我国智能制造装备行业技术特点及技术水平分析

钳工百段

我国智能制造装备行业技术特点及技术水平分析

　　1、行业技术特点

　　智能制造装备是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。整个产业涵盖从关键智能共性基础技术（如：高档传感器、液压件等关键零部件、元器件）到测控装置和部件（如：智能仪表、高端自控系统、数控系统等），再到智能制造成套设备几个方面。

　　在关键智能基础共性技术方面，行业的特点主要体现在高精细化、高准确性、高精密度、高可靠性、高耐受性等方面，不同的零部件可能会有不同的侧重要求。在生产上就体现出需要高精度的加工设备、采用符合高要求的原材料、采用新型工艺、掌握关键的基础技术原理等特点。

　　在智能测控装置和部件方面，感知系统、自动控制系统、机器人、智能仪表等分别属于完成感知、决策、执行功能的核心部件。行业的特点是：大量采用新原理、新效应、新材料；技术上体现信息化、集成化，采用软硬件结合的方式完成系统控制；采用光机电一体化的技术完成检测工作；采用高速精密传动技术与部件、高端液压部件、伺服系统等保证系统的可靠性、灵敏性；采用不同类型的工业机器人准确、高效完成专业工作等，涉及的技术极为广泛。

　　在复杂智能制造成套设备方面，行业最明显的特点是整体化的设计、多系统协同与高度集成化，全面应用关键智能基础共性技术、测控装置和部件，通过整体集成技术来完成感知、决策、执行一体化的工作，并根据在不同行业内的应用而体现巨大的差异化特性。概括如下：

　　（1）智能化

　　产品的智能化主要体现在全自动运行管理、复杂工况处理、系统自检、控制系统的适应能力等几个方面。通过采用 PLC、计算机、通讯网络和各种高效、准确、可靠、可视的检测、监控、控制装备，配合自主研制、开发的 PLC、HMI 和计算机软件，实现整套系统的智能化控制；通过采用机器视觉技术实现了对复杂工况的感知、判断与处理决策；具有故障自检测功能，出现故障时能够及时发出报警并保护设备处于安全状态；控制系统具有自适应功能，能适应上游生产线输送过来的多种规格产品。

　　（2）模块化

　　模块化是根据不同独立单元的功能，依据不同用户的需求可进行灵活多变的组合，满足不同的生产需求。从设计上把系统的各个功能单元进行规划，综合各种使用条件下的功能分布情况，按最优化性能指标进行功能划分、整合，创建各功能独立存在方式及接口方式，进行模块化设计。不但满足客户的不同需求同时在成本上进行合理的控制。

　　（3）高协同性

　　智能制造成套装备的高协同性主要体现在两个层面，一个层面是产品的协同性，每一套产品都是根据客户的特性、需求、客户产品特点、不同的上游生产设施以及相关环境资源的影响进行配置、设计、生产，达成客户整体生产系统的协同性运作；一方面是数据的协同性，通过产品的上位机软件能完美地集成到工厂的 ERP 系统中，实现工厂产品数据的统一管理，并通过对工厂产品数据的处理实现了数据的二次开发，能及时发现生产的异常情况。

　　（4）立体维护模式

　　通过系统自检测系统的报警、现场生产管理人员的监测、公司技术人员通过互联网对系统实施远程诊断、技术人员现场维护等多种方式保障设备的正常运转，配合系统本身的高稳定性、高可靠性共同实现对客户系统的运行稳定性保障。

　　2、行业技术水平

　　工业发达国家始终致力于以技术创新引领产业升级，美国、德国、日本等工业发达国家在数控机床、测控仪表和自动化设备、工业机器人等方面具有多年的技术积累，优势明显，特别是高端装备优势尤为突出。国际上智能制造装备技术优势主要体现在三个方面：一是拥有为制造装备和制造过程提供智能化技术支撑的一批共性、基础性关键智能技术的优势，包括新型传感原理和工艺、高精度运动控制、高可靠智能控制、工业通信网络安全、健康维护诊断等；二是拥有机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件的技术优势；三是具备重大智能制造成套装备的技术优势。

　　我国智能制造装备产业较为薄弱，在关键的共性、基础智能技术方面，智能制造装备整机和成套设备配套的关键零部件、元器件仍大量依靠进口。为高档数控机床配套的高档功能部件 70%需要进口；高档传感器市场全部被国外产品垄断；大型工程机械所需 30Mpa 以上液压件全部进口，大型装载机进口部件占整机价值量的 50%～60%。在智能测控装置和部件方面，重大技术装备用仪器仪表基本被国外垄断，对外依存度达到 40%，其中高端产品对外依存度更是达到 70%。机器人和高端自动控制系统的 95%、高档数控机床的 90%、高档数控系统的 95%的市场份额被国外产品占领（数据来源：《智能制造装备产业发展现状、趋势及投资机会分析》中国证券监督管理委员会网站，2012 年 3 月 30 日）。

　　在重大智能制造成套设备方面，国内整体技术水平、设计与集成能力等方面都逊于发达国家先进企业。近年来部分国内企业坚持自主创新，着力提高研发技术水平，并与国外先进企业积极合作，在采购国外核心基础部件、测控装置的基础上，成套设备开发生产水平提高较快，并在一些领域内的智能制造成套设备方面取得了重大突破。

　　综合而言，我国的智能制造装备产业初步形成了以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的产业体系，整体产业还处于发展初期，未来发展空间巨大，同时面临国际竞争的巨大挑战。