世界智能制造裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體現(xiàn)狀和趨勢(shì).doc

世界智能制造裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體現(xiàn)狀和趨勢(shì)智能制造裝備是國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定和中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要中明確的高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域中的重點(diǎn)方向。什么是智能制造裝備？智能制造裝備的范圍又包括哪些具體的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)？本文在大量調(diào)研國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)智能制造及裝備的定義和產(chǎn)業(yè)范圍進(jìn)行了梳理，并對(duì)當(dāng)前智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，以及我國(guó)發(fā)展智能制造裝備產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的描述。一、智能制造裝備的定義和產(chǎn)業(yè)范圍界定（一）智能制造的提出及其背景制造業(yè)的發(fā)展先后經(jīng)歷了手工制作、流水線制造、自動(dòng)化制造、柔性自動(dòng)化和集成化制造、并行規(guī)劃設(shè)計(jì)及敏捷化制造等階段。就自動(dòng)化制造（也稱工業(yè)自動(dòng)化）階段而言，大致每十年上一個(gè)臺(tái)階：20世紀(jì)5060年代是單機(jī)數(shù)控；70年代以后則是數(shù)控（CNC）機(jī)床及由它們組成的自動(dòng)化島；80年代出現(xiàn)了世界性的柔性自動(dòng)化熱潮。與此同時(shí)，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造，但與實(shí)用化相距甚遠(yuǎn)。表1自動(dòng)化制造發(fā)展進(jìn)程表時(shí)間內(nèi)容20世紀(jì)60年代單機(jī)數(shù)控20世紀(jì)70年代CNC機(jī)床及組成的自動(dòng)化“孤島”20世紀(jì)80年代世界性的柔性自動(dòng)化熱潮資料來(lái)源：韓權(quán)利，趙萬(wàn)華，丁玉成. 未來(lái)的制造模式智能制造J. 機(jī)械工程師，2002.1.20世紀(jì)80年代以來(lái)，先進(jìn)的制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(wèn)題。于是，人們開(kāi)始借助現(xiàn)代的工具和方法，利用各學(xué)科最新研究成果，通過(guò)將傳統(tǒng)制造技術(shù)、人工智能科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)等有機(jī)集成，發(fā)展一種新型的制造技術(shù)與系統(tǒng)，這便是智能制造技術(shù)（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）。（二）智能制造發(fā)展歷程及政策推進(jìn)概述智能制造（IM）在國(guó)際上尚無(wú)公認(rèn)的定義，目前通常認(rèn)為它是智能制造技術(shù)（IMT）和智能制造系統(tǒng)（IMS）的總稱。智能制造的概念始于20世紀(jì)80年代末，首先由美國(guó)提出。1988年，美國(guó)New York大學(xué)的P.K.Wright教授和Carnegie-Mellon大學(xué)的D.A.Bourne教授出版了Manufacturing Intelligence（智能制造）一書(shū)，首次提出了智能制造的概念，并指出智能制造的目的是通過(guò)集成知識(shí)工程、制造軟件系統(tǒng)、機(jī)器人視覺(jué)和機(jī)器控制對(duì)制造技工的技能和專家知識(shí)進(jìn)行建模，以使智能機(jī)器人在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下進(jìn)行小批量生產(chǎn)。1989年，D.A.Bournne組織完成了首臺(tái)智能加工工作站（IMW）的樣機(jī)，被認(rèn)為是智能制造機(jī)器發(fā)展史的一個(gè)重要里程碑。自美國(guó)提出智能制造（IM）的概念后，智能制造系統(tǒng)（IMS）一直受到眾多國(guó)家的重視和關(guān)注，紛紛將IMS列為國(guó)家級(jí)計(jì)劃并著力發(fā)展。如，美國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology, AMT)發(fā)展戰(zhàn)略（1991年）、美國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃（AMTP）（1993年）、美國(guó)敏捷制造使能技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃（Technologies Enabling Agile Manufacturing Strategic plan, TEAM）（1995年）、韓國(guó)“高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國(guó)家計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱G-7計(jì)劃）（1991年）、德國(guó)“制造2000計(jì)劃”、歐共體的“ESPRIT”計(jì)劃和“BRITEEURAM”計(jì)劃、日本智能制造系統(tǒng)（IMS）國(guó)際合作計(jì)劃等。其中，最具影響力和代表性的當(dāng)屬日本的IMS國(guó)際合作計(jì)劃，它是迄今為止已啟動(dòng)的制造領(lǐng)域內(nèi)最大的一項(xiàng)國(guó)際合作計(jì)劃。1991年1月，日本、美國(guó)、加拿大、澳大利亞、瑞士、韓國(guó)和歐盟聯(lián)合開(kāi)展了IMS國(guó)際合作計(jì)劃，總投資達(dá)40億美元，計(jì)劃的出臺(tái)是為了克服柔性制造系統(tǒng)（FMS）、集成制造系統(tǒng)（CIMS）的局限性，把日本工廠和車間的專業(yè)技術(shù)與歐盟的精密工程技術(shù)、美國(guó)的系統(tǒng)技術(shù)充分地結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)出能使人和智能設(shè)備都不受生產(chǎn)操作和國(guó)界限制、彼此合作的高技術(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)，該計(jì)劃鼓勵(lì)工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府在現(xiàn)代制造技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛地研究與合作。IMS的目標(biāo)是要全面展望21世紀(jì)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，先行開(kāi)發(fā)下一代的制造技術(shù)，同時(shí)致力于全球制造信息、制造技術(shù)的體系化、標(biāo)準(zhǔn)化。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，日、美、歐都將智能制造視為21世紀(jì)的制造技術(shù)和尖端科學(xué)，并認(rèn)為是國(guó)際制造業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，且有著巨大的利益，所以他們?cè)谠擃I(lǐng)域的科技協(xié)作頻繁，參與研究計(jì)劃的各國(guó)制造業(yè)力量龐大，主宰未來(lái)智能制造的發(fā)展趨勢(shì)。例如，美國(guó)2011年提出“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃（Advanced Manufacturing Partnership, AMP）”；2012年發(fā)布“先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃（A National Strategic Plan for Advanced Manufacturing）”。我國(guó)于上世紀(jì)80年代末也將“智能模擬”列入國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，已在專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、機(jī)器人、漢語(yǔ)機(jī)器理解方面取得了一批成果。1993年起，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)每年適度資助智能制造方面的有關(guān)研究項(xiàng)目；國(guó)家制定的“九五”計(jì)劃也將先進(jìn)制造技術(shù)（包括IMT和IMS）作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。在強(qiáng)調(diào)先進(jìn)制造振興戰(zhàn)略的今天，我國(guó)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(diào)整和振興規(guī)劃出臺(tái)以來(lái)，國(guó)家政策支持力度不斷加大。2012年3月27日，我國(guó)科技部組織編制了智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃，規(guī)劃認(rèn)為：智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造；智能制造技術(shù)是世界制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向之一，是推動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑，全面開(kāi)展智能制造技術(shù)研究將是發(fā)展高端裝備制造業(yè)的核心內(nèi)容和促進(jìn)我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的必然。專項(xiàng)規(guī)劃將結(jié)合世界發(fā)展的趨勢(shì)和未來(lái)前沿制高點(diǎn)，研究智能制造基礎(chǔ)理論，攻克一批前沿核心技術(shù)和共性關(guān)鍵技術(shù)，研制一批智能化高端裝備，并進(jìn)行示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變奠定技術(shù)基礎(chǔ)。（三）智能制造裝備的定義和產(chǎn)業(yè)范圍界定目前，世界其他國(guó)家包括國(guó)際組織并沒(méi)有提出“智能制造裝備”這個(gè)概念，“智能制造裝備”的概念可以說(shuō)是我國(guó)所獨(dú)有。雖然歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家政府沒(méi)有智能制造裝備這一提法，但有相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)歸屬范疇，其基本歸屬于2007版北美產(chǎn)業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)（NAICS）中的“金屬加工機(jī)械制造（3335）”、“導(dǎo)航、測(cè)量、醫(yī)學(xué)和控制儀器制造（3345）”、“電氣設(shè)備及組成制造（335）”等，相當(dāng)于歐盟2007版產(chǎn)業(yè)分類體系中的“測(cè)量、測(cè)試、導(dǎo)航儀器和設(shè)備制造（26.51）”、“光學(xué)儀器及攝影器材制造（26.70）”、“電氣設(shè)備制造（27）”、“金屬成型機(jī)械和機(jī)床制造（28.4）”、“醫(yī)療和牙科儀器及用品制造（32.50）”等，和日本2007版產(chǎn)業(yè)分類體系中的“金屬加工機(jī)械及設(shè)備制造（266）”、“各種生產(chǎn)機(jī)器及機(jī)械零部件制造（269）（其中，機(jī)器人（2694）”、“測(cè)量?jī)x器、分析儀器、檢測(cè)機(jī)械、測(cè)量?jī)x器、物理和化學(xué)儀器制造（273）”、“醫(yī)學(xué)儀器及零部件制造（274）”、“光學(xué)儀器（275）”、“電氣機(jī)械設(shè)備及用品制造（29）”等。表2國(guó)外有關(guān)“智能制造裝備”相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)范疇北美2007版產(chǎn)業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)（NAICS）歐盟2007版產(chǎn)業(yè)分類體系日本2007版產(chǎn)業(yè)分類體系金屬加工機(jī)械制造（3335）導(dǎo)航、測(cè)量、醫(yī)學(xué)和控制儀器制造（3345）電氣設(shè)備及組成制造（335）等 。測(cè)量、測(cè)試、導(dǎo)航儀器和設(shè)備制造（26.51）光學(xué)儀器及攝影器材制造（26.70）電氣設(shè)備制造（27）金屬成型機(jī)械和機(jī)床制造（28.4）醫(yī)療和牙科儀器及用品制造（32.50）等。金屬加工機(jī)械及設(shè)備制造（266）各種生產(chǎn)機(jī)器及機(jī)械零部件制造（269）（機(jī)器人（2694）測(cè)量?jī)x器、分析儀器、檢測(cè)機(jī)械、測(cè)量?jī)x器、物理和化學(xué)儀器制造（273）醫(yī)學(xué)儀器及零部件制造（274）光學(xué)儀器（275）電氣機(jī)械設(shè)備及用品制造（29）等資料來(lái)源：上?？茖W(xué)技術(shù)情報(bào)研究所（ISTIS）分析整理在我國(guó)，智能制造裝備的定義是：具有感知、決策、執(zhí)行功能的各類制造裝備的統(tǒng)稱。它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。智能制造裝備是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)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(chǎn)業(yè)的支撐，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品使用過(guò)程節(jié)能減排的重要手段。智能制造裝備的水平已成為當(dāng)今衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。智能制造裝備是國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定（2010年10月）和中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要（2011年3月）中明確的高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域中的重點(diǎn)方向，關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿臀磥?lái)發(fā)展空間。考慮到智能制造裝備的戰(zhàn)略地位，以及在推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)中的重要作用，“十二五”期間國(guó)家將持續(xù)加大對(duì)智能制造裝備研發(fā)的財(cái)政支持力度。2012年5月，我國(guó)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(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃也同時(shí)發(fā)布，該子規(guī)劃重點(diǎn)圍繞關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)、核心智能測(cè)控裝置與部件、重大智能制造成套裝備等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié)提出了重點(diǎn)發(fā)展方向。根據(jù)我國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布的相關(guān)規(guī)劃，可以明確智能制造裝備產(chǎn)業(yè)主要包括：高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備；智能控制系統(tǒng)；智能專用裝備；自動(dòng)化成套生產(chǎn)線；精密和智能儀器儀表與試驗(yàn)設(shè)備；關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、元器件及通用部件等內(nèi)容，詳見(jiàn)表3。表3我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)范疇智能制造裝備高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備重點(diǎn)發(fā)展：高速、精密、復(fù)合數(shù)控金切機(jī)床；重型數(shù)控金切機(jī)床；數(shù)控特種加工機(jī)床；大型數(shù)控成形沖壓設(shè)備；重型鍛壓設(shè)備；清潔高效鑄造設(shè)備；新型焊接設(shè)備；大型清潔熱處理與表面處理設(shè)備；非金屬成型設(shè)備；新材料制備裝備；高檔數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床功能部件；數(shù)字化工具系統(tǒng)及量?jī)x。智能控制系統(tǒng)重點(diǎn)發(fā)展：集散控制系統(tǒng)（DCS）；現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）；可編程控制系統(tǒng)（PLC）；先進(jìn)高效發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǎn)業(yè)所需要的專用控制系統(tǒng)。智能專用裝備重點(diǎn)發(fā)展：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)；礦山用智能自卸電鏟、智能化全斷面掘進(jìn)機(jī)、快速集成柔性施工裝備為代表的智能化大型施工機(jī)械；數(shù)字化、智能化、高速多功能印刷機(jī)械；大型先進(jìn)高效智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械。自動(dòng)化成套生產(chǎn)線重點(diǎn)發(fā)展：大型煤化工自動(dòng)化關(guān)鍵裝備；大型液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)能自動(dòng)化關(guān)鍵裝備、大型天然氣長(zhǎng)距離輸送系統(tǒng)；高效棉紡、短流程染整自動(dòng)化生產(chǎn)線；大型煤炭井下自動(dòng)化綜合采掘成套設(shè)備及大型露天礦自動(dòng)化成套設(shè)備。精密和智能儀器儀表與試驗(yàn)設(shè)備重點(diǎn)發(fā)展：高精度、高穩(wěn)定性、智能化壓力、流量、物位、成份儀表與高可靠執(zhí)行器，智能電網(wǎng)先進(jìn)量測(cè)儀器儀表（AMI），材料分析精密測(cè)試儀器與力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備，新型無(wú)損檢測(cè)及環(huán)境、安全檢測(cè)儀器，國(guó)防特種測(cè)試儀器等各類試驗(yàn)設(shè)備。關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、元器件及通用部件重點(diǎn)發(fā)展：高可靠性力敏、磁敏等傳感器，新型復(fù)合、光纖、MEMS、生物傳感器，儀表專用芯片，色譜、光譜、質(zhì)譜檢測(cè)器件;高參數(shù)、高精密和高可靠性軸承、液壓/氣動(dòng)/密封元件、齒輪傳動(dòng)裝置及大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具；電力電子器件及變頻調(diào)速裝置。資料來(lái)源：上?？茖W(xué)技術(shù)情報(bào)研究所（ISTIS）分析整理由于國(guó)際上沒(méi)有“智能制造裝備產(chǎn)業(yè)”這一提法，無(wú)法獲取該產(chǎn)業(yè)的直接數(shù)據(jù)，所以難以描繪該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全貌。在此，我們通過(guò)對(duì)與之概念相關(guān)的核心行業(yè)如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、智能控制系統(tǒng)、自動(dòng)化儀器儀表和3D打印設(shè)備等行業(yè)進(jìn)行觀察分析世界智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的總體發(fā)展態(tài)勢(shì)。（一）發(fā)達(dá)國(guó)家智能制造裝備產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯目前，美國(guó)、德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家雖然沒(méi)有“智能制造裝備產(chǎn)業(yè)”這個(gè)大產(chǎn)業(yè)的提法，但其在我國(guó)“智能制造裝備產(chǎn)業(yè)”所包含的數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能控制系統(tǒng)、自動(dòng)化儀器儀表和3D打印設(shè)備等子領(lǐng)域具有多年的技術(shù)積累，優(yōu)勢(shì)明顯。例如，在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，美國(guó)、德國(guó)、日本三國(guó)是當(dāng)前世界數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)、使用實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家，是世界數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展、開(kāi)拓的先驅(qū)。當(dāng)前，世界四大國(guó)際機(jī)床展上數(shù)控機(jī)床技術(shù)方面的創(chuàng)新，主要來(lái)自美國(guó)、德國(guó)、日本；美、德、日等國(guó)的廠商在四大國(guó)際機(jī)床展上競(jìng)相展出高精、高速、復(fù)合化、直線電機(jī)、并聯(lián)機(jī)床、五軸聯(lián)動(dòng)、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)保化機(jī)床。美國(guó)政府高度重視數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。美國(guó)國(guó)防部等部門不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù)并提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研，因而在數(shù)控機(jī)床技術(shù)上不斷有創(chuàng)新成果。美國(guó)以宇航尖端、汽車生產(chǎn)為重點(diǎn)，因此需求較多高性能、高檔數(shù)控機(jī)床，幾家著名機(jī)床公司如辛辛那提（Cincinnati，現(xiàn)為MAG下屬企業(yè)）、Giddings & Lewis（MAG下屬企業(yè)）、哈挺（Hardinge）、格里森（Gleason）、哈斯（Haas）等長(zhǎng)期以來(lái)均生產(chǎn)高精、高效、高自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床供應(yīng)美國(guó)市場(chǎng)需求。德國(guó)政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，認(rèn)為機(jī)床工業(yè)是整個(gè)機(jī)器制造業(yè)中最重要、最活躍、最具創(chuàng)造力的部門，特別講究“實(shí)際”與“實(shí)效”。德國(guó)的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好，先進(jìn)實(shí)用，出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床；此外，德國(guó)還重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)配套件的先進(jìn)實(shí)用性，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測(cè)量、數(shù)控系統(tǒng)等各種功能部件在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，被競(jìng)相采用。日本十分重視數(shù)控機(jī)床技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的努力，日本已經(jīng)成為世界上最大的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)和供應(yīng)國(guó)。日本生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床部分滿足本國(guó)汽車工業(yè)和機(jī)械工業(yè)各部門市場(chǎng)需求，絕大多數(shù)用于出口，占領(lǐng)廣大世界市場(chǎng)，獲取最大利潤(rùn)。目前日本的數(shù)控機(jī)床幾乎已遍及世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)，成為不可缺少的機(jī)械加工工具。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，日本、美國(guó)、德國(guó)和韓國(guó)是工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)國(guó)。日本號(hào)稱“機(jī)器人王國(guó)”，在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)、出口和使用方面都居世界榜首；日本工業(yè)機(jī)器人的裝備量約占世界工業(yè)機(jī)器人裝備量的60%。美國(guó)是機(jī)器人的發(fā)源地，早在1962年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，盡管美國(guó)在機(jī)器人發(fā)展史上走過(guò)一條重視理論研究、忽視應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究的曲折道路，但是美國(guó)的機(jī)器人技術(shù)在國(guó)際上仍一直處于領(lǐng)先地位，其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占世界第三位，僅次于日本和美國(guó)；德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研究和應(yīng)用在世界上處于領(lǐng)先地位。韓國(guó)是工業(yè)機(jī)器人的后起之秀，于20世紀(jì)80年代末開(kāi)始大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，在政府的資助和引導(dǎo)下，韓國(guó)近幾年來(lái)已躋身機(jī)器人強(qiáng)國(guó)之列。與此同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的全球知名生產(chǎn)廠商也主要集中在以日、美、德等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家，如，瑞典ABB，日本的發(fā)那科（FANUC）、安川電機(jī)（YASKAWA），德國(guó)的庫(kù)卡（KUKA）、美國(guó)American Robot和意大利柯馬（COMAU）等，這些廠商生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在全球得到廣泛應(yīng)用。在智能控制系統(tǒng)領(lǐng)域，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)領(lǐng)先，廠商云集。以集散控制系統(tǒng)（DCS）為例，全球主要生產(chǎn)廠家有：瑞典ABB公司，美國(guó)艾默生（Emerson）、霍尼韋爾（Honeywell）、福克斯波羅（Foxboro）、西屋（Westinghouse），日本橫河電機(jī)（Yokogawa）、日立（Hitachi）；德國(guó)西門子（Siemens）等；ABB公司持續(xù)多年保持全球DCS市場(chǎng)規(guī)模第一的位置。再看可編程控制系統(tǒng)（PLC）領(lǐng)域，PLC產(chǎn)品按地域分成三大流派：一是美國(guó)產(chǎn)品，二是歐洲產(chǎn)品，三是日本產(chǎn)品。美國(guó)和歐洲以大中型PLC而聞名，日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上，以小型PLC著稱。全球著名的廠商主要有：美國(guó)的A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（Modicon）公司（現(xiàn)為法國(guó)施耐德電氣下屬子公司）、德州儀器（Texas Instruments，TI）公司，其中A-B公司是美國(guó)最大的PLC制造商，其產(chǎn)品約占美國(guó)PLC市場(chǎng)的一半；德國(guó)的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司，法國(guó)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(chǎng)上，日本產(chǎn)品約占有70%的份額。在自動(dòng)化儀器儀表領(lǐng)域，生產(chǎn)廠家主要集中在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家。例如，美國(guó)、歐洲和亞洲（包括日本）的傳感器市場(chǎng)約占全世界傳感器市場(chǎng)的90%左右。全球變送器和執(zhí)行器市場(chǎng)被以美國(guó)為代表的北美經(jīng)濟(jì)體，以德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)為代表的歐盟地區(qū)，以及以日本為代表的亞太地區(qū)三個(gè)經(jīng)濟(jì)體瓜分。不管是壓力變送器，還是溫度變送器，占全球生產(chǎn)和銷售市場(chǎng)份額最多的都是在自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)中處于領(lǐng)先地位的歐美日跨國(guó)巨頭，如美國(guó)艾默生（Emerson）、霍尼韋爾（Honeywell）；瑞士ABB、恩德斯豪斯（E+H）；德國(guó)西門子（Siemens）；日本橫河電機(jī)（Yokogawa）等。變頻器行業(yè)市場(chǎng)集中度較高，技術(shù)門檻也比較高,市場(chǎng)占有率較高的和國(guó)外企業(yè)主要有：日本的三菱、富士、三墾力達(dá)、安川；美國(guó)的羅克韋爾、愛(ài)默生；歐洲的西門子、ABB、斯耐德、丹佛斯。再看控制閥，美國(guó)是全球最大的閥門供應(yīng)商，有超過(guò)110家企業(yè)；德國(guó)的閥門生產(chǎn)企業(yè)有170多家，多數(shù)屬于專業(yè)性很強(qiáng)的公司；日本的閥門企業(yè)共有706家，其中15家的產(chǎn)值占到了整個(gè)市場(chǎng)的70%。在3D打印設(shè)備領(lǐng)域，歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在3D打印技術(shù)應(yīng)用方面總體居于領(lǐng)先地位。3D打印產(chǎn)業(yè)排名前4位的企業(yè)分別是美國(guó)3D Systems公司、Stratasys公司，以色列Object公司和德國(guó)EOS公司，它們占據(jù)全世界近70%的市場(chǎng)份額，形成了寡頭壟斷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。（二）智能制造裝備產(chǎn)業(yè)集中度高，跨國(guó)公司戰(zhàn)略布局凸顯全球化格局智能制造裝備的發(fā)展，從市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力看，高度依賴于高端、精密、技術(shù)密集、集成制造發(fā)展需求，這種需求根本上源自有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、大大提高產(chǎn)量的需求，國(guó)際規(guī)模勞動(dòng)分工讓消費(fèi)品利潤(rùn)減小而要使用智能自動(dòng)化技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)的需求，以及消費(fèi)者在使用材料微型化、觸感和多功能性等方面的持續(xù)增加的要求，和更加嚴(yán)格的生產(chǎn)安全與可追溯性要求；從內(nèi)在支撐力看，高度依賴于工程制造科學(xué)、技術(shù)基礎(chǔ)與發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的積累，由此導(dǎo)致行業(yè)壟斷性普通很強(qiáng)，壟斷力量主要來(lái)自發(fā)達(dá)國(guó)家領(lǐng)先跨國(guó)企業(yè)。智能制造裝備跨國(guó)企業(yè)主要集中在美國(guó)、德國(guó)及日本工業(yè)化發(fā)達(dá)國(guó)家中，且產(chǎn)業(yè)集中度高企。以智能控制系統(tǒng)為例，全球前50家企業(yè)排行榜中74%為美德日企業(yè)，入榜企業(yè)最多的是美國(guó)和德國(guó)，各有13家，其次是日本有11家企業(yè)，其后相對(duì)居多的國(guó)家是英國(guó)和瑞士，其中，排名前10位企業(yè)中有半數(shù)是美國(guó)企業(yè)，其企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力可見(jiàn)一斑；在50家企業(yè)收入總額中，44%為前5家企業(yè)據(jù)有，第1位企業(yè)的收入是第10位的4倍、第50位的51倍，50位企業(yè)的收入中位是第14位企業(yè)，可見(jiàn)行業(yè)巨頭企業(yè)壟斷之勢(shì)。從企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展來(lái)看，基于智能制造裝備領(lǐng)域成熟性與壟斷性，差異化、系統(tǒng)化、垂直并購(gòu)是該領(lǐng)域企業(yè)追求技術(shù)優(yōu)勢(shì)增長(zhǎng)及市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張最為常見(jiàn)的模式。領(lǐng)先的制造商著眼于全球市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，基本形成了全球化的創(chuàng)新研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)布局。在技術(shù)戰(zhàn)略方面，企業(yè)更加重視依托其核心技術(shù)產(chǎn)品的針對(duì)于特定應(yīng)用領(lǐng)域的解決方案，以適應(yīng)于用戶更為個(gè)性化、高效能、低耗能等需求。（三）亞太地區(qū)為市場(chǎng)爭(zhēng)奪焦點(diǎn)，歐美將是未來(lái)市場(chǎng)關(guān)注點(diǎn)從目前智能制造裝備的銷量數(shù)據(jù)看，亞太地區(qū)已成為智能制造裝備制造商爭(zhēng)奪市場(chǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，這是因?yàn)閬喬刃屡d市場(chǎng)地區(qū)工業(yè)化進(jìn)程加快，資本投入和大型基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目大幅增加，對(duì)智能制造裝備需求量相應(yīng)增加。日本、中國(guó)、韓國(guó)、東南亞等地近年來(lái)在數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能控制系統(tǒng)等領(lǐng)域的銷量顯著上升。2011年，亞太地區(qū)工業(yè)機(jī)器人的銷量是歐洲的2倍、美洲的3.4倍。在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，2011年亞洲地區(qū)機(jī)床總產(chǎn)值為573.5億美元，大大超過(guò)西歐地區(qū)（歐洲機(jī)床工業(yè)合作委員會(huì)（CECIMO）下屬的15個(gè)成員國(guó)）的285.9億美元和美洲地區(qū)的58.3億美元，居世界第一位；2012年亞太地區(qū)繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。Marketline公司數(shù)據(jù)顯示亞太地區(qū)是智能控制系統(tǒng)增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，預(yù)測(cè)2011年-2016年，亞太地區(qū)市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.4%，比歐、美市場(chǎng)高2個(gè)百分點(diǎn)，即是歐美市場(chǎng)增速的1.45倍。雖然未來(lái)幾年亞太地區(qū)依然是機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和智能控制系統(tǒng)等行業(yè)的主要出口市場(chǎng)，但同時(shí)歐美市場(chǎng)也要關(guān)注，原因一方面是包括德國(guó)在內(nèi)的發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)化程度并沒(méi)有想象中的高，依然有待加強(qiáng)；另一方面是來(lái)自現(xiàn)有控制系統(tǒng)的更新改造。（四）智能制造裝備產(chǎn)業(yè)備受各國(guó)政府關(guān)注，發(fā)展前景廣闊當(dāng)今，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家始終致力于以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，更加注重資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展，智能化、綠色化已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，智能制造裝備的發(fā)展將成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。后金融危機(jī)時(shí)代，美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的“再工業(yè)化”，重新重視發(fā)展高技術(shù)的制造業(yè)；德國(guó)、日本竭力保持在智能制造裝備領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和壟斷地位；韓國(guó)也力求躋身世界制造強(qiáng)國(guó)之列。目前，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已出臺(tái)了若干推進(jìn)智能制造裝備發(fā)展的政策和計(jì)劃。例如，為了應(yīng)對(duì)金融危機(jī)對(duì)機(jī)床工業(yè)發(fā)展的沖擊，促進(jìn)機(jī)床工業(yè)復(fù)蘇，歐洲機(jī)床工業(yè)合作委員會(huì)提出了歐盟機(jī)床新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策；美國(guó)于2011年和2012年分別提出了“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”和“先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃”，這兩大計(jì)劃中均有涉及智能制造裝備產(chǎn)業(yè)方面的內(nèi)容。當(dāng)前，3D打印技術(shù)作為智能制造產(chǎn)業(yè)的主要支撐，備受世界各國(guó)的關(guān)注。為搶占制高點(diǎn)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛加大了3D打印技術(shù)的研發(fā)步伐。我國(guó)也高度重視智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。智能制造裝備是國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定（2010年10月）和中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要（2011年3月）中明確的高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域中的重點(diǎn)方向，關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿臀磥?lái)發(fā)展空間?？紤]到智能制造裝備的戰(zhàn)略地位，以及在推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)中的重要作用，“十二五”期間國(guó)家將持續(xù)加大對(duì)智能制造裝備研發(fā)的財(cái)政支持力度。2012年5月，我國(guó)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(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃也同時(shí)發(fā)布。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃已明確我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)2015年和2020年的發(fā)展目標(biāo)，即，到2015年，我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)銷售收入將超過(guò)10000億元，年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%，工業(yè)增加值率達(dá)到35%，智能制造裝備滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)領(lǐng)域需求；到2020年，我國(guó)將建立完善的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)銷售收入超過(guò)30000億元，實(shí)現(xiàn)裝備的智能化及制造過(guò)程的自動(dòng)化。“十二五”期間，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、重大工程建設(shè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育壯大和能源資源環(huán)境的約束，對(duì)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，并提供了巨大的市場(chǎng)空間。未來(lái)5-10年，我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。當(dāng)前，世界智能制造裝備技術(shù)總體呈現(xiàn)出高性能化、智能化、集成化、綠色化的發(fā)展趨勢(shì)。（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，并便于操作和維修。以數(shù)控機(jī)床為例，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，制造業(yè)向著高、精、尖方向發(fā)展，特別是汽車、船舶、紡織、電子技術(shù)、航空航天的迅猛發(fā)展，對(duì)加工中心的速度和生產(chǎn)效率要求也越來(lái)越高，高效、高精、高速化加工中心已經(jīng)是數(shù)控機(jī)床行業(yè)流行的趨勢(shì)。例如，2013年4月22日27日在北京舉行的第十三屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展(CIMT 2013)上，瑞士阿奇夏米爾公司的HSM4 00ULP五軸五聯(lián)動(dòng)高速加工中心主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)42000r/min；日本牧野（MAKINO）的F8大型精密立式加工中心，定位精度0.15m，重復(fù)定位精度1.0m；美國(guó)哈挺公司的T42超精密車削中心，主軸跳動(dòng)小于0.5m，重復(fù)定位精度小于2m，工件圓度0.25m，輪廓精度5m和連續(xù)加工精度5m；瑞士Rollomatic公司的GrindSmart Nano6數(shù)控微型刀具磨床，磨削直徑0.03mm 2mm，磨削工件的同軸度、表面粗糙度以及尺寸精度都進(jìn)入了納米級(jí)。再看工業(yè)機(jī)器人，全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商之一德國(guó)庫(kù)卡公司（KUKA）于2012年11月6-10日在上海新國(guó)際博覽中心舉辦的“第十四屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)”上，展示了其一款全能型高負(fù)荷機(jī)器人KR 210 R2700 extra，這款高負(fù)荷六軸機(jī)器人可謂 “KR QUANTEC extra”家族中的全能型機(jī)器人，擁有210公斤的負(fù)載能力和50公斤的附加負(fù)載，最大作用范圍達(dá)2700毫米，較長(zhǎng)的作用范圍和高度的靈活性使其成為不可或缺的好幫手，尤其在點(diǎn)焊、搬運(yùn)和裝卸領(lǐng)域頗受市場(chǎng)歡迎。與其它型號(hào)相比，KR 210 R2700 extra在 210 公斤/2700 毫米的應(yīng)用級(jí)別里，更精致、更緊湊、更穩(wěn)定。其通過(guò)降低運(yùn)動(dòng)部件的重量，在精度、性能、能耗以及可用性方面樹(shù)立了全新標(biāo)桿，能以最小投資成本實(shí)現(xiàn)多樣性和靈活性的最大化。在2012年6月4日至7日在北京中國(guó)國(guó)際博覽中心（新館）舉辦的第十七屆北京埃森焊接與切割展覽會(huì)上，日本FANUC公司向全球首次展出了其2012新品機(jī)器人FANUC R-0iA，F(xiàn)ANUC R-0iA是一款具有智能化功能的六軸機(jī)器人，其機(jī)身設(shè)計(jì)緊湊、細(xì)巧，整體結(jié)構(gòu)超輕量，占地面積小，特別適用于在狹小空間內(nèi)的弧焊作業(yè)。與同系列機(jī)器人相比較，R-0iA機(jī)器人的本體重量進(jìn)一步降低，僅110kg，運(yùn)動(dòng)半徑卻進(jìn)一步擴(kuò)大，達(dá)1437mm，并擁有高速動(dòng)作和高定位精度等優(yōu)越的工作性能，在同系列中具有最高性能的動(dòng)作能力。（二）智能化智能化是智能制造裝備的重要發(fā)展趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在裝備能根據(jù)用戶要求完成制造過(guò)程的自動(dòng)化，并對(duì)制造對(duì)象和制造環(huán)境具有高度適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的優(yōu)化。以工業(yè)機(jī)器人為例，隨著系統(tǒng)化生產(chǎn)的發(fā)展，模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；人機(jī)界面更加友好，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。2011年11月15日在上海新國(guó)際博覽中心舉辦的中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)上，日本FANUC公司首次亮相的“真空袋裝藥劑整列”的FANUC機(jī)器人系統(tǒng)，演示機(jī)器人在食品醫(yī)藥行業(yè)快速拾取，視覺(jué)定位，準(zhǔn)確抓取，進(jìn)而進(jìn)行裝配整列的工序，該系統(tǒng)通過(guò)兩臺(tái)機(jī)器人吸盤(pán)裝置不停的吸取工件，為客戶演示在包裝、裝配、搬運(yùn)、揀選等現(xiàn)代工廠生產(chǎn)中柔性化、高速、智能化的應(yīng)用趨勢(shì)。另外，有4臺(tái)FANUC M-1iA小型高速拳頭型機(jī)器人展示了巧克力豆的揀選、高速搬運(yùn)鋼珠、密封墊的插取，以及貼標(biāo)簽等操作。在2012年“第十四屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)”上，ABB公司重點(diǎn)展出了四個(gè)機(jī)器人解決方案，它們可滿足客戶在不同工作場(chǎng)合和環(huán)境下的需求。其中，“機(jī)器人車身擦凈及內(nèi)噴自動(dòng)工作站”是ABB針對(duì)汽車制造業(yè)最新推出的工業(yè)機(jī)器人解決方案，它取代了傳統(tǒng)往復(fù)機(jī)龍門擦凈系統(tǒng)，在噴涂前有效去除車身表面灰塵顆粒，幫助客戶實(shí)現(xiàn)高效完美的車身潔凈和內(nèi)部噴涂，其全自動(dòng)化生產(chǎn)流程還能確保生產(chǎn)連貫性，實(shí)現(xiàn)更高效的自動(dòng)化生產(chǎn)；“冰淇淋自動(dòng)裝箱工作站”廣泛應(yīng)用于冰淇淋、餅干等袋裝或盒裝產(chǎn)品裝箱，能讓生產(chǎn)流程更加高效、快速；“鼠標(biāo)裝配工作站”主要應(yīng)用于電子消費(fèi)產(chǎn)品生產(chǎn)流程中小工件的取放和裝配工序，可有效的提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量并降低工程設(shè)計(jì)難度；而應(yīng)用于汽車零部件點(diǎn)焊工藝的“機(jī)器人點(diǎn)焊工作站”，其焊槍的同一槍體設(shè)計(jì)可大大減少備件的使用和更換，同時(shí)還有運(yùn)行速度快和節(jié)省生產(chǎn)空間等特點(diǎn)。（三）集成化智能制造裝備正向技術(shù)集成、系統(tǒng)集成的方向發(fā)展，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝技術(shù)、硬件、軟件與應(yīng)用技術(shù)的集成及設(shè)備的成套，同時(shí)還體現(xiàn)在生物、納米、新能源、新材料等跨學(xué)科高技術(shù)的集成，從而使裝備得到不斷提高和升級(jí)，甚至發(fā)生深刻變化。以智能控制系統(tǒng)為例，集散控制系統(tǒng)（DCS）的集成化體現(xiàn)在兩個(gè)方面：功能的集成和產(chǎn)品的集成。過(guò)去的DCS廠商基本上是以自主開(kāi)發(fā)為主，提供的系統(tǒng)也是自己的系統(tǒng)。受信息技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、各種組態(tài)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等）發(fā)展的影響，以及用戶對(duì)先進(jìn)的控制功能與管理功能需求的增加，各DCS廠商（以艾默生、霍尼韋爾、福克斯波羅、橫河電機(jī)、ABB為代表）紛紛提升DCS系統(tǒng)的技術(shù)水平，并不斷地豐富其內(nèi)容，目前集散控制系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)進(jìn)入第四代。第四代DCS更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)集成性和方案能力，DCS中除保留傳統(tǒng)DCS所實(shí)現(xiàn)的過(guò)程控制功能之外，還集成了可編程控制器（PLC）、采集發(fā)送器（RTU）、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）、各種多回路調(diào)節(jié)器、各種智能采集或控制單元等。此外，各DCS廠商不再把開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件或制造各種硬件單元視為核心技術(shù)，而是紛紛把DCS的各個(gè)組成部分采用第三方集成方式或OEM方式。例如，多數(shù)DCS廠商自己不再開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件平臺(tái)，而轉(zhuǎn)入采用兄弟公司（如Foxboro用Wonderware軟件為基礎(chǔ)）的通用組態(tài)軟件平臺(tái)，或其它公司提供的軟件平臺(tái)（Emerson用Intellution的軟件平臺(tái)做基礎(chǔ)）。此外，許多DCS廠家甚至I/O組件也采用OEM方式，如Foxboro采用Eurothem的I/O模塊，橫河的R3采用富士電機(jī)的Processio作為I/O單元基礎(chǔ)，Honeywell公司的PKS系統(tǒng)則采用Rockweell公司的PLC單元作為現(xiàn)場(chǎng)控制站。（四）綠色化資源、能源的壓力，使裝備必須考慮從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的全生命周期中，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響極小，資源利用率極高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造是提高智能制造裝備資源循環(huán)利用效率和降低環(huán)境排放的關(guān)鍵途徑。從近幾年舉行的國(guó)際機(jī)床展看，數(shù)控機(jī)床除了向高速、高精度、多軸聯(lián)動(dòng)、復(fù)合加工和智能化方向發(fā)展外，也更重視環(huán)?；G色生態(tài)機(jī)床開(kāi)始成為研究熱點(diǎn)并日益受到重視?！熬G色生態(tài)機(jī)床”是近年來(lái)機(jī)床行業(yè)的一種發(fā)展趨勢(shì)，其強(qiáng)調(diào)了機(jī)床、環(huán)境、人三者之間的關(guān)系，目地是大幅度提高機(jī)床生產(chǎn)效率的同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的影響和對(duì)操作者健康的危害。干切削、準(zhǔn)干切削、硬切削、微制造（Inter-Micro）技術(shù)等綠色制造工藝在歐洲發(fā)展很快，各機(jī)床制造商也均采取一切措施防止或避免冷卻液、潤(rùn)滑液對(duì)周圍環(huán)境造成生態(tài)危害，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)保產(chǎn)品。例如，瑞士米克朗公司在設(shè)計(jì)環(huán)保機(jī)床VCP/UCP1000/1350系列機(jī)床時(shí)，從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，考慮了機(jī)床各部分諸多方面的改進(jìn)，例如：直線導(dǎo)軌采用了中央潤(rùn)滑系統(tǒng)，在8小時(shí)工作制下，每年最多僅需要34L機(jī)油；對(duì)電主軸和電氣柜的制冷以及對(duì)其冷卻劑進(jìn)行冷卻的附件裝置均采用無(wú)氟制冷裝置；不帶濾網(wǎng)的切屑處理，因而不存在處理有害廢液的費(fèi)用；采用靜電過(guò)濾器有效地吸收機(jī)床內(nèi)部空間污濁的空氣，以保護(hù)機(jī)床操作者的健康水平，保持車間空氣的清新；噪聲低，UCP1350機(jī)床以主軸最高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作者聽(tīng)到的噪聲比經(jīng)濟(jì)型轎車開(kāi)到100km/h時(shí)司機(jī)聽(tīng)到的噪聲要小；電磁輻射低，電磁兼容性經(jīng)過(guò)測(cè)試；節(jié)能，在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電主軸制動(dòng)時(shí)利用能量恢復(fù)模塊和有節(jié)電的待機(jī)電路；機(jī)床為緊湊型設(shè)計(jì)，在車船運(yùn)輸時(shí)可降低運(yùn)費(fèi)等。日本馬扎克（Mazak）公司為了地球環(huán)保事業(yè)，則提出了環(huán)境基本方針，即：在機(jī)床生產(chǎn)的過(guò)程中，通過(guò)削減使用的能源和產(chǎn)業(yè)廢棄物來(lái)降低伴隨著生產(chǎn)活動(dòng)而帶來(lái)的環(huán)境負(fù)荷；同時(shí)，在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)也盡可能考慮使用可以節(jié)省能源、可以進(jìn)行廢物再利用的材料，以環(huán)境保護(hù)為目的開(kāi)展研發(fā)工作。工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧，控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小，其智能也越來(lái)越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。同時(shí)，機(jī)器人對(duì)能源的消耗越來(lái)越小，更注重節(jié)能環(huán)保。例如，在“2010中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)”上，ABB公司展示了一臺(tái)全新的工藝臂噴涂機(jī)器人IRB5500，它主要應(yīng)用于汽車噴涂，IRB5500高達(dá)24ms2的加速度和1.52ms的噴涂速度，在一定條件下能幫客戶縮短20生產(chǎn)節(jié)拍和減少12的油漆消耗。配套安裝霧化器后，該款機(jī)器人的工作范圍擴(kuò)大至6 m，其手臂可在車身表面自如地縱向和橫向移動(dòng)，保證了高品質(zhì)的噴涂工藝。兩臺(tái)IRB5500機(jī)器人就可勝任通常需要4臺(tái)機(jī)器人承擔(dān)的噴涂任務(wù)，減少了噴房的面積、節(jié)省了投資成本，并極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。2012年4月18日至21日在上海新國(guó)際博覽中心舉辦的“第二十六屆中國(guó)國(guó)際塑料橡膠工業(yè)展覽會(huì)（CHINAPLAS 2012）”上，德國(guó)庫(kù)卡公司(KUKA)向觀眾展示了KR 90 R3700 prime K和KR 5 兩款機(jī)器人在橡塑行業(yè)的卓越性能和廣泛應(yīng)用。KR 90 R3700 prime K機(jī)器人是一款六軸架裝式機(jī)器人，它集超凡的精致和輕巧與卓越的剛性和精度于一身，作業(yè)周期縮短25，同時(shí)具有最高的軌跡精度和最佳節(jié)能效果。KR 5機(jī)器人是庫(kù)卡機(jī)器人系列產(chǎn)品中最小的機(jī)器人,由于具備價(jià)格優(yōu)惠、尺寸緊湊等優(yōu)勢(shì)，它能夠很好地滿足客戶所需的應(yīng)用,其最大的工作范圍可達(dá)1412毫米，因此無(wú)論是落地安裝還是安裝在天花板上，KR 5 都能可靠的完成工作任務(wù)。在2012年“第十四屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)”上，ABB還展示了一款新型的IRB 1520ID中空臂機(jī)器人，專為弧焊工藝而設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不間斷地生產(chǎn)，可節(jié)省高達(dá)50的維護(hù)成本，與同類產(chǎn)品相比，焊接單位成本大幅降低。近年來(lái)，我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，初步形成一定的規(guī)模。本文主要闡述我國(guó)發(fā)展智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、機(jī)遇與挑戰(zhàn)。（一）發(fā)展現(xiàn)狀1、國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速據(jù)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和儀器儀表、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人及其系統(tǒng)等部分智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域銷售收入超過(guò)3000億元。以機(jī)床工業(yè)為例，自2002年以來(lái)，我國(guó)機(jī)床工業(yè)已連續(xù)十年實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)，到2011年，我國(guó)已連續(xù)十年成為世界第一大機(jī)床消費(fèi)國(guó)和第一大機(jī)床進(jìn)口國(guó)。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了三十年跌宕起伏，已經(jīng)由成長(zhǎng)期進(jìn)入成熟期；目前，我國(guó)可供市場(chǎng)的1500多種數(shù)控機(jī)床已覆蓋超重型機(jī)床、高精度機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域。再看工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，2011年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量為22577臺(tái)，較2010年增長(zhǎng)51%；除了2009年，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)在近幾年處于急劇增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。20062011年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求量增加了四倍。在工業(yè)機(jī)器人50多年的發(fā)展歷史中，只有中國(guó)一個(gè)國(guó)家在這么短的時(shí)間內(nèi)機(jī)器人需求出現(xiàn)這樣一個(gè)急劇增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2、重點(diǎn)產(chǎn)品有所突破隨著信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)