金属增材制造期刊投稿

引自：《智能制造实践》（作者：黄培，许之颖，张荷芳）「1. 智能制造推进的难点与问题」我国制造业面临着异常严峻的挑战：人口红利消失、“未富先老”、企业招工难，人工成本迅速上升；高房价、高地价迫使国内制造业向内地转移，低成本制造业向东南亚国家转移；高赋税以及社保费用的压力也给企业带来高昂的运营成本；原材料价格上涨对下游行业带来巨大的成本压力；环保风暴也给很多企业敲响了警钟；中兴事件则暴露出我国制造业核心技术缺失的尴尬现状；而国际贸易争端更是对出口型企业雪上加霜。在这种背景下，制造企业如何实现转型升级？推进智能制造成为重要的途径。然而，目前我国制造企业推进智能制造面临着诸多难点与问题：第一，概念满天飞，技术一大堆。近几年来，从工业4.0的热潮开始，智能制造、信息物理系统（CPS）、工业互联网（平台）、企业上云、工业APP、人工智能、工业大数据、数字工厂、数字经济、数字化转型、C2B（C2M）等概念接踵而至，对于大多数制造企业而言，可以说是眼花缭乱、无所适从。智能制造涉及的技术非常多，例如云计算、边缘计算、RFID、工业机器人、机器视觉、立体仓库、AGV、虚拟现实/增强现实、三维打印/增材制造、工业安全、时间敏感网络、深度学习、数字孪生、MBD、预测性维护......，让企业目不暇接。这些技术看起来都很美，但如何应用，如何取得实效？很多企业还不得而知。第二，摸着石头过河。企业推进智能制造领域的相关技术十分缺乏经验，欠缺可以借鉴的成功案例。目前，制造企业已经存在3种类型的孤岛：信息孤岛、自动化孤岛，以及信息系统与自动化系统之间的孤岛。同时，企业也缺乏统一的部门来系统规划和推进智能制造。在实际推进智能制造的过程中，企业仍然是“头痛医头”，缺乏章法。第三，理想很丰满，现实很骨感。推进智能制造，前景很美好。但是绝大多数制造企业利润率很低，缺乏自主资金投入。在“专项”“示范”以及“机器换人”等政策刺激下，一些国有企业和大型民营企业争取到各级政府给予的资金扶持，而中小企业只能“隔岸观火”，自力更生。第四，自动化、数字化还是智能化？在推进智能制造过程中，不少企业对于建立无人工厂、黑灯工厂跃跃欲试，认为这就是智能工厂。而实际上，高度自动化是工业3.0的理念。对于大批量生产的产品，国外的优秀企业早就实现了无人工厂。例如，日本发那科仅需40s就能全自动装配完成一个伺服电机，但其前提是产品的标准化、系列化，以及面向自动化装配的设计，例如将需要用线缆进行插装的结构改为插座式的结构。e-works两次组团参观三菱电机的名古屋制作所可儿工厂，该工厂对于大批量生产的产品，大量应用机械手，实现高度自动化；对于中小批量的产品，推进低成本自动化，即部分工位的自动化；而对于单件定制的产品，采取手工装配。e-works考察团还参观施耐德电气的法国诺曼底工厂，该工厂是生产继电器的自动化工厂，该工厂实现了绕线、装配、包装等全流程的自动化，而且可以在一条产线生产多种变型产品，但实际上还不是智能工厂。还有西门子一直将被广泛誉为工业4.0典范的安贝格电子工厂也是被称为数字化工厂，其特点是人机协作的柔性自动化生产、智能物流、工业软件广泛应用、海量的数据采集以及大数据分析。一个真正的智能工厂，应该是精益、柔性、绿色、节能和数据驱动，能够适应多品种小批量生产模式的工厂。智能工厂不是无人工厂，却是少人化和人机协作的工厂，推进智能工厂绝不是简单地实现机器换人。南京的爱立信工厂有一条装配线，一开始设置的自动化率是90%，后来发现调整为70%，增加若干人工工位，整体质量和效率反而是最优的。此外，对于装备制造行业，机加工等工序并不适合建立自动化生产线，而建立柔性制造系统（FMS）则是更现实的选择。马扎克（MAZAK）、发那科（FANUC）的机加工车间应用FMS已达到720小时无人值守，自动生产不同的机械零件。图1 MAZAK的FMS（柔性制造系统）第五，理性看待投资回报。制造企业的企业家，尤其是中小型民营企业的老板，非常关心投资回报。很多企业的要求就是必须能够在3～4年能够收回投资的信息化、自动化系统才投入，甚至有的期望值更高。然而，有些账容易算，比如某条产线减少了多少工人。有些账却不那么容易算，例如工业软件作为一个使能要素，企业离不开工业软件，却难以计算出它究竟为企业直接或间接节省了多少成本，赚了多少钱。如果选型、实施和应用不到位，更是常常用不起来，业务部门牢骚满腹。长此以往，制造企业更加重硬轻软，最后停留在简单地做一点局部的自动化改善。第六，数据采集与设备联网，迈不过去的坎。企业要真正实现智能制造，必须进行生产、质量、设备状态和能耗等数据的自动采集，实现生产设备（机床、机器人）、检测设备、物流设备（AGV、立库、叉车等），以及移动终端的联网，没有这个基础，智能制造就是无源之水。但是，现阶段很多制造企业还停留在单机自动化阶段，甚至一些知名企业的生产线也未联网，没有基础的设备联网，何谈工业互联网？第七，基础数据和管理基础。无论是推进企业信息化、两化融合，还是进一步实现数字化转型，推进智能制造，基础数据的规范性和准确性都是必要条件。很多企业在实施ERP，或者ERP升级换型的过程中，花费时间最多的就是基础数据的整理。企业管理的规范性、业务流程的清晰，也是企业推进智能制造的“敲门砖”。但现实的情况是，一些企业的基础数据还没有理顺，却在大谈“工业大数据”。这种舍本逐末的做法，注定是难以取得实效的。「2. 智能制造推进的5项基本原则」随着我国劳动力成本迅速增长，节能减排的要求越来越高，市场竞争白热化，客户需求日益个性化，制造企业面临着越来越大的转型压力。在这种背景下，智能制造成为广大制造企业关注的热点。尤其是在车间的智能化改造方面，很多大中型制造企业开展了相关实践，还有众多企业在跃跃欲试。增加智能装备、建立智能产线、推进智能物流，减少人工，成为很多制造企业的共同选择。智能制造势不可挡，但智能制造只是手段，不是目的。制造企业应当明确推进智能制造的目标，积极学习各种智能制造新兴技术，探讨应用各种智能制造技术的必要性、紧迫性与可行性，具体推进智能制造技术的应用必须做好需求分析与投入产出分析，明确总体拥有成本，根据自己的盈利水平确定合理的投资预算。千万不能为了智能化而智能化，为了争取政府项目而盲目大干快上智能制造项目，以免在老的信息孤岛问题、基础数据不准确的问题依然存在的情况下，又形成新的智能孤岛，甚至形成“仅供参观”的花架子。因此，制造企业推进智能制造，需要把握以下5项基本原则：【原则1】正确理解智能制造。智能制造中的“智能”还处于Smart阶段，智能制造（Smart manufacturing）系统具有数据采集、数据处理和数据分析的能力，能够实现闭环反馈。智能制造的未来趋势是实现“Intelligent”，实现自主学习、自主决策和优化提升。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和智能化技术。智能制造中的“制造”指的是广义的制造，并不仅仅包括生产制造环节的智能化，而是包括制造业价值链各个环节的智能化。企业信息化和工业软件的深化应用，是推进智能制造的基础和前提条件。【原则2】正确理解和应用智能制造使能技术。智能制造使能技术主要包括：物联网、增材制造（3D打印，包含设备、材料、工艺）、云计算、电子商务、电子数据交换（EDI）、PLC、DCS、自动识别技术（RFID、条码、机器视觉）、数控系统、大数据分析（包括工业大数据）、 虚拟现实/增强现实、Digital twin（数字孪生，包括产品、设备、车间）、工业安全、工业互联网、传感器、云制造和信息集成（EAI、ESB）等技术。需要明确的是，部分技术还处于发展的初期阶段，制造企业需要根据自身的产品特点、生产模式和运营模式来综合考虑应用方式。【原则3】必须理解智能化与自动化的本质区别。那些将机器人应用和无人工厂说成是工业4.0的说法是错误的。企业在建设智能工厂时，要整体考虑智能装备的应用、生产线和装配线的数据采集方式、设备布局和车间物流优化、在制品在工序之间的转运方式、生产工艺的改进与优化、材料的创新等，而不仅仅是某些工位的“机器换人”。智能化生产线能够实现柔性的自动化，快速切换生产多种产品，或者可以混线生产多种产品，能够实现生产数据、质量数据的自动采集，并实现自动化系统与质量分析系统、MES系统的信息集成。【原则4】必须做好整体规划，选择适合企业自身特点的实施方案，有效规避风险。推进智能制造需要解决更加复杂的、纵横交错的信息集成问题，例如IT系统与自动化系统的信息集成、供应链的数据交换；推进智能制造需要处理来源多样的异构数据，包括各种来自设备、产品、社交网络和信息系统的海量数据，需要确保基础数据的准确性；推进智能制造需要企业的IT部门、自动化部门、精益推进部门和业务部门，甚至供应链合作伙伴之间的通力合作。因此，制造企业必须充分认识到推进智能制造的复杂性、艰巨性和长期性。制造企业应当做好相关技术的培训，选择有实战经验的智能制造咨询服务机构，共同规划推进智能制造的蓝图。在整体规划的指导下，选择对于企业最有可能迅速见效的突破口优先实施。比如，推进基于物联网的预测性维护服务，促进企业已销售的产品的配件销售，提高客户服务满意度；或者通过实现生产线的智能化，提高设备的整体绩效和产品合格率；通过建立企业级BOM平台，实现产品的在线定制等。【原则5】企业需要建立自己的专业队伍，并选择长期的战略合作伙伴。推进信息化是个系统工程，推进信息化与工业化深度融合是一个更大的系统工程，而推进智能制造更是一个非常复杂的系统工程，涉及到诸多工业软件的集成应用，涉及到智能装备应用、设备联网、数据采集、数据分析和业务流程优化，并且需要与推进精益管理结合起来推进，因此，制造企业需要建立自身的专业队伍，融合信息化、自动化和管理人才，并选择若干长期的战略合作伙伴，包括咨询服务机构、智能制造的整体集成商、解决方案提供商和服务商等。制造企业在推进智能制造项目时，必须注意选择在企业所在行业具有实施和服务经验，产品具有开放性和可扩展性，具有本地化服务能力的解决方案提供商，选择具有良好的沟通能力、项目管理能力和丰富行业经验的项目经理。在推进智能工厂项目时，尤其需要考虑解决方案提供商是否具备软件、硬件和自动化的综合实力。总之，推进智能制造，既要积极布局前沿技术的应用，又要夯实基础，务实推进。纵观中国制造业推进信息技术应用30多年的历程，经历了一个又一个的“工程”，从“会计电算化”、“甩图板”、CIMS工程、“两甩（甩图纸、甩账表）”到制造业信息化工程；产生了一次又一次的“热潮”，从财务软件、CAD、ERP、ASP、云计算、电子商务等，既有政府的积极推进，也有国内外主流厂商的推波助澜。不少制造企业在条件还不具备、对新兴技术认识还不清晰的情况下，就盲目上马应用一些技术尚不成熟的信息化单元系统，实施与应用也不到位，最终形成了很多信息化孤岛，没有达到预期目标，甚至多次推倒重来。因此，不论市场上有哪些“热词”（buzz word）或者热潮，制造企业都不能再盲目跟风，而是应当保持冷静与理智，以免事与愿违。企业需要在提升基础管理水平的基础上循序渐进，积极、稳妥地推进智能制造，从而真正取得实效。「3. 智能制造推进的策略」首先，推进智能制造的核心目的是帮助企业通过实现降本增效、节能降耗、提高产品质量、提升产品附加值、缩短产品上市周期、满足客户个性化需求，以及向服务要效益等途径，提升企业的核心竞争力和盈利能力。推进智能制造绝不能搞面子工程。第二，必须对智能制造有正确的理解和认识。智能制造覆盖企业全价值链，是一个极其复杂的系统工程，不要期望“毕其功于一役”；推进智能制造需要规划、IT、自动化、精益等部门通力合作；不同行业的企业推进智能制造差异很大。推进智能制造，需要引入中立、专业的服务机构，开展多层次、多种形式的培训、考察、交流与学习，让企业上下树立对智能制造的正确认识。此外，需要强调的是，小批量、多品种的企业，不要盲目推进无人工厂；个性化定制和无人工厂是鱼和熊掌不可兼得；不能盲目推进机器换人。第三，大处着眼，小处着手。企业要想推进智能制造取得实效，应当参照e-works智能制造金字塔的相关内容，通过智能制造现状评估、业务流程和工艺流程梳理、需求调研与诊断、整体规划及落地实施5个步骤，画出清晰的智能制造路线图，然后根据路线图和智能制造整体规划，稳步推进具体的项目，注重对每个智能制造项目明确其KPI指标，在测度关键绩效指标的基础上，评估是否达到预期目标。智能制造要取得实效，需要清晰的思路、明确的目标、高层的引领、专业的团队和高度的执行力。图2 智能制造总体框架范例第四，紧密跟踪先进制造技术的发展前沿。近年来，制造业的新材料、新技术、新工艺层出不穷，金属增材制造技术不仅改变了复杂产品的制造方式，还改变了产品结构，也彻底打破了可制造性的桎梏，催生了创成设计等新的设计模式，从计算机辅助人设计，演化为人辅助计算机设计。碳纤维复合材料的广泛应用催生了全新的制造工艺和制造装备。奥迪A8采用了铝制车身，车身焊接不能再使用点焊，取而代之的是铆焊、摩擦焊、激光焊等新工艺。材料和工艺的改进，往往会对产品的性能，例如抗腐蚀、耐久性带来巨大的提升。精密测量技术也在迅速发展，由接触式测量发展到非接触式测量，由离线检测演化为在线检测，由事后检测演化为边测量边加工，从而帮助制造企业提升产品质量。第五，积极稳妥地推进数字化和智能化技术的应用。当前，人工智能技术的发展如火如荼，必将在制造业不断得到应用，尤其是在无人驾驶汽车、质量检测与优化、设备故障诊断和预测等领域。现在已经出现了Google的Tensorflow等开源的人工智能引擎可以应用。此外，虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等可视化技术，在制造业也有很好的应用场景，例如设备操作培训和设备维修维护等。爱立信工厂应用增强现实技术进行电路板的检测，蒂森克虏伯电梯利用MR技术提高电梯维护的效率。Cobot（协作机器人，单臂和双臂）在装配、拧螺丝、涂胶等很多工序可以进行应用，机器人与视觉传感器、力觉传感器的集成应用能够大大提高机器人动作的准确性和灵活性。图3 爱立信工厂利用AR技术辅助进行电路板质量检测第六，选择真正靠谱的合作伙伴。智能制造系统架构十分复杂，也非常个性化，相关技术在不断演进，企业本身也是动态变化，智能制造评估体系和规划方法论也还处于不断完善的过程中，智能制造的推进是一个长期的过程。因此，企业推进智能制造需要寻找专业的合作伙伴，从培训、现状评估、规划，到具体的数字化工厂仿真、产线设计，到真正实现工控网络的建设，并建立工控安全体系，实现IT与OT系统的集成。

段慧玲教授课题组： 方向一：功能结构固体表面的减阻性能测量与机理研究。包括但不限于：功能结构表面的近壁面精细流场测量；层流及湍流*能表面的减阻机理研究；考虑流固耦合效应的减阻机理研究；刚性及柔性功能结构表面的制备与表征；功能表面结构的优化与设计。具有流固耦合、流体力学、实验流体力学、计算流体力学等领域的研究背景，对粒子成像测速系统（PIV、Micro-PIV）具有操作经验者优先考虑。 方向二：流固界面力学。包括但不限于：功能结构固体表面的浸润稳定性；水下微结构流固界面气层演化及稳定性；柔性结构在流场中的界面问题及流固耦合动力学；界面（自由液面、多相多介质）流动及液固耦合数值模拟方法与应用研究；具备理论、数值模拟、实验等单一方面能力或多方面综合能力。 课题组负责人段慧玲教授的介绍： 联系人：吕老师（） 黄建永研究员课题组： 方向一：聚合物（水凝胶）材料的制备与功能化。研究聚合物（水凝胶）材料和构件对力学、物理和化学等环境刺激的响应，考察材料的组分、微纳结构、尺度、形貌，以及表面修饰等对材料性能的影响。 方向二：增材制造技术及可打印材料的研究与开发。包括但不限于：可3D打印柔性材料的研发与制备；形状记忆智能结构材料的3D打印技术；多材料3D打印技术、微纳米力学技术、先进生物3D打印技术及其应用。具有高分子（水凝胶）材料设计和制备、电镜、原子力显微镜、微CT或激光共聚焦显微操作经验者可优先考虑；新型3D打印材料的研发，按不同功能需求，制备、表征新材料，并能够根据设备参数调节材料性能，具有化学、材料或生物工程背景优先考虑。 联系人：黄老师（） 易新研究员课题组： 方向一：金属材料的断裂与疲劳行为以及高分子材料的微纳力学行为。采用理论模型、分子动力学模拟或是实验手段研究微观和宏观尺度下金属及合金材料的大变形、断裂、疲劳机制；采用理论模型、分子动力学模拟研究微纳尺度下高分子材料的变形行为。 方向二：超材料结构力学性能的理论分析和有限元仿真。 方向三：辐照效应对金属材料力学性能的影响。使用第一性原理、分子动力学、位错动力学、晶体塑性理论、有限元等方法从微观尺度、细观尺度和宏观尺度开展辐照效应对金属材料力学性能影响的研究。 课题组负责人易新研究员介绍： 联系人：易老师（） 刘谋斌研究员课题组： 方向一：金属增材制造模拟与仿*关研究，包括1）输粉铺粉颗粒两相流、金属融化与凝固过程；2）微液滴形成、输送及射流，微流控与流道设计；3）其它与增材制造相关的算法研发、数值模拟与机理研究。 方向二：激光增材制造成型控制及内应力分析与在线检测。建立动态点热源模型，对热应力进行分析并进行机理研究；薄壁零件的设计与成型控制；高温合金及高刚度或高熔点合金的激光增材料制造研究；超材料激光增材制造的缺陷控制及结构对力学性能的影响。 课题组负责人刘谋斌研究员介绍： 联系人：刘老师（） 韦小丁研究员课题组： 方向一：低维材料力学性能研究。包括一维材料（纳米线、纳米柱等），二维材料（包括石墨烯、氧化石墨烯、二硫化钼等）的生长、制备、化学性质调控以及发展微纳米力学实验表征方法。具备微纳米材料生长制备、透射电镜、X-ray、原子力显微镜表征技术经验；或第一性原理计算背景的申请者优先。 方向二：新型结构-功能材料设计：包括但不限于高熵合金、金属玻璃、纤维增强复合材料、陶瓷基复合材料、有机高分子等材料的设计、制备和力学性能研究。利用动态力学实验，结合分子动力学和有限元模拟，设计实现高性能抗冲击复合材料，研究微纳观到介观跨尺度的材料-结构-性能之间的关系。 课题组负责人韦小丁研究员介绍： 联系人：韦老师（） 二、应聘条件 1.具有力学、材料、生物工程、物理或化学等工程科学相关专业的博士学位及近期能顺利完成博士论文答辩者； 2.论文第一作者论文2篇以上，或至少知名期刊1篇； 3.勤奋进取，认真踏实，积极主动，具有较强的科研创新能力以及良好的团队协作精神； 4.具备较好的英文科技论文写作能力。 三、相关待遇 1.提供有竞争力的薪酬待遇，博士后岗位录用后的基本待遇按照北京大学博士后管理办法执行，工资构成为“北大+津贴”两部分； 2.解决博士后在站期间户口、住房问题； 3.北大在站博士后子女可申请入北大附属幼儿园，小学，初中； 4.为吸引汇聚国内外优秀青年人才，优秀者可申请北京大学“博雅”博士后项目（介绍链接：）； 5.提供优越的科研条件，可协助在站博士后申请各类相关科研项目。 四、应聘投递材料 1.个人详细简历（包括个人基本信息、学习工作经历、参与科研项目、科研成果、研究工作计划）； 2.代表性论文或专利1-2篇； 3.初选合格者将通知面试，并要求提供两份专家推荐信（其中一份须由博士生导师提供）。 五、应聘要求 应聘简历标题务必按照以下要求投递，如格式不正确，可能对您的简历筛选造成影响： 1.请使用电子邮件附件的形式发送个人简历、代表性论文； 2.邮件标题及附件标题请按照如下格式命名：博士后应聘+应聘导师+研究方向+姓名； 3.本招聘信息长期有效。

「1. 智能制造推进的难点与问题」我国制造业面临着异常严峻的挑战：人口红利消失、“未富先老”、企业招工难，人工成本迅速上升；高房价、高地价迫使国内制造业向内地转移，低成本制造业向东南亚国家转移；高赋税以及社保费用的压力也给企业带来高昂的运营成本；原材料价格上涨对下游行业带来巨大的成本压力；环保风暴也给很多企业敲响了警钟；中兴事件则暴露出我国制造业核心技术缺失的尴尬现状；而国际贸易争端更是对出口型企业雪上加霜。在这种背景下，制造企业如何实现转型升级？推进智能制造成为重要的途径。然而，目前我国制造企业推进智能制造面临着诸多难点与问题：第一，概念满天飞，技术一大堆。近几年来，从工业4.0的热潮开始，智能制造、信息物理系统（CPS）、工业互联网（平台）、企业上云、工业APP、人工智能、工业大数据、数字工厂、数字经济、数字化转型、C2B（C2M）等概念接踵而至，对于大多数制造企业而言，可以说是眼花缭乱、无所适从。智能制造涉及的技术非常多，例如云计算、边缘计算、RFID、工业机器人、机器视觉、立体仓库、AGV、虚拟现实/增强现实、三维打印/增材制造、工业安全、时间敏感网络、深度学习、数字孪生、MBD、预测性维护......，让企业目不暇接。这些技术看起来都很美，但如何应用，如何取得实效？很多企业还不得而知。第二，摸着石头过河。企业推进智能制造领域的相关技术十分缺乏经验，欠缺可以借鉴的成功案例。目前，制造企业已经存在3种类型的孤岛：信息孤岛、自动化孤岛，以及信息系统与自动化系统之间的孤岛。同时，企业也缺乏统一的部门来系统规划和推进智能制造。在实际推进智能制造的过程中，企业仍然是“头痛医头”，缺乏章法。第三，理想很丰满，现实很骨感。推进智能制造，前景很美好。但是绝大多数制造企业利润率很低，缺乏自主资金投入。在“专项”“示范”以及“机器换人”等政策刺激下，一些国有企业和大型民营企业争取到各级政府给予的资金扶持，而中小企业只能“隔岸观火”，自力更生。第四，自动化、数字化还是智能化？在推进智能制造过程中，不少企业对于建立无人工厂、黑灯工厂跃跃欲试，认为这就是智能工厂。而实际上，高度自动化是工业3.0的理念。对于大批量生产的产品，国外的优秀企业早就实现了无人工厂。例如，日本发那科仅需40s就能全自动装配完成一个伺服电机，但其前提是产品的标准化、系列化，以及面向自动化装配的设计，例如将需要用线缆进行插装的结构改为插座式的结构。e-works两次组团参观三菱电机的名古屋制作所可儿工厂，该工厂对于大批量生产的产品，大量应用机械手，实现高度自动化；对于中小批量的产品，推进低成本自动化，即部分工位的自动化；而对于单件定制的产品，采取手工装配。e-works考察团还参观施耐德电气的法国诺曼底工厂，该工厂是生产继电器的自动化工厂，该工厂实现了绕线、装配、包装等全流程的自动化，而且可以在一条产线生产多种变型产品，但实际上还不是智能工厂。还有西门子一直将被广泛誉为工业4.0典范的安贝格电子工厂也是被称为数字化工厂，其特点是人机协作的柔性自动化生产、智能物流、工业软件广泛应用、海量的数据采集以及大数据分析。一个真正的智能工厂，应该是精益、柔性、绿色、节能和数据驱动，能够适应多品种小批量生产模式的工厂。智能工厂不是无人工厂，却是少人化和人机协作的工厂，推进智能工厂绝不是简单地实现机器换人。南京的爱立信工厂有一条装配线，一开始设置的自动化率是90%，后来发现调整为70%，增加若干人工工位，整体质量和效率反而是最优的。此外，对于装备制造行业，机加工等工序并不适合建立自动化生产线，而建立柔性制造系统（FMS）则是更现实的选择。马扎克（MAZAK）、发那科（FANUC）的机加工车间应用FMS已达到720小时无人值守，自动生产不同的机械零件。图1 MAZAK的FMS（柔性制造系统）第五，理性看待投资回报。制造企业的企业家，尤其是中小型民营企业的老板，非常关心投资回报。很多企业的要求就是必须能够在3～4年能够收回投资的信息化、自动化系统才投入，甚至有的期望值更高。然而，有些账容易算，比如某条产线减少了多少工人。有些账却不那么容易算，例如工业软件作为一个使能要素，企业离不开工业软件，却难以计算出它究竟为企业直接或间接节省了多少成本，赚了多少钱。如果选型、实施和应用不到位，更是常常用不起来，业务部门牢骚满腹。长此以往，制造企业更加重硬轻软，最后停留在简单地做一点局部的自动化改善。第六，数据采集与设备联网，迈不过去的坎。企业要真正实现智能制造，必须进行生产、质量、设备状态和能耗等数据的自动采集，实现生产设备（机床、机器人）、检测设备、物流设备（AGV、立库、叉车等），以及移动终端的联网，没有这个基础，智能制造就是无源之水。但是，现阶段很多制造企业还停留在单机自动化阶段，甚至一些知名企业的生产线也未联网，没有基础的设备联网，何谈工业互联网？第七，基础数据和管理基础。无论是推进企业信息化、两化融合，还是进一步实现数字化转型，推进智能制造，基础数据的规范性和准确性都是必要条件。很多企业在实施ERP，或者ERP升级换型的过程中，花费时间最多的就是基础数据的整理。企业管理的规范性、业务流程的清晰，也是企业推进智能制造的“敲门砖”。但现实的情况是，一些企业的基础数据还没有理顺，却在大谈“工业大数据”。这种舍本逐末的做法，注定是难以取得实效的。「2. 智能制造推进的5项基本原则」随着我国劳动力成本迅速增长，节能减排的要求越来越高，市场竞争白热化，客户需求日益个性化，制造企业面临着越来越大的转型压力。在这种背景下，智能制造成为广大制造企业关注的热点。尤其是在车间的智能化改造方面，很多大中型制造企业开展了相关实践，还有众多企业在跃跃欲试。增加智能装备、建立智能产线、推进智能物流，减少人工，成为很多制造企业的共同选择。智能制造势不可挡，但智能制造只是手段，不是目的。制造企业应当明确推进智能制造的目标，积极学习各种智能制造新兴技术，探讨应用各种智能制造技术的必要性、紧迫性与可行性，具体推进智能制造技术的应用必须做好需求分析与投入产出分析，明确总体拥有成本，根据自己的盈利水平确定合理的投资预算。千万不能为了智能化而智能化，为了争取政府项目而盲目大干快上智能制造项目，以免在老的信息孤岛问题、基础数据不准确的问题依然存在的情况下，又形成新的智能孤岛，甚至形成“仅供参观”的花架子。因此，制造企业推进智能制造，需要把握以下5项基本原则：【原则1】正确理解智能制造。智能制造中的“智能”还处于Smart阶段，智能制造（Smart manufacturing）系统具有数据采集、数据处理和数据分析的能力，能够实现闭环反馈。智能制造的未来趋势是实现“Intelligent”，实现自主学习、自主决策和优化提升。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和智能化技术。智能制造中的“制造”指的是广义的制造，并不仅仅包括生产制造环节的智能化，而是包括制造业价值链各个环节的智能化。企业信息化和工业软件的深化应用，是推进智能制造的基础和前提条件。【原则2】正确理解和应用智能制造使能技术。智能制造使能技术主要包括：物联网、增材制造（3D打印，包含设备、材料、工艺）、云计算、电子商务、电子数据交换（EDI）、PLC、DCS、自动识别技术（RFID、条码、机器视觉）、数控系统、大数据分析（包括工业大数据）、 虚拟现实/增强现实、Digital twin（数字孪生，包括产品、设备、车间）、工业安全、工业互联网、传感器、云制造和信息集成（EAI、ESB）等技术。需要明确的是，部分技术还处于发展的初期阶段，制造企业需要根据自身的产品特点、生产模式和运营模式来综合考虑应用方式。【原则3】必须理解智能化与自动化的本质区别。那些将机器人应用和无人工厂说成是工业4.0的说法是错误的。企业在建设智能工厂时，要整体考虑智能装备的应用、生产线和装配线的数据采集方式、设备布局和车间物流优化、在制品在工序之间的转运方式、生产工艺的改进与优化、材料的创新等，而不仅仅是某些工位的“机器换人”。智能化生产线能够实现柔性的自动化，快速切换生产多种产品，或者可以混线生产多种产品，能够实现生产数据、质量数据的自动采集，并实现自动化系统与质量分析系统、MES系统的信息集成。【原则4】必须做好整体规划，选择适合企业自身特点的实施方案，有效规避风险。推进智能制造需要解决更加复杂的、纵横交错的信息集成问题，例如IT系统与自动化系统的信息集成、供应链的数据交换；推进智能制造需要处理来源多样的异构数据，包括各种来自设备、产品、社交网络和信息系统的海量数据，需要确保基础数据的准确性；推进智能制造需要企业的IT部门、自动化部门、精益推进部门和业务部门，甚至供应链合作伙伴之间的通力合作。因此，制造企业必须充分认识到推进智能制造的复杂性、艰巨性和长期性。制造企业应当做好相关技术的培训，选择有实战经验的智能制造咨询服务机构，共同规划推进智能制造的蓝图。在整体规划的指导下，选择对于企业最有可能迅速见效的突破口优先实施。比如，推进基于物联网的预测性维护服务，促进企业已销售的产品的配件销售，提高客户服务满意度；或者通过实现生产线的智能化，提高设备的整体绩效和产品合格率；通过建立企业级BOM平台，实现产品的在线定制等。【原则5】企业需要建立自己的专业队伍，并选择长期的战略合作伙伴。推进信息化是个系统工程，推进信息化与工业化深度融合是一个更大的系统工程，而推进智能制造更是一个非常复杂的系统工程，涉及到诸多工业软件的集成应用，涉及到智能装备应用、设备联网、数据采集、数据分析和业务流程优化，并且需要与推进精益管理结合起来推进，因此，制造企业需要建立自身的专业队伍，融合信息化、自动化和管理人才，并选择若干长期的战略合作伙伴，包括咨询服务机构、智能制造的整体集成商、解决方案提供商和服务商等。制造企业在推进智能制造项目时，必须注意选择在企业所在行业具有实施和服务经验，产品具有开放性和可扩展性，具有本地化服务能力的解决方案提供商，选择具有良好的沟通能力、项目管理能力和丰富行业经验的项目经理。在推进智能工厂项目时，尤其需要考虑解决方案提供商是否具备软件、硬件和自动化的综合实力。总之，推进智能制造，既要积极布局前沿技术的应用，又要夯实基础，务实推进。纵观中国制造业推进信息技术应用30多年的历程，经历了一个又一个的“工程”，从“会计电算化”、“甩图板”、CIMS工程、“两甩（甩图纸、甩账表）”到制造业信息化工程；产生了一次又一次的“热潮”，从财务软件、CAD、ERP、ASP、云计算、电子商务等，既有政府的积极推进，也有国内外主流厂商的推波助澜。不少制造企业在条件还不具备、对新兴技术认识还不清晰的情况下，就盲目上马应用一些技术尚不成熟的信息化单元系统，实施与应用也不到位，最终形成了很多信息化孤岛，没有达到预期目标，甚至多次推倒重来。因此，不论市场上有哪些“热词”（buzz word）或者热潮，制造企业都不能再盲目跟风，而是应当保持冷静与理智，以免事与愿违。企业需要在提升基础管理水平的基础上循序渐进，积极、稳妥地推进智能制造，从而真正取得实效。「3. 智能制造推进的策略」首先，推进智能制造的核心目的是帮助企业通过实现降本增效、节能降耗、提高产品质量、提升产品附加值、缩短产品上市周期、满足客户个性化需求，以及向服务要效益等途径，提升企业的核心竞争力和盈利能力。推进智能制造绝不能搞面子工程。第二，必须对智能制造有正确的理解和认识。智能制造覆盖企业全价值链，是一个极其复杂的系统工程，不要期望“毕其功于一役”；推进智能制造需要规划、IT、自动化、精益等部门通力合作；不同行业的企业推进智能制造差异很大。推进智能制造，需要引入中立、专业的服务机构，开展多层次、多种形式的培训、考察、交流与学习，让企业上下树立对智能制造的正确认识。此外，需要强调的是，小批量、多品种的企业，不要盲目推进无人工厂；个性化定制和无人工厂是鱼和熊掌不可兼得；不能盲目推进机器换人。第三，大处着眼，小处着手。企业要想推进智能制造取得实效，应当参照e-works智能制造金字塔的相关内容，通过智能制造现状评估、业务流程和工艺流程梳理、需求调研与诊断、整体规划及落地实施5个步骤，画出清晰的智能制造路线图，然后根据路线图和智能制造整体规划，稳步推进具体的项目，注重对每个智能制造项目明确其KPI指标，在测度关键绩效指标的基础上，评估是否达到预期目标。智能制造要取得实效，需要清晰的思路、明确的目标、高层的引领、专业的团队和高度的执行力。图2 智能制造总体框架范例第四，紧密跟踪先进制造技术的发展前沿。近年来，制造业的新材料、新技术、新工艺层出不穷，金属增材制造技术不仅改变了复杂产品的制造方式，还改变了产品结构，也彻底打破了可制造性的桎梏，催生了创成设计等新的设计模式，从计算机辅助人设计，演化为人辅助计算机设计。碳纤维复合材料的广泛应用催生了全新的制造工艺和制造装备。奥迪A8采用了铝制车身，车身焊接不能再使用点焊，取而代之的是铆焊、摩擦焊、激光焊等新工艺。材料和工艺的改进，往往会对产品的性能，例如抗腐蚀、耐久性带来巨大的提升。精密测量技术也在迅速发展，由接触式测量发展到非接触式测量，由离线检测演化为在线检测，由事后检测演化为边测量边加工，从而帮助制造企业提升产品质量。第五，积极稳妥地推进数字化和智能化技术的应用。当前，人工智能技术的发展如火如荼，必将在制造业不断得到应用，尤其是在无人驾驶汽车、质量检测与优化、设备故障诊断和预测等领域。现在已经出现了Google的Tensorflow等开源的人工智能引擎可以应用。此外，虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等可视化技术，在制造业也有很好的应用场景，例如设备操作培训和设备维修维护等。爱立信工厂应用增强现实技术进行电路板的检测，蒂森克虏伯电梯利用MR技术提高电梯维护的效率。Cobot（协作机器人，单臂和双臂）在装配、拧螺丝、涂胶等很多工序可以进行应用，机器人与视觉传感器、力觉传感器的集成应用能够大大提高机器人动作的准确性和灵活性。图3 爱立信工厂利用AR技术辅助进行电路板质量检测第六，选择真正靠谱的合作伙伴。智能制造系统架构十分复杂，也非常个性化，相关技术在不断演进，企业本身也是动态变化，智能制造评估体系和规划方法论也还处于不断完善的过程中，智能制造的推进是一个长期的过程。因此，企业推进智能制造需要寻找专业的合作伙伴，从培训、现状评估、规划，到具体的数字化工厂仿真、产线设计，到真正实现工控网络的建设，并建立工控安全体系，实现IT与OT系统的集成。

截止2014年，学校设有50余个研究机构，拥有1个国家级重点实验室，1个国家级工程技术研究中心，1个国家级技术研究推广中心，1个国家级技术转移示范机构，1个国家级质检中心，6个部省级重点实验室，4个哲学社会科学研究基地。 研究机构 重点实验室级别名称国家级 瞬态物理国家重点实验室 原国防科工委 近程高速目标探测技术国防学科重点实验室 智能弹药技术重点实验室 教育部 功能纳米晶教育部重点实验室 软化学与功能材料教育部重点实验室 高维信息智能感知与系统教育部重点实验室 江苏省江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室 江苏省公安厅社会公共安全重点实验室 工程技术研究中心国家级 国家特种超细粉体工程技术研究中心 中国兵器工业弹药技术研究开发中心 国家民用爆破器材质量检测中心 国家微多蛋白素技术研究与推广中心 原国防科工委 国防科技工业民爆制备工艺技术研究应用中心 国防科技工业大构件焊接技术研究应用中心 国防科技工业弹药自动装药技术研究应用中心 教育部 材料评价与优选设计教育部工程中心 化工污染与控制教育部工程中心 江苏省 江苏省片式元件与材料工程技术研究中心江苏省轨道交通电气自动化工程技术研究中心江苏省轨道交通电气牵引仿真设计公共技术服务中心江苏省药物中间体工程技术研究中心江苏省表面活性剂及助剂工程技术研究中心江苏省电厂废气污染治理工程技术研究中心江苏省改性塑料工程技术研究中心江苏省心脑血管药物工程技术研究中心江苏省高分子聚合发泡材料工程技术研究中心江苏省代糖工程技术研究中心江苏省现代饲料加工装备工程技术研究中心江苏省锻压机械自动化工程技术研究中心江苏省高性能棉纺机械工程技术研究中心江苏省混凝土砌块成型装备工程技术研究中心江苏省汽车电子控制系统工程技术研究中心江苏省稀贵金属爆炸复合工程技术研究中心江苏省驱动设备工程技术研究中心国际/地区合作 中日合作SMC气动研究中心科技开发与技术转移支援中心（香港）中德轨道交通研究院合作共建实验室实验室名称 联合单位 中国-白俄罗斯“真空等离子体技术”国际科学实验室 白俄罗斯戈梅利国立大学 中-法“自动化与信号”国际科学实验室 里尔第一大学 金属纳米材料与技术联合实验室 中国科学院金属研究所 天文光学超分辨探测联合实验室 中国科学院南京天文光学技术研究所 微纳含能器件联合实验室 中国工程物理研究院化工材料研究所 嵌入式智能信息系统联合实验室 加拿大QNX软件系统公司、美国TI德克萨斯州仪器公司 力学联合实验室 瑞士W+B公司 先进制造自动化联合实验室 研华科技 企业创新服务联合实验室 万方数据 体感创新实验室 华硕电脑 智能电网技术与控制联合研究中心 香港城市大学中德金属增材制造技术联合实验室 德国CONCEPT Laser有限公司、上海福斐科技发展有限公创新引智基地高维信息智能感知与系统创新引智基地 微纳米材料与装备引智基地 人文社会科学研究基地江苏省 江苏省产业集群研究基地 江苏省服务型政府建设研究基地 江苏省知识产权发展研究中心 江苏省科技思想库 格莱特纳米科技研究所 作为学校巨资打造的人才特区，南京理工大学格莱特纳米科技研究所，于2012年12月揭牌成立。格莱特纳米科技研究所将以汇聚世界一流科学家为目标，在追寻创新性成果的科研实践中，打造世界顶级纳米技术研究团队和研究基地。该所由国际纳米晶材料权威、德国科学院副院长，身兼德国科学院院士、美国科学院院士、美国工程院院士、印度科学院院士的赫伯特 ·格莱特教授领衔担任所长。格莱特教授于1980年首次提出纳米晶固体的构想，开创了全球纳米材料研究新方向，引发并推进了纳米科技的发展。德国伊尔默瑙工业大学教授雷勇担任常务副所长，德国科学院院士、欧洲科学院院士霍斯特·哈恩教授，德国科学院院士、德国工程学院院士哈拉尔德·福克斯教授，世界上第一个单原子晶体管发明者托马斯·希梅尔教授为高级研究人员，默罕默德·加法里博士等为骨干研究人员。 学术组织 学会名称学校联系单位参加学会情况联系人任职情况中国兵工学会弹道专业委员会 动力学院挂靠张小兵总干事长中国兵工学会弹药专业委员会机械学院挂靠何勇黄正祥 主任委员总干事长 中国兵工学会自动控制与工程专业委员会自动化学院挂靠薄煜明戚国庆 主任委员总干事长 中国兵工学会民用爆破器材专业委员会化工学院挂靠吕春绪陆明 主任委员总干事长 中国兵工学会应用数学专业委员会理学院挂靠杨孝平肖伟 主任委员总干事长 中国兵工学会机械加工专业委员会机械学院挂靠钱林方汪惠芬 主任委员总干事长 中国光学学会光学测试专业委员会电光学院挂靠高志山秘书长中国工业与应用数学学会体育数学专业委员会理学院挂靠朱顺荣秘书长中国宇航学会机械学院常务理事单位廖文和理事全国高校科协工作研究会(筹)校科协副理事长单位廖文和沈家聪 副理事长副秘书长 江苏省军工学会校科协副理事长单位徐复铭理事长江苏省工业设计学会设计艺术与传媒学院挂靠杨敢新陈同纲 理事长秘书长 江苏省现场统计学会经管学院挂靠韩子俊程龙生 理事长秘书长 江苏省系统工程学会自动化学院挂靠王晓锋戴跃伟 副理事长秘书长 江苏省颗粒学会环生学院挂靠王连军杨毅 理事长秘书长 江苏省系统工程学会可靠性专业委员会机械学院挂靠黄文良主任江苏省激光与光学工程学会理学院理事长单位贺安之理事长江苏省化学化工学会化工学院副理事长单位吕春绪副理事长江苏省高等学校科学技术会校科协副理事长单位廖文和沈家聪 副理事长副秘书长 南京国防科学技术工业协会学术中心副理事长单位廖文和王小绪 副理事长副秘书长 南京市现场统计学会理学院挂靠米少君南京市创造学会人文学院挂靠邱凤昌理事长 学术期刊 《南京理工大学学报·自然科学版》：中文核心期刊，美国《化学文摘》（CA），美国《乌利希期刊指南》（UPD），俄罗斯《文摘杂志》（AJ），英国《物理学、电技术、计算机及控制信息社数据库》（INSPEC），荷兰《文摘与引文数据库》（Scopus），中国科学引文数据库（CSCD）扩展库，中国科技论文统计分析数据库（CSTPCD），中国学术期刊综合评价数据库收录期刊。 《南京理工大学学报·社会科学版》：全国高校优秀社科学报、江苏省一级期刊、上海图书馆核心期刊、中国人民大学人文社会科学学术成果评价研究中心和中国人民大学书报资料中心“重要转载来源期刊”。《 弹道学报》：由中国科协主管、中国兵工学会主办、南京理工大学承办的国内外公开发行的学术期刊，创刊于1989年，为中国弹道学领域唯一的学术期刊，是美国工程索引(EiPageone)收录期刊，中文核心期刊、中国科技核心期刊及中国科技论文统计源期刊。 《军工高教研究》《高教文摘》 馆藏资源 截止2014年，学校图书馆馆藏中外文纸本图书文献240余万册；截止2012年底，图书馆拥有中外文电子文献651万册，中外文电子期刊2.7万余种，中外文电子数据库119个。 兵器博物馆南京理工大学兵器博物馆作为国内高校唯一的种类齐全、专业性强的兵器博物馆，经过数十年的广泛收集，珍藏了自第一次世界大战以来世界各国不同历史时期的各类武器装备，囊括了火炮类、轻武器类、弹药类、引言类、军事通讯和光学器材类等诸多门类计6000余件珍贵的藏品。这个集文物收藏、教学科研、陈列展览于一身的兵器博物馆，旨在以珍贵的展品和丰富内容帮助世人了解兵器发展的历史轨迹，普及军事知识，增强国防意识，促进我国兵器研究和国防人才培养，使之成为对广大青少年进行爱国主义和国防教育的重要基地。