【正文】 80年代以來，先進的制造技術和計算機技術廣泛應用于現(xiàn)代制造業(yè)，傳統(tǒng)的設計方法和管理手段不能有效、迅速地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)中出現(xiàn)的新問題。一、智能制造裝備的定義和產業(yè)范圍界定（一）智能制造的提出及其背景世界智能制造裝備產業(yè)發(fā)展總體現(xiàn)狀和趨勢 智能制造裝備是《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》和《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確的高端裝備制造業(yè)領域中的重點方向。 制造業(yè)的發(fā)展先后經歷了手工制作、流水線制造、自動化制造、柔性自動化和集成化制造、并行規(guī)劃設計及敏捷化制造等階段。表1　自動化制造發(fā)展進程表時間內容20世紀60年代單機數(shù)控20世紀70年代CNC機床及組成的自動化“孤島”20世紀80年代世界性的柔性自動化熱潮于是，人們開始借助現(xiàn)代的工具和方法，利用各學科最新研究成果，通過將傳統(tǒng)制造技術、人工智能科學、計算機技術與科學等有機集成，發(fā)展一種新型的制造技術與系統(tǒng)，這便是智能制造技術（Intelligent Manufacturing Technology，IMT）與智能制造系統(tǒng)（Intelligent Manufacturing System，IMS），它們總稱智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）。智能制造的概念始于20世紀80年代末，首先由美國提出。如，美國先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology, AMT)發(fā)展戰(zhàn)略（1991年）、美國先進制造技術計劃（AMTP）（1993年）、美國敏捷制造使能技術戰(zhàn)略發(fā)展計劃（Technologies Enabling Agile Manufacturing Strategic plan, TEAM）（1995年）、韓國“高級先進技術國家計劃”（簡稱G7計劃）（1991年）、德國“制造2000計劃”、歐共體的“ESPRIT”計劃和“BRITE—EURAM”計劃、日本智能制造系統(tǒng)（IMS）國際合作計劃等。進入21世紀以來，日、美、歐都將智能制造視為21世紀的制造技術和尖端科學，并認為是國際制造業(yè)科技競爭的制高點，且有著巨大的利益，所以他們在該領域的科技協(xié)作頻繁，參與研究計劃的各國制造業(yè)力量龐大，主宰未來智能制造的發(fā)展趨勢。在強調先進制造振興戰(zhàn)略的今天，我國非常重視智能制造的發(fā)展，特別是自2009年5月《裝備制造業(yè)調整和振興規(guī)劃》出臺以來，國家政策支持力度不斷加大。（三）智能制造裝備的定義和產業(yè)范圍界定 目前，世界其他國家包括國際組織并沒有提出“智能制造裝備”這個概念，“智能制造裝備”的概念可以說是我國所獨有。測量、測試、導航儀器和設備制造（）光學儀器及攝影器材制造（）電氣設備制造（27）金屬成型機械和機床制造（）醫(yī)療和牙科儀器及用品制造（）等。智能制造裝備是傳統(tǒng)產業(yè)升級改造、實現(xiàn)生產過程自動化、智能化、精密化、綠色化的基本工具，是培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的支撐，是實現(xiàn)生產過程和產品使用過程節(jié)能減排的重要手段。2012年5月，我國工業(yè)和信息化部印發(fā)了《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，作為子規(guī)劃的《智能制造裝備產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》也同時發(fā)布，該子規(guī)劃重點圍繞關鍵智能基礎共性技術、核心智能測控裝置與部件、重大智能制造成套裝備等智能制造裝備產業(yè)核心環(huán)節(jié)提出了重點發(fā)展方向。智能控制系統(tǒng)重點發(fā)展：集散控制系統(tǒng)（DCS）；現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）；可編程控制系統(tǒng)（PLC）；先進高效發(fā)動機及其智能控制系統(tǒng)；新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保等新興產業(yè)所需要的專用控制系統(tǒng)。關鍵基礎零部件、元器件及通用部件重點發(fā)展：高可靠性力敏、磁敏等傳感器，新型復合、光纖、MEMS、生物傳感器，儀表專用芯片，色譜、光譜、質譜檢測器件。（一）發(fā)達國家智能制造裝備產業(yè)優(yōu)勢明顯目前，美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達國家雖然沒有“智能制造裝備產業(yè)”這個大產業(yè)的提法，但其在我國“智能制造裝備產業(yè)”所包含的數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能控制系統(tǒng)、自動化儀器儀表和3D打印設備等子領域具有多年的技術積累，優(yōu)勢明顯。美國國防部等部門不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務并提供充足的經費，且網羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研，因而在數(shù)控機床技術上不斷有創(chuàng)新成果。德國的數(shù)控機床質量及性能良好，先進實用，出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床；此外，德國還重視數(shù)控機床主機配套件的先進實用性，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)等各種功能部件在質量、性能上居世界前列。日本生產的數(shù)控機床部分滿足本國汽車工業(yè)和機械工業(yè)各部門市場需求，絕大多數(shù)用于出口，占領廣大世界市場，獲取最大利潤。美國是機器人的發(fā)源地，早在1962年就研制出世界上第一臺工業(yè)機器人，盡管美國在機器人發(fā)展史上走過一條重視理論研究、忽視應用開發(fā)研究的曲折道路，但是美國的機器人技術在國際上仍一直處于領先地位，其技術全面、先進，適應性也很強。 在智能控制系統(tǒng)領域，歐美日等發(fā)達國家技術領先，廠商云集。全球著名的廠商主要有：美國的AB公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（Modicon）公司（現(xiàn)為法國施耐德電氣下屬子公司）、德州儀器（Texas Instruments，TI）公司，其中AB公司是美國最大的PLC制造商，其產品約占美國PLC市場的一半；德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司，法國的TE公司；日本的三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世界小型PLC市場上，日本產品約占有70%的份額。不管是壓力變送器，還是溫度變送器，占全球生產和銷售市場份額最多的都是在自動化儀器儀表行業(yè)中處于領先地位的歐美日跨國巨頭，如美國艾默生（Emerson）、霍尼韋爾（Honeywell）；瑞士ABB、恩德斯豪斯（E+H）；德國西門子（Siemens）；日本橫河電機（Yokogawa）等。3D打印產業(yè)排名前4位的企業(yè)分別是美國3D Systems公司、Stratasys公司，以色列Object公司和德國EOS公司，它們占據(jù)全世界近70%的市場份額，形成了寡頭壟斷的市場競爭格局。 從企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展來看，基于智能制造裝備領域成熟性與壟斷性，差異化、系統(tǒng)化、垂直并購是該領域企業(yè)追求技術優(yōu)勢增長及市場規(guī)模擴張最為常見的模式。 日本、中國、韓國、東南亞等地近年來在數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能控制系統(tǒng)等領域的銷量顯著上升。 雖然未來幾年亞太地區(qū)依然是機器人、數(shù)控機床和智能控制系統(tǒng)等行業(yè)的主要出口市場，但同時歐美市場也要關注，原因一方面是包括德國在內的發(fā)達國家的自動化程度并沒有想象中的高，依然有待加強；另一方面是來自現(xiàn)有控制系統(tǒng)的更新改造。例如，為了應對金融危機對機床工業(yè)發(fā)展的沖擊，促進機床工業(yè)復蘇，歐洲機床工業(yè)合作委員會提出了歐盟機床新的產業(yè)發(fā)展政策；美國于2011年和2012年分別提出了“先進制造業(yè)伙伴計劃”和“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”，這兩大計劃中均有涉及智能制造裝備產業(yè)方面的內容。 我國也高度重視智能制造裝備產業(yè)的發(fā)展?！吨悄苤圃煅b備產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》已明確我國智能制造裝備產業(yè)2015年和2020年的發(fā)展目標，即，到2015年，我國智能制造裝備產業(yè)銷售收入將超過10000億元，年均增長率超過25%，工業(yè)增加值率達到35%，智能制造裝備滿足國民經濟重點領域需求；到2020年，我國將建立完善的智能制造裝備產業(yè)體系，產業(yè)銷售收入超過30000億元，實現(xiàn)裝備的智能化及制造過程的自動化。（一）高性能化智能制造裝備性能將不斷提高，即表現(xiàn)為高速度、高精度、高功能性，并便于操作