智能制造装备的发展现状及未来趋势分析

　　智能制造装备是高端装备的核心，是制造装备的前沿和制造业的基础，已成为当今工业先进国家的竞争目标。作为高端装备制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现，发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级，提升生产效率、技术水平和产品质量，降低能源资源消耗，实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。

　　一、智能制造装备发展现状

　　1.美国

　　美国是国际智能制造思想的发源地之一，美国政府高度重视智能制造的发展，并且已经把它作为21世纪占领世界制造技术领先地位的基石。从上世纪90年代开始，美国国家科学基金（NSF）就着重资助有关智能制造的诸项研究，项目覆盖了智能制造的绝大部分，包括制造过程中的智能决策、基于多机构（multi-agent）的智能协作求解、智能并行设计、物流传输的智能自动化等。2005年，美国国家标准与技术研究所（NIST）提出了“智能加工系统（smartmachiningsystem，SMS）”研究计划。

　　智能加工系统的实质是智能化，该系统的主要目标和研究内容包括：

　　（1）系统动态优化。即将相关工艺过程和设备知识加以集成后进行建模，进行系统的动态性能优化；

　　（2）设备特征化。即开发特征化的测量方法、模型和标准，并在运行状态下对机床性能进行测量和通信；

　　（3）下一代数控系统。即与STEP-NC兼容的接口和数据格式，使基于模型的机器控制能够无缝运行；

　　（4）状态监控和可靠性。即开发测量、传感和分析方法；

　　（5）在加工过程中直接测量刀具磨损和工件精度的方法。

　　2011年，美国总统奥巴马宣布实施包括工业机器人在内的先进制造联盟计划，立即得到同日发布的“实现21世纪智能制造”新报告的积极响应。在这份由美国智能制造领导联盟（smartmanufacturingleadershipcoalition，SMLC）公布的报告中，不但描绘了该领域未来的发展蓝图，而且确定了十大优先行动目标，意图通过采用21世纪的数字信息技术和自动化技术，加快对20世纪的工厂进行现代化改造过程，以改变以往的制造方式，借此获得经济、效率和竞争力方面的多重效益。

　　2.日本

　　日本于1990年首先提出为期10年的智能制造系统（IMS）的国际合作计划，并与美国、加拿大、澳大利亚、瑞士和欧洲自由贸易协定国在1991年开展了联合研究，其目的是为了克服柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）的局限性，把日本工厂和车间的专业技术与欧盟的精密工程技术、美国的系统技术充分地结合起来，开发出能使人和智能设备都不受生产操作和国界限制，且能彼此合作的高技术生产系统。

　　3.欧盟

　　欧盟于2010年启动了第七框架计划（FP7）和地平线2020项目；制造业强国的德国，继实施智能工厂（Smartfactory）之后，又启动了一个投入达2亿欧元的工业4.0（Industry4.0）项目。德国政府2010年制定的《高技术战略2020》计划行动中，意图以未来项目“工业4.0”奠定德国在关键工业技术上的国际领先地位，并在2013年4月举行的汉诺威工业博览会上正式将此计划推出。“工业4.0”概念最初是在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，目前其已上升为国家级战略。