工业智能化范文

工业智能化范文第1篇

一、工业4.0简介

2013年4月，德国政府在汉诺威工业博览会上正式推出 “工业4.0”高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。德国学术界和产业界将机械制造设备定义为工业1.0，电气化定义为工业2.0，生产工艺自动化定义为工业3.0，将物联网和制造业服务化带来的智能制造定义为工业4.0。

德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统（CPS）相结合的手段，推动制造业向智能化转型。包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。“工业4.0”主要分为三大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，使需求方能够快速获得服务匹配，得到物流支持。

二、工业4.0在医疗行业智能化中推演

医疗行业正在通过云计算、物联网、大数据、移动设备、互联网技术等相结合的手段，向信息化迈进。对照“工业4.0”，推演医疗信息化与工业化的融合与创新，可以设计出两大医疗智能化主题，分别为：“智能医院”和“智能医疗”。

2.1 智能医院

智能医院是在数字化医院的基础上，利用物联网技术和设备监控技术加强信息管理和服务；通过大数据与分析平台，将云计算中由大型医疗设备产生的数据转化为实时信息，并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效安全、环境舒适的人性化医院。其基本特征主要包含有医疗设备使用过程管控可视化、系统监管全方位两个层面。

医疗设备使用过程管控可视化是指在医疗设备使用过程上，包括医用耗材管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，医疗设备的现况亦可实时掌握，减少因系统故障造成医疗偏差。医疗设备工作过程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依医疗设备的现况规划机器的维护；可根据信息的整合建立医疗设备的智能组合。

系统监管全方位是指通过物联网以传感器做连接，使医疗设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能；这类医疗装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。

2.2 智能医疗

主要涉及整个医疗过程的物流管理、人机互动、3D打印等技术在医疗过程中的应用。

智能医疗是指由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在医疗过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在医疗过程中的脑力劳动。与传统的医疗相比，智能医疗具有学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。

近年来，由人工智能、医用机器人和数字化辅助医疗技术等相结合的智能医疗技术，正引领新一轮的医疗变革。智能医疗技术开始贯穿于检验、手术、护理和康复等医疗的各个环节。当今世界医疗行业智能化发展呈现两大趋势。

一是以3D打印为代表的“数字化”技术在医疗行业率先应用。尤其是康复医学领域个性定制化需求显着，而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在。目前，3D打印在医疗生物行业的应用主要包括1、体外医疗器械如假肢、助听器、齿科手术模板，医疗模型等；2、永久植入物，如骨骼。对人体身体部位的复制是高度定制化的产品，通过3D打印，这些部件可以与身体完全契合，与身体融为一体。3、细胞3D打印，这是一种基于微滴沉积的技术。能够为再生医学、组织工程、干细胞和癌症等生命科学和基础医学研究领域提供新的研究工具；为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术，推动外科修复整形、再生医学和移植医学的发展；应用于药物筛选技术和药物控释技术，在药物开发领域具有广泛前景。

二是智能医疗技术创新及应用贯穿医疗行业全过程，使得医疗行业的诊断、治疗、管理、服务各个环节日趋智能化，主要体现在以下四个方面。（1）建模与仿真：如用于跨部门复杂医疗流程诊断，医院医疗应急响应系统，生理系统的建模与仿真等，可以极大的提升医疗诊断的准确率（2）以医疗机器人为代表的智能医疗装备：如医疗机器人已经在脑神经外科、心脏修复、胆囊摘除手术、人工关节置换、整形外科、泌尿科手术等方面得到了广泛的应用。机器人在手术的准确性、可靠性和精准性上远远超过了外科医生。（3）基于无线、嵌入式技术的智能资产管理解决方案：可整合医院资产信息，全面了解设备资产的成本消耗及使用情况，实现设备维护管理标准化和电子信息化升级，提供资产投资和使用分析的依据，帮助医院制定成本控管、设备采购计划，优化医院运营和资产管理。（4）智能医疗服务业急速发展：通过各种可佩戴装置、嵌入式软件，互联网连接和在线服务的启用整合成新的“智能”医疗服务业模式，院内院外制之间的界限日益模糊，融合越来越深入。

三、改进之路

工业4.0在医疗领域的发展之路将会是一段革命性的进展。现有的医疗科技和经验必将进行改变和革新，而且对于医疗新领域和新市场的创新解决方案将层出不穷。为此，医疗行业需要在标准化与架构、复杂系统管理、医疗宽带设施、安全和安保、工作的组织和设计、培训和职业发展、监管框架和资源效率等方面进行持续和适应性改进。

四、价值

工业智能化范文第2篇

本文针对工业园区智能化需求，结合园区的分布结构、系统集成可行性分析和建设经费利用的最大有效化，利用信息网络技术和综合布线手段，借鉴一些成功的建设案例，搭建面向工业园区和园区企业的高水平信息服务平台，实现工业园区的智能化，使园区经济发展方式由传统制造业向自动化、信息化、高效化的新型工业转变。

1 智能化设计的理念

所谓工业园区智能化，就是将园区内相同功能或不同功能的建筑和公共设施按照统一规划、实施、调试、优化，最终实现智能化。该信息化建设方案由不同的子系统构成，每个子系统分工明确、功能各异，但又相互连接并且融入园区内其他工业系统，最终实现安全性、耐久性、实用性、经济性和环境化的设计要求。设计方案的主要子系统由：综合布线系统、视频监控系统、楼宇智能化系统、电子会议系统、一卡通与门禁系统、机房管理系统和管路系统等。

2 综合布线系统

所谓工业园区综合布线，即在园区内利用标准化和模块化的思想在不同建筑和设施间建立灵敏度极高的数据传输通道。布线系统的设计目的，在于建立一个具有开放性、稳定性、安全性、经济性、可扩展性的即运营与管理为一体的数据平台，因此综合布线系统必须做到标准化的网络设计，各项系统实施规范，技术指标和设备型号符合国际标准，该系统还必须考虑到现阶段园区信息化需求和未来智能化系统扩展需要，同时在实现工程需求最优化的同时，尽量节约项目经费。整个综合布线系统包括以下5个子系统，分别是：工业区子系统的设计；设备间子系统；干线子系统；管理子系统。运用分层网络布线结构设计思想，实现网络核心交换区的传速速率为1000Mit/s，分布区的传速速率100Mit/s，最底层的交换设备永远10Mit/s的速率。

3 视频监控系统

近几年，监控系统的更新换代在我国的信息化进程中扮演着不可替代的角色，早期的模拟监控系统在市场上已经十分罕见了，数字监控系统大量的被企业所使用，同时，在IP技术一统天下的今天，网络监控系统正在被人们接受。监控系统是企业关键部门和园区内的公共场所实施"实时监控"的最重要的基础设施，监控系统所传输和保存的关键事件的图像和声音信息，为园区内的管理部门、客户或者政府机构处理突发事件提供了高效可靠地检测平台，更好的保护园区内企业和职工的生命财产安全。

4 楼宇智能化系统

楼宇智能化系统由空调制冷系统、电路系统、供热系统、监控系统等组成，旨在实现一种优越的生活环境和高效率的工作环境。楼宇智能化总的来说就是有计算机程序管理建筑中的设备，能够做到根据大楼随着环境的改变自动开关灯；自动开关空调；还可以根据配电柜、变压器和发电机组的实时运行参数，动态掌握楼宇中一些重要设备的操作；包括运行中的电梯状态，也能够准确的呈现在信息中心的计算机屏幕上，最终实现工业园区楼宇的智能化性能。

5 电子会议系统

所谓电子会议系统，即利用现有的网络通信和综合布线的软件和硬件设备，把工业园区内一些重要会议室的连成一个完整的系统，实现高效的自动化会议功能。在目前，电子会议系统由两大类组成，一种是局部会议系统，另一种是远程会议系统。局部会议系统指的是在一个会议室召开的会议，使用计算机程序和电子化系统检索、显示会议的内容，备份会议的进行情况，它的优点是可以节约会议的人力成本和会议纸张等费用。远程会议系统，我们平常俗称通信会议或电话会议，即利用网络通信技术连接在不同区域的多个会议室，使各个会议室处于一个同步进行的会议平台。

6 一卡通与门禁系统

随着信息技术的快速发展，"一卡通"快捷的应用特性和优越的市场前景，使得它成为了楼宇智能化的重要组成部分，也是工业园区智能化的重要标志。门禁系统是对楼宇进出口、电梯口、机房、仓库等重要场所进行监控和管理。根据建筑的特性，在需要监控、管理和身份认证识别等具有通道口的保密区，除了安装电控锁具外，还应该采用先进的接近式的读卡技术。

7 综合管路系统

综合管路系统是实现工业园区智能化系统走线结构，主要是管路和桥架。综合管路的设计是根据智能化系统整体规划和初步设计为前提，目前，综合管路系统的设计结构主要由垂直桥架系统、水平桥架系统和水平管路系统。管路系统是各个信息化设计连接的基础，组成部分为弱电桥架、管子和其他辅助材料，使得整个工业园区智能化达到结构完整、系统稳定、可扩展性强和易于维护的特点。

8 结束语

工业智能化范文第3篇

在Blizzard的案例中，IBM的“智造”方式已经从关注制造本身的静态数据向关注社交舆情的互动数据进发，并且借助于模型来预测天气以及天气对销售的影响。这就是在物联网3.0的世界发生的故事。在2015年5月的中国物联网大会上，IBM解析了物联网3.0的概念。在物联网1.0的时代，人们致力于建立物物相连的系统，数据能够被实时感知、传输和处理；在2.0的时代，物物相连后产生的数据已经超越传统的IT信息处理架构，海量数据的加工、提炼和分析需要有更好的平台支撑。而在3.0的时代，与大数据和云计算的融合创造一个物联网的全新生态环境。

这个生态环境贯穿于工业制造的整个流程，从产品研发、生产制造、运营管理，到产品销售、服务的每一个环节。这给人们观念中有形的工业机器人（工业机器臂）、3D打印机或是厂内生产智能化机床的图景赋予了更广阔的延展。在物联网的环境中，大数据成为隐形的智能机器人，它是物与物、物与人连接的成果，甚至可以替代人脑成为制造的指挥中心。

物联网3.0―和大数据、云的“联手”

究其工业4.0愿景的本质，是实现物联化、互联化以及智能化的理念，是工业企业实现向工业4.0时展的关键动力，可见“物联网”的重要支撑作用。

IBM中国研究院院长沈晓卫博士说，物联网3.0的提出实际是基于对未来三大趋势的洞察。首先是大数据挖掘可以为人们提供更多有商业价值的洞察，优化管理。其次，云计算从最初的IT数据中心的作用向新型的服务应用方式转化。第三，各种新型的互联互通的方式在改变人、机、物的沟通方式。这三大趋势相互作用影响了大数据的来源，大数据从以往记录系统（System of Record）的功能转向了系统互动（System Engagement）。原有的结构性数据中混入了来自于社交媒体、物联网的非结构性数据，而这些数据有声音、图片、视频、文字等，需要全新的技术处理能力。

物联网3.0的技术处理能力究竟是如何发挥数据驱动的作用呢？IBM中国研究院物联网及服务交付研究总监孙伟博士认为是以下三个层面的作用。

一是从历史数据中挖掘模式。人们需要清楚了解问题的本质，是通过大数据做工业设备运行状态以及故障模式的分析，还是做客户使用设备习惯模式的分析。清楚需要解决什么问题之后，在汇总各数据源的基础上进行数据清理并提取有效的数据特征，进行数据建模。

二是通过人机交互手段推动认知计算的分析能力。认知计算是模拟人脑对外界信息的加工处理方式、思维方式和决策方式，以支持更智能的人机交互。基于大数据的认知计算能力可以应用到不同领域，比如自动驾驶汽车驾驶中行车路线的选择，通过对交通路网实时信息的分析，以及道路路况、天气状况数据的分析和预测，可以得出比人脑判断更为全面的优化行驶线路。

三是实现物理建模和工作机理建模。与金融和服务行业不同的是，工业设备在不同工况环境下的工作机理需要用物理模型来表征。比如风机发电，既需要监测风机的运转参数、发电量，也需要参考实时的风场周边气象监测信息以及卫星监测的大尺度气象数据，从而提供给风力发电地物理和工作机理模型，将风力预测空间精度提升至每个风机范围内，进而优化风机的运转以及电力能源储备及并网控制。

车联网即是物物相联之后，借助于云计算和大数据，推动“高度智能化”工业产品的发展。在自动驾驶领域，一辆车上成百上千个传感器将实时产生并处理车辆运行数据，当成千上万辆车将这些实时处理后数据回传至云平台后，在车联网云服务的支持下，车与车、车与路之间便能够实现信息协同，道路上行驶在后方的车辆借助通过前车的实时“观察”，获取前方的道路信息，身处A地的车主也能知道B地的路况，以支持及时调整行驶线路以及车辆控制。这些数据不仅能够成为城市智能交通管理的依据，还能支持各种与汽车相关的金融保险创新以及车载信息服务的创新。

物联网3.0不仅实现产品及服务的智能化，还推进企业业务流程和制造过程的智能化。通过物联网以及互联网采集的客户使用产品及服务的数据在经过处理和分析后，持续不断地形成对于客户需求的新洞察，进而能够推动产品研发业务流程的智能化。通过物联网采集的工业制造过程监控数据经过处理，并结合制造过程物理模型建模分析后，可以实时动态调节制造过程计划、物料供给以及设备状态控制参数以支持制造过程的智能化。这使得企业生产及服务过程的协同从原来企业内部各部门之间，传统供应链的协同，转向了以物联网、互联网大数据为支撑，企业全过程、全方位以及社会化的协作、与优化。

如何赋能中国制造

孙伟认为，“工业化和信息化的深度融合是智能化的基础。”

中国制造企业迈向智能化有多种途径。在内功修炼上，企业需要整合从生产制造到客户服务、供应链以及产品维修养护的全流程数据，这是核心工作。同时，针对互联网上产生的信息也要从中寻找有价值的数据洞察，例如利用互联网客户社区媒体数据分析企业市场营销活动的效果以及消费者对企业和产品的评价；利用互联网服务提供的气象数据支持企业针对天气影响的生产及运营的决策优化。

“其实用大数据来推动的智能化生产是个可大可小的过程，企业不必忧虑资金的高额投入。”IBM全球电子行业销售和分销部总经理Bruce A. Anderson 说。这种小可以体现在只切入某一个生产环节的优化，如在流水线上安装智能照相机，通过对生产过程中的图像分析来优化质量监测，也可以借助实物版型数字化转换建立版型数据库，快速进行版型设计的装换、放码，布料冗余度测试，省去高昂的版型师的费用，从低端的服装加工转向高附加值的版型服务供应商。而大则体现在全流程的更新换代上。

工业智能化范文第4篇

关键词 工业强省 智能化 发展方向 突破点

中图分类号：TP18文献标识码：A

Intellectualization Development of Powerful

Province Depending on Industry in Guizhou

WU Maonian

(School of Science, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025)

AbstractThe paper first discusses the position and function of intellectualization development of powerful Guizhou province depending on industry. Secondly, it proposes some breakthroughs and methods in intellectualization development of powerful province depending on industry.

Key wordspowerful province depending on industry; intellectualization; the direction of development; breakthrough

为了应对金融危机和保持经济增长，国务院提出了行业振兴规划，国务院先后确立并通过了钢铁、汽车、纺织、装备制造、船舶工业、轻工业、石化产、电子信息业、有色金属和物流业十个行业振兴规划。经过几年的初步发展已经初显行业振兴带来的各种好处。2010年贵州省领导经过仔细调研，提出了工业强省战略，随后确立了贵州工业的十大振兴计划。它们是电力、煤炭、化工、装备制造、有色、建材、烟酒、钢铁、高新技术、民族制药和特色食品十大振兴产业。振兴计划明确提出以产业振兴为目标，以增强创新能力为核心，加强统筹部署，凝炼共性关键技术，集中力量加快推进。为了更好的发挥科学技术在工业强省中的地位和作用，贵州省科技厅在在2011年初启动了，《贵州省科技支撑工业十大产业振兴实施方案(2011-2015年)》①。实施方案明确，加快科技重大项目的实施与科技创新成果的推广应用，支撑贵州省重点产业振兴；发展高新技术产业，改造和提升传统产业，推动产业结构的调整和升级，培育新兴产业，创造新的市场需求和经济增长点；加强企业技术创新能力建设，加快建立以企业为主体、产学研用紧密结合的技术创新体系，增强企业综合竞争力；提升科技在推进新型工业化进程中的支撑能力，为加速发展、加快转型、推动跨越做出切实贡献。实施方案提出，五年间，全省科技投入保持持续增长，财政应用技术研究与开发资金年均增长20%，全社会研究与发展(R&D)经费投入占全省生产总值的比重达到1.2%；创新服务体系进一步完善；专利申请量保持35%的年均增长率，专利授权量保持30%的年均增长率；在化工、装备制造、冶金、有色等重点领域形成产业集群，拥有一批具有市场竞争力的高新技术产品，高新技术产业产值占国内生产总值的比重达8%以上；节能环保、新材料、新能源、生物产业年均增长率达到25%左右，成为贵州战略性新兴产业领域新的增长点；民族医药产业发展能力不断提升。

随着对工业强省战略认识的加深，各级领导逐步认识到新的省领导提出的工业强省中的工业已经不在是传统意义下的工业，而是新型工业。那么新在那儿呢？本人认为将最新的科研成果与贵州的工业有机结合起来的工业化道理就是新型工业。综合上述信息，作者认为贵州的工业强省道路应该着眼于新型工业，即是在工业的发展道路上需要大力引进现代科学技术。尽管贵州工业强省战略还有不少问题，但作者认为在工业强省的大路上我们应该做到放眼世界新科技成果、重视国内新技术和高级人才、立足用好用足贵州省内的工业基础和人才。作者在此探讨一下贵州工业化道路上的人工智能技术应用做一个较为详细的说明，其他的新科学技术的应用类似。

人们普遍认为，计算机将会向网络化、智能化、并行化方向发展。二十一世纪的信息技术领域将会以智能信息处理为中心。人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）②，是一门由计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性新学科。作为一门边缘新学科得到世界的承认并且日益引起人们的兴趣和关注。不仅许多其他学科开始引入或借用AI技术，而且AI中的专家系统、自然语言处理和图象识别已成为新兴的知识产业的三大突破口。对人工智能的研究，由于研究角度的不同，形成了不同的研究学派。这就是：符号主义学派、连接主义学派和行为主义学派。人们普遍认为，计算机将会向网络化、智能化、并行化方向发展。二十一世纪的信息技术领域将会以智能信息处理为中心。

目前人工智能主要研究内容是：分布式人工智能与多智能主体系统、人工思维模型、知识系统、知识发现与数据挖掘、遗传与演化计算、人工生命、人工智能应用（如：模糊控制、智能大厦、智能人机接口、智能机器人等）等等。人工智能研究与应用虽取得了不少成果，但离全面推广应用还有很大的距离，还有许多问题有待解决，且需要多学科的研究专家共同合作。未来人工智能的研究方向主要有：人工智能理论、机器学习模型和理论、不精确知识表示及其推理、常识知识及其推理、人工思维模型、智能人机接口、多智能主体系统、知识发现与知识获取、人工智能应用基础等。

同时如下的这则2006年的信息也让人兴奋：“今年初，牡丹江市金跃集团与韩国文豪斯株式会社签订合作协议，欲引进人工智能高新技术及相关技术和产品落户牡丹江，在中国大力开发人工智能高新技术市场。该项目研发的具有自主知识产权的最新一代人工智能高新技术，其研发成果已经远远超出了国内软件的发展速度，在世界人工智能软件研发领域也走在前列，在国内可首创人机对话的先河，市场潜力大，科技含量高。项目建成后，将形成集研发、推广、销售于一体的人工智能软件研发和生产中心，该项目全面启动后，年可实现销售收入2~5亿元人民币，年可实现利税1亿元人民币以上，年销售利润率40%。该项目成功运作不仅可填补我市高科技软件研发技术的空白，而且还可带动我市相关传统产业提档升级和市直利税的增长。”

综合贵州的实际省情和目前人工智能的发展，笔者认为可以从以下几个方面去突破。

（1）结合贵州十大产业中的电力和装备制造，智能化是一个重点发展的方向。现在智能电网的研究何义应用都正处于起步阶段，抓住这个机会，加大科技投入这个领域，力争或者具有世界先进水平的核心技术是重点。智能化机械制造业是目前的一个热点研究，充分利用国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心和省部共建教育部现代制造技术重点实验室等的研究基础，做好围绕现在制造技术的装备制造业发展。

（2）由于贵州十大产业中的煤炭、化工、有色、建材、钢铁均需要对资源的挖掘开采，具有智能化的资源开采设备开发和二次开发是重要的内容。同时科学合理的对资源开采也是一个关键。充分利用国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心、省部共建教育部喀斯特环境与地质灾害防治重点实验室和省部共建教育部现代制造技术重点实验室等的研究基础，做好长期合理利用资源为贵州绿色、健康发展。

（3）民族制药和特色食品应该是贵州的重要特产之一，在国内具有较好的基础。首先贵州植物非常丰富，是民族制药的重要基础，现在已经形成了国内最大的民族制药基地。现在国家也在大力加大中药制药力度，所以政府应该重视与相关部门联系，充分利用教育部绿色农药与农业生物工程重点实验室、教育部西南药用生物资源工程研究中心和贵州省中药材繁育与种植工程实验室等机构的研究基础，加大新药的开发使之具有自己的知识产权才是长远之计。其次特色食品也是贵州省的一个品牌，比如国内知名的老干妈辣椒。尽管贵州具有很好的原材料，但是目前品牌单一和传统的制作方法使得产量较低，必须加大科研程度，使得具有智能的机器能代替目前的手工制作，增加产量。

注释

①贵州省科技厅.贵州省科技支撑工业十大产业振兴的实施方案（2011-2015）.

工业智能化范文第5篇

【关键词】工业仪器仪表；智能化的含义及特征；嵌入式仪表

人类之所以与动物相区别，就是因为人类懂得使用工具并制造工具。人类从懵懂开始就制造工具以谋生，繁衍至今世界已然被人类改变。然而今随着现在社会知识经济的发展，人们在工业发展过程中对工具的认识有了新的变化。各种仪器仪表走进了人们的生活，带来了前所未有的变化，人们对仪器仪表的更新也产生了新的概念和观点。在现代工业生产过程中，自动化仪表在数字化领域的发展迅速，正引领工业仪表与装置大跨步进入智能化和网络化的高新时代。

一、关于工业仪表的智能化

1、工业仪表智能化的含义

有专家预测，21世纪的热点将是智能与网络通信。众所周知，在信息时代若想开展工业活动，科研活动，其基础便是必须依靠精准的仪器仪表来获取准确可靠的信息。作为工业时代不可或缺的工具和科技信息时代的尖兵，仪器仪表不仅是信息的来源，还要用来计算处理信息，是工业能源的左膀右臂。仪器仪表的智能化和网络化发展已经成为未来工业发展的必然趋势。

智能化是工业仪表与装置发展的主要动向。而对于什么是智能化，中国人工智能学会理事长涂序彦教授曾这样论述：“智能化”绝非“电脑化”，二者不是同一个概念。“智能化”应该有如下两方面含义：

（1）利用“人工智能”的技术处理数据；（2）具备“拟人智能”的特性或功能，例如自适应，自学习，自校正，自诊断，自修复等。

由此可得到关于智能化的定义：是“采用人工智能理论、方法、技术”并具有某种拟人智能特性和功能。

2、关于智能化的特征

智能化简而言之就是以微计算机为处理器，用CPU芯片处理变成处理软件，采用新技术进行联想，学习，推理。工业仪表与工具智能化应该具有以下特征：

（1）能独自完成或在程序指导下完成信息的数字化测量；（2）具有进行各种复杂计算和修正错误数据，即“自校正”和“自修复”的能力；（3）具有自适应、自学习，自诊断功能；（4）组成一个少量集中的，加强与人互动的复杂系统，实现智能组件与调度系统的互动，并进行灵活的改进和扩展

二、智能检测仪表和执行器及研究成果

1、现代仪表执行器科学技术的发展存在着许多关键的技术

（1）传感技术：传感技术是执行器运行的基础技术，通过控制信息精度和信息状态，进而实现对于最终效果的掌控。

（2）智能控制技术：这是执行器与人类最接近的方式。利用一部分脑力，自行进行仪表的监控和信息管理。智能控制技术是整个执行系统中最重要和最关键的软件资源，其中包括仿人特征提取技术、目标自动辨识技术、知识自学技术、环境适应技术以及最佳决策技术等。

（3）人机界面技术：智能化的含义是利用一部分智能而非全部，因此需要有一个界面供仪表与人进行交流。仪表界面技术主要为方便操作人员或配有执行机构的主设备的操作人员服务。这项技术是人获取信息的主要渠道，是认识世界改造世界的直接操作工具。

（4）可靠性技术：随着现代工业中仪表应用领域的扩大，可靠性技术在大型工业技术中的作用越来越大，尤其在军事，航空航天，电力水利以及核工业的应用领域。这些领域是一个国家的命脉，如果遭到破坏，可能会导致灾难性的后果。因此，装置的可靠性极其重要。

三、国际国内的研究成果

近年来，国际国内智能化工业仪表发展尤为迅猛。国内企业已经拥有自动化领域的代表性高科技产品，如上海的XDPS-400分散型控制系统，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够实现熟悉PID和各种复杂控制规律的智能调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。

现如今国际上智能仪表的新品种更是种类繁多，最受关注的就是嵌入式仪表。嵌入式的亮点就在于注重发展一起的网络化。仪表嵌入式Internet技术在工业生产过程中是应用于设备状态的远程监控，在DevicetoDevice时代，将只能下移到设备中，是大量的嵌入式设备连接到Internet。新一代的智能仪表--IP智能现场仪表就是采用嵌入式web服务技术，并采用以太标准接口，实现了现场设备和Internet的直接连接。目前，惠普公司生产的嵌入式以太网控制器具有10-baseT以太接口，应用于传感器、驱动器等现场设备。国内的东大阿尔派公司为自己的CP产品开发了远程维修诊断系统这个系统贯穿于网络的各个层次，实现了真正意义上的办公自动化与工业自动化的无缝结合，他的扩展性良好具有全开放的网络体系结构，是在应用上一个真正意义上的大统一，它的应用将越来越广泛，将成为工业生产中各种各仪表在网络化进程中的必然趋势。

四、工业仪表智能化和网络化的优势及趋势

现代工业仪表集使用方便，智能分析，远距离传输，即使保存，及时备份，信息共享，保密性好，可靠性强等优势于一身，因而现代仪表取代了过去仪表。对于信息时代科技发展的需要，仪表的智能化与网络化已成趋势。

（1）微型化。微型仪表是指体积小，功能齐全，应用微电子等技术的智能仪器，能够完成信号的采集，数据处理，与其他一起接口，与人的交互等功能。

（2）多功能化。多功能本身就是智能仪表的一个特点，在结构复杂的数字灯系统中应用十分广泛，用来处理各种复杂函数，而且在测试功能上提供了较好的方案。

（3）融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表的网络化。伴随网络技术的飞速发展，网络技术正在逐步向工业仪表控制和设计系统渗透，实现智能仪器仪表系统基于Internet的通讯能力以及对设计好的智能仪器仪表系统进行远程升级，功能重置和系统维护。

（4）虚拟仪器仪表是智能仪器发展的新阶段。传统仪器仪表在仪表技术中运用了某种计算机技术，而虚拟仪器仪表则强调在通用计算机技术中吸收仪器技术。作为虚拟仪器仪表核心的软件系统具有通用性，通俗性，可视性，可扩展性和升级性，因此具有传统的智能仪器仪表所无法比拟的前景。

五、工业仪表智能化和网络化发展中存在的问题

尽管如今的仪表已具备了多种功能，然而要适应人类需求和科学技术的进步仍有很大的提升空间，仍然存在诸多问题。大型智能化网络化的仪表仪器体积仍然较大，搬运困难，在有些场合不适用；故障产生的频率不固定，一旦出现故障，维修检查时技术要求较高，危险较大；大型仪器功耗较大，费用较高；在与网络连接过程中存在某些连接限制和技术局限，这是阻挡仪表智能化进程的最大障碍。

六、结束语

工业仪表的智能化和网络化是未来工业的发展方向，是衡量工业发展程度的重要途径，是衡量科技发达程度的全新标准。国家对工业仪表的发展也是相当重视，2011年的中央一号文件以及全国各大省市地区均为我国智能仪表行业采取了政策东风，这将为我国智能仪表行业的进步推行了有力的阶梯，会使中国在世界智能仪表市场中扮演重要的角色。毫无疑问，工业仪表智能化的时代已经来临，可以预料，各种工功能的智能仪表在不远的将来一定会广泛地应用于工业发展以及社会各个领域。

参考文献

[1]张雪红.浅谈工业仪表与装置智能化网络化的进展.《黑龙江科技信息》，2004年08期

工业智能化范文第6篇

1. 我国工业自动化仪表智能化的策略及现状

仪表智能化指采用超大规模集成电路和微处理器技术，利用嵌入式软件协调内部操作，使仪表具有智能的功能，在完成输入信号的非线性、温度与压力的补偿、量程刻度标尺的变换、零点错误、故障诊断等基础上，还可完成对工业过程的控制，使控制系统的功能进一步分散。

90年代初，仪表行业组织了DDZ-S系列仪表的联合开发，解决了控制仪表的数字化问题。同时，国内有关仪表厂引进了单回路调节器、电容式和扩散硅式变送器、DCS、执行结构等新技术，并开展了国产化工作。“九五”期间，跟踪国际潮流，现场总线智能仪表与系统成为发展的热点。HART智能仪表开发成功；FF智能仪表关键技术突破；Lon智能开展网络产品的开发与应用发展迅速；CAN总线、Profibus总线产品的应用已取得成效。

2.仪表的智能化过程

仪表的智能化首先从控制器开始。可编程单回路调节器是这类智能仪表的代表，如山武-霍尼威尔公司SSC系列的KMM（最近有SDC40B）；横河公司YS-80系列（最近有YS170）的SLPC等。可编程单回路调节器是以微处理器作为运算控制器的核心，它主要接收和输出标准的、连续的电模拟量信号，可由用户编制程序，组成各种数字式过程调节装置。它将回路控制、数字运算、逻辑运算及通信等多种功能集于一体，通过编制程序，可以实现不同的功能。

3.现场仪表的智能化与总线化

首先，以智能变送器来说明现场仪表的智能化进程。

智能变送器集成了智能仪表全部功能及部分控制功能，具有很高的线性度和较低的温度漂移，降低了系统的复杂性、简化了系统结构。智能变送器具有一定的人工智能，可实现自学习功能等；可集成为多敏感元件的变送器，能同时测量多种物理量和化学量，全面反映被测量的综合信息；精度高，测量范围宽，其量程比最高可为400：1，能应付很宽的测量范围，特别适用于要求量程比大的场合；可采用标准化的通信接口进行信息交换，这是智能变送的关键标志之一。智能化使变送器由单一功能向多功能和多变量检测发展，由被动进行信号转换向主动控制和主动进行信息处理方向发展，由孤立元件向系统化、网络化发展。

第一代智能变送器主要以提高性能为主，一般为模数混合式仪表。这是因为在大量应用的DCS系统中，现场一级仍保留着4～20mA模拟信号和“一对一”的单向信号传输模式。第一代智能变送器使仪表的性能与精度得到了大大的提升，但在检测信号上仍属被动型。

第二代智能变送器在第一代智能变送器的基础上，实现由被动进行信号检测转换向主动控制和主动进行信息处理方向发展，由孤立的检测变送单元向系统化、网络化发展。智能变送器属于现场设备，将它们和其它的各种现场上的设备与上一级的监控装置连接在一起形成的全数字化的、串行、双向、多站的网络通信系统，这就是现场总线网络控制系统（FCS）。

总线化现场仪表功能丰富，在FCS中，几乎不存在单一功能的现场仪表。如横河川仪生产的EJA系列FF现场总线压力变送器，具有两个相互独立的AI（模入）功能模块，分别计算差压和静压。它的自诊断不但可以检测出压力超界、环境温度过高、量程设置错误，而且还能检测出压力传感器、温度传感器以及放大器、模块等硬件故障；再如Fisher-Rosemount公司的FIELDVUEDVC5000f系列是一种典型的总线化调节阀门控制器，它采用FF总线通信协议，实现阀门与系统的双向通信及自诊断功能。它内置PID和AO（模出）功能块，实现了通过PID运算并根据运算结果调控阀门工作的功能。除此之外，还能提供如下报警信息：提供阀门的行程、输入电流、行程报警、行程累计和故障报警等；提供自诊断信息：阀门特性测试、阀座关闭压力、执行机构预置工作压力范围、阀门摩擦力和动态误差带测试分析数据。Valve Link软件和设备管理系统AMS的Valve Link Snap On软件通过处理这些宝贵的信息，可对阀门的工作状态做出及时的诊断，从而将定期维修和临时维修改进为预防性维修。

4.嵌入式智能仪表

嵌入式Internet技术在工业过程控制中的一个重要应用是实现对远程现场设备的状态监控，Internet将从最初的Personal to Personal发展到Personal to Device，Deviceto Device时代，智能将下移到设备，大量的嵌入式设备将连接到Internet。

新一代智能仪表——IP智能现场仪表基于嵌入式Web服务器技术，支持HTTP/TCP/UDP/IP等通信协议，并采用以太网标准接口，实现了现场设备和Internet的直接通信。IP智能现场仪表解决了设备的直接上网问题，通过分配正确的IP地址，授权用户就可以在任意Internet终端实现对被控设备的访问和控制。

目前，惠普公司生产的嵌人式以太网控制器具有10-Base T以太网接口，运行FTP/HTTP/TCP/UDP协议，应用于传感器、驱动器等现场设备。国内的东大阿尔派公司为自己的CT产品开发了远程维修诊断系统。美国OPT022公司采用嵌入式Intemet技术，研制开发了“以太网I/O系统”——SNAP I/O系统，通过Internet对分布在远程设备现场的I/O口进行访问，从而实现对远程设备的监测和控制。对I/O的读写控制是通过标准Web浏览器实现的，提供对SNMP、RDP、PPP、HTML、XML、WML及HDML等协议的支持。

图3显示了基于嵌入式Internet的控制网络体系结构。其特点是：首先，Ethernet贯穿于整个网络的各个层次，它使网络成为透明的、覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了真正意义上的办公自动化与工业自动化的无缝结合，因而我们称它为扁平化的工业控制网络，其良好的互连性和可扩展性使之成为一种真正意义上的全开放的网络体系结构，一种真正意义上的大统一。因此，基于嵌入式Internet的控制网络代表了新一代控制网络发展的必然趋势，新一代智能仪表——IP智能现场仪表的应用将越来越广泛。

工业智能化范文第7篇

关键词：中国制造；十三五规划；互联网+；制药工业；智能化技术

中图分类号：C35 文献标识码：A

智能制造是《中国制造2025》的重要内容，也是推进两化深度融合，实践“互联网+”战略的重要路径。互联网技术的不断完善，使得制造业的生产过程更加自动化和智能化。基于“互联网+”的制造业操控便捷，操控更准确，改变了传统制造人工指令、人工投入量大、制造精准度不稳定的状态。互联网技术的应用将成为企业发展的重大影响因素之一，利用互联网的优势进行企业管理，促进制药工业快速的发展。互联网是实现智能制造的核心“网络传输+数据分析+智能控制”，互联网工业制造包括3个方面，一是个性化定制；二是网络化协同；三是智能化生产。应用在制药工业产品生产过程中主要突出表现为其智能化、控制精准化、数据动态分析化。

一、互联网+智能化配（料）液系统技术

以前制药工业产品传统的配（料）液设备完全是人工进行操作，具有随机性、不稳定性，受操作人员影响大的弊病。全自动智能配料系统则是由自动气动阀体、输送泵、配料罐、触摸屏、控制系统、远程互联网控制台，具备全自动配料、全自动在位在线清洗、全自动消毒灭菌、智能数据分析等功能。

系统上设置了操作员、管理人员、维护人员三级登陆口令，根据职责分配不同的权限，对配（料）液流程、工艺参数设置的密码保护及专人操作，操作人员按一个启动按钮来自动完成一次配（料）液投料、定容、过滤等配制全过程，自动实现流程全自动控制，触摸屏的人机界面，实现动态显示，能有效节约时间，降低生产人工成本，降低产品批间差异，提高了操作的精确度、产品均一性，生产数据历史追溯和报表打印，实现过程控制参数动态趋势分析。

二、互联网+智能化包装系统技术

产品包装加入互联网智能化技术成分，能满足日益复杂人工操作。自动智能包装机由臂端操作工具、材料运送装置和识别、控制系统等主要组成部分。将自动包装机、辅助设备以及输送装置根据产品包装工艺，按一定的顺序组合起来，再配以相应的检测、控制、自动调整补偿装置等而组成。一端不断送入，包装材料在相应的工位加入，按工艺流程顺序经过各工序，产品从另一端输出，使物品在无需人工直接参与操作的情况下自动完成输送、包装的全过程。

（1）从包装物品输入、输入自动化、顺序化、流程化。

（2）称量重量的模拟量控制、自动化剔除。

（3）自动监视设备的运行情况。

（4）自动化控制工作参数偏离故障检测和报警功能。

（5）药品电子监管自动化收集。

（6）智能技术数据收集、趋势分析，能有效节提高包装的效率，降低人工投入，提高企业受益。

三、互联网+智能化仓储管理技术

仓储管理系统的工作流程包括入库、出库、移库、盘点、拣选与分发等环节。大量机械转运、人工装卸、纸张文件来记录、追踪进出的货物，其仓库管理的效率极其低、人员配备量大、日常管理成本居高，人工差错率、差错风险极高。采用最先进的无线射频身份识别RFID技术（包括信号发射机、信号接收机、发射接收天线），为每件物品提供一个惟一标志条码（如UPC码、EAN码、交叉25码、39码、128码等），并在网络服务器中存储货物的相关属性信息，使系统能够自动识别物品，可以远程对物品进行跟踪和监控。

建立多个库房管理子系统：

（1）入库单处理、条码管理、货物托盘化和标准化、货位分配及入库指令发出、货位调整、入库确认、入库单据管理。

（2）储库管理子系统：出库单管理、拣货单生成及出库指令发出、容错处理、出库确认、出库单据管理。

（3）数据管理子系统：库存管理、数据管理。

（4）系统管理子系统：系统管理设置、数据库备份、系统通信管理、系统使用管理。工作人员可以在监控中心利用互联网系统掌握每个库位的位置、数量、出入库、仓储环境等情况，并及时处理出库、跟踪。

四、互联网+智能化实验管控系统

目前很多的制药企业实验室还停留在人工管理实验室样品、人员任务分配、检验任务书、检验报告、原始记录等信息的记录工作模式。时常出现数据查询不方便、生成数据不连续，无法有效追踪；设备查询、维修、校准、各种标准文本发放、查询等管理手续繁琐；检验任务书传递、检验，以及检验报告等进度缓慢，资源无法共享等现象。这种管理已经不适应当前检验工作需要的现状，同时某些数据管理、记录管理已经不符合制药企业遵循的《药品生产质量管理规范》《计算机化系统》附录要求。

建立了一套较为完善的实验室管理系统，利用网络技术、数据存储技术、快速数据处理技术等对实验室进行全方位互联网管理。实验管控系统分计算机软件和硬件系统。配备了实验室人员角色配置和权限配置、检验的追溯、审计、实验室仪器设备台账、检测能力范围、方法标准建立、数据结果分析等多种功能，包含这几个方面模块：

（1）仪器设备管理模块。

（2）耗材（低值品、备件）管理模块。

（3）测试管理模块。

（4）数据报告模块。

（5）数据与报表分析模块。

实验室检测人员可以随时在系统上查询自己所需的信息；分析结果输入后，自动汇总生成最终的分析报告，数据自动上传功能并且进行异地存储、自检及审计追踪，将整个实验室的各类资源有机地整合在一起集中管理，可以方便地对实验室曾经做过的全部分析样品和结果进行查询，了解实验室内各台设备和人员的工作状态、不同岗位待检样品数量等信息，及时协调有关方面的力量化解分析流程题点，缩短样品检测周期；调节实验室内资源，最大程度地减少资源的浪费，管理层同时能定量地评估实验室各个环节的工作状态，实现实验工作的全面量化管理。通过系统管理，配合分析数据的自动采集和分析，大大提高了实验室的检测效率；降低了实验室运行成本并且可以快速溯源和痕迹，使传统实验室手工作业中存在的各种弊端得以顺利解决。

互联网+销售模式技术；根据国家食品药品监督管理总局了《互联网食品药品经营监督管理办法》相关规定范围内的药品，利用互联网对营销模式进行线上、线下整合，建立属于自己的专业化互联网营销团队，借鉴美国、日本等国家的实践经验摸索出了适合的道路。直接与拥有A证并良好经营的平台型医药电商合作；与拥有B证、C证并良好经营的医药商业、零售线上、线下全方位合作；扁平化直接与地县级医药公司开户合作；兼并、重组等方式建设属于自己的连锁药店，在医院附近或大社区进行科学布局，提升了产品直达终端的效率，实现互联网下的快速客户管理、数据分析。

“互联网+”是传统产业的在线化、数据化工具，制药工业快速转型升级，真正把智能制造嵌入到整个制药产品的制造过程中。企业将出现标志性的转变，一是产品品质的转变，二是制造装备智能化水平的转变，三是企业人员生产率急速提升，互联网技术它代表一种先进的生产力、先进技术水平的创新，推动传统制药工业的不断进步，从而带动社会经济实体的发展，为制药工业改革、创新、发展提供广阔的空间。

参考文献

工业智能化范文第8篇

基于工业机器人的智能化生产管理服务平台主要内容包括3大块:生产管理服务平台、过程检测服务平台、过程控制服务平台。生产管理服务平台研究的共性技术包括分布式智能管理、均衡化混流生产技术和MES/ERP管理技术，利用检测到工件的特征信息和优化后的工艺参数，对生产设备进行自适应调配。过程检测服务平台研究包括三维信息在线识别与位姿检测技术、数字化物流跟踪技术，通过对加工过程中的工件的特征、位置和姿态进行检测和跟踪，得到工件的信息参数。过程控制服务平台研究包括加工参数优化技术，对生产管理服务平台和过程检测服务平台的工件加工的过程进行参数优化控制。通过以上3个平台的相互协同，直接应用到装备制造业典型生产工艺如零部件搬运、工件上下料、喷涂、抛磨加工等过程，最终实现加工的自适应性和智能化。同时通过对技术的模块化包装，通过组态的形式实现技术外包，应用到其他行业如食品分拣、包装物流、焊接等领域。

1.1生产管理服务平台

在分布式智能管理技术、均衡化混流生产技术和MES/ERP管理等相关技术的基础上，形成更广泛的行业应用的生产管理相关技术的研究服务平台，能够将相关技术快速应用于其他行业的类似应用。

(1)分布式智能管理技术

智能化生产线一般选用分布式控制方案，分布模式不像集中式那样对主数控装置有着很强的依赖性，其结构模块相对比较独立，具有分段实时性，而且系统各模块之间界面分明，可并行开发，方面维护。如图2所示为机器人柔性生产线控制方案，这种控制结构可分为3层:控制管理层、单元控制层和设备控制层。控制管理层即柔性生产线的主数控装置，按照作业计划，分解作业计划和工艺规划，生成命令，下载到单元机，并接受单元机的反馈信息，协调整个系统的运行。单元管理层对一个根据工艺要求组建的生产单元进行控制，每个单元可能包括机床、机器人等设备。单元数控装置常采用PLC设备，PLC通讯通常采用实时性、稳定性较好的总线方式。设备控制层对单个设备的控制，包括机床数控装置CNC、机器人数控装置、输送带位置数控装置、传感器(图象识别器、代码识别器)等。

(2)均衡化混流生产关键技术

一般制造业企业都存在库存量和在制品储备量高，企业库存积压严重、生产效率低下等问题［3］，均衡化混流生产要求将工艺流程、生产作业方法基本相同的若干个产品品种，在一条流水线上科学地均衡地编排投产顺序，实行有节奏、按比例地混合连续流水生产，并以品种、产量、工时、设备负荷全面均衡为前提的生产模式。基于工业机器人技术应用和均衡化混流生产的理念相结合，既可满足市场大批量的需要，又能同时生产多种产品，满足不同客户的要求。但如何布置生产设备，快速调换工、模、夹具，组织多品种均衡化混流生产，依然是企业安排生产的难点。

(3)MES/ERP管理

随着信息技术的不断发展，企业制造信息化的进程不断深入，车间制造执行系统(MES)作为一种先进的计算机辅助管理思想和工具，逐步成为提高车间管理水平和竞争实力的重要手段［4］。MES系统是在MRP所产生的加工制造订单的基础上，按照交货期的前后和生产优先级原则，以及车间的生产资源情况(如设备、人员、物料的可用性及加工能力的大小等)，将零部件的生产计划以订单形式的下达给车间，在车间内部，根据零部件的工艺路线等信息制定车间的日计划、组织日常的生产。同时，在订单的生产过程中，实时地采集车间生产的动态信息，了解生产进度，发现问题及时解决。

1.2过程控制服务平台

过程控制服务平台主要对生产管理服务平台和过程检测服务平台的工件加工的加工过程进行参数优化控制。加工参数优化技术主要解决数控加工中切削参数的选择对加工效率、加工质量和生产成本的影响问题。应主要从建立合适的加工数学模型、制定变量约束规则、构思参数优化方法、设计合适的试验方法，建立优化的工艺参数库等几方面考虑。

1.3过程检测服务平台

生产过程的质量控制少不了过程检测，通过对三维信息在线识别与位姿检测技术、数字化物流跟踪技术的研究，通过对加工过程中的工件的特征、位置和姿态进行检测和跟踪，得到工件的信息参数。

(1)基于三维信息的在线工件识别与位姿检测

对在线工件的三维信息检测及匹配技术进行研究，实现三维形貌的检测，并通过标准工件和实际检测数据的三维匹配，实现对工件的识别并获取其位置和姿态信息。应从工件三维信息检测系统研究、工件信息的三维匹配技术研究、工件的轨迹规划等几方面考虑。

(2)数字化物流跟踪技术

基于信号自动识别目标对象，并能获取相关数据，且无须人工干预，可工作于各种恶劣环境的识别技术［5］，是数字化物流的基础。应剖析当前物流跟踪管理的主要识别技术的特点和优缺点，研究和分析制造业物流管理框架体系，对基于无线射频识别RFID技术与传统的标签设别技术的对比和分析，找出适合企业物流管理的数字化物流跟踪应用体系。

2结束语

工业机器人的应用市场需求在我国增长快速，但综合性的应用服务平台的提出还是一个新概念。服务平台的目标和对象如何设定，研究的共性技术有与企业的实际需求怎么样相结合起来，如何立足装备制造业需求，推广到其它工业生产自动化行业，都是建立以工业机器人为基础的智能化生产管理服务平台应考虑的问题。

工业智能化范文第9篇

工业4.0的内涵是指在工业化历史上经历的蒸汽机机械化、电动机广泛应用进入电气化、电子信息技术使制造实现自动化，这三个阶段被形象地表述为工业的1.0、2.0、3.0。今后制造业将基于下一代互联网、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术实现智能化，形成数字化、个性化、柔性化的制造与服务模式，进入工业4.0阶段。这个理念与第三次工业革命的实质类同，提法上有独到之处，可以把4.0看作是信息化的高级阶段。

工业4.0战略的实质是用物联网、服务互联网首先将制造业的物理设备连接到互联网上，再将传感器、终端系统、智能控制系统、通信设施组合起来，使制造业的物理设备具有计算、设计、通信、精准控制、远程协调和自治自动的功能。从而将制造者、机器、物料、制造环境以及用户紧密联系起来，实时连通、相互识别、有效交流。这个大系统实现了人与人、人与机器、机器与机器、制造与服务之间的无缝互联，制造厂成为智能工厂，制造方式成为智能化制造。

智能制造要求智能工厂内部建立新的制造服务流程，实现标准、设计、作业以及质量、安全、能耗物耗、环境保护等要素的精准控制。智能制造有用户全流程参与，包括研发、设计、制造和使用，产生了个人定制、“众包设计”等新理念新方式，满足了不同消费者的需求。从而在少品种、大批量、规模化的基础上衍生出多品种、小批量、柔性化的生产方式。由于用户的广泛深入参与，不仅带入了市场需求，而且完美地处理了制造业关联方、利益方的协作关系，制造与服务密切融合，推动了制造业服务化，提升了附加值，拉动了市场需求，带动了生产业。

对照德国工业4.0的愿景，给我们以新的启示。我国正处在2020年基本实现工业化的攻坚期，工业、制造业总体上仍处在全球产业链的中低端。我们有世界最先进的行业和领域，也有相当落后的甚至是完全依靠人工作业的小矿山、小作坊。因此我们要积极发展战略性新兴产业，也要加快传统产业的改造升级;在大力发展高科技产业、先进制造业的同时，也要下功夫淘汰落后、化解过剩产能;在精心谋划工业4.0的同时，也要着力打造工业3.0，甚至不得不去补2.0的欠账，这是我们的国情。尽管德国拥有世界一流的装备和技术，但有专家评论：软件与互联网技术是德国工业的相对弱项，原始创新不足也是德国的缺憾。但为了保持其竞争优势，继续占领全球制造业的制高点，德国提出“工业4.0”战略，目的就是充分发挥传统优势，扬长补短，大力推动新一代信息技术在制造业的应用，在实现第三次工业革命中先声夺人。其远见卓识应值得学习借鉴。

推进工业化信息化深度融合，是新型工业化道路的重要特征，是推动我国工业由大变强，促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展的必由之路，也是当今国际制造业发展的战略方向。

我国“两化”融合取得初步成效，仍存在明显差距。多年来信息产业快速发展，为实现“两化”深度融合提供了基础保障和技术支撑。“两化”融合促进了工业行业企业的优化改造、转型升级，引领了战略性新兴产业和生产业的成长壮大，提升了社会管理的效率水平。全国已形成一批“两化”融合的优秀企业、产业园区示范基地和软件名城。同时我们要清醒看到，“两化”融合在推进中仍存在着明显不足和差距。一是融合的“广度”“深度”不够。“广度”不够表现在没有推进到全部行业、企业，多数地区仍然停留在示范阶段。“深度”不够表现在没有形成系统和网络，大多数限于某个产品或项目采用某种信息技术，企业行业集成应用、系统应用不够，尚未上升到国家、行业标准规范。二是信息资源整合利用滞后，仍处于分散隔离的状态。纵向信息网络自成体系，业务系统封闭运行;横向缺乏互联互通，信息资源不能共享。缺乏中长期谋划，对已经到来的三次工业革命引起的变革准备不足。三是信息产业的支撑能力仍需大力提升。不少硬件和软件的核心技术、高端芯片、关键元器件仍依赖进口，“核高基”“集成电路”“新一代无线通信”等重大科技专项攻关仍需加力，“宽带中国”战略实施仍需加速，信息基础设施建设仍需加快。

推进“两化”深度融合，要抓住重点、分类推进，远近结合、精心谋划。

第一，“广覆盖、全渗透”，分类指导、典型示范、重点推进。把信息技术渗透、覆盖到企业生产经营的全过程，运用到品种质量、节能降耗、环境保护、安全生产、装备改善、管理信息化等方面。把信息技术应用从制造业向能源开发、交通运输、城市基础设施领域及物流、商贸、金融等生产业扩展。配合社保、教育、医疗、新农村建设、文化艺术、智慧城市等社会各层面打造各类服务平台。

第二，“两化”深度融合，要抓住制造业智能化这个重点。信息技术在制造业的广泛应用集中表现在“数控技术”上。将数控技术嵌入产品制造中，提升制造的效率、产品的性能和附加值。将数控技术应用于流程制造生产线，实现数字化、智能化，提高制造流程的安全、稳定、高效、优质，提高劳动生产率。从源头上看，采用大数据知识库和模拟仿真技术，全数字化设计实现结构、性能、功能的计算优化与仿真，极大提高设计质量和研制成功率。

第三，“两化”融合要在世界大格局中做中长期谋划。德国、美国等发达国家吸取应对国际金融危机经验教训提出的发展新思路，说到底其实质仍是“两化”的深度融合，是新一代信息技术与制造业的结合，与新材料、新能源、生物技术的结合。事实已经证明这些重大变革能够释放出巨大的潜能，改变着制造业、工业，改变着经济社会和居民生活。发达国家的先知先行，给我们带来新的挑战和压力，也给予深刻启迪。

工业智能化范文第10篇

关键词： 传感视觉； 智能化； 工业污水； 监测精度

中图分类号： TN98?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）14?0143?04

Design of industrial wastewater monitoring system based on sensing vision intelligence

YAN Meng

（Changchun Guanghua University， Changchun 130031， China）

Abstract： The field monitoring environment of industrial wastewater is complex， and the conventional methods can’t monitor the wastewater timely and automatically， so the industrial wastewater monitoring system based on sensing vision intelligence was constructed to play an important role in improvement of wastewater treatment quality. The system includes the field intelligent vision monitoring module， management server and database server. The intelligent vision monitoring module can monitor the industrial wastewater in real time through the image acquisition module， target detection module， video module and wastewater tracking module. In combination with the visual wastewater leak point detection algorithm， the intelligent vision monitoring module is controlled to monitor the industrial wastewater leak condition. The experimental results show that the designed system can acquire the clear wastewater leak image， improve the wastewater monitoring precision， and has good practicability.

Keywords： sensing vision； intelligence； industrial wastewater； monitoring accuracy

工业生产会形成污水，污水中富含各种氢氧化物和重金属离子，污染环境，随着能源不断消耗，污染程度逐渐加剧[1?2]。因此，设计一种有效的工业污水视觉监测系统，实现污水的及时有效监测，对于治理污水具有重要作用。采用当前的机械化控制方法在污水检测设备发生故障时，泄漏污水的信息经过较长时间才能被检测到；此外由于泄露信息中存在大规模的数据量，通过长距离无线传播，容易产生查收数据传递滞后问题[3]。而智能化视觉传感网络，可通过智能化视觉传感节点对污水进行全方位监控，能够及时采集污水信息，并实现污水信息的快速传播[4?5]。针对日益加剧的污染问题焦尚彬采用先进图像传感器[6]，将其设置在能够移动的设备上，采用图像处理技术分析污水泄漏情况，但信号操作实时性低； 李源提出了融合多传感器的污水检测方法[7]，可采集更全面的污水信息，但此方法检测效率低下；周伟融合将阶矩滤波器和小波变换方法相融合完成污水检测[8]，此方法耗能大。陈晓艳通过神经网络检测污水泄漏点[9]方法简单，但检测精度降低，容易产生污水误检现象。

为了解决上述问题，构建基于传感视觉智能化的工业污水监测系统，该系统包括现场智能化视觉监控模块、管理服务器以及数据库服务器。结合视觉污水泄漏点检测算法，控制智能视觉监控模块，实现对工业污水泄露情况的监测。

1 系统硬件设计

1.1 系统的网络体系结构

工业污水监控系统中融入智能无线通信技术，可有效改善现场数据采集点环境复杂、监测点分散等问题。该系统的网络体系结构如图1所示，该系统由现场智能化视觉监控模块、监测站构成（管理服务器以及数据库服务器构成），采用模块化设计，实现无线视觉传感网络、数据库以及监测站间的数据通信，增强工业污水监测质量。

如图1所示，在工业污水监测系统中，采用不同的传感器节点组成的基于智能视觉的无线传感器网络，完成对污水状态的监控。现场智能化视觉监控模块中的传感节点随机部署在污水处理池的感应范围内，来监控各处理池中的污水操作状态，通过无线自组多跳路的方式获取的污水处理现场图像数据传递到协调器节点，协调器节点将信息传输到不同传感节点。协调器通过串口将数据反馈到管理服务器。监测站中的管理服务器对数据进行分析和运算后，采用以太网传输到数据库服务器上，将数据存储到数据库中。当监测站同Web服务器相连时，管理人员能够通过客户浏览器对工业污水处理情况进行实时监测。

1.2 智能化视觉监控模块结构及原理

设计的智能化视觉监控模块如图2所示。智能在视觉监控模块由图像采集模块、目标检测模块、视频录像模块和污水跟踪模块等组成，不同模块的功能如下：

图像采集模块通过采样摄像头采集视频以及图像，并将图像传递到计算机；目标检测模块对工业污水泄漏图像进行检测和采集；视频录像模块将窗口中的污水运动状态存储下来，并生成图像序列；污水跟踪模块通过有效的运动估计，对在窗口中工业污水进行跟踪。

通过这四大模块使系统内全部摄像头处于监测状态，摄像头对视频场景中的污水进行监测，针对当前场景采集图像和视频，并压缩数据，当污水超过设定的阈值或出现泄漏时，基于摄像头采集的图像跟踪监控区域的污水，并进行报警。

1.3 数据处理模块中的单片机硬件设计

通过第1.2节对监控区域的污水进行跟踪监控后获得的数据，采用以太网传输到数据库服务器上。采用单片机处理和转发数据，并管理报警模块和转换模块等。图3为数据处理模块中单片机硬件的结构图。单片机确保上位机和下位机间通信，还可显示获取的有关工业污水水位、水温以及泄露点的信息，并记录各路的数据。单片机由放大器、滤波器、采样稳定器、变换器和显示器等组成，放大器对传感器传递出的模拟信号进行放大操作，提高后续模拟信号数字化以及数字信号处理精度。然后通过低通滤波器过滤放大器形成的噪音干扰，利用采样稳定器追查模拟信号。显示器在自检功能模块内，污水检测正常时呈现数字“8”。

2 系统软件设计

2.1 系统软件的功能及模块结构

在上述硬件系统总体结构的基础上，描述系统软件功能，主要包括如下内容：

（1） 污水数据采集传感器模块采集污水中的金属离子和其他污染物相关数据，并对其进行分析，基于污水中的金属离子属性，将数据变换成电流信号。

（2） 智能化视觉模块通过图像采集模块、目标检测模块、视频录像模块和污水跟踪模块，对污水进行视觉监控。

（3） 数据处理模块对传感器供电电路以及放大电路进行处理，完成污水中污染离子信号的变换和调控。

（4） 实时数据模块动态显示各监测点的运行参数，主要包括温度、pH值、余氯、溶氧量等污水参数，用户通过管理站界面查看不同污水监测点的状态，同时通过曲线方式呈现。

（5） 管理模块实现污水视觉检测系统的人机交互，管理人员采用触屏传递出控制信号，完成相关监测。

（6） 故障报警模块对污水泄漏点和其他问题进行报警。

2.2 视觉污水检测流程设计

结合视觉污水泄漏点检测算法，控制智能视觉监控模块，对工业污水进行监测。工业污水泄漏点检测算法的过程如图4所示，采用摄像头模块获取污水的实时图像，对图像进行倾斜校正、采集感兴趣区、过滤噪声干扰等处理，优化工业污水泄漏点的图像质量。图像分割通过自适应的二值化阈值操作方法，从背景中获取污水图像，对污水图像进行形态学处理，得到更为清晰的图像来判断是否有污水泄漏点；通过链码法获取污水泄露点轮廓图像，实现了工业污水泄漏点检测。

2.3 工业污水监控流程的代码设计

系统通过污水监控功能，对系统不同监测点的运行状态进行监控，获取工业污水处理现场的工业流程参数等。实现流程监控的核心代码为：

3 实验结果与分析

3.1 系统设计对水位和水温的检测

为证明系统设计的准确性，实验以水位和水温为工业污水监测的参数，对监测结果进行精度比对，结果如表1和表2所示。

由表1、表2可知，本文设计的工业污水监控系统对于污水温度和水位的监测误差较低，说明该系统较稳定。

3.2 视觉污水监测系统对工业污水泄漏的检测情况

实验通过本文设计的传感视觉污水监测系统，对工业污水泄漏情况进行监测，选择的污水泄漏图像如图5所示。采用本文方法和神经网络方法进行污水泄漏点监测的结果的比对，结果分别如图6、图7所示。而两种方法的监测耗时情况，如图8所示。

由图6、图7可看出本文方法获取的工业污水泄漏图像更加清晰，可实时反馈泄漏信息，增强污水监测精度，由图8可知，本文方法监测耗时远低于神经网络方法，说明采用本文方法效率更高。

4 结 论

本文构建基于传感视觉智能化的工业污水监测系统，对提高污水处理质量具有重要作用。该系统包括现场智能化视觉监控模块、管理服务器以及数据库服务器。智能化视觉监控模块通过图像采集模块、目标检测模块、视频录像模块、数据压缩模块和污水跟踪模块对污水进行实时监测。结合视觉污水泄漏点检测算法，控制智能视觉监控模块，实现对工业污水泄露情况的监测。实验结果表明，基于传感视觉智能化的工业污水监测系统能够清晰的反应污水泄漏图像，提高污水监测精度，具有较好的实用性。

参考文献

[1] 夏田，金超，刘晔.AGV 视觉导航标识线边缘特征提取研究[J].机械设计与制造，2013（3）：199?201.

[2] 张玉宾.基于ZigBee无线传感器网络的工业污水监测系统的设计[J].电子技术，2014，43（7）：59?62.

[3] 申邵洪，莫晓聪，宋丽.等.基于物联网技术的取水远程监测系统设计与实现[J].长江科学院院报，2013，30（11）：97?100.

[4] 刘振宇，李中生，冯柏润，等.机器视觉在工业生产线上的应用实现[J].微型机与应用，2013，32（17）：27?30.

[5] 钱志鸿，王义君.面向物联网的无线传感器网络综述[J].电子与信息学报，2013，35（1）：215?227.

[6] 焦尚彬，宋丹，张青，等.基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统[J].电子测量与仪器学报，2013，27（5）：436?442.

[7] 李源，祁欣.基于GPRS的地表水远程在线监测系统研究[J].电子测量技术，2013，36（12）：118?122.

[8] 周伟，石为人，张洪德，等.无线传感器网络的分布式目标跟踪研究[J].仪器仪表学报，2013，34（7）：1485?1491.