智能制造装备及系统

内容简介

本书阐述智能装备定义、特征和分类，智能装备重要性、产业特点及发展现状，与智能制造的关系，就高档数控机床及基础制造装备、自动化成套生产线、智能专用装备等典型智能装备，以及智能数控系统、智能电主轴等智能装备关键核心部件技术与发展现状给出深入阐述。 王立平，男，清华大学机械工程系教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，长江学者特聘教授。兼任国家04科技重大专项总体组专家、国家863计划主题专家、全国高校自动化研究会副理事长、机械工程学报编委。主要学术研究方向集中在先进制造装备及其控制、并联机器人及其控制、机械制造新工艺等方面。作为项目负责人主持863项目5项、科技支撑计划(攻关)重点项目2项、自然基金2项、军工项目3项，其它课题10余项。近五年，发表论文100余篇，其中SCI收录论文40余篇， EI收录80余篇，专利及软件著作权33项，参编教材2部。获中国机械工业科学技术特等奖、一等奖和二等奖各1项。2100433B

智能制造装备发展内容

例如，在精密和智能仪器仪表与试验设备领域，要针对生物、节能环保、石油化工等产业发展需要，重点发展智能化压力、流量、物位、成分、材料、力学性能等精密仪器仪表和科学仪器及环境、安全和国防特种检测仪器。

在关键基础零部件、元器件及通用部件领域，要重点发展高参数、高精密和高可靠性轴承、液压/气动/密封元件、齿轮传动装置及大型、精密、复杂、长寿命模具等。

在智能专用装备领域，要重点发展新一代大型电力和电网装备，机器人产业，全断面掘进机、快速集成柔性施工装备等智能化大型施工机械，以及大型先进高效智能化农业机械等。

此外，还要以大飞机、支线飞机及通用飞机为应用对象，采用飞机制造、机床制造和材料生产企业相结合，重点发展复合材料制备装备、自动辅带/辅丝设备、构件加工机床、超声加工/高压水切割设备等。

智能制造装备发展方向

工业和信息化部装备工业司副司长李东18日在2011年国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会上表示，高端装备制造业是国家“十二五”规划提出的战略性新兴产业七大领域之一，其中智能制造装备是高端装备制造业的重点方向之一。

李东说，改造提升制造业、加快培育战略新兴产业是国家“十二五”规划中明确的重要任务。实现由主要依靠规模增长的传统工业化道路向主要依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变，调整优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构，成为转变工业发展方式的核心工作。

面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求，重点推进智能仪表装备、智能装备等四大类产品，其中智能专用装备主要包括大型智能工程机械、高效农业机械、智能印刷机械、自动化纺织机械、环保机械、煤炭机械、冶金机械等各类专用装备，实现各种制造过程自动化、智能化、精义化，带动整体智能装备水平的提升。

总体目标：经过10年的努力，形成完整的智能制造装备产业体系，总体技术水平迈入国际先进行列，部分产品取得原始创新突破，基本满足国民经济重点领域和国防建设的需求。

到2015年：

——产业规模快速增长。产业销售收入超过10000亿元，年均增长率超过25%，工业增加值率达到35%。智能制造装备满足国民经济重点领域需求。

——重点领域取得突破。传感器、自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置实现突破并达到国际先进水平，重大成套装备及生产线系统集成水平大幅度提升。

——组织结构优化升级。培育若干具有国际竞争力的大型企业集团，打造一批“专、精、特、新”的专业化企业，建设一批特色鲜明、优势突出的产业集聚区。

——创新能力显著提升。基本建成完善的产学研用相结合的产业创新体系，骨干企业研究开发经费占销售收入的比重超过5%。培养一大批知识复合型、具有国际视野的领军人才。

到2020年：

——将我国智能制造装备产业培育成为具有国际竞争力的先导产业。建立完善的智能制造装备产业体系，产业销售收入超过30000亿元，实现装备的智能化及制造过程的自动化，使产业生产效率、产品技术水平和质量得到显著提高，能源、资源消耗和污染物的排放明显降低。

文件全文

发展现状与面临形势

随着信息技术与先进制造技术的高速发展，我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升，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智能制造装备产业体系初步形成，一批具有知识产权的重大智能制造装备实现突破，2010年工业自动化控制系统和仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等部分智能制造装备产业领域销售收入超过3000亿元。但是，作为一个正在培育和成长的新兴产业，我国智能制造装备产业仍存在突出问题，主要表现在：技术创新能力薄弱，新型传感、先进控制等核心技术受制于人；产业规模小，产业组织结构小、散、弱，缺乏具有国际竞争力的骨干企业；产业基础薄弱，高档和特种传感器、智能仪器仪表、自动控制系统、高档数控系统、机器人市场份额不到5%。

当今，工业发达国家始终致力于以技术创新引领产业升级，更加注重资源节约、环境友好、可持续发展，智能化、绿色化已成为制造业必然发展趋势，智能制造装备的发展将成为世界各国竞争的焦点。“十二五”期间，国民经济重点产业的转型升级、战略性新兴产业的培育壮大和能源资源环境的约束，对智能制造装备产业提出了更高的要求，并提供了巨大的市场空间。未来5-10年，我国智能制造装备产业将迎来发展的重要战略机遇期。

指导思想和基本原则

（一）指导思想

深入贯彻落实科学发展观，坚持走新型工业化道路，推动信息化与工业化深度融合，面向国民经济重点产业的转型升级和战略性新兴产业培育发展的需求，以实现制造过程的智能化和绿色化为目标，以突破关键智能基础共性技术为支撑，以推进智能测控装置与部件的研发和产业化为核心，以提升重大智能制造装备集成创新能力为重点，促进示范应用推广，调整优化产业组织结构，增强产业国际竞争力。

（二）基本原则

1. 坚持市场导向与政府推动相结合。遵循市场经济规律，充分挥市场需求的导向作用和市场优化配置资源的基础性作用，突出企业发展智能制造装备的主体地位。积极发挥各级政府部门在规划制定、组织协调、政策引导、市场环境改善中的重要作用。

2. 坚持重点突破与整体推进相结合。选择基础条件好、应用面广、带动作用强的智能测控装置和智能制造成套装备，加大支持力度，重点予以突破，形成一批具有国际先进水平的产品和知名品牌，辐射和带动产业的整体发展。

3. 坚持研究开发与示范应用相结合。围绕重点领域制造过程的智能化需求，加强关键智能技术、核心智能测控装置、成套智能制造装备的研究开发，大力推进智能测控装置和智能制造成套装备的示范应用推广。

4. 坚持装备制造与服务增值相结合。大力推进智能制造装备企业在工程承包、维修改造、备品备件供应、设备租赁、再制造等方面开展增值服务，促进智能制造装备企业由加工制造型向生产服务

发展目标

总体目标：经过10年的努力，形成完整的智能制造装备产业体系，总体技术水平迈入国际先进行列，部分产品取得原始创新突破，基本满足国民经济重点领域和国防建设的需求。

到2015年：

——产业规模快速增长。产业销售收入超过10000亿元，年均增长率超过25%，工业增加值率达到35%。智能制造装备满足国民经济重点领域需求。

——重点领域取得突破。传感器、自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置实现突破并达到国际先进水平，重大成套装备及生产线系统集成水平大幅度提升。

——组织结构优化升级。培育若干具有国际竞争力的大型企业集团，打造一批“专、精、特、新”的专业化企业，建设一批特色鲜明、优势突出的产业集聚区。

——创新能力显著提升。基本建成完善的产学研用相结合的产业创新体系，骨干企业研究开发经费占销售收入的比重超过5%。培养一大批知识复合型、具有国际视野的领军人才。

到2020年：

——将我国智能制造装备产业培育成为具有国际竞争力的先导产业。建立完善的智能制造装备产业体系，产业销售收入超过30000亿元，实现装备的智能化及制造过程的自动化，使产业生产效率、产品技术水平和质量得到显著提高，能源、资源消耗和污染物的排放明显降低。

主要任务

为实现“十二五”时期的总体目标，围绕智能制造装备的发展方向，重点抓好以下主要任务。

（一）实施创新发展工程

以提升智能制造装备产业创新能力和产业规模化发展为目标，通过技术引领支撑，依托优势企业，统筹技术开发、工程化、标准制定、市场应用等环节，实施智能制造装备创新发展工程，强化产业创新能力建设，突破关键智能技术，推进智能测控装置和部件的研发和产业化，实现重大智能成套装备的集成创新，推进关键智能技术、核心智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备在典型制造领域中的示范应用，加快产业化进程。

（二）调整产业组织结构

培育具有国际竞争力的企业集团。通过重组、改制、兼并及相应的政策引导，积极推进智能制造装备企业的兼并重组，逐步形成具有核心技术及设备成套、工程总承包、投融资能力的企业集团，培育一批具有国际竞争力的智能制造装备企业。

鼓励企业专业化发展。对规模经济效益显著的仪器仪表、液压/气动/密封件及系统、齿轮传动、伺服装置企业予以支持，提高专业化程度和产品技术水平，发展成为“专、精、特、新”专业化、社会化配套企业。

（三）突出品牌质量建设

提升产品质量。贯彻落实“工业产品品牌和质量振兴战略”，加强质量基础能力建设，推进标准、计量、检测检验、质量控制技术、质量工程技术等在企业质量控制与质量管理以及质量监管体系环节中的应用，着力提升产品的安全性、可靠性、实用性。

加快品牌培育。实施“智能制造装备品牌建设工程”，根据区域发展优势，制订并实施品牌培育行动计划；引导企业针对国内外细分市场，促进品牌产品系列化发展；支持品牌产品在境外的商标注册和专利申请，促进品牌产品跨国经营与国际化发展。

（四）推动产业技术进步

完善技术创新体系。依托科研院所、高等院校和检测机构等现有资源，推动行业检测试验公共服务平台建设。鼓励组建企业主导、科研院所和高等院校参与的产业技术创新联盟。

加强企业技术改造。鼓励企业加大技术改造力度，完善科研试验设施建设，提高加工设备水平，推广先进工艺技术，提高制造过程的自动化水平，实现产品设计、制造、测试等环节的自动化，提高产品稳定性和生产效率，选择有条件的地区和企业开展数字化车间示范建设工程。

建立和完善标准体系。建立健全智能制造装备产业的标准体系，补充和修订国家标准、行业标准和企业标准，促进新技术、新工艺、新设备、新材料的推广应用，使我国智能制造装备产品的质量、安全、节能、环保等逐步达到国际先进水平。

提高制造过程信息化水平。加快推进制造过程信息处理、生产控制、资源管理、质量检测、环保处理等典型环节的流程优化再造，提高安全和综合效益、降低能耗、减少污染物排放，大幅度提高制造过程信息化水平。加快推进信息化综合集成和协同应用，促进两化融合条件下的企业发展模式创新。

（五）优化产业空间布局

促进区域协调发展。充分发挥各区域智能制造装备产业和科技基础优势，强化区域优势产业，促进协调发展，按照优势突出、特色鲜明，在重点区域培育一批智能制造装备产业集群。

推动产业集聚发展。积极推动以产业链为纽带、资源要素集聚的产业集群建设，完善产业链协作配套体系。加强对集聚区的规划引导，提升信息网络、污染集中处理、公共服务平台等基础设施水平，促进产业集聚区规范有序发展。

重点发展方向

（一）关键智能基础共性技术

围绕感知、决策和执行等智能功能的实现，针对测控装置、部件和重大智能制造成套装备的开发和应用，突破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、健康维护诊断等一批共性、基础关键智能技术，为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

（二）核心智能测控装置与部件

围绕重大智能制造成套装备研发以及智能制造技术的推广应用，开发机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件并实现产业化。在充分利用现有技术和产品的基础上，进一步实现智能化、网络化，形成对智能制造装备产业发展的有力支撑。

（三）重大智能制造成套装备

突出制造业所需装备，针对石油化工、冶金、建材、机械加工、食品加工、纺织、造纸印刷等制造业生产过程数字化、柔性化、智能化的需要，发挥产学研用相结合的创新机制，依托有明确需求的用户，组织“产、学、研、用”共同参与的创新团队，推动软硬件在数控/工业控制装备中的应用与推广，通过集成创新，开发一批标志性的重大智能制造成套装备，保障产业转型升级。并结合国家重大工程建设，推进示范应用，加快产业化。

（四）重点应用示范领域

根据我国智能制造技术和智能测控装置的发展水平，立足制造业，在“十二五”期间重点选择在电力、节能环保、农业、资源开采、国防军工等国民经济重点领域推广应用，分步骤、分层次开展应用示范，形成通用性、标准化、知识产权的应用平台，加快推进产业、技术与应用协同发展。

政策保障措施

（一）加大资金支持力度

加快实施《高档数控机床与基础制造装备》科技重大专项，加强对高档数控系统、伺服驱动装置、机床自诊断技术等技术与装置研发投入力度，提高主机的智能化水平，推进系统集成和成套，开发一批智能化成形和加工成套设备。重点支持智能技术、智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备的研发、产业化和应用推广。引导地方、企业和社会资本加大对智能制造装备产业的研发和产业化资金投入。

（二）建立依托工程发展机制

建立完善依托工程发展智能制造装备机制，优先鼓励由用户企业和制造企业组成的产业联盟参与工程招投标，共同开发重大智能制造成套装备，鼓励金融机构开展多种形式的首台套保险业务。积极落实首台（套）政策，支持智能制造装备应用推广。

（三）加强国际合作与交流

多层次、多渠道、多方式推进国际合作与交流，鼓励和境外企业及科研机构开展多种形式的研究合作，鼓励企业积极参与技术标准、政策法规的国际交流和协调，完善出口信贷、保险政策，支持智能制造技术、装备及工程服务出口。

（四）推进人才队伍建设

积极营造良好环境，培养一批具有国际领先水平的专家和学术带头人，培养和锻炼一批优秀的从事智能技术和装备研发和创新的团队，培养和造就大量面向高层次需求的实战型工程技术人才。建立科研机构、高校创新人才向企业流动的机制，建立企校联合培养人才的新机制，促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。

（五）完善产业发展体系

组织编制智能制造装备产业分类目录，建立运行监测、信息发布与分析评价体系，及时制订促进行业发展的相关政策和技术标准，加强金融、贸易、土地、环保、安全生产等政策与智能制造装备产业政策的有效衔接。充分发挥行业协会、中介组织在行业管理中的积极作用。

规划组织实施

工业和信息化部牵头负责《规划》实施，建立各部门分工协作、共同推进的工作机制，建立规划实施动态评估机制。地方工业主管部门及相关企业结合本地区和本企业实际情况，制订与本规划相衔接的实施方案。相关行业协会及中介组织要发挥桥梁和纽带作用，及时反映规划实施过程中出现的新情况、新问题，提出政策建议。