智能制造引领我国机床产业走上强盛之路

【编者按】中国机械工程学会监事长宋天虎日前表示，在未来的20年，中国智能制造装备产业，应牢牢抓住发展的战略机遇期，本着“创新优先、重点突破、技术融合、夯实基础、多元投入”的原则，面向传统产业改造提升的需求和战略性新兴产业发展的需求，融合集成先进制造、信息和智能等技术，实现制造业的绿色化、数字化和智能化。

机床，作为目前工业设备加工制造最重要的设备之一，正在不断向智能化迈进。

为了进一步推进高端装备智能化步伐，国家出台了《“十二五”高端装备制造业产业发展规划》（以下简称《规划》）将智能装备发展转型、卫星及应用发展专项目前已经开始落实，这表明高端装备制造业的发展规划已进入实质操作层面。

数据显示，目前智能装备的产业规模约为3000亿元，市场多被国外厂商垄断，国内厂商市占率低，智能仪器仪表与控制系统为10%，工业机器人与专用装备为20%，中档数控机床为20%，高档数控机床为1%。而《规划》制定的目标是，到2015年，销售收入达到1万亿元，国民经济重点产业所需高端智能装备及基础制造装备国内市场占有率达到50%；2020年销售收入达到2万亿元，国内市场占有率达到70%。

智能制造要素

近20年来，微电子、通信、计算机、人工智能、控制和图像处理等多学科的突飞猛进，为智能机器的发展奠定了基础。

宋天虎指出，尽管智能机器的种类千差万别、任务多种多样，但从其科学技术的本质上来说，主要包含三个基本要素，即感知、决策和执行。

感知功能主要表现在智能机器的信息输入，就像人的五官负责采集工作环境的数据一样。感知技术主要是传感器技术和通信技术，前者负责将实际工况的物理特性转换为智能机器可理解的数字量，而后者则负责将数字量快速、无误地传递到智能机器的决策层。

决策功能是智能机器能做到智能性的表现，就像人的大脑对感知到的信息作出判断并为下一步的动作发出指令。决策技术主要是人工智能技术及智能控制技术，它要求智能机器能够实时地、闭环地处理各类工况，而不仅仅是完全按照预定程序进行开环执行。

执行功能就是决策系统的命令必须得到执行，而执行需要由一系列动作来得以实现，就像人的运动系统在大脑的命令下产生实际动作一样。实现动作功能的主要技术为执行机构技术，包括所谓的手臂和手爪、移动平台、驱动器，同时也涵盖了执行机构的控制器，如电机控制器、压力控制器等。

智能制造技术特征

追根溯源，智能制造的技术特征主要有以下四点：

首先，智能性是智能制造的核心。智能性表现为对工作环境的自动识别与判断，其工作指令根据反馈信息自动生成。智能性也是智能制造技术上的难点，尽管目前人工智能技术已经获得了较大的突破，但相对于人的智能而言，智能制造技术的聪明度还很低，尚有较大差距。

其次，综合性是智能制造技术的集成技术，有典型的交叉学科性。然而，任何一个单一技术的突破，也都可为智能制造技术带来革命性的转变。

再次，智能制造技术要求对现实工况作出快速反应。人能够快速地对各种不可预知的突发情况做出实时的响应，这就要求智能制造技术也必须有此能力才能保证工作任务的完成。目前，实现这一目标还有不小差距。

最后是实现技术的交互性。智能制造技术必须能够理解人的意图和思想，必须实现与人和社会的交流。例如语音识别技术和语音合成技术，就是帮助智能制造时能“听”懂人类的语言，并将自己的回应转化为语音“说”给人们听。人机交互技术的本质就是让智能制造技术具有与人交流的能力，并且这一交流过程越自然越好。

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