著的提升。
2.3 企业缺乏动力
由于大部分机械装备在转型的过程中会遇到多种困难，进而使得部分企业缺乏积极的转变动力，在转型的过程中没有制定先进的方案和策略，也缺乏完善的管理方案，从而影响机械装备转型的效率[2]。
3 针对智能制造促进机械装备转型的策略
3.1 明确转型方案，确定转型目标
在利用智能制造促进机械装备转型的过程中，首先，相关部门要对市场进行调研，要能充分的了解机械装备在市场中情况，进而结合实际发展状况，合理的使用智能制造。但在此过程中，相关部门需要注重顶层设计，构建转型结构，明确转型方案，从而在转型时能够更加具有规范性和秩序性，这对于一个产业而言十分有利。另一方面，要想促进机械装备转型的效率。相关部门应引进科技人才，并形成一个完整的团队，促进团队之间的合作探究，加强对团队成员的培训，提升整个团队的素质。
3.2 抢占先机产业，抓住关键点
在进一步对机械装备进行改进时，相关部门要形成正确的改革观念，以创新的视角，寻找转型方向，并明确转型目标，进而抓住转型的主要关键点，这样企业就能着重的朝着转型方向发展。企业必须要为机械装备的转型的打通道路，只有真正的实现科技创新，才能赢得良好的成果。其次，企业要能大力发展新一代的产品，让能在信息化的时代中，积极的展开行动，并保证工作人员能进一步对产业的产品进行研究，进而建立完整的机制体制。与此同时，合作也是当前机械装备转型的关键点，企业要能与用户进行合作，从用户的反馈中获取大量的信息量，并让用户参与到其中，对产品进行研发、设计等，这样用户得到新的体验，就能为企业提供比较实际的信息，久而久之，企业就能增强研制效率。
4 结语
总而言之，在利用智能制造促进机械装备转型的过程中，企业必须要找到一条合适的道路，并在此道路上，探索更多有利于机械装备转型的方案，进而结合方案，进而人才引进，人才培养，只有这样，才能推动机械装备的发展，也才能保障机械转变在转型的过程中能为企业营造良好的经济条件，确保企业能健康的成长与发展。
参考文献：
[1]田伟.中国机械装备制造业国际化战略研究[J].经济研究导刊，2014（13）：12-34.
关键词：物联网；制造业；物流业；实时联动
中图分类号：F273.7 文献标识码：A
Abstract： At present， China is in the accelerating transition to a post-industrial phase. How to make modern manufacturing and modern logistics industry achieve win-win and joint development is a serious problem currently. With the application of IOT technology in the field of manufacturing and logistics， for the problem of combination of the traditional manufacturing processes and logistics processes in independent mode， this paper uses innovative IOT technologies and systems to build a manufacturing-logistics joint smart collaborative services platform based on IOT and demonstrates the effectiveness of the“manufacturing-logistics”real-time joint system.
Key words： the internet of things（IOT）； manufacturing industry； logistics industry； real-time joint
0 引 言
现代制造业的发展需要现代物流业的支撑，现代物流业的发展也要以现代制造业的发展为基础。目前我国正处于加速向工业化后期过渡的阶段，如何使现代制造业与现代物流业实现联动式共赢发展，是当前亟待解决的问题。制造业与物流业联动是制造业与物流业互相深度介入对方企业的管理、组织、计划、运作、控制等过程，共同追求资源集约化经营与企业整体优化的协同合作方式。制造业与物流业联动本质上是社会分工专业化的体现，即制造业与物流业各自专注于自身核心竞争力的培养与发展，最终实现“两业”联动双赢。
在传统的制造流程与物流流程独立运作的模式下，由于信息沟通的局限，制造与物流的业务逻辑在横向上缺乏关联，诸多环节上造成了计划可行性差，运作效率低下等问题。然而，当物流过程与制造过程各个环节实现横向联动，以上的问题将得到全面改观。物联网技术已成为制造物流产业联动的重要推动力。“物联网”的产生为建设面向制造―物流联动的智能协同服务平台带来了良好的契机。然而，当面向生产制造与物流服务互相深度介入、实现全面联动的这一新需求时，目前的物联网设备、技术和系统平台的发展仍无法满足其需要，这已成为制约制造业和物流业快速联动发展的重要障碍。
本文以“物联网”概念和相关技术的发展、普及应用为契机，以推动制造业与物流业在管理、组织、计划、运作、控制等过程的深度融合，并实现资源集约化经营与企业整体优化的协同合作为最终目的，提出了一套“制造―物流联动”协同决策服务信息架构。并在数据采集、信息整合、服务封装以及上层决策等多个层级开发了一系列物联网关键技术和系统平台，实现制造环节与物流环节的全面多维动态联动。
1 文献综述
1.1 “制造―物流联动”发展现状。从2005年始，国内研究者纷纷就本地区制造业与物流业联动发展现状开展深入的研究，并针对实际问题提出联动发展的对策及建议[1-2]；同时，运用计量经济学的灰色关联模型，得出福建省制造业与物流业的协调发展正处于协调与不协调的临界状态的结论[3]；应用灰色关联理论对广东省制造业与物流业的关系进行定量分析，得出广东制造业与物流业没有实现有效联动的事实，进而提出促进广东“两业”联动发展的一些建议[4]；从产业集群演化的角度分析制造业集群与物流产业的关系，并证实了长三角制造业集聚与物流业发展的耦合关系[5]；也有一些学者运用投入产出法，对中国物流业对制造业的关联波及效应进行分析[6]。目前我国在各环节中的“两业”联动存在以下问题：生产上游产品研发及设计的“两业”联动，涉及到物流基础设施的应用，我国物流业竞争市场规范化较差，管理水平和信息化程度相对较低；中游产品制造中与上下游企业之间信息不畅通，政策落实不到位，在物料需求、生产控制及销售控制上，制造业和物流业信息集成及信息共享不畅通等；生产下游中，产品从下生产线开始，经过包装、装卸搬运、储存、流通加工、运输、配送，直至最后送到用户手中的整个产品实体流动过程中，通过通讯及计算机技术、管理软件以及各种新思想和新方法来实现物流信息的共享、跟踪及JIT（准时制）物流是当前面临的重要任务之一。
1.2 物联网技术在制造及物流行业的应用。从当前技术发展和应用前景来看，物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面：（1）制造业供应链管理。如空中客车通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。（2）生产过程工艺优化。如钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度实时监控，提高产品质量，优化生产流程。（3）生产车间智能制造。具体包括：柔性生产和流程可视。（4）产品全生命周期监控。具体包括：单品管理、全程监控、绿色环保。
物流业是很早就应用物联网的行业之一。概括起来，目前相对成熟的应用主要在如下三大领域：（1）产品的智能可追溯的网络系统。如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等等。（2）物流过程的可视化智能管理网络系统。如基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流过程中可实时实现车辆定位、运输物品监控，在线调度与配送可视化与管理系统。（3）智能化的企业物流配送中心。
根据对制造和物流行业相关物联网设备的国内外发展趋势的分析可以得到以下几点结论：（1）RFID技术是物品自动识别领域的必然趋势。（2）多维制造加工和仓储环境信息的监控已成为制造和物流行业提升生产控制能力、服务质量的新需求，多传感器和传感器网络技术成为实现该项任务的基础技术。
2 面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台框架
本文提出的面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台框架如图1所示，包括四个联动层：最下层为设备联动层，用于制造流程及物流过程中的多维实时信息的采集；信息联动层把实时采集的信息进行统一整合，通过处理后形成标准的信息流；服务联动层通过标准的信息流输入，采用一系列的智能体，提供各种服务；最高层决策联动层包括一系列的决策应用系统，为制造过程和物流流程提供相应的指导，以此形成四层相互联动、统一优化资源的物联网驱动的绿色服务模式。
2.1 物联网驱动的制造―物流联动服务模式。物联网驱动的制造―物流联动服务模式主要包括纵向和横向联动服务模式，所谓横向联动，即在整个物联网过程的两个阶段：制造阶段和物流阶段，通过联动的方式优化其交叉资源，利用智能物联网感知设备把两个阶段无缝连接起来，形成相互融合和动态交互的横向联动模式；纵向联动即在物联网信息传递与使用的过程中的相互联动过程，该过程包括感知、处理、整合、应用几个层面，分别对应于四个联动层，因而形成上下层级之间的动态交互，最终达到纵横联动模式。该模式将以资源利用最优化为前提，以绿色化为目标，避免资源特别是各阶段、各层级紧缺资源的浪费，最终达到可持续性发展。
2.2 物联网驱动的制造―物流联动关键使能设备。本文的物联网驱动的制造―物流联动关键使能设备包括两类：一是多维RFID主动标签，另外是制造和物流信息统一集成网关。
（1）多维RFID主动标签。实现制造―物流联动环境下的RFID标签设备及实时数据可视化；针对特定制造―物流联动应用的GPS信息和3G视频模组及实时信息获取；针对制造―物流联动敏感环境（如保鲜食品仓，易碎物品仓）的多传感器智能主动式RFID标签设备及实时信息获取。（2）制造和物流信息网关。制造―物流联动信息集成网关包括制造信息网关和物流信息网关。这两类网关的主要任务是对所部署的传感器，数据采集设备提供标准化数据获取和传输接口，实现异构信息系统之间的平滑信息交换和整合。它们都提供一套数据获取、处理和交换的标准化接口，其功能主要包括：数据源标准化定义，实现对多样化数据源元素归一化描述，如数据提供源唯一地址描述，数据结构，数据查询条件的标准化描述；数据标准化处理，提供一种异构数据标准化转换的技术，将数据通过统一标准的描述格式返回给数据请求方；数据交换接口标准化，实现异构信息系统之间数据获取，更新和存储的通用方法和调用接口。
2.3 物联网驱动的制造―物流联动协同服务平台信息架构。物联网驱动的制造―物流联动协同服务平台信息架构主要包括以下几层：（1）设备联动层。设备联动层通过把制造和物流流程的数据进行感知采集，在制造流程当中，通过多种类的传感器，如生产线信息终端设备、手持式RFID终端、固定式RFID设备等把制造流程中各结点的信息如生产进度、车间在制品和成品等统一采集；在物流流程中，采用多维主动RFID标签、3G视频、GPS和RFID仓储管理硬件等设备把物流过程的环境信息、配送信息和仓储信息等统一整合，为制造―物流联动提供基础的数据支持。（2）信息联动层。信息联动层把设备联动层的信息进行统一管理，这一层主要包括两个信息网关，制造信息网关针对制造流程的感知信息进行统一的管理，物流信息网关对物流过程中的感知信息进行集中整合，两个网关之间相互实时交互针对两个阶段的资源进行统一管理，信息联动层的网关主要包括四个主要使能模块，分别是：①智能网关异构硬件管理模块：对接入物联网的硬件设备进行统一的管理，包括硬件MAC地址分配、物联网唯一标识管理、注册管理等；②基于ISA95的异构信息标准化模块：对异构感知设备获取的信息进行标准化处理，包括数据字段定义、数据格式描述、数据表达、语义分析、谓词诠释等；③层级化复杂事件处理模块：对海量事件进行分层动态处理，其中包括事件分类操作、事件组合管理、事件响应决策等；④动态工作流定义配置模块：针对制造―物流联动机制下的动态工作流管理，提供自定义和可重配的方法，其中包括流程结点定义、结点互联操作、流程配置服务和流程优化等。（3）服务联动层。服务联动层通过一系列的智能体对象，把信息联动层提交的数据进行处理，然后为决策联动层提供支持服务，该层主要的智能体包括：①实时制造资源智能体：把制造过程中的资源封装成智能体（Smart Object Agent），为制造流程提供资源配置、优化、协调和整合，以实现制造过程中制造资源的闭合管理；②实时WIP（work in product）智能体：制造过程中的在制品通过智能化封装后成为WIP智能体，为在实时在制品库存预测及管理、WIP优化等；③实时仓储资源智能体：仓储资源通过智能化封装后成为实时仓储资源智能体，这些智能体为制造和物流环节提供各种资源的实时信息服务；④实时车辆资源智能体：车辆资源通过多种传感器及智能化技术封装成车辆资源智能体，对物流的承载主体进行统一规划、合理调度、优化路径、实时监控等综合；⑤实时在途品智能体：物流过程中的在途品通过封装后成为在途品智能体，通过感知技术可以实时获得在途品的温度、湿度、气压等承载环境信息，以及在途品数量、状态等信息。（4）决策联动层。决策联动层通过服务层中各种智能体提供的服务信息，为一系列的系统提供支持，其中包括以下几个系统：传统制造应用系统（MES）、传统物流应用系统、JIT型实时对线配送系统、智能化WIP管理系统和智能化物流配送系统。其中传统制造应用系统（MES）、传统物流应用系统为企业现有系统，本文的决策联动层主要包括以下三个系统：①JIT型实时对线配送系统：制造―物流联动机制下的物联网，以控制原料库存、减低在制品存量，实现精细化JIT型生产为目的绿色管理模式，为各个生产厂商的基于生产节拍的原材料需求信息，以及所需物料的实时仓储位置信息进行智能规划、综合越库、转运以及直接配送等。②智能化WIP管理系统：在对制造―物流联动环境下的在制品进行最优化管理的前提下，控制各制造流程阶段的WIP数量，综合考虑物流成本、仓储成本等约束，在物流调度、路径规划、生产协同的基础上得到最优的组织方式，以达到绿色化的制造过程WIP管理。③智能化物流配送系统：在对原材料进行协同采购的前提下，利用实时动态化物流资源信息（包括仓储位置，载具，车辆等资源的信息），对多种类、多批次的整个物流过程进行规划、决策以及执行监管。
3 系统演示
3.1 生产联动物流。该情况为最经典的生产物流联动过程，核心决策环节为生产车间子系统：由生产车间的实时生产流程拉动配送和仓储环节提供生产物流服务，常见于生产计划的调整余地较小、调整成本偏高、或调整难度大，而物流资源（例如配送车辆和仓储空间）较为充足而具有较大调整空间的生产企业中。针对该情况，开发了基于RFID的智能生产线实时管理系统，其运作情况如图2所示。
3.2 物流联动生产。该情况的核心决策环节为仓库子系统：由仓库实时状态（仓储空间的释放计划、客户成品需求/供应商供货节拍、及预设仓储策略等）拉动生产车间及物流车队进行生产与配送出/入库计划。此情况多见于珠三角及沿海发达地区，由于企业不断扩大生产规模，却无力扩大仓库面积而造成。针对该情况，开发了基于IOT的成品物流规划与管理系统，其运作情况如图3所示。
4 结论与展望
本文从制造―物流联动物联网背景入手，利用创新的物联网设备、技术和系统构建了面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台，并详细介绍了该平台的信息架构。具有以下三方面的特色：（1）面向制造―物流联动的物联网智能协同服务平台的服务模式。（2）物联网背景下制造―物流联动中的整合规划、合理利用和资源优化。（3）提出一套适用于制造―物流联动物联网下的关键使能设备。
本文以制造物流联动为切入点，将企业生产和仓储、物流流程在多环节紧密衔接，并集中应用物联网技术，通过“集中式共享、服务化运营”的策略在工业园区和大型集团集群企业中进行应用推广，个体企业应用物联网技术的种种弊端将被屏蔽和缓冲。
参考文献：
[1] 李江虹，常春英，陈思嘉，等. 广东省物流业与制造业协调联动发展探析[J]. 物流技术，2011（23）：34-36.
[2] 段雅丽，樊锐，黎忠诚. 湖北制造业与物流服务业协调发展现状及对策分析[J]. 物流技术，2009（9）：11-14.
[3] 陈春晖. 基于灰色关联的福建省制造业与物流业联动发展研究[J]. 中国市场，2012（2）：15-18.
[4] 李松庆，苏开拓. 广东制造业与物流业联动发展的灰色关联分析[J]. 中国集体经济，2009（15）：104-105.
[5] 刘雪妮，宁宣，张冬青. 产业集群演化与物流业发展的耦合分析――兼论长三角制造业集群与物流产业的关系[J]. 科技进步与对策，2007（9）：161-166.
[6] 梁红艳，王健. 物流业与制造业的产业关联研究――基于投入产出表的比较分析[J]. 福建师范大学学报（哲学社会科学版），2013（2）：70-78.
[7] 蒋照连，黄峰，吴丽娟. 物流业与制造业联动发展策略研究[J]. 福建论坛（社科教育版），2010（4）：41-42.
[8] 建红，汪标. 物流业与制造业联动发展研究综述[J]. 生产力研究，2012（2）：246-248.
[9] 庞文英. 浅谈我国制造业与物流业的联动发展[J]. 物流工程与管理，2009（11）：1-10.
[10] 胡红云，林希. 我国制造企业生产物流的发展现状、问题与对策[J]. 重庆科技学院学报（社会科学版），2011（2）：89-91.
[11] 叶茂盛. 现代物流业与制造业升级互动关系探析[J]. 市场周刊（新物流），2007（10）：62-63.
[12] 王自勤. 制造业与物流业联动发展内涵与理想模式研究[J]. 物流技术，2012（15）：27-31.
互联网+人工智能+制造新时代
李伯虎认为大数据是智能制造的战略资源，大数据的感知、采集、存储、通信、分析、可视化等技术都是智能制造技术的一部分。
因此，要想提升大数据在云制造中的应用率，大数据发展一定要和制造业技术深度融合，同时要和信息通信技术发展深度融合。“所以，我的观点是‘互联网+人工智能+制造’，这个时代正在到来。我们现在把大数据当做智能制造核心支撑中的很重要的组成部分，从感知、采集开始，到存储、通信、分析、可视化，把大数据和信息技术、人工智能技术结合起来进行研究。” 李伯虎说。
同时，李伯虎强调，大数据在智能制造的发展必须要和应用结合，不清楚制造业的特性和制造产品的行业特性，就会连采集什么样的数据都不清楚。采集的目的不是为了采集，而是为了改进制造流程，因此要对模型、算法等有一定基础的理解才可以顺利完成大数据的采集和应用。
技术、产业、应用协调发展
目前工业大数据研究刚刚开始，李伯虎认为其突破点是技术、产业和应用的协调发展。比如说以应用牵头，利用大数据技术可以p少制造时间，降低污染，提升产品质量与服务；在系统改进中需要利用各种各样的技术，而技术后面又必须要有产业支撑，将其工程化。即应用牵头系统，系统牵头技术和产业，在系统和产业改进以后，以改进后的系统再去推广新应用，达到良性循环。这其中，人才、技术创新体系，政策支撑都不可或缺。
购物车(0)
