智能制造技術的特征精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇智能制造技術的特征，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：機械制造；智能化技術；發展趨勢；機械產業；機械化 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH16 文章編號：1009-2374（2016）31-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.030

20世紀50年代，我國在機械化產業方面開始了發展，隨著時代的進步，機械制造產業愈來愈重要，對我國的整體經濟水平的發展有著帶動作用。在機械制造技術的應用過程中，就能促進整體的機械產業發展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技術的應用下，從機械制造的效率以及時間和質量等諸多方面都有著進步。通過從理論層面對機械制造技術發展和智能化技術發展趨勢進行探究，對實際應用起到積極促進作用。

1 我國機械制造智能技術的特征體現和發展現狀分析

1.1 我國的機械制造智能技術的特征體現分析

我國的機械制造產業的發展比較迅速，在機械制造智能化的系統發展逐步完善。從這一智能系統的特征來看，有著其虛擬性，在制造的設備方面對不同來源的企業和車間等，其在物理位置上是能夠分步的。從邏輯層面來說，能組成共同邏輯制造單元。另外，在機械制造智能系統的自治性特征上比較突出，這一特征的體現主要在生產管理層面表現得比較突出，這一系統的自比較強，能夠使突發事件在處理能力上得到有效加強，從而實現自動調整等。還有是在動態性的特征上表現得也比較突出，能結合不同物理資源和外部環境進行邏輯制造單元的科學化配置。

機械制造智能技術是不斷發展和完善的系統。在智能化系統的發展中，是從傳統制造技術上進行逐漸發展的，也是機械制造技術的最新發展階段，對傳統機械制造產業以及新技術的成果等都有著吸收和應用，能結合自身的發展加以調整，形成新的技術群，在這樣的技術發展促進下使得機械制造智能化的作用能夠充分呈現出來。不僅如此，機械制造智能技術也是系統化的工程和全球化的技術，在這些特征方面都有著鮮明的呈現。

1.2 我國的機械制造智能技術的發展現狀分析

從當前的機械制造系統的發展情況來看，數字化技術是比較重要的技術，這一技術的應用有著高效性、高精度的特征，在數字技術的支持下，能促進機械制造產業的進一步發展。在現階段的發展條件下，對制造產業智能化以及集成化發展產生影響的就是數控技術，這一技術使得機械制造的智能化目標得以有效實現。自我國改革開放以來，在機械化的技術產業發展上已經有了很大程度的進步，機械制造的水平以及產品質量方面也不斷的提高，在機械制造產品方面也有著我國自主研發新的產品。雖然在一些方面我國的機械制造得到了很大程度的進步，但還有諸多方面存在著缺陷問題，有待完善加強。

在信息化時代背景下，在新技術以及理念的融入下，機械制造技術得到了進一步發展。在計算機的智能化應用下，機械制造產業良好發展。基于我國在機械制造的管理方面比較落后以及在管理的體制上和生產模式上的發展相對比較緩慢，這在很大程度上都會影響我國的機械制造產業的進一步發展。我國的機械制造總體上還處在低水平的發展階段，在創新能力以及自主開發能力層面還相對比較薄弱，在制造技術上以及技改力度上還不是很充足。

實際的發展中，傳統的機械制造管理模式中，我國仍處在初期的階段，通過經驗來進行管理，也是以人為的管理方式為主。在制造設計的工藝方面，我國在CAD/CAM的技術層面向中小制造企業進行普及發展，但從整體上來看還有很大的進步空間。為此就要能結合我國的機械制造技術的發展現狀，采取針對性的發展措施來對機械制造智能化的發展進行促進。

2 機械制造技術的地位體現和影響因素分析

2.1 機械制造技術的地位體現分析

機械制造技術在我國的經濟發展中占有重要的地位。機械制造行業是比較大的發展行業，尤其是在我國的經濟發展過程中，發揮著重要的作用。機械制造行業在農業和工業發展時期扮演著重要角色，到了當前的社會經濟發展背景下，對機械制造的需求不僅沒有降低，反而有了增加。一些國家將機械制造產業的發展作為對國家綜合實力衡量的重要標準，可見機械制造產業對國家發展的重要性。我國在農業以及機械制造和工業發展的需求上都是大國，尤其是在機械制造產業的發展中，對農業的發展也有著很大的帶動作用，同時也能對工業化的正常發展有著積極的促進作用。從這些方面就能夠看出，機械制造技術在經濟社會中的作用和地位。

2.2 機械制造技術發展的影響因素分析

對機械制造技術的發展產生影響的因素比較多，要對各個因素加以詳細分析，然后找到針對性的解決方法，這樣才能有利于實際問題的解決。受到傳統發展觀念的影響，就會給機械制造的進一步發展帶來相應的影響。我國的機械技術在發展中，對機械的理解不全面，只是局限在傳統工藝層面。還有就是對結構比較重視，但是對控制卻沒有充分重視，沒有將機電一體化作為機械工業對象的本質特征。在認識層面，把傳統機械制造產業和高技術進行分化看待，這一錯誤的觀點認識也不利于機械制造產業的良好發展。

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智能控制的性能特征智能控制的技術有如下的幾項特點：第一，智能控制技術的核心是通過高層的控制，也就是組織級；第二，智能控制的機器具有非線性等特征；第三，智能控制還具有結構轉變的特點；第四，智能控制器具有整體自尋優的特點；第五，智能控制系統應該要能滿足多種多樣的高性能的要求；第六，智能控制還是一門與相關邊緣學科復雜融合的學科類型；第七，智能控制是一門新興的研究領域技術。

在二十世紀九十年代后期，機電一體化技術開始向智能控制方向發展，同時也開啟了機電一體化技術發展的新篇章。在未來的發展過程中，機電技術一體化的發展方向主要就是智能控制技術。正因為如此，機電一體化系統的發展水平就主要由智能控制技術優劣來決定。

在機械制造過程中智能控制的應用機械制造技術是機電一體化系統中重要的組成成分。在當前，發展最先進的機械制造技術就是把智能控制的技術和計算機輔助技術進行有效的結合，共同向智能機械的制造技術方向發展。發展的最終發展就是運用先進的計算機技術取代機械的腦力勞動，從而模擬人類制造機械的行為活動。另外，智能控制技術還利用神經網絡系統計算的技術對機械制造的活動動態化的模擬，再通過傳感器的融合技術將收集的信息進行處理，然后控制和修改系統中的參數數據。機械制造中智能控制的應用領域有：機械制造系統智能的監測和監控、機械故障的智能診斷、智能學習和智能傳感器等。

數控領域中應用的智能控制伴隨著現代化科學技術的發展，我國機電一體化技術的發展對數控技術的要求越來越高。不僅需要模擬、延伸、拓展等新型的智能功能，而且還要求數控技術實現智能的編程和監控、建立智能數據庫等技術。

機器人領域中應用的智能控制在動力體系中，機器人往往具有非線性、時變性和強耦合等特征。這些特征正好適合在智能控制技術方面運用。目前機器人在智能控制中的主要應用主要表現在：第一，控制機器人手臂動作和活動的智能控制；第二，智能控制機器人在多種傳感器中的信息融合以及機器人視覺處理方面的活動；第三，控制機器人的行走軌跡和路徑；第四，對由專家控制的機器人運動進行跟蹤、監測和定位控制活動的研究。

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關鍵詞： 計算機輔助工藝設計；單元；特征技術；三維

中圖分類號：TB4文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）07-0028-01

0引言

計算機輔助工藝過程設計（簡稱CAPP）是指借助于計算機軟硬件技術和支撐環境，利用計算機進行數值計算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機械加工工藝過程。當前科學技術飛速發展，產品更新換代頻繁，多品種、小批量的生產模式已占主導地位，傳統的工藝設計方法已不能適應造業的需要。基于三維模型的產品建模與分析技術越來越引起企業重視，針對系列產品或新產品的基于3D的參數化工藝設計模型，可以對零部件進行快速準確的工藝設計，如定位、裝夾規劃、工序圖生成、NC程序生成、工裝設計等，是柔性制造環境下CAPP的發展趨勢。

1技術現狀

在設計方法上，CAPP經歷了檢索式、派生式、創成式以及混合式系統，相比較而言，混合式CAPP系統較為實用。20世紀50年代人工智能AI的發展促進了智能式CAPP的發展。圍繞知識庫和推理機組織的專家系統是智能式CAPP的核心[1]。隨著先進制造技術的發展，人們對CAPP系統也有了新的認識，其發展呈現出集成化、系統化、智能化、標準化等特點。

2柔性參數化三維CAPP系統功能與建模

柔性制造模式下參數化三維CAPP所包括的四個功能：裝夾規劃；工序規劃；尺寸鏈計算和工藝模型評價[2]，與傳統CAPP相比柔性參數化三維CAPP在功能上具有以下特點：

2.1 工序規劃功能日益突出強大產品的拓撲結構確定后，改變幾何參數時，相對應的裝夾方案變化較小，而工序規劃中的內容則變化較大。工序規劃中的數控編程技術（刀具選擇、路徑規劃、切削參數的選取）成為主要工作內容，編程質量直接影響著制造周期和成本。

2.2 特征技術成為柔性制造模式下實現CAPP的重要途徑多品種小批量制造環境下，使得傳統CAPP技術難以實現快捷統一的裝夾規劃，而傳統的CAPP技術又著重于檢索和派生技術，內容集中在工序圖的生成，無法為企業提供實用的推理和決策功能，成為制造過程中的瓶頸。特征技術的出現為實現CAPP技術的柔性化提供可能，特征被分為總體特征、制造特征、主特征和載體特征，通過特征分類與設計特征自動識別技術，以及設計特征到工藝特征的映射技術[3]，實現基于特征的柔性CAPP技術。

3柔性參數化三維CAPP系統結構與特點

柔性制造模式下CAPP系統以商品化CAD/CAM環境為開發平臺，建立了集成的零件工藝信息模型和豐富的制造特征庫，綜合利用各種工藝設計方法。采用XML技術實現對制造資源、工藝數據和工藝知識的描述，并采用面向對象的思想設計數據庫以方便管理,完善地實現數據、知識的動態更新。

3.1 基于特征技術的信息集成在三維CAD平臺上提供三維標準件庫、設計特征庫，在產品的幾何層與零件層增加特征層，將幾何形狀特征和設計約束特征通過特征映射成工藝特征，基于特征加工知識進行輔助工藝決策，再經過基于特征的數控編程技術實現快速制造。同時建立三維的工藝裝備庫，并生成三維工序簡圖，不僅實現可視化裝夾規劃，而且實現自動化工序規劃。

3.2 基于知識描述的智能工藝設計在知識表達上可采用面向對象的方法，混合式知識表達模型，以及各種模糊知識的表示。在推理方面，人工智能中的神經網絡的發展對于知識自學習和聯想記憶有很大進展，不精確推理也有所應用。在系統結構方面，出現知識系統，分布式系統，多層次系統等。在決策方法上，基于Agent的智能決策技術，分級規劃的決策方法等，從強調工藝決策的自動化轉變到注重工藝基本數據結構及基本設計功能，開發重點從注重工藝過程的自動生成，轉向整個產品工藝設計的輔助工具。

3.3 工藝設計過程管理標準化每個制造企業的生產技術和產品類型是不同的，在應用CAPP的過程會產生各自特點的制造資源、流程控制、工藝數據和報表，但是其工藝設計過程則是相似的，可分為任務分配、工藝設計、工藝簽審和工藝歸檔四個階段[4]，用戶類型也可分為工藝設計員、工藝組長、譯審員、質保員、車間主任和系統管理員等，簽審路線也是明確的，便于在PDM中實施角色和流程的規范管理。

4總結

隨著國際市場的開放和一體化，先進制造模式是制造企業創造效益的新途徑，在多品種小批量的制造環境下，柔性參數化三維CAPP系統是適應產品多樣化的新技術途徑，有助于制造業發揮先進制造模式的技術優勢，也代表了CAPP系統發展的趨勢。

參考文獻：

[1]劉艷斌，趙海兵.基于3D-CAPP技術及其發展研究[J].機械制造，2006年09期：14-16.

[2]章萬國，蔡力鋼.基于三維的定量化CAPP及其關鍵技術研究[J].中國機械工程，2003年22期：1926-1929.

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現階段我國的農業發展比較迅速，在新技術的支持下，對農業機械的應用促進了生產力水平提高。在面對新的發展環境下，智能CAD技術應用在農業機械設計當中，就能為農業機械設計的優化提供技術支持。本文主要就農業機械設計的特征以及智能CAD技術應用的重要性加以分析，然后結合實際對農業機械設計中智能CAD技術的應用問題和具體應用詳細探究。

關鍵詞：

智能CAD技術；農業機械；設計應用

智能CAD技術作為新型應用技術，在當前農業機械設計當中起著重要作用，通過智能CAD技術應用能優化機械設計的環節，促進設計質量提高。通過從理論層面對農業機械設計中智能CAD技術的應用研究分析，就能從理論上位實際設計發展提供理論支持，保障機械設計的效率質量提高。

1農業機械設計的特征及智能CAD技術應用重要性

1.1農業機械設計的特征分析

農業機械設計過程中，傳統的設計方法已經不能滿足現階段設計需求，機械設計的類型上比較多，型號也多樣化。如對播種機械的設計方面，就有著精密播種機以及有條播機和穴播機等。根據機械工作原理的不同也能分成不同的種類，有氣力式播種機以及機械式播種機。農業機械的功能結構相對比較穩定，在結構復雜程度上比較小[1]。農業機械試驗方面會受到季節性的影響，所以在進行機械設計開發的周期就相應比較長。

1.2農業機械設計中智能CAD技術應用重要性

隨著現階段我國的農業改革的全面實施，在農業機械設計層面也要充分注重技術水平的提高，將智能CAD技術應用在機械設計當中就顯得比較重要。傳統的農業機械設計中，還存在著一些不足之處，在計算機技術的廣泛應用下，對虛擬現實技術的應用，就減少了產品試行制作時間，在成本上也能大幅降低。智能CAD技術的應用對手工設計管理的方式有著改變，在數據資料發送產品概念應用下，對機械產品的設計效率也能有效提高，對機械設計的規范性得到了保證。

2農業機械設計中智能CAD技術的應用問題和具體應用

2.1農業機械設計中智能CAD技術應用問題

農業機械設計中對智能CAD技術的應用還存在著諸多問題有待解決，這些問題影響了機械設計的效率，有的應用人員僅僅是將智能CAD技術作為繪圖工具，沒有充分發揮其自身的價值。機械設計中對專業性計算機輔助設計軟件的應用還比較少，軟件的標準化以及正確的應用沒有實現[2]。對機械設計當中計算和需要的數據查找工作沒有加強，這就必然會影響機械設計的質量。再者，農業機械設計過程中，在智能CAD技術的網絡化以及數據集成技術的應用還需要進一步優化。當前集成制造系統主要是諸多集成形式達到計算機輔助設計以及加工等目標，機械設計企業間的溝通不強，在資源方面不能有效達到共享。沒有將智能CAD技術的網絡資源共享的目標得以實現，這就會影響技術的作用發揮。對智能CAD技術的應用缺少長遠的規劃。智能CAD技術的應用過程中，在工作規范化層面沒有加強重視。我國在機械設計的標準規范化層面和國際的創新改革步伐沒有及時跟上，在智能CAD技術的信息交流以及設計標準上還存在著諸多問題有待解決，對這一技術的應用時，沒有充分重視智能CAD技術的自身特性。這些問題的存在就必然會影響智能CAD技術的應用水平提高。

2.2農業機械設計中智能CAD技術具體應用

智能CAD技術在農業機械設計中多方面都能發揮積極作用，將智能CAD技術在農業機械模具當中進行應用就比較關鍵。農業機械設備生產中，機械模具是重要生產設施，也是機械設備零件生產的重要模具，所以模具的設計的精密性要能保證。采取傳統的設計方式，就比較容易出現人為失誤，造成設計上的差錯[3]。通過智能CAD技術的應用，對模具設計的精確性就可有效保證。不僅能進行二維圖形的設計，也能進行三維設計，從而保障了設計的精確，在外觀設計效果比較突出。農業機械設計中對底盤的設計，也需要對智能CAD技術進行應用。底盤設計師機械中的重要組成，對機械產品質量有著決定性作用。實際設計過程中，從總體上通過模塊化設計，注重模塊間的聯系以及數據的交換。智能CAD技術就能通過三維空間的布置，對零部件的位置加以明確化，從而構建整車坐標系和各部件的坐標。通過坐標點方法對總成裝配目標加以實現。設計之后就要實施檢查，對農業機械的動力性以及操縱穩定性等，都是比較重要的檢查內容。在智能CAD技術的應用下，就能提高底盤設計的質量。機械設計中車身的設計方面應用智能CAD技術，也有助于滿足實際設計要求。農業機械零部件設計后，需要對零部件實施組裝，通過和機械的功能要求相結合，對機械的外觀結構的美觀性以及實用性要能加以呈現。其中機械機身的設計有著嚴格要求，在智能CAD技術的支持下，在PDM集成技術基礎上就能將零部件進行組織起來，在合成設計的目標上就能得以實現[4]。應用中就涵蓋著用戶群體以及應用群體和系統環境處理等結合內容。智能CAD技術在數據處理能力上比較強，能滿足實際工作的需求。機械設計中對各零部件的設計工作中，由于工作量比較大，對智能CAD技術的需求也比較大。零部件的設計要通過模型參數的建立，以表格的方式進行數據存儲，智能CAD技術的應用就能完成這一目標。零部件的模型構建過程中，IBM以及DB2系統對零部件能參數化，對外部變量也有著促進作用[5]。在，智能化CAD的技術科學應用下，就能在零部件的設計質量上得以保證。

3結論

綜上所述，加強農業機械設計的科學性，就要應用新的技術，在智能CAD技術的應用已經愈來愈廣泛，這就能促進農業機械設計領域的大發展。通過從理論上對農業機械設計的研究分析，提出技術應用的問題以及具體的應用內容，希望同在這些理論的支持下，對實際機械設計可持續發展起到一定促進作用。

作者：劉歡 單位：邵陽學院

參考文獻

[1]王麗敏,計小輩.模具設計制造中CAD/CAE/CAM技術的應用研究[J].現代制造技術與裝備,2015(04).

[2]張海渠,張樹杰.模具設計中最優布置問題的計算機解析方法[J].金屬成形工藝,2014(02).

[3]楊洪旗.模具設計與CAD技術[J].計算機輔助設計與制造,2015(04).

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關鍵詞：人工智能；控制；專家；監控

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：B 文章編號：1009-9166（2010）029(C)-0208-01

一、智能控制在各行各業的應用

1、工業過程中的智能控制

生產過程的智能控制主要包括兩個方面：局部級和全局級。局部級的智能控制是指將智能引入工藝過程中的某一單元進行控制器設計，例如智能PID控制器、專家控制器、神經元網絡控制器等。研究熱點是智能PID控制器，因為其在參數的整定和在線自適應調整方面具有明顯的優勢，且可用于控制一些非線性的復雜對象。

2、機械制造中的智能控制

在現代先進制造系統中，需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數據來解決難以或無法預測的情況，人工智能技術為解決這一難題提供了有效的解決方案。智能控制隨之也被廣泛地應用于機械制造行業，它利用模糊數學、神經網絡的方法對制造過程進行動態環境建模，利用傳感器融合技術來進行信息的預處理和綜合。

3、電力電子學研究領域中的智能控制

電力系統中發電機、變壓器、電動機等電機電器設備的設計、生產、運行、控制是一個復雜的過程，國內外的電氣工作者將人工智能技術引入到電氣設備的優化設計、故障診斷及控制中，取得了良好的控制效果。遺傳算法是一種先進的優化算法，采用此方法來對電器設備的設計進行優化，可以降低成本，縮短計算時間，提高產品設計的效率和質量。

二、生活中的智能監控開發實例

智能監控歸納起來，無外乎以下兩個層面：一是從圖像中獲得更多的信息，實現系統的預警功能；一是系統具有更高的友好性和可操作性，適應日益增大的系統規模。兩者的實質都是要改變傳統視頻監控系統對圖像信息的處理方式。確實圖像識別技術在安防系統中應用前景是非常廣闊的，安防系統智能化的一個主要方向。目前，它們的應用主要有兩種方式：

1、驗證：是把當事人的身份與正在發生的行為聯系在一起，確認其合法性。這是安全防范系統的典型應用，把人的生物特征視作一把鑰匙或一張卡。驗證系統因可對特征的輸入加以更多的控制，系統的可靠性和穩定性好，也相對成熟，已廣泛地應用于出入管理系統中。它的基本工作方式是把特征輸入裝置讀取的特征與系統存儲的有限量的特征樣本（這些樣本代表了一定的授權）進行比對，來確定請求合法性。通常系統的存儲樣本的數量不是很多，現場特征輸入的條件又可以加以控制，所以，系統的識別率很高（誤識率和誤拒率很低）。由于生物特征來自人自身，不需要進行同一認證，具有極高的安全性，因此、適用于高安全性要求的場所。

2、識別：對輸入特征與存儲在數據庫中的大量的參考進行比對，來確定目標的身份。這樣的系統首先要建立一個海量的基礎樣本數據庫，如各城市人口的指紋庫等。對于人臉等生物特征，要求輸入的環境與建庫的環境具有足夠的相關性，以保證輸入特征與樣本特征的可比性。所以，建立一個稍加控制的環境，以排除或限制影響特征采集不真實（失真、不完整、偽裝）的各種因素是系統應用的必要條件。如邊防檢查系統設立專門的人員通道來采集出入境人員的面部特征；機場安檢信息系統在驗征臺處攝取旅客的面部圖像。

三、智能監控關鍵技術

實現智能監控，各廠家提出了不同的技術方案，但關鍵點都集中于圖像內容分析技術。這是正確的方向，可以說圖像內容分析技術的發展過程就是智能監控的發展過程。智能監控的實現必須有圖像內容分析技術的突破作為支撐。智能監控技術的發展過程或圖像內容分析技術的研究可分為以下幾個階段：

1、將（運動）目標從視頻圖像中分離出來。這是體現圖像技術的優勢，實現目標探測的前題。傳統的視頻（運動）探測其實是亮度探測，并沒有發揮圖像技術的特點。確定圖像中是否有探測目標（人、物等），并將目標從背景圖像中分離出來是圖像內容分析的首要任務，進而對目標分類、統計、關聯。判斷圖像中有無目標、目標的復合或離散是圖像過濾的基礎。

2、對目標進行行為分析，判定其運動的方向、方式，并能發現和告警異常的行為；產生目標的運動軌跡，并能進行目標的自動跟蹤。實現運動目標的跟蹤是很難的事，它要求系統能分析、預測目標的運動軌跡，并能實時地作出修正。同時，由于運動過程與伺服機構間傳遞函數的非線性，伺服系統也是很復雜的。

3、在復雜環境下實現目標的分離、行為分析和運動跟蹤，特別是實現多目標的跟蹤。

上述兩點目前已有產品和應用，但基本上在簡單環境下，針對少數目標的情況。在復雜環境（既通常的視頻監控環境）下實現這些功能，是圖像內容分析技術具有真正應用價值的關鍵。同時、解決多個圖像的綜合分析，圖像間目標的關聯，目標跟蹤的連續。這都是市場迫切需要，目前還沒有解決的問題。

這個過程是逐步發展、與時俱進的，沒有終極的結果。實現智能監控的目標，要經過不斷的技術積累，特別是核心技術的突破，它需要一個過程，不可能一蹴而就，認為監控技術智能化已經實現的觀點是不確切的。

作者單位：湖北省咸寧職業技術學院網絡中心

參考文獻：

[1]王建國,丁祖軍.《智能控制》課程教學改革探討《科技信息》,2009年第36期.