智能裝備的發(fā)展與檢測(cè)

汪華

摘 要：文中介紹了智能裝備的定義及發(fā)展經(jīng)歷，分析國(guó)內(nèi)外智能裝備的發(fā)展歷程，我國(guó)應(yīng)從學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)逐步過渡到具有中國(guó)特色的“中國(guó)制造2025”，走自主創(chuàng)新的道路。強(qiáng)調(diào)智能裝備對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的推動(dòng)作用，并成為時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。智能裝備迅速發(fā)展的同時(shí)，智能裝備的檢測(cè)技術(shù)需要不斷改革、創(chuàng)新，確保智能裝備行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能裝備；工業(yè)4.0；中國(guó)制造2025；在線檢測(cè)；信息交互

前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云處理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的裝備制造業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的技術(shù)革命，促生了一種全新的技術(shù)形態(tài)與行業(yè)模式，即智能裝備。所謂智能裝備，是指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。

在國(guó)際工業(yè)制造行業(yè)中，最具代表性的智能裝備模式為德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”，這是一種全新的技術(shù)革命，被認(rèn)為是未來工業(yè)革命的先行愿景。通過數(shù)字化和信息的互聯(lián)互通，推動(dòng)智能生產(chǎn)成為一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的自主監(jiān)控，將使生產(chǎn)對(duì)市場(chǎng)和客戶的需求做出快速調(diào)整。

“工業(yè)4.0”作為目前國(guó)際上最具影響力的技術(shù)革命概念，是德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上提出的概念。它描繪了制造業(yè)的未來愿景，提出繼蒸汽機(jī)的應(yīng)用、規(guī)模化生產(chǎn)和電子信息技術(shù)等三次工業(yè)革命后，人類將迎來以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。“工業(yè)4.0”概念在歐洲乃至全球工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域都引起了極大的關(guān)注和認(rèn)同。我國(guó)作為現(xiàn)代技術(shù)革命的踐行者，響應(yīng)國(guó)際工業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，也提出了具有我國(guó)特色的“中國(guó)制造2025”。

1 我國(guó)智能裝備的發(fā)展

我國(guó)制造裝備產(chǎn)業(yè)目前整體上卻仍處于相對(duì)較低端的水平上，智能裝備制造業(yè)仍處于由自動(dòng)化向智能化發(fā)展的初級(jí)階段，一些行業(yè)甚至連基本的裝備自動(dòng)化都沒有完成。但隨著我國(guó)不斷深化改革創(chuàng)新，智能裝備的產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈迅速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2010年工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和儀器儀表、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人及其系統(tǒng)等部分智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域銷售收入超過3000億元。但是，作為一個(gè)正在培育和成長(zhǎng)的新興產(chǎn)業(yè)，我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)仍存在突出問題，主要表現(xiàn)在：技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，新型傳感、先進(jìn)控制等核心技術(shù)受制于人；產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)小、散、弱，缺乏具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的骨干企業(yè)；產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，高檔和特種傳感器、智能儀器儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)、高檔數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人市場(chǎng)份額不到5%。

根據(jù)我國(guó)此前公布《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展路線圖》，其中明確提到，在“十二五”期間將突破九大關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)、推進(jìn)八項(xiàng)智能測(cè)控裝置與部件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、提升八類重大智能制造裝備集成創(chuàng)新能力和促進(jìn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)六大重點(diǎn)領(lǐng)域的示范應(yīng)用推廣。同時(shí)，將圍繞以下方向進(jìn)行重點(diǎn)攻堅(jiān)：

關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)：圍繞感知、決策和執(zhí)行等智能功能的實(shí)現(xiàn)，針對(duì)測(cè)控裝置、部件和重大智能制造成套裝備的開發(fā)和應(yīng)用，突破新型傳感原理和工藝、高精度運(yùn)動(dòng)控制、高可靠智能控制、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)安全、健康維護(hù)診斷等一批共性、基礎(chǔ)關(guān)鍵智能技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)制造裝備和制造過程的智能化提供技術(shù)支撐。

核心智能測(cè)控裝置與部件：圍繞重大智能制造成套裝備研發(fā)以及智能制造技術(shù)的推廣應(yīng)用，開發(fā)機(jī)器人、感知系統(tǒng)、智能儀表等典型的智能測(cè)控裝置和部件并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

重大智能制造成套裝備：突出制造業(yè)所需裝備，針對(duì)石油化工、冶金、建材、機(jī)械加工、食品加工、紡織、造紙印刷等制造業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)字化、柔性化、智能化的需要，通過集成創(chuàng)新，開發(fā)一批標(biāo)志性的重大智能制造成套裝備。

2 智能裝備的檢測(cè)

智能裝備技術(shù)作為一個(gè)新興的技術(shù)范疇，不同于傳統(tǒng)的裝備制造技術(shù)。為確保智能裝備技術(shù)穩(wěn)定、平穩(wěn)的發(fā)展，智能裝備的檢測(cè)技術(shù)或手段必須圍繞其技術(shù)原理做出相應(yīng)的改革與創(chuàng)新，在確保傳統(tǒng)裝備檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化智能裝備中新技術(shù)的檢測(cè)手段與方法，并逐步提出適用于智能裝備檢測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。針對(duì)智能裝備的技術(shù)特點(diǎn)，我們提出了以下檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)。

2.1 關(guān)鍵智能零部件的檢測(cè)

智能裝備的構(gòu)成是在原有制造裝備的基礎(chǔ)框架上，增加智能控制模塊或相關(guān)智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，這些智能零部件的質(zhì)量好壞直接影響智能裝備系統(tǒng)的性能與穩(wěn)定性。為確保智能裝備的功能，必須在供貨源頭進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，強(qiáng)化智能零部件的檢測(cè)與質(zhì)量監(jiān)督，并通過不斷的工作實(shí)踐，編寫適用于智能裝備零部件檢測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。推進(jìn)智能裝備零部件的質(zhì)量監(jiān)督體系完整，從而保障智能裝備零部件的產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)品檢測(cè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷滲透到工業(yè)、金融、農(nóng)業(yè)、銷售等行業(yè)，“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代已經(jīng)來臨。“互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)品檢測(cè)”是一種全新的“在線檢測(cè)”模式。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，工業(yè)企業(yè)可以將機(jī)器等生產(chǎn)設(shè)施接入互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)，進(jìn)而使各生產(chǎn)設(shè)備能夠自動(dòng)與計(jì)量檢測(cè)系統(tǒng)交換信息、觸發(fā)動(dòng)作和實(shí)施控制。產(chǎn)品檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)在線分析、處理、修正生產(chǎn)制造過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這一檢測(cè)技術(shù)的形成，為智能裝備的檢測(cè)提供了更人性化的技術(shù)保障。

2.3 智能裝備系統(tǒng)軟件檢測(cè)

監(jiān)控軟件作為智能裝備系統(tǒng)的重要組成部分，其重要性無異于人類的大腦，它擔(dān)負(fù)著人機(jī)交互、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、邏輯控制、信息記錄等重要功能。人機(jī)界面是否友好、邏輯運(yùn)算是否準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)庫(kù)是否合理等性能指標(biāo)直接影響智能裝備系統(tǒng)的整體使用效果與智能化程度。所以說，對(duì)于智能裝備系統(tǒng)軟件的評(píng)估或檢測(cè)尤為重要，軟件功能是否完備、數(shù)據(jù)庫(kù)是否安全、功能模塊是否加密、多個(gè)進(jìn)程是否沖突、安裝運(yùn)行環(huán)境等軟件特性是主要的評(píng)估或檢測(cè)對(duì)象。

3 結(jié)束語

不論是“中國(guó)制造2025”，還是具有世界影響力的“工業(yè)4.0”，智能裝備技術(shù)的發(fā)展與革新已經(jīng)成為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流。當(dāng)它帶來更加先進(jìn)生產(chǎn)力的同時(shí)，智能裝備的檢測(cè)技術(shù)也應(yīng)不斷發(fā)展與創(chuàng)新，以便適應(yīng)不斷智能化、人性化的智能裝備。檢測(cè)技術(shù)的提高與完善是實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是確保智能裝備業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展的必要保障，它是中國(guó)走向國(guó)際先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的前提與保障。

參考文獻(xiàn)

[1]王喜文.中國(guó)制造2025解讀[M].2015：25-50.

[2]華海敏.全球制造業(yè)的顛覆——工業(yè)4.0[M].2015：89-100.