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文檔簡介
工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為一、概述工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中兩個密切相關的領域。工業(yè)自動化是指利用各種先進技術和設備,替代傳統(tǒng)的人工操作,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化和高效化。而制造業(yè)創(chuàng)新行為則是指企業(yè)通過引入新產(chǎn)品、采用新生產(chǎn)方法、開辟新市場等方式,提高自身的競爭力和市場地位。工業(yè)自動化對制造業(yè)創(chuàng)新的促進作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:工業(yè)自動化可以提高制造業(yè)的研發(fā)效率,借助自動化設備和軟件,研發(fā)人員可以更快地進行產(chǎn)品設計和測試,從而縮短研發(fā)周期,加快產(chǎn)品上市速度。工業(yè)自動化可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量,自動化設備和系統(tǒng)的引入可以減少人為因素對生產(chǎn)過程的影響,降低質(zhì)量波動,提高產(chǎn)品一致性。工業(yè)自動化還可以推動制造業(yè)的業(yè)態(tài)創(chuàng)新,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的發(fā)展,制造業(yè)逐漸向智能化、服務化轉(zhuǎn)型,工業(yè)自動化作為其中的重要組成部分,為制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了有力支撐。制造業(yè)創(chuàng)新對工業(yè)自動化的需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面:制造業(yè)創(chuàng)新需要工業(yè)自動化技術作為支撐,隨著產(chǎn)品復雜度的提高和市場競爭的加劇,制造業(yè)需要不斷提高自身的技術水平和生產(chǎn)能力,工業(yè)自動化技術可以幫助制造業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化和高效化,從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。制造業(yè)創(chuàng)新需要工業(yè)自動化設備作為載體,智能制造、定制化等新興業(yè)態(tài)需要先進的自動化設備和系統(tǒng)作為支撐,例如機器人、傳感器、自動化生產(chǎn)線等。這些設備和系統(tǒng)的應用可以大大提高生產(chǎn)效率和靈活性。制造業(yè)創(chuàng)新需要工業(yè)自動化人才作為保障,工業(yè)自動化技術的應用和發(fā)展需要具備相關技能和知識的人才作為支撐,制造業(yè)企業(yè)需要不斷引進和培養(yǎng)自動化領域的人才,從而為自身的創(chuàng)新發(fā)展提供人力資源保障。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的協(xié)同發(fā)展是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。通過加強產(chǎn)學研合作,推動技術創(chuàng)新,實現(xiàn)工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新的深度融合,將有力地推動制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。1.簡述工業(yè)自動化的發(fā)展歷程及其對制造業(yè)的影響工業(yè)自動化的發(fā)展歷程可以追溯到20世紀初,那時的自動化主要依賴于機械和電氣技術的初步應用。隨著電子技術的快速發(fā)展,尤其是計算機技術的出現(xiàn)和普及,工業(yè)自動化進入了全新的階段。20世紀70年代,隨著微處理器和可編程邏輯控制器(PLC)的引入,工業(yè)自動化實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,生產(chǎn)流程開始更加靈活和智能化。進入21世紀,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的興起,工業(yè)自動化進一步向智能化、網(wǎng)絡化、集成化方向發(fā)展,極大地推動了制造業(yè)的創(chuàng)新與變革。工業(yè)自動化對制造業(yè)的影響深遠而廣泛。它顯著提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。通過自動化設備和系統(tǒng),企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、高效的生產(chǎn),減少人為錯誤和干預,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)速度。工業(yè)自動化促進了制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。自動化技術的應用使得企業(yè)能夠更靈活地應對市場變化,快速調(diào)整生產(chǎn)策略,實現(xiàn)定制化生產(chǎn)。工業(yè)自動化還推動了制造業(yè)的綠色發(fā)展。通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、減少能源消耗和廢棄物排放,自動化技術有助于實現(xiàn)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)自動化的發(fā)展歷程是一個不斷創(chuàng)新、不斷進步的過程,它對制造業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響。隨著技術的不斷進步和應用,工業(yè)自動化將繼續(xù)推動制造業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展,為全球經(jīng)濟的繁榮做出重要貢獻。2.介紹制造業(yè)創(chuàng)新行為的重要性及其與工業(yè)自動化的關系制造業(yè)創(chuàng)新行為在當前經(jīng)濟發(fā)展中具有至關重要的地位。創(chuàng)新是制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動力,能夠提升供給體系的質(zhì)量和效益。制造業(yè)作為國家經(jīng)濟的基石,其創(chuàng)新能力直接關系到一個國家的綜合實力和國際競爭力。特別是在當前全球制造業(yè)競爭格局發(fā)生深刻變化的背景下,創(chuàng)新已成為搶占未來產(chǎn)業(yè)競爭制高點的關鍵。制造業(yè)創(chuàng)新行為能夠推動企業(yè)的發(fā)展和進步。創(chuàng)新是企業(yè)的核心競爭力,能夠幫助企業(yè)在市場競爭中脫穎而出。通過創(chuàng)新,企業(yè)可以不斷推出新產(chǎn)品、新服務,滿足消費者的需求,提高產(chǎn)品和服務的質(zhì)量,降低成本,增加收益,從而提高市場份額和競爭力。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為之間存在著密切的關系。工業(yè)自動化是指利用各種先進技術和設備,替代傳統(tǒng)的人工操作,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化和高效化。工業(yè)自動化技術的應用可以提高制造業(yè)的研發(fā)效率、生產(chǎn)質(zhì)量,推動制造業(yè)的業(yè)態(tài)創(chuàng)新。具體而言,工業(yè)自動化可以幫助制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化,從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如,自動化設備和系統(tǒng)的引入可以減少人為因素對生產(chǎn)過程的影響,降低質(zhì)量波動,提高產(chǎn)品一致性。工業(yè)自動化還可以推動制造業(yè)向智能化、服務化轉(zhuǎn)型,為制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供有力支撐。同時,制造業(yè)創(chuàng)新也對工業(yè)自動化提出了新的需求。隨著產(chǎn)品復雜度的提高和市場競爭的加劇,制造業(yè)需要不斷提高自身的技術水平和生產(chǎn)能力。工業(yè)自動化技術可以幫助制造業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化和高效化,從而滿足制造業(yè)創(chuàng)新的需求。制造業(yè)創(chuàng)新還需要先進的自動化設備和系統(tǒng)作為支撐,例如機器人、傳感器、自動化生產(chǎn)線等。制造業(yè)創(chuàng)新行為的重要性不言而喻,而工業(yè)自動化作為制造業(yè)創(chuàng)新的重要支撐,將在未來制造業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。兩者的協(xié)同發(fā)展將是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。3.文章目的和研究問題二、工業(yè)自動化概述工業(yè)自動化是指利用先進的控制理論、計算機技術、通信技術、傳感器技術、執(zhí)行機構等,對工業(yè)生產(chǎn)過程進行自動檢測、控制、優(yōu)化和管理,從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本和環(huán)境污染,實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。隨著科技的飛速進步,工業(yè)自動化已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要推動力。工業(yè)自動化不僅改變了傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式,還推動了制造業(yè)向數(shù)字化、智能化方向轉(zhuǎn)型。在生產(chǎn)線上,各種自動化設備如機器人、自動化生產(chǎn)線、智能倉儲系統(tǒng)等,已經(jīng)廣泛應用于裝配、檢測、包裝、物流等各個環(huán)節(jié),顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)自動化的發(fā)展也促進了制造業(yè)創(chuàng)新行為的產(chǎn)生。一方面,自動化設備的廣泛應用使得企業(yè)能夠更加靈活地調(diào)整生產(chǎn)方式,快速響應市場需求的變化。另一方面,工業(yè)自動化技術的不斷創(chuàng)新和應用,也為企業(yè)提供了更多的創(chuàng)新機會和空間。例如,通過引入人工智能技術,企業(yè)可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化管理和優(yōu)化,進一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)自動化的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)。自動化設備的投資和維護成本較高,需要企業(yè)具備相應的資金和技術實力。自動化設備的引入可能會導致部分傳統(tǒng)崗位的消失,需要企業(yè)做好員工的培訓和轉(zhuǎn)崗工作。隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展,如何保障信息安全和數(shù)據(jù)隱私也成為了一個亟待解決的問題。工業(yè)自動化是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢,也是推動制造業(yè)創(chuàng)新的重要力量。在未來,隨著科技的不斷進步和應用,工業(yè)自動化將會在制造業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。同時,我們也需要關注工業(yè)自動化發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)和問題,積極探索解決方案,推動制造業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。1.工業(yè)自動化的定義與關鍵技術工業(yè)自動化是指通過使用各種自動化設備和技術,實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)控、控制和優(yōu)化,從而提高生產(chǎn)效率、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量的過程。它涉及計算機技術、控制理論、傳感器技術等多個領域,是現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術之一。工業(yè)自動化不僅包括傳統(tǒng)的機械自動化,還涵蓋了信息自動化、過程自動化、工廠自動化等多個方面。傳感器是工業(yè)自動化的“感官”,用于檢測和監(jiān)測生產(chǎn)過程中的各種參數(shù),如溫度、壓力、速度等。傳感器技術的進步使得生產(chǎn)過程更加精準可控。控制系統(tǒng)是工業(yè)自動化的“大腦”,負責處理傳感器收集的數(shù)據(jù),并做出相應的控制決策?,F(xiàn)代控制系統(tǒng)通常基于PLC(可編程邏輯控制器)或DCS(分布式控制系統(tǒng))。工業(yè)機器人是自動化生產(chǎn)線的重要組成部分,它們可以執(zhí)行各種復雜和重復的任務,提高生產(chǎn)效率,減少人為錯誤。機器視覺技術使機器能夠通過圖像處理和分析來“看”和理解周圍的環(huán)境。它在質(zhì)量檢測、物體識別等方面發(fā)揮著重要作用。在工業(yè)自動化系統(tǒng)中,各種設備需要通過數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡技術實現(xiàn)高效的信息交換和協(xié)同工作?,F(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)依賴于復雜的軟件和算法來處理數(shù)據(jù)、優(yōu)化生產(chǎn)流程和提高決策質(zhì)量。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的發(fā)展,工業(yè)自動化正朝著更加智能化、網(wǎng)絡化、服務化的方向發(fā)展。未來的工業(yè)自動化系統(tǒng)將更加靈活、智能,能夠更好地適應復雜多變的制造環(huán)境。2.工業(yè)自動化的應用領域與優(yōu)勢工業(yè)自動化技術在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮著至關重要的作用,其應用領域廣泛,覆蓋了從原材料提取到最終產(chǎn)品制造的整個生產(chǎn)流程。包括機械加工、電子裝配、汽車制造、食品飲料加工等多個領域。在這些領域中,工業(yè)自動化不僅提高了生產(chǎn)效率,還確保了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全。在機械加工領域,工業(yè)自動化技術的應用顯著提高了生產(chǎn)線的精確度和加工效率。通過采用數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)線等設備,可以實現(xiàn)對復雜零件的高精度加工,減少人為操作誤差,提高產(chǎn)品質(zhì)量。在電子裝配領域,工業(yè)自動化技術使得電子元器件的裝配過程更加高效、準確。通過采用自動化貼片機、焊接機等設備,可以大幅提高裝配速度,降低生產(chǎn)成本,同時減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。在汽車制造領域,工業(yè)自動化技術的應用使得汽車生產(chǎn)更加高效、安全。通過采用機器人焊接、沖壓、涂裝等工藝,可以實現(xiàn)汽車生產(chǎn)的高度自動化,提高生產(chǎn)效率,同時確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全。在食品飲料加工領域,工業(yè)自動化技術的應用也具有重要意義。通過采用自動化生產(chǎn)線、智能檢測設備等,可以實現(xiàn)對食品原材料的高效加工和精確檢測,確保食品質(zhì)量和安全。工業(yè)自動化技術的應用為制造業(yè)帶來了諸多優(yōu)勢,包括提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全等。隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展,工業(yè)自動化將在未來制造業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。三、制造業(yè)創(chuàng)新行為分析技術創(chuàng)新成為制造業(yè)創(chuàng)新的核心。工業(yè)自動化技術的引入和應用,使得制造業(yè)在生產(chǎn)流程、設備升級、質(zhì)量控制等方面取得了顯著進步。企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入,推動自動化技術的創(chuàng)新和應用,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這種技術創(chuàng)新不僅提升了企業(yè)的競爭力,也推動了整個行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。管理創(chuàng)新成為制造業(yè)創(chuàng)新的重要組成部分。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)難以適應新的生產(chǎn)模式。制造業(yè)企業(yè)需要不斷創(chuàng)新管理理念和手段,以適應自動化生產(chǎn)的需求。例如,引入精益生產(chǎn)、六西格瑪?shù)认冗M管理模式,優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高管理效率。這些管理創(chuàng)新舉措有助于提升企業(yè)的運營水平和市場競爭力。市場創(chuàng)新也是制造業(yè)創(chuàng)新不可忽視的一環(huán)。在工業(yè)自動化背景下,制造業(yè)企業(yè)需要密切關注市場需求變化,及時調(diào)整產(chǎn)品結構和市場策略。通過開發(fā)新產(chǎn)品、拓展新市場、提供個性化服務等方式,滿足消費者的多元化需求。這種市場創(chuàng)新行為有助于提升企業(yè)的市場占有率和盈利能力。在工業(yè)自動化背景下,制造業(yè)的創(chuàng)新行為涵蓋了技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和市場創(chuàng)新等多個方面。這些創(chuàng)新舉措共同推動了制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和持續(xù)發(fā)展。未來,隨著自動化技術的不斷進步和應用范圍的擴大,制造業(yè)的創(chuàng)新行為將更加活躍和豐富。1.制造業(yè)創(chuàng)新行為的定義與類型制造業(yè)創(chuàng)新行為是指企業(yè)在制造業(yè)領域中,為了提高生產(chǎn)效率、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量以及增強市場競爭力,而進行的各種創(chuàng)新活動。這些活動包括引入新產(chǎn)品、采用新生產(chǎn)方法、開辟新市場、獲取新的原材料來源以及實行新的企業(yè)組織形式等。制造業(yè)創(chuàng)新行為是推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、提升國家綜合實力和國際競爭力的重要驅(qū)動力。產(chǎn)品創(chuàng)新:指開發(fā)和推出新的產(chǎn)品或?qū)ΜF(xiàn)有產(chǎn)品進行改進,以滿足市場需求或創(chuàng)造新的市場需求。工藝創(chuàng)新:指對生產(chǎn)工藝流程、加工技術、操作方法以及生產(chǎn)技術裝備等方面的改進和開發(fā),以提高生產(chǎn)效率和降低成本。商業(yè)模式創(chuàng)新:指對企業(yè)的商業(yè)模式進行重新設計和優(yōu)化,以適應市場變化和提升企業(yè)競爭力。管理創(chuàng)新:指對企業(yè)的管理理念、組織結構、管理方法以及激勵機制等方面的創(chuàng)新,以提高企業(yè)的管理效率和適應能力。技術創(chuàng)新:指在制造業(yè)領域中應用新的科學技術或?qū)ΜF(xiàn)有技術進行改進和創(chuàng)新,以提升產(chǎn)品的技術含量和市場競爭力。這些不同類型的創(chuàng)新行為相互關聯(lián)、相互促進,共同構成了制造業(yè)創(chuàng)新體系,推動著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級。2.制造業(yè)創(chuàng)新行為的驅(qū)動因素制造業(yè)創(chuàng)新行為的驅(qū)動因素是多方面的,它們包括技術進步、市場需求、競爭壓力、政府政策以及企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新動力等。技術進步是推動制造業(yè)創(chuàng)新的核心動力。隨著信息技術、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術的不斷發(fā)展,制造業(yè)正面臨著前所未有的變革機遇。這些新技術的應用不僅可以提高生產(chǎn)效率,降低成本,還可以開發(fā)出更具競爭力的新產(chǎn)品和服務。市場需求也是驅(qū)動制造業(yè)創(chuàng)新的重要因素。隨著消費者需求的多樣化和個性化趨勢的加強,制造業(yè)必須不斷創(chuàng)新以滿足市場需求。例如,通過定制化生產(chǎn)、柔性制造等方式,制造業(yè)可以滿足消費者對個性化產(chǎn)品的需求,從而提升市場競爭力。競爭壓力也是驅(qū)動制造業(yè)創(chuàng)新的重要因素。在全球化的背景下,制造業(yè)面臨著來自世界各地的激烈競爭。為了保持競爭優(yōu)勢,制造業(yè)必須不斷創(chuàng)新,提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、縮短交貨期等。這種競爭壓力促使制造業(yè)不斷尋求新的技術和生產(chǎn)方式,推動創(chuàng)新行為的發(fā)生。政府政策也對制造業(yè)創(chuàng)新行為產(chǎn)生重要影響。政府通過制定稅收優(yōu)惠、資金支持、技術扶持等政策措施,鼓勵制造業(yè)進行技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。這些政策措施可以降低制造業(yè)創(chuàng)新的成本和風險,提高創(chuàng)新收益,從而激發(fā)制造業(yè)的創(chuàng)新活力。企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新動力也是驅(qū)動制造業(yè)創(chuàng)新的重要因素。企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新動力來自于企業(yè)家精神、企業(yè)文化、組織架構等方面。具有創(chuàng)新精神的企業(yè)家會積極尋求新的技術和商業(yè)模式,推動企業(yè)進行創(chuàng)新。同時,鼓勵創(chuàng)新的企業(yè)文化和靈活的組織架構可以為員工提供充分的創(chuàng)新空間和支持,促進創(chuàng)新行為的發(fā)生。技術進步、市場需求、競爭壓力、政府政策以及企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新動力等因素共同驅(qū)動著制造業(yè)創(chuàng)新行為的發(fā)生。在未來的發(fā)展中,制造業(yè)需要繼續(xù)加強技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級,以應對日益激烈的市場競爭和不斷變化的市場需求。3.制造業(yè)創(chuàng)新行為的挑戰(zhàn)與機遇隨著工業(yè)自動化的深入發(fā)展,制造業(yè)創(chuàng)新行為面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。挑戰(zhàn)主要來自于技術更新?lián)Q代的快速性、市場競爭的激烈性以及對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求不斷提高。而機遇則主要來自于工業(yè)自動化帶來的生產(chǎn)效率提升、成本控制、產(chǎn)品質(zhì)量改善等方面。技術更新?lián)Q代的速度日益加快,要求制造業(yè)不斷創(chuàng)新以適應市場需求。新技術的研發(fā)和應用往往伴隨著高昂的成本和風險,這對許多中小企業(yè)來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。隨著全球市場競爭的加劇,制造業(yè)需要不斷提高自身的競爭力,這同樣需要通過創(chuàng)新來實現(xiàn)。同時,環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求也對制造業(yè)創(chuàng)新行為提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的高污染、高能耗的生產(chǎn)方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會的需求,制造業(yè)需要通過技術創(chuàng)新來降低生產(chǎn)過程中的環(huán)境影響,實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。挑戰(zhàn)與機遇并存。工業(yè)自動化的發(fā)展為制造業(yè)創(chuàng)新行為提供了巨大的機遇。工業(yè)自動化可以大幅提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,從而為制造業(yè)創(chuàng)新提供更多的資源和空間。工業(yè)自動化可以改善產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品的附加值,增強制造業(yè)的市場競爭力。工業(yè)自動化還可以推動制造業(yè)向智能化、綠色化方向發(fā)展,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。面對挑戰(zhàn)與機遇并存的局面,制造業(yè)應積極擁抱工業(yè)自動化,加強技術創(chuàng)新和研發(fā)投入,推動制造業(yè)創(chuàng)新行為的深入發(fā)展。同時,政府和社會各界也應給予制造業(yè)創(chuàng)新行為更多的支持和關注,共同推動制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展。四、工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的互動關系工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為之間存在著密切的互動關系,這種關系不僅推動了制造業(yè)的快速發(fā)展,也為工業(yè)自動化的進步提供了強大的動力。工業(yè)自動化為制造業(yè)創(chuàng)新行為提供了強大的技術支持。隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展,制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到了顯著提升。例如,通過引入先進的自動化生產(chǎn)線和機器人技術,企業(yè)可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和智能化,從而提高生產(chǎn)效率,減少人力成本,并提升產(chǎn)品質(zhì)量。這種技術支持為制造業(yè)的創(chuàng)新行為提供了堅實的基礎,使企業(yè)能夠更好地滿足市場需求,提高競爭力。制造業(yè)創(chuàng)新行為也促進了工業(yè)自動化的進一步發(fā)展。隨著制造業(yè)市場競爭的日益激烈,企業(yè)需要不斷進行技術創(chuàng)新和產(chǎn)品升級,以保持競爭優(yōu)勢。這種創(chuàng)新行為不僅推動了工業(yè)自動化技術的不斷進步,也為工業(yè)自動化技術的應用提供了更廣闊的市場空間。例如,制造業(yè)對于高精度、高效率的自動化生產(chǎn)線的需求,推動了工業(yè)自動化技術的不斷創(chuàng)新和升級。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的互動關系還體現(xiàn)在人才培養(yǎng)和科研合作等方面。隨著工業(yè)自動化技術的普及和應用,越來越多的企業(yè)需要具備相關專業(yè)知識和技能的人才來支持企業(yè)的創(chuàng)新行為。加強人才培養(yǎng)和科研合作成為推動工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為互動發(fā)展的重要途徑。通過加強高校、科研機構和企業(yè)之間的合作,可以共同推動工業(yè)自動化技術的研發(fā)和應用,促進制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為之間存在著相互促進、相互依存的互動關系。這種關系不僅推動了制造業(yè)的快速發(fā)展,也為工業(yè)自動化的進步提供了強大的動力。未來隨著技術的不斷進步和市場的不斷發(fā)展這種互動關系將更加緊密為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和工業(yè)自動化的創(chuàng)新發(fā)展提供強大的支撐。1.工業(yè)自動化對制造業(yè)創(chuàng)新行為的推動作用隨著科技的飛速發(fā)展和全球化的推進,工業(yè)自動化已經(jīng)成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵驅(qū)動力。工業(yè)自動化不僅提高了生產(chǎn)效率,降低了成本,更重要的是,它對制造業(yè)創(chuàng)新行為產(chǎn)生了深遠的影響。這種影響表現(xiàn)在多個方面,包括產(chǎn)品創(chuàng)新、過程創(chuàng)新、組織創(chuàng)新和市場創(chuàng)新。工業(yè)自動化推動了產(chǎn)品創(chuàng)新。通過引入先進的自動化設備和系統(tǒng),制造業(yè)能夠生產(chǎn)出更高質(zhì)量、更個性化的產(chǎn)品。例如,利用機器人和人工智能技術,企業(yè)可以實現(xiàn)定制化生產(chǎn),滿足消費者的多樣化需求。這種生產(chǎn)方式不僅提高了產(chǎn)品的附加值,也為制造業(yè)開辟了新的市場空間。工業(yè)自動化促進了過程創(chuàng)新。傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)過程中,大量依賴人工操作,不僅效率低下,而且容易出現(xiàn)錯誤。而工業(yè)自動化技術的應用,使得生產(chǎn)過程更加精確、高效。通過引入自動化設備,企業(yè)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和調(diào)整,確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可控性。這種過程創(chuàng)新不僅提高了生產(chǎn)效率,也降低了生產(chǎn)成本,增強了企業(yè)的競爭力。工業(yè)自動化還推動了組織創(chuàng)新。隨著自動化技術的應用,制造業(yè)的生產(chǎn)方式和管理模式也在發(fā)生深刻變化。企業(yè)需要建立更加靈活、高效的組織結構,以適應快速變化的市場環(huán)境。這種組織創(chuàng)新包括扁平化管理、團隊協(xié)作、項目管理等新型管理模式的應用,使得企業(yè)能夠更加快速地響應市場變化,提高創(chuàng)新能力。工業(yè)自動化也促進了市場創(chuàng)新。通過引入自動化設備和系統(tǒng),企業(yè)可以實現(xiàn)對市場的快速響應和精準定位。例如,利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術,企業(yè)可以分析消費者的購買行為和偏好,制定更加精準的市場營銷策略。這種市場創(chuàng)新不僅提高了企業(yè)的市場份額,也為企業(yè)贏得了更多的消費者信任和支持。工業(yè)自動化對制造業(yè)創(chuàng)新行為具有重要的推動作用。它不僅推動了產(chǎn)品創(chuàng)新、過程創(chuàng)新和組織創(chuàng)新,還促進了市場創(chuàng)新。未來,隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展和完善,相信制造業(yè)的創(chuàng)新行為將會更加活躍,為經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出更大的貢獻。2.制造業(yè)創(chuàng)新行為對工業(yè)自動化的需求與引導制造業(yè)創(chuàng)新行為在推動工業(yè)自動化的發(fā)展中起著至關重要的作用。這些創(chuàng)新行為不僅來源于技術的進步,還包括管理方法、生產(chǎn)流程以及商業(yè)模式等方面的創(chuàng)新。本節(jié)將重點探討以下幾個方面:技術驅(qū)動的創(chuàng)新需求:隨著信息技術的飛速發(fā)展,尤其是人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的應用,制造業(yè)面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。這些技術的融合促使制造業(yè)在生產(chǎn)效率、成本控制、產(chǎn)品質(zhì)量等方面尋求更高的標準,從而增加了對工業(yè)自動化的需求。生產(chǎn)流程的創(chuàng)新引導:制造業(yè)創(chuàng)新行為中,生產(chǎn)流程的優(yōu)化和重構是關鍵環(huán)節(jié)。通過引入自動化設備和系統(tǒng),企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)流程的標準化和模塊化,提高生產(chǎn)效率和靈活性。這種創(chuàng)新行為不僅促進了工業(yè)自動化技術的應用,也為其發(fā)展提供了方向。商業(yè)模式創(chuàng)新的推動作用:隨著市場競爭的加劇,制造業(yè)企業(yè)越來越注重商業(yè)模式的創(chuàng)新。這種創(chuàng)新往往要求企業(yè)具備快速響應市場變化的能力,而工業(yè)自動化正是實現(xiàn)這一目標的有效手段。例如,通過自動化技術實現(xiàn)個性化定制、按需生產(chǎn)等新型商業(yè)模式,這些創(chuàng)新行為直接推動了工業(yè)自動化技術的升級和擴展。管理創(chuàng)新的輔助作用:管理創(chuàng)新,如精益生產(chǎn)、敏捷制造等,也在推動工業(yè)自動化的發(fā)展。這些管理方法強調(diào)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和資源的合理配置,而工業(yè)自動化技術是實現(xiàn)這些目標的重要工具。通過自動化技術,企業(yè)能夠更好地實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化和控制,提高決策的效率和準確性。對未來工業(yè)自動化的展望:制造業(yè)創(chuàng)新行為的持續(xù)發(fā)展預示著工業(yè)自動化將進入一個新的階段。未來的工業(yè)自動化不僅僅是生產(chǎn)效率的提升,更是智能化、網(wǎng)絡化、服務化的全面升級。這將要求企業(yè)在技術、管理、商業(yè)模式等多方面進行更深層次的創(chuàng)新。五、案例分析為了深入理解工業(yè)自動化在制造業(yè)創(chuàng)新中的應用和影響,我們選擇了三個不同行業(yè)的案例進行深入分析:汽車制造業(yè):以特斯拉為例,分析其在自動化生產(chǎn)線上的創(chuàng)新實踐,特別是在電動汽車制造領域的突破。電子制造業(yè):選取蘋果公司作為案例,探討其在產(chǎn)品設計和生產(chǎn)過程中的自動化技術應用。食品加工業(yè):以雀巢公司為例,分析其在食品安全和質(zhì)量控制方面的自動化創(chuàng)新。特斯拉在自動化生產(chǎn)線上取得了顯著成就,特別是在Model3的生產(chǎn)中。其生產(chǎn)線高度自動化,包括機器人在車身焊接、涂裝和組裝等關鍵環(huán)節(jié)的應用。特斯拉的自動化不僅提高了生產(chǎn)效率,還推動了電動汽車技術的創(chuàng)新。例如,通過自動化技術,特斯拉在電池設計和制造上取得了突破,顯著提高了電動汽車的續(xù)航能力。蘋果公司在產(chǎn)品設計和原型制造中廣泛應用自動化技術,如CADCAM軟件和3D打印技術,加速了產(chǎn)品開發(fā)周期。自動化技術還幫助蘋果在產(chǎn)品組裝和測試過程中實現(xiàn)高效率和精確度,如使用機器人進行微小部件的組裝和產(chǎn)品功能的自動化測試。雀巢公司在食品安全和質(zhì)量控制方面運用自動化技術,如使用傳感器和機器視覺系統(tǒng)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量。這些自動化技術的應用不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量和安全性,還增強了消費者對雀巢產(chǎn)品的信任。通過上述案例分析,我們可以看到工業(yè)自動化在制造業(yè)創(chuàng)新中的關鍵作用。它不僅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,還推動了新技術的研發(fā)和應用。這些案例表明,自動化技術是制造業(yè)創(chuàng)新的重要驅(qū)動力,對于提高企業(yè)競爭力和促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。此部分內(nèi)容提供了對工業(yè)自動化在制造業(yè)創(chuàng)新中應用的深入分析,展示了不同行業(yè)如何利用自動化技術推動創(chuàng)新。通過具體案例的詳細分析,讀者可以更好地理解自動化技術在現(xiàn)實世界中的應用和影響。1.國內(nèi)外工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的典型案例工業(yè)自動化和制造業(yè)創(chuàng)新行為在全球范圍內(nèi)均呈現(xiàn)出日益活躍的態(tài)勢。在國內(nèi),華為技術有限公司堪稱工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新的佼佼者。華為通過引進先進的自動化生產(chǎn)線和智能制造技術,不僅大幅提升了生產(chǎn)效率,還在5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興領域進行了深入的創(chuàng)新實踐,推動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級轉(zhuǎn)型。另一個值得關注的案例是格力電器股份有限公司。格力電器堅持自主創(chuàng)新,不斷突破傳統(tǒng)制造業(yè)的技術瓶頸,實現(xiàn)了從傳統(tǒng)家電制造商向智能制造領軍企業(yè)的華麗轉(zhuǎn)身。通過引進機器人、自動化生產(chǎn)線等智能化設備,格力電器實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的智能化、柔性化,顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在國際上,德國工業(yè)0戰(zhàn)略為工業(yè)自動化和制造業(yè)創(chuàng)新樹立了典范。德國企業(yè)廣泛應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術,推動制造業(yè)向智能化、網(wǎng)絡化、服務化方向發(fā)展。以西門子為例,該公司通過深度融合物理世界和數(shù)字世界,實現(xiàn)了從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)到服務的全流程數(shù)字化,為全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了強大的技術支持。美國制造業(yè)的創(chuàng)新行為同樣值得關注。以蘋果公司為例,其通過引入先進的自動化生產(chǎn)線和智能制造技術,實現(xiàn)了從產(chǎn)品設計到生產(chǎn)制造的全面優(yōu)化,不僅大幅提高了生產(chǎn)效率,還推動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新。這些典型案例表明,工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為已成為推動全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要動力。通過引進先進技術、深化產(chǎn)學研合作、加強人才培養(yǎng)等措施,國內(nèi)外企業(yè)正在不斷探索和實踐工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新的新路徑,為實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入了新的活力。2.案例分析與啟示在工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的融合中,有幾個案例值得我們深入分析和從中汲取啟示。首先是德國的“工業(yè)0”計劃。該計劃旨在通過高度自動化的生產(chǎn)系統(tǒng)和智能工廠,實現(xiàn)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。通過集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術,德國的制造業(yè)成功實現(xiàn)了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的轉(zhuǎn)型升級。這一案例告訴我們,自動化和創(chuàng)新行為在制造業(yè)中具有巨大的潛力,可以有效提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。另一個值得關注的案例是中國的智能制造。近年來,中國政府大力推動智能制造的發(fā)展,通過政策引導和技術支持,鼓勵企業(yè)采用先進的自動化設備和系統(tǒng)。許多企業(yè)積極響應,不僅提升了自身的制造能力,還為全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級做出了貢獻。這一案例表明,政府的引導和企業(yè)的積極響應是推動工業(yè)自動化和制造業(yè)創(chuàng)新行為的關鍵因素。從這些案例中,我們可以得到幾點啟示。工業(yè)自動化和制造業(yè)創(chuàng)新行為是推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要動力。政府、企業(yè)和科研機構應該加強合作,共同推動相關技術的研發(fā)和應用。還需要加強人才培養(yǎng)和引進,為制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的人才保障。我們應該積極借鑒國際先進經(jīng)驗,結合自身實際情況,探索適合自身發(fā)展的工業(yè)自動化和制造業(yè)創(chuàng)新路徑。六、結論與展望隨著科技的不斷進步,工業(yè)自動化已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的一部分。本文深入探討了工業(yè)自動化對制造業(yè)創(chuàng)新行為的影響,并分析了二者之間的緊密聯(lián)系。通過文獻綜述與案例分析,我們發(fā)現(xiàn)工業(yè)自動化不僅提高了生產(chǎn)效率,降低了成本,而且在推動制造業(yè)創(chuàng)新方面發(fā)揮了重要作用。自動化技術的運用,使得制造企業(yè)能夠更快速、更準確地響應市場變化,滿足消費者多樣化的需求。同時,自動化也促進了企業(yè)內(nèi)部的技術交流與合作,為創(chuàng)新提供了肥沃的土壤。我們也必須意識到,工業(yè)自動化帶來的不僅僅是技術層面的變革,更涉及到企業(yè)管理、人才培養(yǎng)、企業(yè)文化等多方面的挑戰(zhàn)。展望未來,隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術的快速發(fā)展,工業(yè)自動化將呈現(xiàn)出更加智能化、柔性化的趨勢。制造業(yè)的創(chuàng)新行為也將更加依賴于自動化技術的支持。制造企業(yè)需要不斷提升自身的自動化水平,加強技術研發(fā)和人才培養(yǎng),以適應日益激烈的市場競爭。政府和社會各界也應給予更多的關注和支持,為制造業(yè)的自動化和創(chuàng)新創(chuàng)造更加有利的外部環(huán)境。通過政策引導、資金投入等方式,推動制造業(yè)與自動化技術的深度融合,實現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為之間存在著密切的聯(lián)系。未來,隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展,這種聯(lián)系將更加緊密。我們期待著自動化技術在制造業(yè)中發(fā)揮更大的作用,推動制造業(yè)實現(xiàn)更加高效、智能、綠色的創(chuàng)新發(fā)展。1.總結工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的關系及其對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為之間的關系可以被視為一種相輔相成的共生關系。工業(yè)自動化通過引入先進的機器人技術、自動化控制系統(tǒng)以及智能信息技術,大幅度提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本,并增強了生產(chǎn)的靈活性和可靠性。這種自動化程度的提高,不僅優(yōu)化了生產(chǎn)流程,還為制造業(yè)的創(chuàng)新行為提供了堅實的基礎。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響方面,工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為共同推動了產(chǎn)業(yè)結構的升級和轉(zhuǎn)型。自動化技術的應用,特別是在高危險、高重復性以及高精度要求的制造環(huán)境中,極大地提升了生產(chǎn)安全性和產(chǎn)品質(zhì)量。同時,自動化技術的引入也為制造業(yè)的創(chuàng)新提供了新的可能性,比如通過數(shù)據(jù)分析和機器學習優(yōu)化生產(chǎn)過程,通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)設備間的智能互聯(lián),以及通過人工智能技術進行智能決策等。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為的結合,還促進了新業(yè)態(tài)和新模式的形成。例如,智能制造、個性化定制生產(chǎn)、以及基于云平臺的協(xié)同制造等新型生產(chǎn)方式,都是這一結合的產(chǎn)物。這些新業(yè)態(tài)和新模式不僅提升了制造業(yè)的競爭力,還推動了產(chǎn)業(yè)向更高效、更環(huán)保、更可持續(xù)的方向發(fā)展。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為之間存在著密切的互動關系。這種關系不僅促進了產(chǎn)業(yè)的技術進步和生產(chǎn)效率提升,還推動了產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化和升級,為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力和動力。未來,隨著技術的不斷進步和創(chuàng)新模式的不斷涌現(xiàn),這種關系將更加緊密,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響也將更為深遠。2.展望未來的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)智能化制造隨著技術的進步,智能制造將成為主流發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的應用將使得制造過程更加高效、靈活和智能化。新工藝應用新型材料、新工藝的應用將推動制造業(yè)的發(fā)展。例如,3D打印技術的應用將使得制造過程更加定制化和靈活。環(huán)保制造環(huán)保制造將成為制造業(yè)的重要趨勢。制造企業(yè)將更加注重減少污染、降低能耗,以及延長產(chǎn)品的壽命。服務化制造隨著消費者需求的變化,制造業(yè)的產(chǎn)品將更加個性化和服務化。制造企業(yè)將提供更多的增值服務,以滿足消費者的需求。產(chǎn)業(yè)聯(lián)合制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合將成為趨勢。通過產(chǎn)業(yè)聯(lián)合,企業(yè)可以實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補,提升整體競爭力。國際化制造業(yè)的國際化趨勢將更加明顯。制造企業(yè)將在全球范圍內(nèi)進行布局,以應對國際市場的競爭。人機協(xié)同人機協(xié)同將成為制造業(yè)發(fā)展的方向。隨著機器智能的提高,人機協(xié)同將從機械操作轉(zhuǎn)變?yōu)楦邔哟蔚暮献髂J?。技術支撐挑戰(zhàn)從工業(yè)0時代跨越到工業(yè)0時代,技術支撐面臨的挑戰(zhàn)巨大。例如,網(wǎng)絡技術的大規(guī)模介入工業(yè)生產(chǎn)需要解決安全、可靠性等問題。標準化挑戰(zhàn)工業(yè)自動化市場上存在多種通信標準和協(xié)議,這增加了整體系統(tǒng)的復雜度,并提高了成本。需要建立統(tǒng)一的標準和規(guī)范。成本挑戰(zhàn)工業(yè)自動化系統(tǒng)的成本較高,特別是對于從設備而言。如何降低成本,提高性價比,是制造企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。人才挑戰(zhàn)工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為需要大量的專業(yè)人才。如何培養(yǎng)和吸引人才,是制造企業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為在未來的發(fā)展中,將面臨一系列的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)。制造企業(yè)需要積極應對這些挑戰(zhàn),把握發(fā)展趨勢,以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。3.對企業(yè)、政府和社會各界的建議與啟示隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展,制造業(yè)創(chuàng)新行為日益成為決定一個國家或地區(qū)競爭力的關鍵因素。面對這一趨勢,企業(yè)、政府和社會各界都需要深入思考并采取相應措施,以充分利用工業(yè)自動化帶來的機遇,并應對可能出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。對于企業(yè)而言,應加大對工業(yè)自動化技術的研發(fā)投入,不斷提升自身的技術實力和創(chuàng)新能力。企業(yè)需要培養(yǎng)一支具備高度專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的團隊,以適應工業(yè)自動化帶來的變革。企業(yè)還應加強與高校、研究機構的合作,共同推動技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。對于政府而言,應制定和完善相關政策法規(guī),為工業(yè)自動化和制造業(yè)創(chuàng)新提供良好的法治環(huán)境。同時,政府應加大對工業(yè)自動化領域的扶持力度,通過資金、稅收、人才等方面的政策措施,引導企業(yè)加大研發(fā)投入,加快技術突破和產(chǎn)業(yè)化進程。政府還應加強與國際間的交流與合作,引進先進技術和管理經(jīng)驗,推動國內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。對于社會各界而言,應充分認識到工業(yè)自動化對制造業(yè)創(chuàng)新行為的重要影響,加強對相關技術的宣傳和推廣。同時,社會各界應積極參與工業(yè)自動化人才的培養(yǎng)和教育工作,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供充足的人才支持。還應加強對工業(yè)自動化帶來的社會、經(jīng)濟、環(huán)境等問題的研究和探討,為政策制定和企業(yè)決策提供科學依據(jù)。工業(yè)自動化與制造業(yè)創(chuàng)新行為是一個相互促進、共同發(fā)展的過程。企業(yè)、政府和社會各界應共同努力,充分利用工業(yè)自動化帶來的機遇,推動制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展,為國家的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出更大貢獻。參考資料:工業(yè)機器人與自動化專業(yè)有三個發(fā)展方向,第一個是工業(yè)過程控制方向,第二個是電氣工程方向,第三個是嵌入系統(tǒng)方向。工業(yè)機器人與自動化專業(yè),是在自動化專業(yè)的基礎上,應用工業(yè)機器人技術操作工業(yè)自動化技術。職業(yè)技能類專業(yè)中的“藍領精英”專業(yè),畢業(yè)兩年后薪酬與工作環(huán)境足以比肩“白領精英”的稀缺型人才專業(yè);工業(yè)機器人與自動化專業(yè)的學生在畢業(yè)后能從事工業(yè)機器人與自動控制、自動化、信號與數(shù)據(jù)處理及計算機應用等方面的技術工作。就業(yè)領域也非常寬廣,包括高科技公司、科研院所、設計單位、大專院校、金融系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、稅務、外貿(mào)、工商、鐵道、民航、海關、工礦企業(yè)及政府和科技部門等。尤其是今后三年,工業(yè)機器人的發(fā)展,會有更大的發(fā)展空間。工業(yè)機器人與自動化專業(yè)是面向高端智能制造企業(yè),培養(yǎng)工業(yè)機器人的操作、編程、維護和運用機器人碼垛、搬運、分揀的技術管理人才;培養(yǎng)機器人工裝、夾具的制作應用和機器人與自動化生產(chǎn)線相結合的工作站設計安裝、調(diào)試、運轉(zhuǎn)的技術人才。工業(yè)機器人與自動化專業(yè)課程:機械基礎、機械制圖與CAD繪圖、公差配合、電工電子基礎、鉗工工藝、電路原理、電氣控制技術與plc、單片機應用技術、電機與電氣控制技術、夾具設計、機器人編程與操作、機器人工作站系統(tǒng)集成,機器人工作站維護與保養(yǎng)。工業(yè)機器人與自動化專業(yè)所考證書:技工學校畢業(yè)證、中級電工證、工業(yè)機器人操作證等;工業(yè)機器人與自動化專業(yè)就業(yè)于自動化、智能化水平較高的食品、醫(yī)藥、汽車以及機器人設計、生產(chǎn)等制造企業(yè)。從事機器人與自動化生產(chǎn)線相結合的工作站的設計、制作、安裝、調(diào)試、維護等工作,也可以從事機器人制造行業(yè)的銷售或售后服務工作。數(shù)據(jù)顯示,智能裝備的產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為3000億元,市場多被國外廠商壟斷,國內(nèi)廠商市占率低,智能儀器儀表與控制系統(tǒng)為10%,工業(yè)機器人與專用裝備為20%,中檔數(shù)控機床為20%,高檔數(shù)控機床為1%。而《規(guī)劃》制定的目標是,到2015年,銷售收入達到1萬億元,國民經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)所需高端智能裝備及基礎制造裝備國內(nèi)市場占有率達到50%;2020年銷售收入達到2萬億元,國內(nèi)市場占有率達到70%。工業(yè)自動化是在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用自動控制、自動調(diào)整裝置,用以代替人工操縱機器和機器體系進行加工生產(chǎn)的趨勢。在工業(yè)生產(chǎn)自動化條件下,人只是間接地照管和監(jiān)督機器進行生產(chǎn)。工業(yè)自動化,按其發(fā)展階段可分為:(1)半自動化。即部分采用自動控制和自動裝置,而另一部分則由人工操作機器進行生產(chǎn)。(2)全自動化。指生產(chǎn)過程中全部工序,包括上料、下料、裝卸等,都不需要人直接進行生產(chǎn)操作(人只是間接地看管和監(jiān)督機器運轉(zhuǎn)),而由機器連續(xù)地、重復地自動生產(chǎn)出一個或一批產(chǎn)品。工業(yè)自動化是機器設備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預的情況下,按預期的目標實現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制的統(tǒng)稱。自動化技術就是探索和研究實現(xiàn)自動化過程的方法和技術。它是涉及機械、微電子、計算機、機器視覺等技術領域的一門綜合性技術。工業(yè)革命是自動化技術的助產(chǎn)士。正是由于工業(yè)革命的需要,自動化技術才沖破了卵殼,得到了蓬勃發(fā)展。同時自動化技術也促進了工業(yè)的進步,如今自動化技術已經(jīng)被廣泛的應用于機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術等領域,成為提高勞動生產(chǎn)率的主要手段。工業(yè)自動化是德國得以啟動工業(yè)0的重要前提之一,主要是在機械制造和電氣工程領域。目前在德國和國際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”,正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內(nèi)部,是一種特定應用設計的專用計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示,這種“嵌入式系統(tǒng)”每年獲得的市場效益高達200億歐元,而這個數(shù)字到2020年將提升至400億歐元。工業(yè)自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術,對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策,達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性高技術,包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)自動化技術作為20世紀現(xiàn)代制造領域中最重要的技術之一,主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。無論高速大批量制造企業(yè)還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè),都必須依靠自動化技術的應用。自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益,但它對企業(yè)生產(chǎn)過程起著明顯的提升作用:據(jù)國際權威咨詢機構統(tǒng)計,對自動化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約1:4至1:6之間。特別在資金密集型企業(yè)中,自動化系統(tǒng)占設備總投資10%以下,起到“四兩撥千金”的作用。傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)即機電一體化系統(tǒng)主要是對設備和生產(chǎn)過程的控制,即由機械本體、動力部分、測試傳感部分、執(zhí)行機構、驅(qū)動部分、控制及信號處理單元、接口等硬件元素,在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導下,相互協(xié)調(diào)、有機融合和集成,形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運動,從而組成工業(yè)自動化系統(tǒng)或產(chǎn)品。在工業(yè)自動化領域,傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng)DCS的發(fā)展歷程。隨著控制技術、計算機、通信、網(wǎng)絡等技術的發(fā)展,信息交互溝通的領域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設備層到控制、管理各個層次。工業(yè)控制機系統(tǒng)一般是指對工業(yè)生產(chǎn)過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。今天,對自動化最簡單的理解也轉(zhuǎn)變?yōu)椋河脧V義的機器(包括計算機)來部分代替或完全取代或超越人的體力。需求動力:市場競爭,資源利用,減輕勞動強度,提高產(chǎn)品質(zhì)量,適應批量生產(chǎn)需要。主要特點:此階段主要為單機自動化階段,主要特點是:各種單機自動化加工設備出現(xiàn),并不斷擴大應用和向縱深方向發(fā)展。典型成果和產(chǎn)品:硬件數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床。需求動力:市場競爭加劇,要求產(chǎn)品更新快,產(chǎn)品質(zhì)量高,并適應大中批量生產(chǎn)需要和減輕勞動強度。主要特點:此階段主要以自動生產(chǎn)線為標志,其主要特點是:在單機自動化的基礎上,各種組合機床、組合生產(chǎn)線出現(xiàn),同時軟件數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)并用于機床,CAD、CAM等軟件開始用于實際工程的設計和制造中,此階段硬件加工設備適合于大中批量的生產(chǎn)和加工。典型成果和產(chǎn)品:用于鉆、鏜、銑等加工的自動生產(chǎn)線。需求動力:市場環(huán)境的變化,使多品種、中小批量生產(chǎn)中普遍性問題愈發(fā)嚴重,要求自動化技術向其廣度和深度發(fā)展,使其各相關技術高度綜合,發(fā)揮整體最佳效能。主要特點:自70年代初期美國學者首次提出CIM概念至今,自動化領域已發(fā)生了巨大變化,其主要特點是:CIM已作為一種哲理、一種方法逐步為人們所接受;CIM也是一種實現(xiàn)集成的相應技術,把分散獨立的單元自動化技術集成為一個優(yōu)化的整體。所謂哲理,就是企業(yè)應根據(jù)需求來分析并克服現(xiàn)存的“瓶頸”,從而實現(xiàn)不斷提高實力、競爭力的思想策略;而作為實現(xiàn)集成的相應技術,一般認為是:數(shù)據(jù)獲取、分配、共享;網(wǎng)絡和通信;車間層設備控制器;計算機硬、軟件的規(guī)范、標準等。同時,并行工程作為一種經(jīng)營哲理和工作模式自80年代末期開始應用和活躍于自動化技術領域,并將進一步促進單元自動化技術的集成。典型成果和產(chǎn)品:CIMS工廠,柔性制造系統(tǒng)(FMS)。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高,電能的需要也在不斷地增加,發(fā)電設備也相應增多,電網(wǎng)結構和運行方式也越來越復雜,人們對電能質(zhì)量的要求也越來越高。為了保證用戶的用電,必須對電網(wǎng)進行管理和控制。①、盡量維持電力系統(tǒng)的正常運行,安全是電力系統(tǒng)的頭等大事,系統(tǒng)一旦發(fā)生事故,其危害是難以估計的,努力維持電力系統(tǒng)的正常運行是首要任務;②、為用戶提供高質(zhì)量的電能,反映電能質(zhì)量的三個參數(shù)就是電壓、頻率和波形。這三個參數(shù)必須在規(guī)定范圍內(nèi),才能保證電能的質(zhì)量。穩(wěn)定電壓的關鍵是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中無功功率的平衡,頻率的變化,是整個系統(tǒng)有功功率的平衡問題,波形是由發(fā)電機決定的;電力系統(tǒng)是一個分布面廣、設備量大、信息參數(shù)多的系統(tǒng),發(fā)電廠發(fā)出電能供給用戶,必須經(jīng)幾級變壓器變壓才能傳輸。各級電壓通過輸電線路向用戶供電,電壓從低到高,再從高到低,以利于能量的傳送。電壓的變換,形成不同的電壓級別,形成一個個不同電壓級別的變電站,變電站之間是輸電線,因而形成了復雜的電力網(wǎng)拓撲結構。電網(wǎng)調(diào)度正是按照電網(wǎng)的這種拓撲結構進行管理和調(diào)度的。一般情況下,電網(wǎng)按電壓級別設置調(diào)度中心,電壓級別越高,調(diào)度中心的級別也越高。整個系統(tǒng)是一個寶塔型的網(wǎng)絡圖。分級調(diào)度可以簡化網(wǎng)絡的拓撲結構,使信息的傳送變得更加合理,從而大大節(jié)省通信設備,并提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。按中國的情況,電力系統(tǒng)調(diào)度分為國家調(diào)度中心,大區(qū)網(wǎng)局級調(diào)度控制中心,省級調(diào)度控制中心,地區(qū)調(diào)度控制中心,縣級調(diào)度中心。各級直接管理和調(diào)度其下一層調(diào)度中心。電網(wǎng)調(diào)度自動化是一個總稱,由于各級調(diào)度中心的任務不同,調(diào)度自動化系統(tǒng)的規(guī)模也不同,但無論哪一級調(diào)度自動化系統(tǒng),都具有一種最基本的功能,就是監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),又稱SCADA系統(tǒng)功能(SupervisoryControlAndDataAcquisition)。⑴數(shù)據(jù)采集;⑵信息顯示;⑶監(jiān)視控制;⑷報警處理;⑸信息存儲及報告⑹事件順序記錄;⑺數(shù)據(jù)計算;⑻具有RTU(遠端終端單元)處理功能;⑼事件追憶功能。自動發(fā)電控制功能AGC:AGC系統(tǒng)主要要求達到對發(fā)電機發(fā)電多少不是由電廠直接控制,而是由電廠上級的調(diào)度中心根據(jù)全局優(yōu)化的原則來進行控制。經(jīng)濟調(diào)度控制功能EDC(EconomicDispatchControl):EDC的目的是控制電力系統(tǒng)中各發(fā)電機的出力分配,使電網(wǎng)運行成本最小,EDC常包含在AGC中。安全分析功能SA(SecurityAnalyze):SA功能是電網(wǎng)調(diào)度為了做到“防患于未然”而配備的功能。它通過計算機對當前電網(wǎng)運行狀態(tài)的分析,估計出可能出現(xiàn)的故障,預先采取措施,避免事故發(fā)生。如果電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)具有了SCADA+AGC/EDC+SA功能,就稱為能量管理系統(tǒng)EMS(EnergyManagementSystem)。數(shù)字傳輸技術和光纖通信技術的提高,使得電網(wǎng)調(diào)度自動化也進入了網(wǎng)絡化,如今電網(wǎng)調(diào)度中的計算機配置大多采用了開發(fā)分布式計算機系統(tǒng)。隨著中國國民經(jīng)濟的發(fā)展,中國也進入了大電網(wǎng)、大機組、超高壓輸電的時代。完全可以相信,隨著中國新建電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展,中國電網(wǎng)調(diào)度自動化水平會進一步地提高,達到世界先進水平。柔性制造技術(FMS)是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是技術密集型的技術群,凡是側重于柔性,適應于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術都屬于柔性制造技術。柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應內(nèi)部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下,這時系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比可以用來衡量柔性?!叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘模瑐鹘y(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品,則必須對其結構進行大調(diào)整,重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素,其工作量和經(jīng)費投入與構造一個新的生產(chǎn)線往往不相上下。剛性的大批量制造自動化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個品種的產(chǎn)品,難以應付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著社會進步和生活水平的提高,市場更加需要具有特色、符合顧客個人要求樣式和功能千差萬別的產(chǎn)品。激烈的市場競爭迫使傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)方式發(fā)生改變,要求對傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場對多品種小批量產(chǎn)品的需求,這就使系統(tǒng)的柔性對系統(tǒng)的生存越來越重要。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換,一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi),生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當重要的位置?!駲C器柔性當要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時,機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。●工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產(chǎn)品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應產(chǎn)品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度?!癞a(chǎn)品柔性一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;二是產(chǎn)品更新后,對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。●維護柔性采用多種方式查詢、處理故障,保障生產(chǎn)正常進行的能力。●生產(chǎn)能力柔性當生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟地運行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng),這一點尤為重要?!駭U展柔性當生產(chǎn)需要的時候,可以很容易地擴展系統(tǒng)結構,增加模塊,構成一個更大系統(tǒng)的能力?!襁\行柔性利用不同的機器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的能力和同樣的產(chǎn)品,換用不同工序加工的能力。是有一個由計算機集成管理和控制的、用于高效率地制造中小批量多品種零部件的自動化制造系統(tǒng)。它具有:●一套物料存儲運輸系統(tǒng),可以在機床的裝夾工位之間運送工件和刀具;FMS是一套可編程的制造系統(tǒng),含有自動物料輸送設備,能在計算機的支持下實現(xiàn)信息集成和物流集成,它FMS規(guī)模趨于小型化、低成本,演變成柔性制造單元FMC,它可能只有一臺加工中心,但具有獨立自動加工能力。有的FMC具有自動傳送和監(jiān)控管理的功能,有的FMC還可以實現(xiàn)24小時無人運轉(zhuǎn)。用于裝備的FMS稱為柔性裝備系統(tǒng)(FAS)。智能制造(IntelligentManufacturing,IM)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思。和決策等。通過人與智能機器的合作共事,去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴展到柔性化、智能化和高度集成化。談起智能制造,首先應介紹日本在1990年4月所倡導的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際合作研究計劃。許多發(fā)達國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項計劃。該計劃共計劃投資10億美元,對100個項目實施前期科研計劃。毫無疑問,智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應用人工智能技術。專家系統(tǒng)技術可以用于工程設計,工藝過程設計,生產(chǎn)調(diào)度,故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制技術等先進的計算機智能方法應用于產(chǎn)品配方,生產(chǎn)調(diào)度等,實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術尤其適合于解決特別復雜和不確定的問題。但同樣顯然的是,要在企業(yè)制造的全過程中全部實現(xiàn)智能化,如果不是完全做不到的事情,至少也是在遙遠的將來。有人甚至提出這樣的問題,下個世紀會實現(xiàn)智能自動化嗎?而如果只是在企業(yè)的某個局部緩解實現(xiàn)智能化,而又無法保證全局的優(yōu)化,則這種智能化的意義是有限的。從廣義概念上來理解,CIMS(計算機集成制造系統(tǒng)),敏捷制造等都可以看作是智能自動化的例子。的確,除了制造過程本身可以實現(xiàn)智能化外,還可以逐步實現(xiàn)智能設計,智能管理等,再加上信息集成,全局優(yōu)化,逐步提高系統(tǒng)的智能化水平,最終建立智能制造系統(tǒng)。這可能是實現(xiàn)智能制造的一種可行途徑。Agent原為代理商,是指在商品經(jīng)濟活動中被授權代表委托人的一方。后來被借用到人工智能和計算機科學等領域,以描述計算機軟件的智能行為,稱為智能體。1992年曾經(jīng)有人預言:“基于Agent的計算將可能成為下一代軟件開發(fā)的重大突破?!彪S著人工智能和計算機技術在制造業(yè)中的廣泛應用,多智能體系統(tǒng)技術對解決產(chǎn)品設計、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品的整個生命周期中的多領域間的協(xié)調(diào)合作提供了一種智能化的方法,也為系統(tǒng)集成、并行設計,并實現(xiàn)智能制造提供了更有效的手段。整子系統(tǒng)的基本構件是整子(Holon)。Holon是從希臘語借過來的,人們用Holon表示系統(tǒng)的最小組成個體,整子系統(tǒng)就是由很多不同種類的整子構成。整子的最本質(zhì)特征是:●自治性,每個整子可以對其自身的操作行為作出規(guī)劃,可以對意外事件(如制造資源變化、制造任務貨物要求變化等)作出反應,并且其行為可控;●合作性,每個整子可以請求其它整子執(zhí)行某種操作行為,也可以對其他整子提出的操作申請?zhí)峁┓?;●智能性,整子具有推理、判斷等智力,這也是它具有自治性和合作性的內(nèi)在原因。整子的上述特點表明,它與智能體的概念相似。由于整子的全能性,有人把它也譯為全能系統(tǒng)。●柔性,對于快速變化的市場、變化的制造要求有很強的適應性。除此之外,還有生物制造、綠色制造、分形制造等模式。制造模式主要反映了管理科學的發(fā)展,也是自動化、系統(tǒng)技術的研究成果,它將對各種單元自動化技術提出新的課題,從而在整體上影響到制造自動化的發(fā)展方向。展望未來,21世紀的制造自動化將沿著歷史的軌道繼續(xù)前進。工業(yè)控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術,對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策,達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術,主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術作為20世紀現(xiàn)代制造領域中最重要的技術之一,主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益,但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。中國工控自動化的發(fā)展道路,大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收,然后進行二次開發(fā)和應用。中國工業(yè)控制自動化技術、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展,中國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術正在向智能化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展。眾所周知,從20世紀60年代開始,西方國家就依靠技術進步(即新設備、新工藝以及計算機應用)開始對傳統(tǒng)工業(yè)進行改造,使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導致競爭空前激烈,促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場時間(TimetoMarket)、改善質(zhì)量(Quality)、降低成本(Cost)以及完善服務體系(Service),這就是企業(yè)的T.Q.C.S.。雖然計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)結合信息集成和系統(tǒng)集成,追求更完善的T.Q.C.S.,使企業(yè)實現(xiàn)“在正確的時間,將正確的信息以正確的方式傳給正確的人,以便作出正確的決策”,即“五個正確”。然而這種自動化需要投入大量的資金,是一種高投資、高效益同時是高風險的發(fā)展模式,很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在中國,中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動化的道路。工業(yè)控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化,其核心是基礎自動化和過程自動化。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng),基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷,過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成,其硬件、系統(tǒng)軟件和應用軟件的價格之高令眾多企業(yè)望而卻步。20世紀90年代以來,由于PC-based的工業(yè)計算機(簡稱工業(yè)PC)的發(fā)展,以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及,成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠,并且被操作和維護人員接受,所以,一個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系統(tǒng)易于安裝和使用,有高級的診斷功能,為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇,從長遠角度看,PC控制系統(tǒng)維護成本低。由于可編程控制器(PLC)受PC控制的威脅最大,所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實上,他們也加入到了PC控制“浪潮”中。工業(yè)PC在中國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看,工業(yè)PC主要包含兩種類型:IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機,如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高,現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求,將逐漸退出該領域,取而代之的將是CompactPCI-based工控機,而IPC將占據(jù)管理自動化層。國家于2001年設立了“以工業(yè)控制計算機為基礎的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項,目標就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的PC-based控制系統(tǒng),在3~5年內(nèi),占領30%~50%的國內(nèi)市場,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。幾年前,當“軟PLC”出現(xiàn)時,業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLC。時至今日工業(yè)PC并沒有代替PLC,主要有兩個原因:一個是系統(tǒng)集成原因;另一個是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點:一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見,工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應用上,其數(shù)據(jù)復雜且設備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價的微型PLC競爭,這也是PLC市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看,控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間,這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。和PLC一樣,工業(yè)PC市場在過去的兩年里保持平穩(wěn)。與PLC相比,工業(yè)PC軟件很便宜。全世界PLC生產(chǎn)廠家約200家,生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。國內(nèi)PLC市場仍以國外產(chǎn)品為主,如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產(chǎn)品。經(jīng)過多年的發(fā)展,國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品,可以說PLC在中國尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。在PLC應用方面,中國是很活躍的,應用的行業(yè)也很廣。專家估計,2000年PLC的國內(nèi)市場銷量為15~20萬套(其中進口占90%左右),約25~35億元人民幣,年增長率約為12%。預計到2005年全國PLC需求量將達到25萬套左右,約35~45億元人民幣。PLC市場也反映了全世界制造業(yè)的狀況,2000后大幅度下滑。按照AutomationResearchCorp的預測,盡管全球經(jīng)濟下滑,PLC市場將會復蘇,估計全球PLC市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,并繼續(xù)略微增長。微型化、網(wǎng)絡化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。在基于PLC自動化的早期,PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年,微型PLC(小于32I/O)已經(jīng)出現(xiàn),價格只有幾百歐元。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展,安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。當前,過程控制領域最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展,PLC也不例外。如今越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口??梢韵嘈?,PLC將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移,尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)問世于1975年,生產(chǎn)廠家主要集中在美、日、德等國。中國從70年代中后期起,首先由大型進口設備成套中引入國外的DCS,首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時,中國主要行業(yè)(如電力、石化、建材和冶金等)的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時,開始了研制國產(chǎn)化DCS的技術攻關。中國DCS的市場年增長率約為20%,年市場額約為30~35億元。由于近5年內(nèi)DCS在石化行業(yè)大型自控裝置中沒有可替代產(chǎn)品,所以其市場增長率不會下降。據(jù)統(tǒng)計,到2005年,中國石化行業(yè)有1000多套裝置需要應用DCS控制;電力系統(tǒng)每年新裝1000多萬千瓦發(fā)電機組,需要DCS實現(xiàn)監(jiān)控;不少企業(yè)已使用DCS近15~20年,需要更新和改造。由于3C(Computer、Control、Communication)技術的發(fā)展,過程控制系統(tǒng)將由DCS發(fā)展到FCS(FieldbusControlSystem)。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設備(FieldDevice)中。基于現(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng),它將取代現(xiàn)場一對一的4~20mA模擬信號線,給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結構帶來革命性的變化。根據(jù)IEC61158的定義,現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡?,F(xiàn)場總線使測控設備具備了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力,提高了信號的測量、傳輸和控制精度,提高了系統(tǒng)與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標準工作,走過了16年的艱難歷程,于1993年推出了IEC61158-2,之后的標準制定就陷于混亂。計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)(DCS)后,將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場總線為基礎的FCS發(fā)展很快,但FCS發(fā)展還有很多工作要做,如統(tǒng)一標準、儀表智能化等。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護和改造還需要DCS,因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個較長的過程,同時DCS本身也在不斷的發(fā)展與完善??梢钥隙ǖ氖?,結合DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式,在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應用,并將在控制領域中占有更加重要的地位。經(jīng)過五十年的發(fā)展,中國儀器儀表工業(yè)已有相當基礎,初步形成了門類比較齊全的生產(chǎn)、科研、營銷體系,成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。隨著國際上數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流,差距還將進一步加大。中國高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產(chǎn)品以及許多關鍵零部件,國外產(chǎn)品占有中國市場60%以上的份額,而國產(chǎn)分析儀器占全球市場不到千分之二的份額。今后儀器儀表技術的主要發(fā)展趨勢:儀器儀表向智能化方向發(fā)展,產(chǎn)生智能儀器儀表;測控設備的PC化,虛擬儀器技術將迅速發(fā)展;儀器儀表網(wǎng)絡化,產(chǎn)生網(wǎng)絡儀器與遠程測控系統(tǒng)。幾點建議:開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品,掌握核心技術;加強儀器儀表行業(yè)的系統(tǒng)集成能力;進一步拓展儀器儀表的應用領域。從1952年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng),隨著計算機技術的飛速發(fā)展,各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應運而生,發(fā)展很快。就結構形式而言,當今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致可分為4種類型:傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng);“PC嵌入NC”結構的開放式數(shù)控系統(tǒng);“NC嵌入PC”結構的開放式數(shù)控系統(tǒng);SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。中國數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn),通過“七五”引進、消化、吸收,“八五”攻關和“九五”產(chǎn)業(yè)化,取得了很大的進展,基本上掌握了關鍵技術,建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基地,培養(yǎng)了一批數(shù)控人才,初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè),也帶動了機電控制與傳動控制技術的發(fā)展。同時,具有中國特色的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展,產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高,逐漸被用戶認可。國外數(shù)控系統(tǒng)技術發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是:新一代數(shù)控系統(tǒng)向PC化和開放式體系結構方向發(fā)展;驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展;增強通信功能,向網(wǎng)絡化發(fā)展;數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。進入21世紀,人類社會將逐步進入知識經(jīng)濟時代,知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動力,而機床工業(yè),作為機器制造業(yè)、工業(yè)以至整個國民經(jīng)濟發(fā)展的裝備部門,毫無疑問,其戰(zhàn)略性重要地位、受重視程度,也將更加鮮明突出。智能化、開放性、網(wǎng)絡化、信息化成為未來數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床發(fā)展的主要趨勢:向高速、高效、高精度、高可靠性方向發(fā)展;向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展;向PC-based化和開放性方向發(fā)展;出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備,機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展;信息技術(IT)與機床的結合,機電一體化先進機床將得到發(fā)展;納米技術將形成新發(fā)展潮流,并將有新的突破;節(jié)能環(huán)保機床將加速發(fā)展,占領廣大市場。無線局域網(wǎng)(WirelessLAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網(wǎng)絡設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網(wǎng)絡資源,是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。無線局域網(wǎng)可以在不采用網(wǎng)絡電纜線的情況下,提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。在推動網(wǎng)絡技術發(fā)展的同時,無線局域網(wǎng)也在改變著人們的生活方式。無線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用IEEE3用于點對點方式,11用于一點對多點方式。無線局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網(wǎng)橋、無線Modem及無線網(wǎng)卡等來實現(xiàn),以無線網(wǎng)卡使用最為普遍。無線局域網(wǎng)的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫游、網(wǎng)絡管理以及與3G等其它移動通信系統(tǒng)之間的關系等問題上。在工業(yè)自動化領域,有成千上萬的感應器,檢測器,計算機,PLC,讀卡器等設備,需要互相連接形成一個控制網(wǎng)絡,通常這些設備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網(wǎng)設備使用隔離型信號轉(zhuǎn)換器,將工業(yè)設備的RS-232串口信號與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡信號相互轉(zhuǎn)換,符合無線局域網(wǎng)IEEE11b和以太網(wǎng)絡IEEE3標準,支持標準的TCP/IP網(wǎng)絡通信協(xié)議,有效的擴展了工業(yè)設備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。計算機網(wǎng)絡技術、無線技術以及智能傳感器技術的結合,產(chǎn)生了“基于無線技術的網(wǎng)絡化智能傳感器”的全新概念。這種基于無線技術的網(wǎng)絡化智能傳感器使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通過無線鏈路直接在網(wǎng)絡上傳輸、發(fā)布和共享。無線局域網(wǎng)技術能夠在工廠環(huán)境下,為各種智能現(xiàn)場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡拓撲結構,在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線網(wǎng)絡的不足,進一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡的通信性能。作為工控軟件的一個重要組成部分,國內(nèi)人機界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取得了較大進展,軟件和硬件相結合,為企業(yè)測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上,工業(yè)控制軟件將從人機界面和基本策略組態(tài)向先進控制方向發(fā)展。先進過程控制APC(AdvancedProcessControl)還沒有嚴格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學模型而又必須用計算機來實現(xiàn)的控制算法,統(tǒng)稱為先進過程控制策略。如:自適應控制;預測控制;魯棒控制;智能控制(專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡)等。由于先進控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益,因此這些軟件也身價倍增。國際上已經(jīng)有幾十家公司,推出了上百種先進控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品,在世界范圍內(nèi)形成了一個強大的流程工業(yè)應用軟件產(chǎn)業(yè)。開發(fā)中國具有自主知識產(chǎn)權的先進控制和優(yōu)化軟件,打破外國產(chǎn)品的壟斷,替代進口,具有十分重要的意義。在未來,工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標準化、網(wǎng)絡化、智能化和開放性發(fā)展方向。工業(yè)信息化是指在工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營過程中,通過信息基礎設施,在集成平臺上,實現(xiàn)信息的采集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。由于大力發(fā)展工業(yè)自動化是加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質(zhì)、提高國家整體國力、調(diào)整工業(yè)結構、迅速搞活大中型企業(yè)的有效途徑和手段,國家將繼續(xù)通過實施一系列工業(yè)過程自動化高技術產(chǎn)業(yè)化專項,用信息化帶動工業(yè)化,推動工業(yè)自動化技術的進一步發(fā)展,加強技術創(chuàng)新,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,解決國民經(jīng)濟發(fā)展面臨的深層問題,進一步提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)和綜合國力,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。自動化倉庫ABC,自動化技術在倉儲領域(包括主體倉庫)中的發(fā)展可分為五個階段:人工倉儲階段、機械化倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。在90年代后期及21世紀的若干年內(nèi),智能自動化倉儲將是自動化技術的主要發(fā)展方向。物資的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現(xiàn),其實時性和直觀性是明顯的優(yōu)點。人工倉儲技術在初期設備投資的經(jīng)濟指標也具有優(yōu)越性。物料可以通過各種各樣的傳帶,工業(yè)輸送車、機械手、吊車、堆垛機和升降機來移動和搬運,用貨架托盤和可移動貨架存儲物料,通過人工操作機械存取設備,用限位開關,螺旋機械制動和機械監(jiān)視器等控制設備的運行。機械化滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復存取和搬運等要求。是自動化倉儲技術階段,自動化技術對倉儲技術和發(fā)展起了重要的促進作用。50年代末和60年代,相繼研制和采用了自動導引小車(AGV)、自動貨架、自動存取機器人、自動識別和自動分揀等系統(tǒng)。70年代和80年代,旋轉(zhuǎn)體式貨架、移動式貨架、巷道式堆垛機和其他搬運設備都加入了自動控制的行列,但這時只是各個設備的局部自動化并各自獨立應用,被稱為"自動化孤島"。隨著計算機技術的發(fā)展,工作重點轉(zhuǎn)向物資的控制和管理,要求實時,協(xié)調(diào)和一體化,計算機之間、數(shù)據(jù)采集點之間、機械設備的控制器之間以及它們與主計算機之間的通信可以及時地匯總信息,倉庫計算機及時地記錄訂貨和到貨時間,顯示庫存量,計劃人員可以方便地作出供貨決策,他們知道正在生產(chǎn)什么、訂什么貨、什
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