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　　智能化是制造业升级换代的重要标志

　　2009年中国科学院发布2050年科学发展路线图：“基于泛在信息的智能制造系统”

　　2011年中国机械工程学会发布《中国机械工程技术路线图》：智能制造

　　2012年中国工程院开展战略新兴产业规划研究，智能制造装备列为十八个重点战略产业之一。

　　2013年中国工程院承担国务院的制造强国咨询研究报告，把智能化作为制造强国的主战略。

　　一、 基础制造技术智能化的挑战

　　1. 基础制造技术的发展现状（铸造、锻造、焊接、热处理）

　　产业特点：工艺越来越复杂，材料强度越来越高；中国生产规模居世界第一；

　　主要差距：质量稳定性差、材料浪费大、能耗大、污染严重等。

　　基础制造迫切需求技术跃升：许多工艺依然依靠经验，耗能耗材现象严重。铸造方面：铸件能耗是发达国家同类工艺的1.5~2倍；每吨铸件污染排放总量是发达国家的3~5倍；航空航天发动机单晶叶片合格率＜30%，国外可达80%，技术落后国际先进水平1~1.5代；锻压方面：大锻件材料利用率30%~55%，韩国60%~65%，日本高达70%~75%；锻压自动线：美国5085条，日本9000条，德国6130条，我国300条；焊接方面：自动化焊接设备比例为45~50%，美国为80%以上，日本已达到90%；热处理方面：高效、优质、节能、环保的可控气氛炉和真空炉等热处理设备总数的比例低于20%；先进工业国家超过80%。

　　发展目标：通过数字化与智能化，零件制造精度大幅提高；到2020年，在能源消耗、材料利用率方面达到与发达国家持平水平。

　　2、基础制造智能化的技术挑战

　　结构大型化：导致工作空间内工艺参数变差加大；

　　工艺复合化：导致多能场制造工艺参数相互耦合，变强度热冲压硼钢成形（加热、涂层、控制冷却、模内冲压淬火）；

　　装备柔性化：导致制造过程的系统协调控制困难，多点拉伸成形机、单点增量成形机；

　　材料高强化：QP钢、DP钢＞1000Mpa，轧制不等厚板或拼焊板导致非均匀厚度，材料成形规律复杂；

　　结构复杂化：结构功能增强，形状复杂，大幅度增加加工难度；

　　形性一体化：高端制备制造要求构件形状与性能的综合控制，提高了工艺设计难度。

　　3、智能基础制造技术的内涵

　　将传感器及智能决策软件与装备集成，实现感知、分析、推理、决策、控制功能，使工艺能适应制造环境变化。其中传感检测要达到装备运行监控、制造质量检测；工艺设计要达到：工艺智能创成、工艺实时规划；控制执行要达到：装备自动控制、装备柔性操作。

　　二、 对基础制造智能化的认识

　　智能制造的定义：智能制造是研究制造活动中的信息感知与分析，知识表达与学习，智能决策与执行的综合技术。主要包括智能制造装备、智能制造系统、智能制造服务等三个方面，其目标是提高制造效率和质量，降低制造成本。智能制造是德国工业4.0的主要内容。

　　基础制造智能化技术的研究重点：基础制造工艺过程复杂，不可控环节多，工艺设计依赖经验积累，需要研究可进化的工艺知识库模型，实现合理的推理和决策；基础制造工作条件恶劣，工艺过程中形状、性能参数缺乏实时检测手段，在线信息采集特别困难，需要研究专门的传感设备（耐高温）。

　　基础智能制造关键核心技术的研究布局：制造过程的传感检测：关键的控性信息缺乏实时、在位测量手段；工艺规划与决策：时变过程缺乏在线的实时工艺规划能力；自适应控制执行：形状精度、物理性能的闭环调控手段。