中国智能制造亟需突破关键共性技术

我国智能制造技术在信息技术、制造技术深度融合的发展进程中，应紧抓住高端电子装备制造的“智能核心”，在关键共性制造技术自主创新上实现突破。

智能制造是全球制造业发展的新趋势，也是《中国制造2025》的主攻方向，代表着新一代信息技术与传统制造技术深度融合、集成创新的广泛应用，是制造业的数字化、网络化、智能化迭代交叉、转型提升的重要交汇点，孕育着新一轮的技术和产业革命。

我国制造业现阶段的状况是“大而不强、缺芯少智”。虽然在高铁、水电、路桥、航空航天、超算等方面进展显著，取得了举世瞩目的成就，但工业基础相对薄弱，高端装备、关键元器件及零部件依赖进口，制造质量和实力与德国相比差距大。信息技术与产业发展与美国相比差距大，特别是在集成电路、高端软件、智能传感等方面的具体制造上欠缺自主核心技术，大量高端芯片、设计软件、关键元器件与零部件等均需进口，始终受制于人，在高端电子装备制造上，完全自主研发制造的核心能力较弱，缺乏引领和支撑我国智能制造未来发展的关键共性技术。

我国智能制造技术在信息技术、制造技术深度融合的发展进程中，应紧抓住高端电子装备制造的“智能核心”，在关键共性制造技术自主创新上实现突破，不断强化工业制造业2.0的补齐、3.0的普及、4.0的推进。

第一，加强战略布局、抢占发展先机。智能制造的内涵包括产品、装备、模式、系统等，其主要的推动力来自于智能科学与先进制造技术的发展，如人工智能、机器学习、智能感知、人机交互以及高端电子装备制造、极端制造、离散制造、柔性制造、生物制造等，覆盖了设计、模拟、仿真、分析、生产、控制、检测等诸多环节。我国现阶段芯片制造、操作系统、工业软件等软硬件制造能力仍然薄弱，除了在“核高基”、自主操作系统、工业软件、大数据等自主研制开发上着力加强外，也要在认知科学、神经计算、人工智能、仿生制造等智能科学基础研究上不断深化，推动制造技术、信息技术在智能制造中的深度融合发展。

第二，突破共性技术、夯实发展基础。以高端电子装备为代表的制造技术，是支撑智能制造发展的重要前提，如通信导航、芯片制造、雷达制造、天线制造、柔性电子制造、自动控制等，在制造方面存在一些关键共性技术需要突破，如机电热磁的一体化综合设计、电气互联、微电子流片、微组装、高密度封装、精密和超精密加工、共形天线、表面工程技术等，直接制约着制造质量和水平的提升，影响智能制造的自主发展。为此，应从制造的具体实际出发，出台解决共性技术的国家重大攻关计划，构建共享的技术与产业发展平台，解决发展智能制造的关键共性技术的核心问题。

第三，发展电子装备、突出智能引领。信息技术是实现传统制造业转型升级、迈向工业3.0、4.0的关键，具有很强的渗透性和辐射性，信息化与工业化的深度融合，集中体现在以高端电子装备制造为载体的信息技术与产业对重点工业行业数字化、网络化、智能化制造的改造提升上。

《中国制造2025》提出十大重点发展领域，新一代信息技术产业居于首位，也是机械、电力、轨道交通、航空航天、生物医药等主干制造业智能化发展的强力驱动器，着力发展自主的高端电子装备制造，对于加快我国智能制造的历史进程具有重要的战略意义。

共性关键技术：百渡文库

机电一体化是各种技术相互渗透的结果，其发展所面临的共性关键技术可以归纳为精密机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术和系统总体技术等七方面。

（一）精密机械技术 机电一体化产品对机械部分要求具有更新颖的结构、更小的体积、更轻的重量，还要求精度更高、刚度更大、动态性能更好、热变形小、磨损小等。特别是关键部件，如导轨、滚珠丝杠、轴承、传动部件等的材料、精度对机电一体化产品的性能、控制精度影响极大。

（二）检测传感技术 检测传感技术是机电一体化的关键技术，它将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机电一体化的性能。 机电一体化系统要求传感装置能快速、精确、可靠地获取信息，而且价格低廉。目前，人们正在探索新的传感机理，开发各种传感功能的敏感材料，提高传感器的灵敏度、可靠性、抗干扰等技术；信息型、智能型传感器的研究；新型传感器，如模糊传感器、光纤传感器、模式识别用传感器等的研究；传感器结构、制造工艺的开发研究等。

（三）信息处理技术 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术，它们大都是依靠计算机来进行的，因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。机电一体化系统中主要采用工业控制机（包括可编程控制器，单、多回路调节器，单片微控器，总线式工业控制机，分布式计算机测控系统等）进行信息处理。 信息处理技术方面尚需研究开发的课题有：提高硬件制造工艺，保证产品的可靠性；提高信号处理速度；研究汉字输入! 输出装置；人" 机接口装置信息处理的智能化；软盘机、可编程控制器的标准化等。

（四）自动控制技术 自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。机电一体化系统中自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、自适应控制等。 主要以传递函数为基础，研究单输入、单输出一类线性自动控制系统分析与设计问题的古典控制技术发展较早，且已日臻成熟。现代控制技术主要以状态空间法为基础，研究多输入、多输出、参变量、非线性、高精度、高效能等控制系统的分析和设计问题。最优控制、最佳滤波、系统识别、自适应控制等都是这一领域研究的重要课题。

（五）伺服驱动技术 伺服驱动技术主要是指在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。执行机构主要包括电磁铁、伺服电动机、步进电动机、液压电动机、液压缸、气缸等。

（六）接口技术 接口技术是将机电一体化产品的各个部分有机地连接成一体。中央控制器发出的指令必须经过接口设备的转换才能变成机电一体化产品的实际动作。而由外部输入的检测信号也只有先通过接口设备才能为中央控制器所识别。

（七）系统总体技术 系统总体技术是从整体目标出发，用系统的观点和方法，把系统分成若干功能的子系统，对于每个子系统的技术方案都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑，对于子系统与子系统之间的矛盾都要从总体协调的需要来选择解决的方案。机电一体化系统是一个技术综合体，利用系统总体技术将各种有关技术协调配合、综合运用而达到整体系统的最优化。