时间：2023-05-05 17:01:30
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能制造论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
过去20年，互联网是改变社会、改变商业最重要的技术；如今，物联网的出现，让许多物理实体具备了感知能力和数据传输的表达能力；未来，随着移动互联网、物联网以及云计算和大数据技术的成熟，生产制造领域将具备收集、传输及处理大数据的高级能力，使制造业形成工业互联网，带动传统制造业的颠覆与重构。
“工业互联网”的概念最早是由美国通用电气公司(GE)于2012年提出的，随后联合另外四家IT巨头组建了工业互联网联盟(IIC)，将这一概念大力推广开来。“工业互联网”主要含义是，在现实世界中，机器、设备和网络能在更深层次与信息世界的大数据和分析连接在一起，带动工业革命和网络革命两大革命性转变。
工业互联网联盟的愿景是使各个制造业厂商的设备之间实现数据共享。这就至少要涉及到互联网协议、数据存储等技术。而工业互联网联盟的成立目的在于通过制定通用的工业互联网标准，利用互联网激活传统的生产制造过程，促进物理世界和信息世界的融合。
工业互联网基于互联网技术，使制造业的数据流、硬件、软件实现智能交互。未来的制造业中，由智能设备采集大数据之后，利用智能系统的大数据分析工具进行数据挖掘和可视化展现，形成“智能决策”，为生产管理提供实时判断参考，反过来指导生产，优化制造工艺(图1)。
智能设备可以在机器、设施、组织和网络之间实现共享促进智能协作，并将产生的数据发送到智能系统。
智能系统包括部署在组织内的机器设备，也包括互联网中广泛互联的软件。随着越来越多的机器设备加入工业互联网，实现贯通整个组主和网络的智能设备协同效应成为可能。深度学习是智能系统内机器联网的一个升级。每台机器的操作经验可以聚合为一个信息系统，以使得整套机器设备能够不断地自行学习，掌握数据分析和判断能力。以往，在单个的机器设备上，这种深度学习的方式是不可能实现的。例如，从飞机上收集的数据加上航空地理位置与飞行历史记录数据，便可以挖掘出大量有关各种环境下的飞机性能的信息。通过这些大数据的挖掘与应用，可以使整个系统更聪明，从而推动一个持续的知识积累过程。当越来越多的智能设备连接到一个智能系统之中，结果将是系统不断增强并能自主深度学习，而且变得越来越智能化。
工业互联网的关键是通过大数据实现智能决策。当从智能设备和智能系统采集到了足够的大数据时，智能决策其实就已经发生了。在工业互联网中，智能决策对于应对系统越来越复杂的机器的互联、设备的互联、组织的互联和庞大的网络来说，十分必要。智能决策就是为了解决系统的复杂性。
当工业互联网的三大要素——智能设备、智能系统、智能决策，与机器、设施、组织和网络融合到一起的时候，其全部潜能就会体现出来。生产率提高、成本降低和节能减排所带来的效益将带动整个制造业的转型升级。
所以说，“工业互联网”代表了消费互联网向产业互联网的升级，增强了制造业的软实力，使未来制造业向效率更高、更精细化发展。
“工业4.0”中的智能制造
2009到2012年欧洲深陷债务危机，德国经济却一枝独秀，依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言，制造业是传统的经济增长动力，制造业的发展是德国工业增长不可或缺的因素，基于这一共识，德国政府倾力推动进一步的技术创新，其关键词是“工业4.0”。
“工业4.0”中，互联网技术发展正在对传统制造业造成颠覆性、革命性的冲击。网络技术的广泛应用，可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据，实现生产系统的智能分析和决策，使智能生产、网络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向。“工业4.0”所描绘的未来的制造业将建立在以互联网和信息技术为基础的互动平台之上，将更多的生产要素更为科学地整合，变得更加自动化、网络化、智能化，而生产制造个性化、定制化将成为新常态。
自动化只是单纯的控制，智能化则是在控制的基础上，通过物联网传感器采集海量生产数据，通过互联网汇集到云计算数据中心，然后通过信息管理系统对大数据进行分析、挖掘，从而作出正确的决策。这些决策附加给自动化设备的是“智能”，从而提高生产灵活性和资源利用率，增强顾客与商业合作伙伴之间的紧密关联度，并提升工业生产的商业价值(图2)。
生产智能化。全球化分工使得各项生产要素加速流动，市场趋势变化和产品个性化需求对工厂的生产响应时间和柔性化生产能力提出了更高的要求。“工业4.0”时代，生产智能化通过基于信息化的机械、知识、管理和技能等多种要素的有机结合，从着手生产制造之前，就按照交货期、生产数量、优先级、工厂现有资源(人员、设备、物料)的有限生产能力，自动制订出科学的生产计划。从而，提高生产效率，实现生产成本的大幅下降，同时实现产品多样性、缩短新产品开发周期，最终实现工厂运营的全面优化变革。
传统制造业时代，材料、能源和信息是工厂生产的三个要素(图3)。传统制造业发展的历史，就是工厂利用材料、能源和信息进行物质生产的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命，必然导致生产方式的革命和生产力的飞跃发展。但是，随着移动互联网和云计算、大数据技术的发展，计算机到智能手机等移动终端的演进，越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联。由此衍生出物联网、服务互联网和数据网，推动着物理世界和信息世界以信息物理系统(CPS)的方式相融合。也可以说，是这种技术进步使得制造业领域实现了资源、信息、物品、设备和人的互通互联。
通过互通互联，云计算、大数据这些新的互联网技术，和以前的自动化的技术结合在一起，生产工序实现纵向系统上的融合，生产设备和设备之间，工人与设备之间的合作，把整个工厂内部的要素联结起来，形成信息物理系统，互相之间可以合作、可以响应，能够开展个性化的生产制造，可以调整产品的生产率，还可以调整利用资源的多少、大小，采用最节约资源的方式。
“工业4.0”时代，在智能工厂中，CRM(Customer Relationship Management，客户关系管理)、PDM(Product Data Management，产品数据管理)、SCM(Supply chain management，供应链管理)等软件管理系统可能都将互联。届时，接到顾客订单后的一瞬间，工厂就会立即自动地向原材料供应商采购。原材料到货后，将被赋予数据，“这是给某某客户生产的某某产品的某某工艺中的原材料”，使“原材料”带有信息。带有信息的原材料也就意味着拥有自己的用途或目的地。在生产过程中，原材料一旦被错误配送到其他生产线，它就会通过与生产设备开展“对话”，返回属于自己的正确的生产线；如果生产机器之间的原材料不够用，生产机器也可以向订单系统进行“交涉”，来增加原材料数量；最终，即便是原材料嵌入到产品内之后，由于它还保存着路径流程信息，将会很容易实现追踪溯源(图4)。
设备智能化。在未来的智能工厂，每个生产环节清晰可见、高度透明，整个车间有序且高效地运转。“工业4.0”中，自动化设备在原有的控制功能基础上，附加一定的新功能，就可以实现产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能性等智能化要求。这些为生产设备添加的新功能是指通过为生产线配置众多传感器，让设备具有感知能力，将所感知的信息通过无线网络传送到云计算数据中心，通过大数据分析决策进一步使得自动化设备具有自律管理的智能功能，从而实现设备智能化。
“工业4.0”中，在生产线、生产设备中配备的传感器，能够实时抓取数据，然后经过无线通信连接互联网传输数据，对生产本身进行实时的监控。设备传感和控制层的数据与企业信息系统融合形成了信息物理系统(CPS)，使得生产大数据传到云计算数据中心进行存储、分析，形成决策并反过来指导设备运转。设备的智能化直接决定了“工业4.0”所要求的智能生产水平。
能源管理智能化。近年来，环境和节能减排已成为制造业最重视的课题之一。许多制造业企业都已经开始应用信息技术，对生产能耗进行管理，以最具经济效益的方式，部署工业节能减排与综合利用的智能化系统架构，从资源、原材料、研发设计、生产制造到废弃物回收再利用处理，形成绿色产品生命周期管理的循环。
供应链管理智能化。在传统的制造业生产模式中，无论是工厂还是供应商，都需要为制造业的零部件或原材料的库存付出一定的成本支出，由于供应商和工厂之间的信息不对称和非自动的信息交换，生产的模式只能采用按计划或按库存生产的模式，灵活性和效率受到了约束。
“工业4.0”时代，复杂的制造系统在一定程度上也加速了产业组织结构的转型。传统的大型企业集团掌控的供应链主导型将向产业生态型演变，平台技术以及平台型企业将在产业生态中的展现出更多的作用。因此，企业竞争战略的重点将不再是做大规模，而将是智能化的供应链管理，在不断变化的动态环境中获得和保持动态的供需协调能力。
供应链管理智能化将统一工厂的零部件库存和供应商的生产流程，从而保证工厂的零部件库存的最小化，降低库存带来的风险，降低生产成本。供应链管理智能化要求企业间的信息采用基于事件驱动的方式交换信息，信息的交换是实时的，并且对方同样可以做出实时的反应，供应链上不同企业的运作效率与在同一个企业中不同部门的运作一样敏捷，具有满足不断变化的需求的适应性。供应链管理智能化将为供应链上的企业带来更大的利益，供应链上各个企业的协同制造将为降低制造成本、物流成本，缩短制造周期，提供更好的服务和有力的保障。
实现上述四个智能化体现了“工业4.0”的宏大愿景。“工业4.0”认为实现上述四个智能化其实是一个简单的概念：将大量的有关人、信息管理系统、自动化生产设备等物体融入到信息物理系统(CPS)中，在制造系统中，利用产生的数据为企业服务，协同企业的生产和运营。
智能制造的内涵
无论是德国的“工业4.0”，还是美国的“工业互联网”，其实质与我国工业和信息化部推广的“两化融合”战略大同小异。某种程度上说，以智能制造为代表的新一轮工业革命或许对于我国制造业是一个很好的机会，也可能是我国制造业转型升级的一个重要机遇。
工厂内实现“信息物理系统”。德国“工业4.0”其实就是基于信息物理系统(CPS)实现智能工厂，最终实现的是制造模式的变革。CPS概念最早是由美国国家基金委员会在2006年提出，被认为有望成为继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次浪潮。
CSP是融合技术，包括计算、通信以及控制(传感器、执行器等)。中国科学院何积丰院士指出：“CPS，从广义上理解，就是一个在环境感知的基础上，深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。CPS的最终目标是实现信息世界和物理世界的完全融合，构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络，并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式。”
目前所说的制造业信息化，首先强调的是CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)、CAM(Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)等工业软件和PPS(生产计划控制系统)、PLM(产品生命周期管理)等信息化管理系统。主要应用于由上而下的集中式中央控制系统。
而信息物理系统(CPS)则通过物体、数据以及服务等的无缝连接，实现了生产工艺与信息系统融合，形成了智能工厂。物联网和服务互联网分别位于智能工厂的三层信息技术基础架构的底层和顶层。最顶层中，与生产计划、物流、能耗和经营管理相关的ERP、SCM、CRM等，和产品设计、技术相关的PLM处在最上层，与服务互联网紧紧相连。中间一层，通过CPS物理信息系统实现生产设备和生产线控制、调度等相关功能，从智能物料供应，到智能产品的产出，贯通整个产品生命周期管理。最底层则通过物联网技术实现控制、执行、传感，实现智能生产(图5)。
智能工厂的产品、资源及处理过程因CPS的存在，将具有非常高水平的实时性，同时在资源、成本节约中也颇具优势。智能工厂将按照重视可持续性的服务中心的业务来设计。因此，灵活性、自适应以及机械学习能力等特征，甚至风险管理都是其中不可或缺的要素。智能工厂的设备将实现高级自动化，主要是由基于自动观察生产过程的CPS的生产系统的灵活网络来实现的。通过可实时应对的灵活的生产系统，能够实现生产工程的彻底优化。同时，生产优势不仅仅是在特定生产条件下一次性体现，也可以实现多家工厂、多个生产单元所形成的世界级网络的最优化。
工厂间实现“互联制造”。随着信息技术和互联网、电子商务的普及，制造业市场竞争的新要求出现了变化。一方面，要求制造业企业能够不断地基于网络获取信息，及时对市场需求做出快速反应；另一方面，要求制造业企业能够将各种资源集成与共享，合理利用各种资源。
互联制造能够快速响应市场变化，通过制造企业快速重组、动态协同来快速配置制造资源，在提高产品质量的同时，减少产品投放市场所需的时间，增加市场份额；能够分担基础设施建设费用、设备投资费用等，减少经营风险。通过互联网实现企业内部、外部的协同设计、协同制造和协同管理，实现商业的颠覆和重构。通过网络协同制造，消费者、经销商、工厂、供应链等各个环节可利用互联网技术全流程参与。传统制造业的模式是以产品为中心，而未来制造业通过与用户互动，根据用户的个性化需求，然后开始部署产品的设计与生产制造。
另外，作为一个未来的潮流，工厂将通过互联网，实现内、外服务的网络化，向着互联工厂的趋势发展。随之而来，采集并分析生产车间的各种信息向消费者反馈，从工厂采集的信息作为大数据经过解析，能够开拓更多的、新的商业机会。经由硬件从车间采集的海量数据如何处理，也将在很大程度上决定服务、解决方案的价值。
过去的制造业只是一个环节，但随着互联网进一步向制造业环节渗透，网络协同制造已经开始出现。制造业的模式将随之发生巨大变化，它会打破传统工业生产的生命周期，从原材料的采购开始，到产品的设计、研发、生产制造、市场营销、售后服务等各个环节构成了闭环，彻底改变制造业以往仅是一个环节的生产模式。在网络协同制造的闭环中，用户、设计师、供应商、分销商等角色都会发生改变。与之相伴而生，传统价值链也将不可避免的出现破碎与重构。
工厂外实现“数据制造”。满足消费者个性化需求，一方面需要制造业企业能够生产或提供符合消费者个性偏好的产品或服务，一方面需要互联网提供消费者的个性化定制需求。由于消费者人数众多，每个人的需求不同，导致需求的具体信息也不同，加上需求的不断变化，就构成了产品需求的大数据。消费者与制造业企业之间的交互和交易行为也将产生大量数据，挖掘和分析这些消费者动态数据，能够帮助消费者参与到产品的需求分析和产品设计等创新活动中，为产品创新作出贡献。
因此，大数据将构成制造业智能化的一个基础。大数据在制造业大规模定制中的应用除了围绕定制平台这一核心之外，还包括数据采集、数据管理、订单管理、智能化制造等。定制数据达到一定的数量级，就可以实现大数据应用，通过对大数据的挖掘，实现流行预测、精准匹配、时尚管理、社交应用、营销推送等更多的应用(图6)。同时，大数据能够帮助制造业企业提升营销的针对性，降低物流和库存的成本，减少生产资源投入的风险。
“数据制造”时代，互联网技术将全面嵌入到工业体系之中，将打破传统的生产流程、生产模式和管理方式。生产制造过程与业务管理系统的深度集成，将实现对生产要素的高度灵活配置，实现大规模定制生产。从而，将有力推动传统制造业加快转型升级的步伐。毫无疑问，“数据制造”将会改变制造业思维，给制造业带来更多的灵活性和想象空间，也或将颠覆制造业的游戏规则。
对我国的启示
没有强大的制造业，一个国家将无法实现经济快速、健康、稳定的发展，劳动就业问题将日趋突显，人民生活难以普遍提高，国家稳定和安全将受到威胁，信息化、现代化将失去坚实基础。改革开放以来的30多年中，中国经济经历了接近10%的高速增长阶段，而制造业是我国经济高速增长的引擎。目前，我国尚处于工业化进程的中后期，制造业创造了GDP总量的三分之一，贡献了出口总额的90%，未来几十年制造业仍将是我国经济的支柱产业。
重新定义“智能制造”的关键词。进入21世纪以来，制造业面临着全球产业结构调整带来的机遇和挑战。特别是2008年金融危机之后，世界各国为了寻找促进经济增长的新出路，开始重新重视制造业，欧盟整体上开始加大制造业科技创新扶持力度；美国于2011年提出“先进制造业伙伴计划”，旨在增加就业机会，实现美国经济的持续强劲增长。美国国家科学技术委员会于2012年2月正式了《先进制造业国家战略计划》，德国于2013年4月推出《工业4.0战略》。我们应该通过比较研究《美国先进制造业国家战略计划》《德国工业4.0战略》等资料中的先进制造业关键词，进而来定义未来制造业的发展方向(图7)。
一是软性制造。大规模制造时代，传统的制造环节利润空间越来越受到挤压。所以，从发达国家发展先进制造业的战略规划中均可以看到，制造业的概念和附加值正在不断从硬件向软件、服务、解决方案等无形资产转移。相对于传统制造业，如今的制造业是软件带给硬件功能、控制硬件、对硬件造成极大影响。同时，与以往的硬件商品所不同，目前的制造业中，对商品附属的服务或者基于商品上面的解决方案的需求正在快速增加。
所谓软性制造，就是增加产品附加价值、拓展更多、更丰富的服务与解决方案。因为相对于硬件，产品内置的软件、附带的服务或者解决方案通常是软性和无形的，都是“看不见”的事物，所以称之为软性制造。
软性制造不再将“硬件”生产视为制造业，而认为“软件”在制造业中不断发挥主导作用，商品产生的服务或解决方案将对制造业的价值产生巨大影响。所以，未来的制造业需要放弃传统的“硬件式”的思维模式，而要从软件、服务产生附加值的角度去发展制造业。软件、服务在整个制造业价值链中所占的比重将越来越大，呈现显著的增长趋势。未来制造业企业向顾客提供的不再是单纯的产品，而是各种应用软件与服务形态集成于一体的整体解决方案。
二是从“物理”到“信息”的趋势。以往，每当提及制造业，恐怕都认为是各种零部件构成硬件产品的核心。随着封装化、数字化的发展，零部件生产加工技术加速向新兴市场国家转移，这样，零部件本身的利润就难以维系。因此，发达国家制造业开始更加注重通过组装零部件进行封装化，将部分功能模块化，将系列功能系统化，来提升附加价值。
模块化是将标准化的零部件进行组装，以此来设计产品。从而能够快速响应市场的多样化需求，满足消费者的各项差异化需求。以往，在产品生产过程中，需要付出很多时间和成本，如果将复杂化的产品通过几个模块进行组装，就能够同时解决多样化和效率化的问题。
但是，模块化本身不过是产品的一项功能，未来制造业将更加重视在通过模块化和封装化的基础上进行系统化，拓展新的应用与服务。如果以系统化为主导，就能相对于“物理”意义上的零部件，获取更多的带有“信息”功能的附加价值。相反，如果不掌控系统的主导权，无论研发出的零部件的质量和功能多么好，也难以成为市场价格的主导者。
三是从“群体”到“个体”的趋势。在发达国家，以规模化为对象的量产制造业将生产基地转移至新兴市场国家，以定制化为重点的多种类小批量制造业渐渐成为主流。同时，消费者本身也将有能力将自己的需求付诸生产制造。也就是说，“大规模定制”随着以3D打印为代表的数字化和信息技术的普及带来的技术革新，将制造业的进入门槛降至最低，不具备工厂与生产设备的个人也能很容易地参与到制造业之中。制造业进入门槛的降低，也意味着一些意想不到的企业或个人将参与到制造业，从而有可能带来商业模式的巨大变化。
“个性化”首先是美国大力推进的。在美国的文化背景下，个性要比组织色彩强烈。制造业的“个性化”趋势不仅仅是美国制造业回归，还将带动旧金山等大城市制造业的兴盛，一些专注于通过信息技术使得生产工程高效化、专业性的小规模手工制作的制造业将在市区内盛行，它们根据消费者的需求进行柔性的定制化服务，凭借独特的设计，与大量生产形成差异化竞争。
四是互联制造。随着信息技术和互联网、电子商务的普及，制造业市场竞争的新要求出现了变化。一方面，要求制造业企业能够不断地基于网络获取信息，及时对市场需求做出快速反应；另一方面，要求制造业企业能够将各种资源集成与共享，合理利用各种资源。
互联制造能够快速响应市场变化，通过制造企业快速重组、动态协同来快速配置制造资源，提高产品质量，减少产品投放市场所需的时间，增加市场份额。另外，作为一个未来的潮流，工厂将通过互联网，实现内、外服务的网络化，向着互联工厂的趋势发展。
美国因为有Google、Apple、IBM等IT巨头和无数的IT企业，所以在大数据应用上较为积极，非常重视对社会带来新的价值。Google不断将制造业企业收购至麾下，就是希望掌握主导权。同时，作为美国大型制造业企业的一个代表，GE公司也开始加强数据分析和软件开发，从车间采集数据，进行解析，提供解决方案，开拓新的商业机会。德国将“工业4.0”视为国家战略，将工厂智能化视为国家方针。通过信息技术，最大限度的发挥工厂本身的能力(表1)。
把“两化”深度融合作为主要着力点。工业和信息化部成立以来，一直致力于推进“两化融合”工作，通过信息化的融合与渗透，对传统制造业产生革命性影响。“工业4.0”本质上是由信息技术引发的，与我国的“两化融合”有异曲同工之处。在未来制造业中，我们应该将“两化深度融合”作为主要着力点，进一步继续加快推进信息化、自动化和智能化。
首先，研究部署信息物理系统(CPS)平台，实现“智能工厂”的“智能制造”。智能制造已成为全球制造业发展的新趋势，智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。而信息物理系统(CPS)将改变人类与物理世界的交互方式，使得未来制造业中的物质生产力与能源、材料和信息三种资源高度融合，为实现“智能工厂”和“智能制造”提供有效的保障。美国、德国等世界工业强国都高度重视信息物理系统的构建，加强战略性、前瞻性的部署，并已然取得了积极的研究进展。而我国目前的制造业发展仍然以简单地扩大再生产为主要途径，迫切需要通过智能生产、智能设备和“工业4.0”理念来改造和提升传统制造业。
其次，推动制造业向智能化发展转型的同时，同步推动制造业的模式和业态的革新。主要体现在，从大规模批量生产向大规模定制生产的革新、从生产型制造向服务型制造的革新、从集团式全能型生产向网络式协同制造的革新、从两化融合向工业互联网的革新。
移动互联网让分享经济成为流行的生活方式，甚至让市场做起了政府的事情。政府解决不好的自行车出行问题，资本和市场却从中发现了商机，并让大众爱上这样一种出行方式。相对于共享单车给我们带来的便捷，一个更有意思的话题是：随着技术进步，市场还能够替政府干哪些事情？
尤其是，即将到来的人工智能时代，企业独自解决或者和行政部门合力解决的事情越来越多，一场政务革命即将爆发。
2016年10月，杭州市政府公布了一项“疯狂”的计划：为这座拥有2200多年历史的城市，安装一个人工智能中枢――杭州城市数据大脑。
城市大脑的内核采用的正是阿里云ET人工智能技术。这项人工智能技术，可以对整个城市进行全局实时分析，自动调配公共资源，修正城市运行中的Bug，最终将进化成为能够治理城市的超级人工智能。在杭州萧山区部分路段的初步试验中，城市大脑通过智能调节红绿灯，车辆通行速度最高提升了11%。
如今，中国人工智能研究已进入世界第一集团，中国从事人工智能研究的科学家已经占据世界半壁江山。据报道，在2015年全球顶尖期刊上发表的人工智能论文里，华人/中国人作者的比例达到了43%。2017年美国人工智能促进协会（AAAI）年会，原定于一月底在新奥尔良举行，但是，由于正好赶上中国春节，最后会议不得不延后一周举行。在这个会议上提交的论文，中美两国最终被接受的论文几乎一样多。
现在，地方政府与掌握人工智能技术企业的合作，已经远远超出了大众的想象。除了智慧交通，在城市信用体系建设、供水乃至医保结算等领域，人工智能技术已经深度介入，并开始积累数据，进行深度挖掘。
在这方面，美国政府也看得很清楚，而且早早就开始动手。2009年12月，美国政府公布以“透明性”、“公众参与”、“官民合作”为三大核心的“开放政府指令”，其核心内容就是，政府向社会公开数据，鼓励社会参与，通过政府与企业的合作，提升行政效率。
这些年来，美国政府已经将大数据挖掘，往前推进了很多。2013年5月9日，时任美国总统奥巴马签署行政命令《政府信息的默认形式就是开放且机器可读》，把数据开放上升到了法规层面。政府数据开放的好处，就是为社会各种人工智能技术参与社会治理，提供了基础。这几年来，美国涌现出了各种基于政府数据开放而开发的应用，从灾情预警、灾情评估，到智能公共交通定r等等。
在人工智能时代，企业和社会能做的肯定会更多。有一天，我们可能不需要等到每个季度或者年初，才获得国家统计部门的GDP数据公报，而是可以实时分析、查看今天这个国家又创造了多少GDP，有多少资金投入了实体经济，又有多少资金参与制造了楼市泡沫。甚至，一个社会的疾控系统，也可能会发生革命性的改变。
关键词：人工智能 电气 自动化控制
人类智能主要要包括三个力面，即感知能力，思维能力，行为能力，而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。
1.人工智能应用理论分析
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科，属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论，其研究范畴为自然语言处理，知识表现，智能搜索，推理，规划，机器学习，知识获取，感知问题，模式识别，逻辑程序设计，软计算，不精确和不确定的管理，人工生命，神经网络，复杂系统，遗传算法等，应用于智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程。
当今社会，计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。
2.人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解，也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势，这些优势如下
（1）它们的设计不需要控制对象的模型（在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如：参数变化，非线性时，往往不知道。）
（2）通过适当调整（根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等）它们能提高性能。例如：模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍，下降时间快3.5倍。
（3）它们比古典控制器的调节容易。
（4）在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们。
（5）运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式，自动化控制。
（6）它们有相当好的一致性（当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计），与驱动器的特性无关。论文格式，自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好，但对其他控制对象效果就不会一致性地好，因此对具体对象必须具体设计。
3.人工智能的应用现状
（1）优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作，它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此，很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计（CAD），大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进，使传统的CAD技术如虎添翼，产品设计的效率及质量得到全面提高。
用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计，因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
（2）智能控制的功能实现
①数据采集与处理：对所有开关量、模拟量的实时采集，并能按要求处理或存贮。
②画面显示：模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态，可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能，能生成历史趋势图。
③运行监视：具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视，有事故报警越限和状态变化事件报警，事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。
④操作控制：通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制，励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制，以适应各级运行值班管理。
⑤故障录波：模拟量故障录波，波形捕捉，开关量变位，顺序记录等（包括主要辅机）。论文格式，自动化控制。。
⑥在线分析：不对称运行分析、负序量计算等。
⑦在线参数设定及修改：保护定值包括软压板的投退。
⑧运行管理：操作票专家系统，运行日志，报表的生成及存储或打印，运行曲线等。
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开，但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。
4.恒压供水案例简析
恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用，由于系统的负荷变化的不确定性，采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器，系统的动态特性指标总是不稳定，通过实际应用中的对比发现，应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器，结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案，由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难，而且参数的调整也比较麻烦，所以所提出的方案具有较高的性价比。
本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用，也是电气元
件生产供给的一个方向，实现机械智能化是我们努力的追求，将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。
人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作，电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力，人工智能的应用体现在问题求解，逻辑推理与定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征，表达了一个共同的主题，即提高机械的人类意识能力，强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为，电气自动化控制也需要人工智能的参与。
参考文献：
关键词：智能计算；科研素养；课程教学改革；教学模式
DOIDOI：10.11907/rjdk.161991
中图分类号：G434
文献标识码：A文章编号：1672-7800（2016）012-0180-02
0 引言
大学教育不仅仅是向学生传授学科专业知识，还要教授学生终生受益的技能，充分挖掘学生各项潜能。研究生教育是高等教育的重要组成部分，更加注重创新能力培养。强化研究生培养过程管理是有效提高其培养质量的重要手段。在研究生培养过程中，课程教学环节尤为关键，直接关系学生综合能力培养[1]。
智能计算已成为人工智能领域的研究热点，其理论与方法已成功应用于科学与工程领域以及诸多战略性新兴产业[2-3]。近年来，越来越多的高校开设《智能计算》课程。本文以研究生《智能计算》课程为例，结合教学实践，从教学模式、教学内容、教学方法、教材建设和教学效果等方面探讨教学改革，重点分析教学过程中科研素养培养的方法，将知识传授、能力和素质培养融为一体，强调创新意识和科研素养的培养。
1 合理设置课程定位，制定课程教学模式
与本科教学不同，研究生教学更注重培养学生研究、分析和解决问题的能力。研究生分为学术型和专业型两大类（简称为学术硕士和专业硕士），不同类型的研究生分开授课。笔者所在学校面向学术硕士开设的该课程除了介绍智能计算基础知识外，还注重培养学生的科研能力；而面向专业硕士开设的该课程则强调在工程领域中的应用与实践，采用“授课―项目实践―研讨（项目开发交流+学术交流）”的方式。其中，“授课”即按照教学大纲要求讲授课程基础理论知识；“项目实践”是培养学生动手解决实际问题能力的重要环节，着重培养学生的研究能力和创新意识。需紧密结合学科前沿和教学内容，设计出解决实际问题的项目，学生在完成项目的过程中体验创新，项目完成情况作为学生成绩评定的主要依据；“研讨”即教师组织学生进行课堂讨论，专业硕士重点交流项目实施的方法和心得，学术硕士重点交流学术前沿。通过多个学期的教学实践，该教学模式教学效果良好，普遍受到师生好评。
2 注重科研素养培养，构建多元教学方法
经过多年的建设和发展，笔者所在学校《智能计算》课程积累了丰厚的学科基础和教学经验。为适应智能制造2025、互联网+、智慧城市等新形势的发展及要求，立足于科研能力和科研素养培养，课程组构建了多元化教学模式。
（1）通过探究性学习突出学生主体地位，培养学生科研能力。将研究生创新能力和科研能力培养贯穿于授课教学环节始终。通过课堂问题研讨拓展知识领域，为学生提供前沿领域技术动态方面的学习内容，提高学生探索新领域、新知识的能力。改革传统的教师、学生、教材三者间的关系，强调以学生为主体，采用项目驱动式、问题讨论式、案例分析式教学，提高学生的科研能力。
（2）延伸性平台拓展课堂范围，培养学生科研素养。通过畅通师生交流渠道、优质教学资源共享和实践反馈拓展课堂广度和深度。教学资源平台包括：①智能计算领域国际杂志和协会资源，如Spring出版的《Swarm Intelligence 》、IEEE 出版的《IEEE Transactions on Evolutionary Computation》及《IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics》等国际学术刊物；②组织学生参加先进制造业、工业自动化、互联网+、智能计算等领域国际会议；③优质教学资源平台共享，学生紧密结合自身科研兴趣，积极探索前沿领域。通过课堂延伸，逐步提高学生科研素养，学生发表高水平论文的数量逐年增加。
（3）通过高水平学科竞赛营造创新氛围，提升学生创新创业素质。鼓励学生积极参加高水平学科竞赛，努力培养研究生团队协作能力、创新思维和实践能力，充分营造良好的创新氛围和创业环境；邀请知名专家作专题讲座，开拓学生视野，掌握前沿科技，提升科研素养。
3 改革教学内容与方法，培养学生科研兴趣
智能计算是一门交叉学科，课程主要系统讲授智能计算有关理论、技术及其应用，全面介绍智能计算前沿技术与最新进展。要求学生系统掌握智能计算的基本内容与方法，了解智能计算主要应用领域。主要内容包括：进化算法、蚁群算法、粒子群算法、鱼群算法、文化基因算法、量子优化算法、多目标优化问题及应用。
（1）进化算法。以教材为主，重点讲解进化计算的基本原理、生物基础、算法框架、基本要素、深度学习的本质优点及其适用领域；从个体编码、群体初始化、个体评价、操作算子和参数选择等方面详细阐述在求解实际问题时需要解决的关键技术[4]。同时，借鉴最新研究成果，向学生介绍先进算法。
（2）群体智能算法。介绍群体智能算法的生物基础、数学模型和学习机理；重点介绍蚁群算法、粒子群算法的基本原理、基本要素和实际应用领域。了解国内外最新研究进展，掌握智能计算领域的最新理论和应用成果。
（3）多目标优化问题及应用。介绍群体智能算法在多目标优化问题中的应用，重点介绍互联网+相关领域中的多目标优化问题，探讨多目标优化问题求解发展趋势。
智能计算是一门理论和实践紧密结合的交叉学科，随着工业自动化、智能制造和互联网+的快速发展，该学科发展日新月异。在教学过程中，不仅要注重知识传授，更要培养学生的创新能力和科研素质，紧跟科技发展的步伐。在教学方法上，可采用项目驱动教学方式，研究先进算法在实际项目中的应用，使学生深入理解和掌握利用先进算法求解实际问题的技能，并对程序编写产生浓厚兴趣，培养创新能力。
4 教材建设
本课程教材使用清华大学出版社出版的《计算智能》，该教材有相应的电子教案。随着互联网+的快速发展，智能计算课程教学内容和资料更新快，需不断增加最新研究成果，拓展学生的研究视野。随着先进制造业、工业自动化、互联网+技术的飞速发展，《智能计算》课程教学中需注重交叉学科知识扩展及学生科研能力培养。
5 课程考核
课程考察主要采用以下方式：①小作业。对先进的智能算法进行总结、分析、对比等，撰写综述报告，对先进的智能算法概念、原理、方法、应用等方面进行总结，要求结合智能制造、互联网+的应用进行展望；②大作业。培养学生编程技能，对先进智能算法及应用进行设计与实现，并制作成演示系统；③论文。提供选题，对智能计算领域具体问题进行深入研究，激发学生的创造力。
6 结语
本文提出以提高研究生科研素养和创新能力为目标，围绕培养学生计算思维和解决实际问题的能力，构建多元化智能计算课程教学模式。通过教学改革与实践，学生的科研水平和实践能力逐步提高，学习兴趣不断增强，先进智能算法应用技能得到提升，科研论文写作水平也逐步提高，科研素养得到有效提升。
参考文献：
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关键词：制造产品；智能集成；报价系统；非结构化；自学习
Researchonanintelligentintegratedquoting-pricesystemformanufacturing-products
Abstract:Developingaquoted-pricesystemformanufacturingproductionsisofteninrelationtomanyfactorsbetweenconstructionandnon-construction.Becauseoftheprofessionallimity,itsfunctionswassingleness.Sothispaperproposesanewconceptionandmeasureforit,anintelligentintegratedquoting-pricesystemformanufacturing-productstodiscuss.
Keywords:manufacturingproducts;intelligentintegrated;quoting-pricesystem;non-construction;self-learning
1引言
产品报价是指供货企业或公司响应客户询价，对客户所询目标产品报出的价格和对客户其他要求所作出的答复。产品报价作为一种经济现象，在市场运行的局部，处在市场活动中的供求双方由于信息的阻滞，不能顺利达成均衡，往往在不均衡状况下，作出种种选择。现实经济活动中，客户的询价请求和厂商的报价之间的谈判、平衡、交易等等，就是这种经济不均衡性的表现，产品报价这一课题则基于这种现象而存在。双方交易达成的最终报价则是需求价格和供给价格之间的某一变数，是暂时的“平衡价格”，而不是均衡价格。制造产品，特别是比较复杂的产品报价，需要许多领域人员的协调工作，如技术、财力、商务等，必须考虑各种结构化的和非结构化的因素，其中结构化因素如技术参数、结构参数、工艺参数、制造成本、费用分配比例等比较易于确定的因素。而非结构化因素如最终利润率、赢得定单的几率等，则需要考虑企业内外环境等众多不确定因素。目前国内外一些研究人员进行了部分产品报价系统的研究与开发，如组合机床、冷库、工业炉、通风机等报价系统，这些成果大大促进了这一课题的展开和深入。本文提出一种新的系统结构与方法进行研究。
2制造产品智能集成报价系统的提出
从信息系统的角度考虑，整个报价过程是一个信息流动和信息处理的过程。包括信息的产生、信息的传递、信息的处理、信息的存储。具有很复杂的信息流，涉及到销售、经营、设计、会计、生产计划、采购等等，这种信息流在相关部门或相关人员之间的传播如图1所示。
其中的结构化因素，如技术参数、需求批量、价格范围、质量保证、成本要求等所对应的技术报价和财务报价比较易于确定或决策。而非结构化因素，如竞争对手的报价、利润率、可能的定单确定率、技术财务风险等，由于资料或信息欠缺难以作出完美或满意的决策。
目前，国内外所开发的报价系统依其功能大致可以分为五类，即商务型报价系统、生产型报价系统、工程型报价系统、投标型报价系统和集成型报价系统。工程型报价系统，实际上是产品选型、初步设计加成本估算，其最终报价的形成有待提高；而商务型报价系统，其全部价值是基于产品成本而做的加价判断或推理。二者各自凸现了自己的重点，如前者对报价的结构化问题处理较好，而后者对报价所涉及的非结构化问题研究得很深刻。然而，制造产品的报价应该是技术报价、财务报价及商务报价的连贯和结合，必须能够处理报价决策所需确定的结构和非结构化因素。
制造产品智能集成报价系统概念基于智能决策支持系统(IDSSIntelligentDecisionSupportSystem)，集成产品报价系统的目标，就是要使它能够根据客户的询价请求制定相应的产品报价设计及根据企业内外复杂因素制定多种可行的报价方案(包括技术、财务、商务的报价方案)，并辅助决策者选择满意方案，辅助实现企业的经营目标。同时，在系统接受和处理报价项目的过程中，不断学习和积累报价知识和经验，自我完善报价的非结构化部分。
报价系统的集成概念包括两个方面的内涵：报价功能的集成和系统结构的集成。所谓功能方面的集成指全部或部分报价过程的集成，包括询价单评价、报价设计、产品报价、报价决策和学习机能等功能的集成。所谓结构方面的集成是指对制造产品的程式报价和自学习式报价二者的集成，使程式报价成为自学习式报价的“导师”，结构集成的概念如图2所示。
3程式报价
程式报价按照传统的技术产品报价路线，询价分析与评价产品报价设计成本估算报价决策。通过企业调研和讨论，可以抽象和组合出一种制造产品程式报价的逻辑步骤或流程，如图3所示。
下面对各框逐层拆解：
(1)框1(名称：捕捉客户需求或询价单处理)可以分解为：
①客户询价单完整性认定
②报价耗费及报价与否判断
③询价产品基型的类比搜索
④询价单评审
(2)框2(名称：开发技术解决方案或产品报价设计)可以分解为：
①询价产品与基型差异识别
②制订初步设计方案
③询价产品报价设计
ⅰ结构差异设计
ⅱ参数差异设计
ⅲ零部件估价(视交货期限确定是否实施)
④报价设计评审
(3)框3(名称：估算制造成本或产品报价)可以分解为：
①客户询价费用规范认定
②成本估算与费用组合
ⅰ基于费用形式报价的规范
a人工费用组合
b材料费用组合
c非制造成本组合
ⅱ基于产品结构形式报价的规范
a询价产品结构分解
b结构单元费用估算
c询价产品费用组合
③制造成本评审
(4)框4(名称：确定最终报价或报价决策)可以分解为：
①企业报价目标认定
②企业报价策略认定
③企业报价方法认定
④最终报价书评审
4自学习式报价
自学习系统的优点主要有两个方面：通过报价“经验”的不断丰富，自学习系统内存储的信息越来越多，变“估算报价”为“类比报价”；通过与存储在自学习系统中的信息比较，可以使报价的精度越来越高，而且速度也可以提高。
学习功能是神经网络最主要的特征之一，在人工神经网络理论与实践发展过程中,各种学习算法的研究起着重要作用，其中最成熟的是BP模型的学习，输入信息先从输入层经隐含层再传到输出层，如果在输出层不能得到期望的输出，则反向传播，将误差信号沿原来的连接通道返回，通过修改各层神经元之间的权值，减少误差信号，经学习后，报价的知识与规则转化为一系列权值，即存储在各连接权中。神经网络的这种特点使得制造产品报价在相关资料和信息不充实和不全面的情况下，可以解决报价影响因素中的非结构化因素的决策。用于自学习式报价的BP神经网络拓扑结构如图4所示。
5制造产品智能集成报价系统框架
为了达到上述目标，制造产品报价系统首先必须集成程式报价的各级子功能：
(1)对客户询价信息的录入与评价；
(2)建立响应客户询价的产品或工程初步设计方案；
(3)估算产品的报价成本(即机会成本)；
(4)财务评估和费用分配以及基础报价(即保本价格)计算；
(5)报价策略评价及确定满意的报价方案；
(6)支持数据(包括企业内部和外部的基础数据，如政策、经济、市场、相关竞争对手情报、原材料等的价格、企业负荷、经济状况、制造能力、技术水平等)的存储与更新。
6结束语
我们相信，通过在线式的询价处理和离线式的样本训练，能够解决报价中存在的非结构化因素中较难处理的问题，为制造产品报价提供一个更为可行的集成方案。
参考文献
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关键词：机械制造；自动化；信息化；智能化
机械自动化是指将机械制造技术与自动化技术相结合，进而在利用机械制造产品的过程中实现自动化生产。从而有效提高机械设备的生产作业效率。随着机械制造业技术的不断发展，机械自动化技术已经成为现阶段机械制造产业技术升级与改造的主要内容。实现机械制造领域的自动化技术，也是提高生产力的有效手段。
1、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
2、机械自动化技术优势分析
（1）提高机械生产的能力与产品质量。通过自动化以及信息化的控制系统，保证了生产加工过程中全自动化流水作业，生产力得到大幅度提高。此外机械设备的自动处理以及自动控制可以有效避免人为因素造成的质量问题，有利于控制质量。
（2）机械设备工作状态下的安全性得到保障。由于机械自动化技术通常具有自动监视、保护以及问题分析诊断功能，因此对于由于电力、操作失误等造成的故障可以采取自动保护措施，避免故障的发生对于设备以及机械操作管理人员造成威胁。
（3）节约原材料以及能耗。机械自动化技术可以在较低的能耗状态下调整机械设备处于正常工作状态，同时将机械设备的工作条件自动调整，因而有助于节约原材料的投入，具有较好的节能原材料的效果。
（4）机械自动化技术适用范围较广。将机械自动化技术与数控技术等有效整合，可以全面的提高生产加工的自动化水平。同时具有集控制、监测、调节以及诊断于一体的功能，适用范围较广，对于工业、农业以及国防军用等领域，均可以适用。
3、机械自动化技术的系统构成
机械自动化技术作为一项繁琐的系统工程，融合了多门学科多种技术。实现机械设备的自动化生产加工，通常需要以下几个单元协调工作：
（1）自动化程序设定单元。程序设定单元主要是通过写入程序，决定机械的自动工作步骤以及工作方法。
（2）作用施加单元。这主要是对自动化控制系统提供能量，并进行工作状态的准确定位。
（3）传感传递单元。传感单元主要是通过各种传感器，对机械工作状态进行监测，并及时将各项信息传递给控制系统。
4、我国自动化技术发展过程中存在的问题
（1）自动化技术相比发达国家仍处于落后水平。由于受到我国基础工业的限制，我国的机械自动化仍处于较低水平。尤其是在关键部件与核心控制元件等，仍处于传统落后的单机自动化，用户对于自动化水平进行提升的要求非常迫切。
（2）机械制造加工方法落后。制造工艺粗糙，新兴技术推广应用不到位，传统低产能工艺仍在使用，产品质量水平低是目前我国机械制造自动化存在的主要问题，改进加工方法，提升控制技术已经成为机械自动化技术的发展重点。
（3）机械设计未能实现自动化。发达国家已经在机械设计等领域采取计算机辅助系统，大幅提高了机械设计的自动化水平，改善机械设计方法，推动工业生产进步这也是我国机械自动化水平面临的问题
（4）机械生产加工自动化控制实现程度较低。我国大部分机械自动化控制仍未能落实，只有少数企业采用了先进的计算机辅助管理系统，对于机械控制管理技术的革新认识不足。
5、机械自动化技术在机械制造业中的发展应用技术研究
对于机械自动化技术的应用，应结合机械设备的具体情况以及生产与技术条件，制定自动化的生产方式，才能保证自动化技术可以产生较好的经济效益。现阶段我国机械制造业正逐步向集成化以及智能化不断发展，并将自动化技术与信息集成、辅助控制技术等结合使用，为机械制造自动化发展提供动力。
（1）智能化的机械制造控制
随着自动化技术水平的不断发展，机械制造自动化技术已经与系统工程、智能系统控制等相互交织，形成了综合性较强的机械制造技术产业。智能化的机械制造技术，作为机械自动化技术发展的分支，通过将人工智能控制系统渗透到机械制造系统中的各个部分，通过智能系统模拟专家的分析判断，对于机械制造过程中的工作状态进行监视，并及时发现系统在工作过程中的问题，通过对自身工作参数的及时调整适应工作环境或者是自动采取纠正措施，保持工作状态的稳定。
（2）柔性化的机械自动化技术
随着机械制造技术的不断发展，应变能力强，反应快速的柔性化机械制造加工技术已经成为市场需要，对机械制造进行优化设计调整，实现柔性化的自动系统控制，也成为机械自动化技术的发展趋势之一。柔性化的机械自动化技术是指在保证生产柔性化基础上，通过对于机械控制系统人机界面的合理调整，并建立完善可靠的信息控制系统，实现计算机全程管理。柔性化的机械自动化技术的特点在于，将自动设备与普通的机械同时配置，在允许自动化生产加工的前提下，允许人工对于其工作状态进行外部调整，以及时更改工作状态或者工作参数，达到机械控制内部组织方式的改良优化。
（3）虚拟化的机械自动化技术
虚拟化的机械自动化技术是指将现代花的机械制造技术与仿真技术相联系，结合自动化技术、人工智能技术、数控技术以及计算机建模技术，对机械加工制造过程进行科学合理的仿真，进而可以及时预测实际工作状态下可能发生的问题，并通过仿真过程不断调整各个控制系统及工作参数。进而实现原材料以及能耗较低、加工制造能力高的机械制造状态，最终实现降低机械加工制造成本，加快机械产品研发周期的目的。
（4）集成化技术
实现机械加工制造自动化技术的升级改造，必须通过对于整个系统的集成化改造。由于电子技术以及计算机技术的不断发展，各种能够改善机械自动化技术的新技术不断发展，这对于提高机械加工制造生产能力具有重要的意义。集成化技术主要是集成了计算机辅助设计、信息控制以及智能管理等方面的技术。以系统工程作为整体的理论指导，对于机械自动化系统进行必要的重组与升级，将影响机械加工工作的各种因素综合考虑，最终实现自动化水平高、生产能力强的有机整体。
（5）微型化的机械自动化产品
在军事、通讯、信息以及医药等领域，需要机械产品具有规格小、能耗低、易于控制、使用寿命长的特点。因此对于机械自动化技术的革新升级，应侧重于自动化产品的微型化处理方面，实现微型化的机械自动化产品。对于促进相关技术领域的发展也具有重要的作用。
结语：
机械自动化技术对于提高生产加工效率。降低劳动强度，实现接卸制造业的产业升级意义重大，同时对于国民经济、国防军事等也有重要的影响。发展生机机械自动化技术，必须充分认识到我国现阶段技术缺陷，并独立自主的开展技术研究，不断构建以信息化、智能化为主导的机械自动化技术，推动我国机械制造产业的进一步发展。
参考文献：
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关键词：机电一体化，发展方向，技术应用
机电一体化技术是面向应用的跨学科的技术，它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。
1机电一体化技术的发展状况 1.1 数控机床的问世,为机电一体化技术的发展写下了历史的第一页; 1.2 微电子技术为机电一体化技术的发展带来了勃勃生机; 1.3 可编程序控制器、'电力电子'等的发展为机电一体化技术的发展提供了坚强基础; 1.4 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化技术的发展跃上新台阶.
2机电一体化技术发展方向
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 2.1 数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2.2 智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。论文参考网。随着模糊控制、神经网络、灰色理论 、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.3 模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 2.4 网络化
由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 2.5 人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受。
2.6 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro ElectronicMechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
2.7 集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 2.8 带源化
是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。论文参考网。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 2.9 绿色化
绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
3 典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化基础元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。论文参考网。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
4 机电一体化的技术应用
在重工业企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。
4.1 智能化控制技术(IC)
由于重工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经 网络等，智能控制技术广泛应用于重工业企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、冷连轧等。 4.2 分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能将越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 4.3 开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 4.4 计算机集成制造系统(CIMS)
重工业企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前重工业企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代重工业生产的要求。未来重工业企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。
4.5 现场总线技术(FBT)
现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器和现场就地控制站等的发展。 4.6 交流传动技术
传动技术在重工业中起着至关重要的作用。随着电力、电子、技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用，同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
综上，我们不难发现机电一体化技术在现在的社会生产中占据了越来越多的行业和领域，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
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【关键词】智能混凝土；研究；问题；应用
在科学技术日新月异的今天，材料科学也获得了很大的发展，作为建筑重要材料的混凝土不断向高性能、多功能和智能化方向发展。用它可以建造大型化和复杂化的混凝土结构。因此，研发具有主动、自动地对结构进行自我诊断、自我调节、自我修复、恢复的智能混凝土已成为混凝土的主要发展趋势。
一、智能混凝土的定义和研发过程
1、智能混凝土的定义
智能混凝土是在混凝土原有成分的基础上复合智能型的建筑材料，它使混凝土具有自我感知和记忆能力，能自己适应和自我修复特性的多功能型材料。依据它的这些特性可以有效地感知混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在的危险性破坏，它能根据检测结果自动进行修复，明显地提高混凝土结构的安全性和耐久性。总而言之，智能混凝士是自我感知和记忆、自我适应、自我修复等多种功能的综合体，缺一不可，但是以当今的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土，仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现，为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。
2、智能混凝土的研发过程
智能混凝土的基本材料与一般的混凝土没有什么区别，都是水泥和砂子。但是智能混凝土中还含有石英砂和各种加固的材料、纤维。这种石英砂和其他大量混在砂子中的石英砂是不同的，它的纯度很高，高达100%。依据它的特点，伊朗的土木工程师把智能混凝土应用到从修建水坝到铺设污水管的各个领域，并且不断地完善其应用技术。哈马丹布-阿里大学的穆哈穆德・尼力教授在智能混凝土中配入了聚丙烯纤维和石英粉，使其韧性大大提高，抗爆能力比普通混凝土高出数倍。卢合拉・阿里扎德的改进更加完善。萨韦省伊斯兰阿萨德大学阿里・纳扎里教授及其同事发表了多篇论文，研究使用各种氧化金属纳米粒子改变混凝土内部结构的方法。他们使用过氧化铁，氧化铝，氧化锆，氧化钛及氧化铜。材料经过纳米粒子处理后会呈现出极佳的属性。尽管只有几件小样品呈现出了这种属性，但至少证明了这个方法是可行的。使用这样的纳米粒子，有望制造出比拉法基混凝土强度高出四倍的混凝土。2008年，德黑兰大学发表了一份研究报告，研究的是智能混凝土抵御钢弹冲击的能力。一般情况下，这些在地震时都不是问题。研究发现，加有大量长钢质纤维的混凝土性能最佳。随着智能混凝土的研发过程的不断推进，其工能也在不断完善和强化。
二、智能混凝土的研究现状，及其研究中应注意的问题
1、智能混凝土的研究现状
对于具有自诊断、自调节和自修复功能的混凝土只是智能混凝土研究的初步阶段，它们不是具备智能混凝土的全部特征，而是只拥有它的某一个特征，所以说它们是一种智能混凝土的最初形成的简化形式。因此有人把它们叫做机敏混凝土。显然这种功能不完整的混凝土不能代替发挥智能混凝土的作用，当今科研工作者们正努力于将两种以上的功能进行混合组装在一起，这就是我们知道的智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自我感应、自我凋节和自我修复组件材料的功能，混凝土基材复合可以做到依据结构的需要进行排列，以此来达到混凝土结构的内部损伤的自我诊断、自我修复以及抗震减振的智能化。
2、智能混凝土研究中应注意的问题
在建筑房地产飞速发展的今天，智能混凝土具有非常广阔的前景，但是作为新型的功能材料，在运用到实际的工程中，我们还有一些问题需要进一步地加强探索和研究：例如碳纤维混凝土电阻率的稳定性、电极布置方式、耐久性等方面的研究；光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式研究；自愈合混凝土的修复粘结剂的选择研究，自愈后混凝土耐用和持久性能的完善等。这些问题的解决将对智能混凝土的进一步发展产生深远的影响。为进一步为促进智能混凝土的研究工作我们可以从以下几点着手。
首先，要用针对性地进行开发研究。研究的针对性是指要针对混凝土的性能发生恶化以及结构发生破坏等具体情况，采取不同的智能方法，例如可以针对这些情况，进一步缩小智能化范围，以某一种具体功能为对象，然后研究出相对应的方法。
其次，注重其实际应用中的可行性。浇注混凝土要在工程现场进行，因而应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性，要有利于安全施工，不挥发任何有刺激的气味以及其它有害物质等，并且还能够能大量使用而且成本较低。
再次，注意研究设计的综合功能性。采用智能化，虽能够提高材料的耐用和持久性，但是也存在一些负面影响。例如因为采用了某种材料虽可以对某种恶化情况进行控制以及进一步改善，但是否会对其它性能会产生，面对正反两方面的问题都在判断和设计时进行综合而全面的考虑和衡量。
三、智能混凝土的应用前景
智能混凝土是科学技术日新月异时展的结果，它的运用对重大土木基础设施应变的实量监测、损伤的无损评估、及时修复以及减轻台风、地震的冲击等诸多方面有很大的意义，对保证建筑物的安全耐用和持久性都具有十分重要的作用。而且随着现在建筑发展的智能化趋势，传统的建筑材料的研究、制造、缺陷预防和修复等都面临着强烈的挑战。智能混凝土材料作为建筑材料领域的高新技术，为传统建材的未来发展注入了新的内容和活力，也提供了全新的机遇。它发展可以使混凝土材料的应用具有更广阔的前景，相信也会带来巨大的社会经济效益。
四、结束语
综上所述，随着科学技术的创新运用到建筑材料领域，随之就产生了智能混凝土材料，智能混凝土材料的出现以及运用将会革新我国土木工程的建设，其意义重大。
【参考文献】
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工业和邮政是不同的，人们的素质要求也不同。就期刊出版业而言，在大媒体环境下，编辑应具备以下素质：
（一）基本工匠素质。工匠精神更多的是一种精神品质，新时期的科技期刊编辑需要拥有良好的职业精神，也就是基本的工匠素质。基本工匠素质强调的就是注重质量，一切以质量为本。例如德国制造质量的蜕变是基于“法律－标准－质量认证”三位一体的质量管理体系；日本制造打开欧美和全球市场是基于“质量救国”战略等。大社会背景下的编辑被给予厚望，似乎编辑与出版社总能引导舆论的导向。因此现代的编辑就需要以事实说话，加工出优质的论文来引导社会舆论，这就要求科技期刊编辑不仅要具备工匠精神，还要具备基本的职业能力，具体的职业能力下文会详细阐述。培养新时期的编辑最基本的工匠素质是社会对于编辑能力的需求，要求编辑“劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为”才能增益其所不能。如若新编辑养成了良好的工匠素质，在经过自己的一番努力，就一定会有所作为，成为一名优秀的编辑。
（二）编辑思想。随着年龄的增长，我们对事物的看法也不同了，更不用说工作能力及工作阅历。在工作上，新老编辑的思想不同，处理工作的态度也就不同，但是又往往能够互补。老编辑思想守旧但是工作经验丰富，经常是马马虎虎，见怪不怪的工作态度。但是新编辑对一切都充满了新鲜与好奇，具有先进的思想却没有耐心和毅力。所以需要定期地对科技期刊编辑进行编辑观念更新的相关培训。编辑人员也可以定期去和科研人员交流经验。总之，无论采取哪种方法，都应该养成正确的编辑观念，编辑出读者喜欢的，正确引导读者世界观的论文。虽然现在智能系统发达，校正效率远比人工的准确又快捷。但是毕竟是通过系统来运行，远没有人脑灵活。近几年社会风气浮躁，在这种大背景下，更需要编辑发扬编辑观念，强化工匠精神，对论文精益求精，创造出最完美的论文，为读者服务。
（三）奉献精神。如今社会，加班现象屡见不鲜。但是很少有人能够真正为了工作无私奉献自己的精力与时间。况且科研人员与编辑人员的工资本就不高，所以就需要新时期的编辑发扬工匠精神，奉献精神。当然，出版社也可以通过开展一系列的活动来调动编辑的积极性，让编辑的生活不仅仅是与文字做伴，而是充满欢乐与色彩。除了设置奖惩制度外，还可开展部门特色活动，比如开展与科研人员的学术交流会等等。充分调动了编辑的积极性，编辑才能更好地工作，更好地为期刊奉献自己，发扬工匠精神。编辑自身也应该具有一定的奉献精神，具有责任感，做出读者最喜欢的期刊。
机械工程专业主要课程
主要课程：主干学科：力学、机械工程主要课程：工程力学、机械设计基础、工程热力学、现代控制理论、材料加工工艺与设备、测试技术、计算机系列课程、经营与管理、电工与电子技术基础理论课程。
主要实践性教学环节：包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。
主干学科：力学、机械工程。
机械工程专业就业方向
国家有关部门、科研院所、高等院校、企业、高新技术公司应用CAD及分析软件从事各种机电产品及机电自动控制系统及设备的研究、设计、制造，如：进行工业机器人、微机电系统、智能装置等高新技术产品与系统的设计、制造、开发、试验与研究工作。
从事行业：
毕业后主要在机械、仪器仪表、新能源等行业工作，大致如下：
1、机械/设备/重工;
2、仪器仪表/工业自动化;
3、新能源;
4、电子技术/半导体/集成电路;
5、汽车及零配件;
6、其他行业;
7、计算机软件;
8、原材料和加工。
从事岗位：
毕业后主要从事机械工程师、高级机械工程师、结构工程师等工作，大致如下：
1、机械工程师;
2、高级机械工程师;
3、结构工程师;
4、自动化机械工程师;
5、电气工程师;
6、机械设计工程师;
7、助理机械工程师;
8、模具工程师。
机械工程专业培养目标
关键词：智能化，照明，节能，施工
0.前言
在传统的建筑智能化系统中，一般只包括综合布线、计算机网络、安全防范、楼宇自控等子系统。但近年来，随着经济的发展和科技的进步，人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在楼宇大厦建设热潮中，建设者也意识到了智能照明的重要性。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高楼宇大厦的科学管理水平。节能是照明控制系统的最大优势。采用了智能照明控制系统后，我们可以根据不同场合、不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能充分利用自然光，自动调节室内照度。控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。论文大全。良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。合理地选用光源、灯具及性能优越的照明控制系统，都能提高照明质量。智能照明控制系统具有开关和调光两种控制方法，可以有效地控制各种照明场所的平均照度值，从而提高照度均匀性。同时，系统能根据不同的时间段，人们的不同需要，自动调节照度。
1.工程概况
山东省广电中心综合业务楼工程建筑面积10.6万m2，楼内包括动力照明、给排水、通风空调、消防报警联动、建筑智能化等系统，是一座系统集成度比较高的现代化智能大厦。由于本工程建筑面积大，照度要求高，照明系统设计负荷达5315KW（不含演播照明1600KW），为达到节能的效果，办公区、编辑制作区、公共区等均设计了智能照明系统。经工程招标，最终确定采用松下的FULL-2WAY智能照明控制系统。
2.FULL-2WAY智能照明控制系统简介
FULL-2WAY智能照明控制系统位总线制模块化、全分布对等式系统结构，由输入模块、输出模块和联网监控三部分组成。系统设备均配有各自独立的CPU和存储器，储存相应的程序和命令，不因断电而丢失。这也意味着，某个模块出现故障，只是与该模块相关的功能失效，而不影响网络其他模块正常运行。从维护的观点来看这种“独立存储”的概念，既有利于快速故障定位，又提高了大型照明控制系统的容错水平。
将各自具备独立功能的控制部件用两根通讯线手牵手连接起来，就组成一个控制网络，控制网络的规模可灵活的随照明系统大小而改变。系统提供开放的通信协议，可与各品牌的楼宇、消防、安保等系统相连。
各种信号由末端控制装置发出，经传输总线传至配电箱内传送单元（CPU），经传送单元处理后，发出的动作指令通过译码器控制继电器动作，实现对照明的控制。如需实现调光功能，荧光灯具必须使用可调光镇流器，在总线上接入调光器，调光器控制可调光镇流器即可实现调光功能。
3.智能照明在本工程中的应用
由于本工程为广电中心综合业务楼，功能侧重于广电节目录制、编辑、发射，对智能照明的要求不高。所以，本系统在工程中的应用仅限于办公室、机房、公共区域，控制方式仅为开关型。
3.1 办公区
可使照明系统工作在全自动状态。通过配置的“智能时钟管理器”可预先设置若干基本工作状态，通常为“白天”、“晚上”、“清扫”、“安全”、“周末”、“午饭”等，根据预设定的时间自动的在各种状态之间转换。论文大全。每一楼层的各个办公室都配有手动控制面板，可以随时调节房间的工作状态以及满意的灯光亮度。FULL-2WAY照明控制系统还能保证办公区域和公共区域协调的工作。
3.2 车库照明、排风系统控制
①在车流量大的时段和车流量小的时段分别定时控制不同数量的灯光 及换气扇； ②当有车辆驶入、离开车库时开启相应区域的灯光，当车辆停泊或驶离后关闭灯光； ③在繁忙使用时期，开动换气扇；非繁忙时期间歇性开启换气扇以达到节能效果； ④车 库 管 理 员 可 使 用 现 场控制面板及遥控器进行分区控制；⑤也可与消防联动，出现消防报警时，可实现灯光强切或强点功能， 启动紧急照明控制。
3.3 大会议室、报告厅、宴会厅
①会议室作为大楼一个重要的组成部分，采用智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制可预先精心设计多种灯光场景，使得会议室在不同的使用场合都能有不同的合适的灯光效果，工作人员可以根据需要手动选择或实现定时控制。通过系统特有的链接功能，可以根据会议室的使用需要灵活的实现各种分割和合并，而无需改变原有系统配置。②宴会厅等是重要的礼仪场所之一，更应重视照明的装饰作用和制造气氛情调的精神功能，以及照明产生的视觉环境的美学功能和心里效果，智能灯光控制系统能使大厅显得高贵典雅，厅中的水晶吊灯，隐光槽灯、筒灯、装饰壁灯可分别进行调光使大厅具有层次感，产生不同的格局，愈发显得富丽堂皇，大放异彩。
3.4 领导办公室
采用多种可调光源，可根据需要，通过系统预设照明回路的不同亮暗搭配，产生各种灯光视觉效果，使得领导办公室始终保持最柔和优雅的灯光环境（如办公、会客、休闲等多种灯光场景），操作时只需按动某一个场景按键即可调用所需的灯光场景。
3.5 公共通道、大厅、电梯厅
公共通道、大厅、电梯厅是建筑的眼睛，是整个室内空间的第一效果，其灯具的选用、灯光的布置不只是为了照明的需要，更应考虑照明的气氛及照明与建筑装璜的协调。通过智能调光营造出一个明快、舒适、庄重、典雅的迎宾环境。使大堂实现真正的智能管理。整个大堂的灯光由系统自动管理，系统根据大堂运行时间自动调整灯光效果。并且可延长灯具寿命2-4倍，对于保护昂贵的水晶吊灯和难安装区域的灯具有特殊意义。
3.6 泛光照明、园林照明
自然光变暗时，光感自动将大部分泛光照明和园林照明开启，到夜晚如12点时，定时将部分泛光照明和园林照明关闭，只留少量基本照明，天亮时光感自动将剩下的灯光关闭。
在节假日或者重要活动时，管理人员可以通过中控电脑将所有泛光照明和园林照明打开。
3.7 集中控制、远程控制
在控制室内，可以统一监视整栋建筑各处的照明灯具状况。控制室可以设在本地，也可以通过网络进行远程监控。管理各处照明灯具的使用状况，如：使用时间、耗电情况等。为运营管理水平的提高提供可靠的数据。
FULL-2WAY智能照明控制系统还可以广泛的应用于工厂、剧院、体育场、宾馆、火车站、广场及住宅小区等众多场所的照明控制。在此不一一赘述。
4.总结
FULL-2WAY智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统。论文大全。在一般的情况下，不需要有人的参与，照明系统自动实现开关和调光功能。既大大减少了管理人员的数量，也排除了由于人为因素而出现的不定时开关，影响人们办公条件的情况出现。智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出。根据一般的办公大楼运营的经验来看，节能效果能达到40％以上，一般的商场、酒店、地铁站等节能效果也能达到25％~30％。该系统使用总线制，并提供了各种类型的探测模块、控制模块，易于系统扩展，只要并接相应模块，就可以实现业主多种控制要求。并可接入互联网，实现远程控制，给业主使用带来极大的方便。随着智能照明控制系统在智能大厦中应用的普及，必将极大的提高人们的办公和生活条件，成为未来智能建筑发展的趋势。
随着微电子技术和设计制造技术的发展，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP（Intellectual Property）的集成，即片上系统SOC（System-On-Chip）[4-6]。与单功能芯片相比，SOC芯片具有集成度高、体积小、印制电路板（PCB）空间占用少、功耗低、抗电磁干扰能力强、可靠性高、成本低等优势。同时，可以有效地降低电子、信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力[7]。
1 RN8316（SOC）简介
图1 RN8316系统框图
RN8316是深圳锐能微公司提供的一款低功耗、高性能、宽电压、高集成度、高精度的三相MCU芯片，产品系统框图如图1所示。该产品内嵌32位ARM Cortex-M0核，最高运行频率可达29.4812MHz，最大支持224Kbytes FLASH存储器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM，内置单cycle乘法器（32bit*专业提供论文写作和写作服务,欢迎您的光临lunwen. 1KEJI AN. C OM32bit）、CM0内嵌系统定时器、2个DMA控制器，支持外部中断等多种唤醒方式，提供完善的集成开发软硬件环境。该芯片支持高速GPIO，可与不同电压外设器件连接，最大支持10位ADC，8*32位的LCD，支持芯片电源电压及外部电压检测。通信接口最大支持6路UART，2个7816口，1路I2C和1路SPI。同时，RN8316还集成了RTC、看门狗和加密处理器。
2 硬件电路设计
电力能效监测终端主要由电源模块、计量单元、存储单元、载波模块、通信模块、直流模拟量采集等部分组成。系统的结构框图如图2所示。
图2 电力能效监测终端设计框图
2.1 电源模块设计
为保证终端能够稳定工作，并具有良好的电磁兼容特性，电源模块采用三路电源供电，分别为主电源8 V、两路12 V辅助电源，之间相互隔离。主电源VDD8V通过LDO降为VDD5V和VDD3.3V电源，主电源5 V为SOC、红外、电能质量监测模块供电，主电源3.3V给计量芯片供电。一路ZB12V辅助电源用于载波电路供电；另一路AUX12V辅助电源为遥信电路供电，同时通过LDO降为AUX5V，为RS485、直流模拟量电路供电。电源电路设计如图3所示。
2.2 采样计量单元
采样计量单元是电力能效监测终端的重要单元，设计中采用锐能微公司的RN8302计量芯片来实现对电压、电流、功率、功率因数、谐波等数据的计量，并输出有功、无功脉冲。RN8302占用SOC一路SPI，同时SOC配置中断、复位口从而能够实现对计量芯片的控制和通信。RN8302管脚资源配置如图4所示。
图4 RN8302管脚资源配置
采样电路中，考虑到生产成本和计量精度，电压采样采用电阻分压采样的方式，UA/UAN，UB/UBN，UC/UCN为采样信号，而电流采样采用电流互感器采样的方式，IAP/IAN，IBP/IBN，ICP/ICN为采样信号，电路图分别如图5和图6所示，电压采样电路中的1K电阻和电流采样电路中的5R电阻采用精度1%的精密电阻，电容用于去耦和滤波，以保障采样精度。同时电压采样信号可用于电能质量的监测，扩展电力能效监测终端的功能配置。
图5 电压采样电路
图6 电流采样电路
2.3 遥信电路
电力能效监测终端配置两路遥信端口，使用光耦LVT-816同SOC进行隔离。遥信电路原理图如图7所示。
图7 遥信电路
2.4 RS485电路
在实际工程运用中，由于受到工程人员操作能力，经验等因素的影响，RS485的A、B端子常常接反，导致不能够正常抄表。因此，在电力能效监测终端RS485电路的设计中，采用了无极性485芯片ECH485NE专业提供论文写作和写作服务,欢迎您的光临lunwen. 1KEJI AN. C OM，A、B端子正反接都能够正常通信。终端配置两路RS485电路，分别用于抄表和维护，占用SOC两路UART端口，485芯片用光耦同SOC进行隔离。RS485电路如图8所示。
2.5 直流模拟量电路
直流模拟量电路主要针对非电气量的采集，该能效终端采用瑞萨电子的RL78/G13系列单片机进行控制，SOC通过一路UART端口进行通信，并配置复位脚进行控制。直流模拟量电路通过光耦同主电路进行隔离，终端配置了两路信号的采集，拓展了数据的采集范围，实现了采集和能效监测的多样化。直流模拟量采集电路图如图9所示。
2.6 载波电路
电力能效监测终端的载波用于同能效采集服务器进行通信，载波电路占用SOC一路UART端口用于收发数据，占用一路7816口实现载波的设置、复位、事件输出等功能，并通过光耦同SOC进行隔离，接口标准符合最新国网三相电表规范，可方便插拔和替换多个厂家的载波模块，提升了产品的兼容性。载波电路如图10所示。
3 结束语
本文在智能用电及能效管理的基础上，根据电力能效监测终端技术标准，采用SOC芯片RN8316，进行了硬件的设计。相对于传统的基于独立功能芯片的用电终端，基于SOC的电力能效监测终端在功耗，稳定性，可靠性等方面表现更加优异，并且体积小，所用元器件少，生产成本较低，具有良好的市场前景。
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