智能包装技术在食品行业的应用概述
PRINTING FIELD 2019.01
一、前言
包装在食品流通过程中起着重要作用。食品包
装能有效保护食品，使食品流通更加便利，避免食
品受外界环境条件如微生物、水分、氧气、光线、
灰尘和机械作用等因素的影响；在销售方面，食品
包装能够展示食品的具体信息，以更好地促进食品
销售。随着食品安全问题越来越多地出现在公众面
前，消费者对食品质量和安全性也愈加重视。食品
生产、销售、贮存方式的变化和科学技术的进步，
使得包装技术也随之进步。目前，智能包装技术受
到食品工业的广泛关注并得以迅速发展。
智能包装（Intelligent Packaging，IP）具有
感知、检测、记实、追踪、通信、逻辑等智能功能，
可追踪产品、感知包装环境、通信交流，从而促进
决策，更好地达到实现包装功能的目的。智能包装
在整个供应链中都具有信息交流功能（图1），从
原材料供给开始，到产品制造、产品包装、物流配送，再到消费者手中，使用后包装废弃物的处置，智能包装技术在食品行业的应用概述
付秋莹
智能包装承担着信息感知、储存、传递、反馈的重要功能。二、食品包装中的智能系统智能包装系统可以通过三种主要技术来实现,具体如下。1.指示剂指示剂通过可视的变化，如颜色变化、色彩浓度的增强或颜色沿直线的扩散，为包装食品提供直
图1 智能包装信息交流功能示意图
智能包装的分类及原理
智能包装包括：功能材料型智能包装、功能结构型智能包装及信息型智能包装。它具体体现为：利用新型的包装材料、结构与形式对商品的质量和流通安全性进行积极干预与保障；利用信息收集、管理、控制与处理技术完成对运输包装系统的优化管理等。 （一）功能材料型智能包装技术 功能材料型智能包装是指通过应用新型智能包装材料，改善和增加包装的功能，以达到和完成特定包装的目的。 例： 美国国际造纸公司采用以色列能量纸公(PowerPaper)开发出来的一种超薄柔软电池, 用于一些消费产品的包装, 这种新型电池可像油墨一样被“印刷”在产品的包装上,使之增加灯光、声音, 以及其他一些特殊效果, 可让制造商更有效地通过产品包装来吸引消费者。 （二）功能结构型智能包装技术 功能结构型智能包装是指通过增加或改进部分包装结构，而使包装具有某些特殊功能和智能型特点。功能结构的改进往往从包装的安全性、可靠性和部分自动功能入手进行，这种结构上的变化使包装的商品使用更加
安全和方便简洁。 例： 这种功能结构型智能包装最有代表性的是自动加热和自动冷却包装。这两种包装都是增加了包装的部分结构, 而使包装具有部分自动功能。自动加热型包装是一种多层、无缝的容器, 以注塑成形方法制成, 容器内层分成多个间隔, 容许产品自我加热。它的加热原理是:当使用者拿下容器上的箔, 并按压容器底部时, 容器内的水及石灰石便会产生化学反应, 发放热能,进而令产品加热。自动冷却型包装内置一个冷凝器、一个蒸发格及一包以盐做成的干燥剂, 冷却时由催化作用所产生的蒸气及液体会贮藏于包装的底部。这技术也可应用于普通容器, 它能在几分钟内将容器内物品的温度降低至摄氏17℃。这2 种智能自动型包装适合野外作业人士使用, 例如探险、单车、钓鱼爱好者等。 （三）信息型智能包装技术 信息型智能包装技术主要是指以反映包装内容物及其内在品质和运输、销售过程信息为主的新型技术。这项技术包括两方面 : 其一, 商品在仓储、运输、销售期间, 周围环境对其内在质量影响的信息记录与表现; 其二, 商品生产信息和销售分布信息的记录。记录和
智能包装研究及应用进展
智能包装研究及应用进展 摘要：包装的创新旨在提高、结合或者是扩展传统包装的四大基本功能。智能包装就是包装创新的体现，它是指对环境因素具备“识别”和“判断”，并对感知信息作出响应的功能型包装。本文阐明了智能包装的定义与分类，详细分析了智能包装在国内外的发展、应用现状及市场前景，并提出了智能包装在各个领域的发展趋势，如时间- 温度指示剂（TTI）、气体指示剂（GI）、射频识别技术（RFID）等领域。本文不仅全面地总结了智能包装的发展历程，并且是包装研究人员的创新灵感来源。 关键词：智能包装；食品包装；指示剂；RFID 引言 虽然传统的包装对早期的商品物流系统做出了巨大的贡献，但随着现代社会变得越来越复杂，社会中的每一个个体（商品生产、加工、物流运营商、零售商和消费者）都需要具有创新性的包装, 来保证商品的安全、质量和可追溯性，这需要可以集成在包装的技术。为了包装创新商业的可行性和成功性被目标群体所接受, 他们必须符合日益严厉的监管要求，最低限度地添加防腐剂，最后获得比使用新技术的花费还要有益的结果。此外，包装的创新也应该旨在减少环境压力，考虑可持续发展问题（防止浪费、有效地利用资源、流程优化、回收和再利用）。 如图1，传统意义上包装的功能有四个，分别是保护、流通、便捷和储存。这几个功能并不是互相排斥的，例如，食品包装通过信息流通功能可以为消费者提供便捷的使用方法，也可以为生产者提供物流信息以实施监管。活性包装的出现突破了传统包装难以保存新鲜食物的缺陷。但是，随着科技的发展，智能包装将在活性包装的基础上结合物理、化学、计算机等科技使得包装“智能化”，智能包装能够在一定程度上代替人工，做出有效的沟通和合理决策，并且第一时间能够获取、存储、处理和分享信息。 智能包装和聪明包装往往在各种会议和研讨会上交替使用, 但这些术语也被几个期刊和杂志的作者赋予不同的含义。Brody 等人[1] 定义的智能包装为一个可以感觉和沟通的包装系统, 而聪明包装是一个同时拥有活性包装和智能包装的功能的术语。Clarke[2] 定义的智能包装是一个包含逻辑能力的术语，聪明包装是一个具有沟通功能的术语。Rijk[3] 定义的智能包装, 通过监控包装中食品的条件来传达关于在运输和储存过程中食物质量的信息。这些定义的一个主要弱点是他们自由地组合智能包装 （聪明包装）的特性，却没有认真判断其意义和目的。模棱两可, 含糊不清的定义也大大限制了智能包装的效用。
智能制造概述
智能制造概述 摘要：介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标, 人工智能与I M T、I M S的关系, I M S 和C I M S, 智能制造的物质基础及理论基础, 智能制造系统 的特征及框架结构, 并简要介绍了智能加工中心IMC, 智能制造技木的发展趋势，以及智能制造系统研究成果及存在问题。 关键词：智能制造，IMS, IMC, IMT。 Abstract：Intelligent Manufacturing introduced the background, main contents and objectives, Artificial Intelligence and IMT, IMS relations, IMS and CIMS, intelligent manufacturing and the material basis of the theoretical basis of the characteristics of intelligent manufacturing system and the framework structure, and gave a briefing on intelligence Machining Center IMC, intelligent manufacturing technology development trend of wood, as well as the Intelligent Manufacturing Systems research results and problematic. Key words: Intelligent Manufacturing, IMS, IMC, IMT。 一. 智能制造提出的背景 制造业是国民经济的基础工业部门, 是决定国家发展水平的最基本因素之一。从机械制造业发展的历程来看, 经历了由手工制作、泰勒化制造、高度 自动化、柔性自动化和集成化制造、并行规划设计制造等阶段。就制造自动化 而言, 大体上每十年上一个台阶: 50～60年代是单机数控, 70 年代以后则是CNC 机床及由它们组成的自动化岛, 80 年代出现了世界性的柔性自动化热潮。 与此同时, 出现了计算机集成制造, 但与实用化相距甚远。随着计算机的问世与 发展, 机械制造大体沿两条路线发展: 一是传统制造技术的发展, 二是借助计算 机和自动化科学的制造技术与系统的发展。80年代以来, 传统制造技术得到了 不同程度的发展,但存在着很多问题。先进的计算机技术和制造技术向产品、工 艺和系统的设计人员和管理人员提出了新的挑战, 传统的设计和管理方法不能 有效地解决现代制造系统中所出现的问题, 这就促使我们借助现代的工具和方法, 利用各学科最新研究成果, 通过集成传统制造技术、计算机技术与科学以及 人工智能等技术, 发展一种新型的制造技术与系统, 这便是智能制造技术( In
智能制造概论
国内现有制造业生产线的升级和改造 ——以一次参观为例 孟大德2013212331 一、现存问题 1、参观总结 这次参观是一次因缘际会，和几位本学院老师一起去的，本次参观的是某空调品牌厂商产品生产线上游的一个重庆分厂，这个厂加工的是格力产品中的绝大部分非芯片电路板的零件，包括格力产品的外壳，散热板，风扇等。在参观过程中，纪录片宣传片里面的整洁亮丽，高效畅通的流水线并没有出现，参观了好几个生产车间，我的直观感觉如下： 1）车间生产工序操作零散分布，没有很合理的流水线将其串接； 2）各个工序之间的传送主要靠人力传送，传送需要很多人力装卸，各个工序间由于散乱分布浪费了大量的装卸时间和人力以及生产空间，这成了高效生产最大阻力； 3）由于自动化程度低，需要很多的低技术含量的人力，但是每个工人总是重复很少的生产工步嘛，很多机器可以完成的步骤让人力来完成； 4）整个生产过程中，合理的生产规划没有很好的体现，生产细节控制主要由人的感官控制为主； 5）在生产过程中，会产生各种污染，例如，冲压车床的运作产生大量的噪声，地上积水油污、电焊火花四溅，等等，都没有有效的防治； 6）在空调金属外壳的切割操作会产生很多的废料，这些废料在切割前没有得到合理的面积最大化规划计算，切割之后也没有及时的处理； 7）生产环境恶劣，对于工人持久健康工作有不利的影响，厂房里面暗黑，空气不流通诸如此类的情况都有存在； 8）……。 2、国内生产线现存问题 管中窥豹，可见一斑。这家工厂可以说是国内机械制造工厂的一个缩影，由于国家经济转型，人力成本增加，国内千千万万个这样的工厂面临着转型升级。这家工厂促成这次参观活动，也是想寻求产业升级助力。 通过收集资料，我们可以得到国内机械制造业面临的问题有： 1)成本管理控制较为困难 机械制造企业的技术更新速度越来越快。原来那种产品技术长期不变的情况已经不能够被市场接受。而技术更新则会导致成本的增加，占用企业大量的资金。机械制造的产品定制性很强，基本是按照订单装配、制造、设计、生产；产品的规格繁多，原材料的生产、采购异常复杂，容易造成额外成本的产生；同时为了能够控制产品的品质，也容易导致成本增加。成本管理涉及到多个环节，而当前机械制造企业的成本控制仅仅只停留在成本核算之上，难以真正有效的降低成本，进而造成浪费，不符合精益生产的思想。 2)生产运营和生产现场方面 部分工作人员的生产理念比较落后，生产运作理念难以适应市场竞争的需求。主要
智能制造概述
智能制造概述 1 智能制造国内外发展与应用状况 1.1 美国智能制造的发展与应用 １．１．１背景 20世纪80年代以来，随着经济全球化、国际产业转移及虚拟经济不断深化，美国产业结构发生了深刻的变化，制造业日益衰退，“去工业化”趋势明显。因发展中国家占据廉价劳动力，产业资源丰富等优势，所以部分美国企业将工厂外迁，同时美国加大对房地产、金融等方面的投入，也降低了对制造业的投入。制造业的萎缩导致美国出口产品竞争力下降，净进口规模不断增加，贸易逆差由1980年的190亿美元迅速增加至2008年的6983亿美元。不仅美国低端产品在丧失出口竞争力，高端产品的领先优势也开始动摇，美国高新技术产品在全球市场出口份额所占权重由20世纪末的20%下降至2008年的11%。2008年金融危机爆发后，美国经济遭受重创，美国国内生产总值增长停滞。2009年，金融危
机进一步蔓延，美国国内生产总值萎缩2.6%，创下1947年以来的新低。失业率方面，2009年失业率高达9.3%，远高于1990~2008年的平均失业率。此后，在美国政府一系列救助政策的强力干预下，经济下滑势头得以缓解，但失业率一直在8.5%~10%徘徊。 面对由虚拟经济危机爆发导致的增长乏力、失业率居高不下的困境，美国社会各界深刻认识到实体经济的重要性，美国国内主张发展制造业、改变经济过分依赖金融业的呼声不断高涨。2009年年末，美国提出了重振制造业的经济复活战略，提出了一系列的重振制造业措施。美国政府提出重振制造业战略，不仅是为了尽快摆脱所面临的经济困境，更重要的是要通过发展先进制造业，再次领导全球科学技术的发展，继续保持对全球经济和技术的强大领导力，为经济的繁荣和持久增长打下坚实的基础。 １．１．２发展历程与支持政策 美国在2008年金融危机之前就已经提出了先进制造技术（Advanced Manufac-turing Technology，AMT）的理念，也意识到了制造业的重要性，因此在经济危机爆发后美国需要重振制造业。 20世纪90年代，美国开始了制造业信息化。1993年，美国政府开始实施AMT计划。该计划的目标是研究世界领先的先进制造技术，以满足美国对先进制造技术的需求，提升美国制造业的竞争力。美国国家科
智能包装解决方案
智能包装是指除了产品之外，还提供“额外附加”的任何组件。这些组件可以是任何事物或者技术，从延长保质期到温度、PH值、湿度和新鲜度的显示器和指示器，再到跟踪设备。我们一般是采用如下方式来解决智能包装的问题： 1、赋码方式： ●包材一体化：一物一码（包装盒、软包装袋、编织袋、瓶盖、封口膜）； ●激光打码：生产包装环节，通过激光打标机在线打码（一物一码）； ●油墨喷码：生产包装环节，通过喷码机在线喷码（一物一码）； ●TTO热转印：包装袋灌装前，通过TTO热转印设备离线赋码； 2、在线采集： ●视觉读取器：自动读取产线输送带上的产品条码数据（一物一码）； ●移动数据终端PDA：手持移动终端，人工采集读取产品大、小包装的条 码数据（一物一码）； ●条码扫描枪：工业级扫描枪（USB/RS232接口），安装在电脑桌面上人 工采集读取产品大、小包装的条码数据（一物一码）； 3、数据关联： ●工业控制主机：盒（瓶）码、中盒码、大箱码、垛（托盘）码多级包装 数据； ●条码打印机：按照包装规格，打印关联的外箱条码标签（手工粘贴）； ●外箱喷码机：安装在包装输送线体，在线喷印纸箱彩盒条码； ●自动贴标机：安装在生产线，自动粘贴盒（瓶）、箱标签； 4、辅助配件：分页机、分流线体（输送带）、PLC控制系统、异常报警剔除、 防呆处理系统、出入库门禁管理（RFID）。
成熟的智能包装解决方案对于解决传统包装中遇到的种种问题都能有非常显著的帮助，倍诺致力于将物联网和移动互联网技术全方位应用于企业数字化、移动化和信息化管理，通过一物一码、包材一体化等赋码方式，有效提升数据采集和生产管理的自动化、信息化水平，促进品牌企业在产品和服务全生命周期实现“信息可查询、来源可追溯、去向可跟踪、责任可追究”，为名优企业的品牌保护、产品溯源、二维码应用和工业4.0智能制造转型升级提供“大数据+saas 云服务”一站式解决方案。
智能家居综述
智能家居综述 1 概述 工业化、信息化社会的发展，对家居生活的影响带来了日常生活的革命性变化，从而诞生了智能家居的概念。80年代末期，由于通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这在美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的原型。最初的智能家居主要源自智能建筑行业，主要包括楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统，通过结构化综合布线系统把上述三个系统有机结合起来。随着数字化和网络化技术的发展，智能建筑技术逐渐向家庭发展，在家庭中应用最多的3C 产品之间的界限日益模糊，融合协同的趋势日益明显。各终端厂商以此为切入点，纷纷启动了家庭网络和终端互联技术研究，并提出多种智能家居的应用方案。 2 智能家居的发展现状 自从1984 年世界上的第一幢智能建筑在美国康涅狄格州出现以后，智能家居在国外得以快速发展，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家和地区先后提出了各种智能家居方案。到目前为止，智能家居系统已经开始应用在新加坡、韩国和中国的多个社区家庭，许多国内外的知名企业也开始研究与智能家庭相关的设备和技术。 智能家居从结构角度的变化经历了三次较大的变革，从最初的雏形式的智能家居系统，采用了同轴电缆组建网络，只是简单的实现开关物理量的控制的功能；后来变革到相对成熟、多功能、高效的基于总线模式的视频音频通信的模式；再到以中心处理器为核心，融合所有家居系统，实现真正的集中智能化控制；到现如今主流方向的基于物联网技术，模块化选择服务功能的智能家居系统。一共经历了四代的发展，其相关技术也日趋成熟。 而从智能家居系统相关的协议标准来分，目前市场上被认可的主流系统主要有以下几种：X-10系统，它是美国的主流应用系统，是利用电力线来作为构建网络的平台，用来保证数据的相互传递。同时，它采用集中总控制的模式来实现网络各终端的功能，这就使得该系统的操控相对简单、便利。而此系统的最大优点在于无需重新布线，它是利用电力载波技术，使用发射器将信号发出，再通过接收器接收信号处理后执行相应的操作。这就使得系统在安装工程上不需要为此单独钻孔开槽安装，大大节约了相应的费用和工期。但由于此系统的价格偏于昂贵，且相应的技术还有待提高，如抗干扰性差，通信速度低，所以在国内的推广并不是很成功；EIB系统，这是德国开发的系统，它的设计思路和美国的X-10系统恰好相反，系统各部分数据的交换都是采用总线连接的方式，使用前需要安装好相应的总线系统，并且也是采用中央控制的方式。此系统的最大特点是稳定性及安全性比较高，功能也很强大。但它缺点同样明显，预埋总线的方式不但增加了安装的复杂度和工期，同样此系统的成本也不低；HBS系统，由日本开发研制的
智能制造的内涵及其系统架构探究
一、智能制造的内涵 （一）概念关于智能制造的研究大致经历了三个阶段：起始于20 世纪80年代人工智能在制造领域中的应用，智能制造概念正式提出，发展于20世纪90年代智能制造技术、智能制造系统的提出，成熟于21世纪以来新一代信息技术条件下的“智能制造（Smart Manufacturing）”。 世纪80年代：概念的提出。1998年，美国赖特（Paul Kenneth Wright ）、伯恩（David Alan Bourne）正式出版了智能制造研究领域的首本专著《制造智能》（Smart Manufacturing），就智能制造的内涵与前景进行了系统描述，将智能制造定义为“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制来对制造技工们的技能与专家知识进行建模，以使智能机器能够在没有人工干预的情况下进行小批量生产”。在此基础上，英国技术大学Williams教授对上述定义作了更为广泛的补充，认为“集成范围还应包括贯穿制造组织内部的智能决策支持系统”。麦格劳 - 希尔科技词典将智能制造界定为，采用自适应环境和工艺要求的生产技术，最大限度的减少监督和操作,制造物品的活动。 ——20世纪90年代：概念的发展。20世纪90年代，在智能制造概念提出不久后，智能制造的研究获得欧、美、日等工业化发达国家的普遍重视，围绕智能制造技术（IMT）与智能制造系统（IMS）开展国际合作研究。1991年，日、美、欧共同发起实施的“智能制造国际合作研究计划”中提出：“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动，并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。 ——21世纪以来：概念的深化。21世纪以来，随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及应用，智能制造被赋予了新的内涵，即新一代信息技术条件下的智能制造（Smart Manufacturing）。2010年9月，美国在华盛顿举办的“21世纪智能制造的研讨会”指出，智能制造是对先进智能系统的强化应用，使得新产品的迅速制造，产品需求的动态响应以及对工业生产和供应链网络的实时优化成为可能。德国正式推出工业4.0战略，虽没明确提出智能制造概念，但包含了智能制造的内涵，即将企业的机器、存储系统和生产设施融入到虚拟网络—实体物理系统（CPS）。在制造系统中，这些虚拟网络—实体物理系统包括智能机器、存储系统和生产设施，能够相互独立地自动交换信息、触发动作和控制。 综上所述，智能制造是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术结合，实现工厂和企业内部、企业之间和产品全生命周期的实时管理和优化的新型制造系统。 （二）特征 智能制造的特征在于实时感知、优化决策、动态执行等三个方面：一是数据的实时感知。智能制造需要大量的数据支持，通过利用高效、标准的方法实时
智能包装—技术、应用场景及案例
2018中国包装产业战略发展年会——智能包装与技术创新论坛
目录 1.关键技术 3.应用实例 2.应用场景
关键技术
智能包装的定义智能包装的定义智能包装，指通过创新思维，在包装中加入了更多机械、电气、电子和化学性能的等新技术，使其既具有通 用的包装功能，又具有一些特殊的性能，以满足商品的特殊要求和特殊的环境条件。
智能包装的发展趋 势第一代智能包装技术基于光学/视觉识别，侧重于通过光学特性解决防伪、 追踪、防盗等问题，其特点是只利用一种技术；有别于第一代智能包装技术，第二代智能包装技术将融合印刷电子、RFID、柔性显示等新型技术，使商 品及其包装对于人类更具有亲和力，使人机交互式沟通更为便捷，使得“智能”包装更加主动地呈现出物联网特性。在未来的2-3 年，智能包装市场必将成为物联网产业新的蓝海。
以包装为载体，使用智能传感器技术和全球定位系统，实现物流包装的智能化，收集和掌握包装运输过程中的全部信息，实现对商品物流运输过程 位置信息、震动行为、跌行为的实时监测和可追溯。 智能包装关键技术智能包装云平台（Packaging Digitization ）：包装数字化与可视化的物联网数据处理平台，包括数据的传输、处理、分析、存储和应用（大数据应用）等。 包装可视化（Packaging Visualization ）：通过数字化技术，使包装变成真正的自媒体和万物互联的载体，将商品本身的性状及 位置信息，以及原材料、生产、仓储、物流、销售、消费等全生命周期的数字信息以文字、图形、图像、动画、及音视频等可视化的方式，在包装盒体、终端设备或后台屏幕上实时显示出来，实现实时交互、处理、监控和决策的目的。 包装数字化（Packaging Digitization ）：以包装为载体，以二 维码、图像识别、增强现实AR 、RFID 、NFC 、数字水印、TTI 标签、智能传感等数字化技术为手段，实现对商品的原材料、生产、仓储、物流、销售、消费等全生命周期的数据采集，为构建智慧物联大数据平台提供数据源，实现包装数字化。
智能制造基本概念解读
智能制造基本概念解读 前言 德国工业4.0、美国工业互联网和中国制造2025这三大国家战略虽在表述上不一样，但本质上异曲同工，核心都是智能制造。2017年用友网络股份有限公司-制造事业部也正式更名为“智能制造事业部”，以响应国家号召推动智能制造的发展。但是，智能制造尚处于不断发展过程中，社会各界的认识和理解各有不同。目前国际和国内还没有关于智能制造的准确定义。在用友公司内部也没有明确的关于智能制造的定义。为此本人查阅了相关资料，并将学习过程中的摘录及笔记整理成本文，以供大家进行概念普及。由于时间紧迫、资料有限，错误及疏漏难免，望大家积极反馈（hhp@https://www.360docs.net/doc/f617852144.html,），以便及时修正。 1. 智能制造的概念 2015年5月8日，国务院印发关于《中国制造2025》的通知。通知中明确提出要大力推进智能制造，以带动各个产业数字化水平和智能化水平，加速培育我国新的经济增长动力，抢占新一轮产业竞争制高点。通知中明确了五大工程来推动中国制造2025的落地，智能制造工程为五大工程中的其中一个。 为了进一步落实中国制造2025,2016年12月8日，工业和信息化部、财政部联合制定了《智能制造发展规划（2016-2020年）》。 《智能制造发展规划（2016-2020年）》对智能制造给出了较为明确的定义。智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。推动智能制造，能够有效缩短产品研制周期、提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗，并促进基于互联网的众创、众包、众筹等新业态、新模式的孕育发展。智能制造具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主要功能和经济目标，体现了智能制造对于我国工业转型升级和国民经济持续发展的重要作用。 2. 智能制造的发展目标 《智能制造发展规划（2016-2020年）》明确了智能制造的发展目标。 2025年前，推进智能制造发展实施“两步走”战略：第一步，到2020年，智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展；第二步，到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。 由于我国制造业发展水平参差不齐，有的处于2.0阶段，有的处于3.0阶段，有的在走向4.o阶段。我国实现智能制造必须2.0、3.0、4.0并行发展，既要在改造传统制造方面“补课”，又要在绿色制造、智能升级方面“加课”。对于制造企业而言，应着手于完成传统生产装备网络化和智能化的升级改造，以及生产制造工艺数字化和生产过程信息化
人工智能概述
人工智能 人工智能是20世纪50年代中期兴起的一门新兴边缘科学，它既是计算机科学分支，又是计算机科学、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参透而发展起来的综合性学科。人工智能又称智能模拟，是用计算机系统模仿人类的感知、思维、推理等思维活动。它研究和应用的领域包括模拟识别、自然语言理解与生成、专家系统、自动程序设计、定理证明、联想与思维的机理、数据智能检索等。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；模拟医生给病人诊病的医疗诊断专家系统；机械手与机器人的研究和应用等。 一、人工智能发展史 50年代人工智能兴起，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题、求解程序LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入低谷。 60年代末到70年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。并且1969年成立了国际人工智能联合会议。 80年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展。日本1982年开始了“第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统KIPS”，其目的的是使逻辑推理达到数值运算那么快。 80年代末。神经网络飞速发展。1987年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一科学的诞生。 90年代，人工智能出现新研究高潮由于网路技术特别是国际互联网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。 二、人工智能的优越性
人工智能作为本世纪中叶新崛起的、综合性最强的新兴前沿科学，它涉及非常广泛的学科领域，它也可以同各门科技成果相结合，形成独立的综合性智能科学体系。在当代新的科学技术革命浪潮中，它愈来愈显示出强大的生命活力，具有无限广阔的发展前景。 1.人工智能是人类智能的必要补充。人工智能是随着科学技术的发展，在人们创造了各种复杂的机器设备，大大延伸和扩展了自己的手脚功能，迫切需要相应地延伸思维器官和放大智力功能的情况下，产生发展起来的。它是机器进化的结果，也是人类智能的物质化。它和人脑功能相互联系、相互促进，使人类的认识范围不断地向微观和宏观两极扩展，使人能通过间接方式达到对事物更深层次的本质的认识，使意识的内容得到极大丰富和增长。它已成为人类科学认识和社会实践活动不可缺少的技术“助手”。 中国科学院吴文俊在机器证明方面取得的成果，引起了国内外学术界的重视。他在这个领域内找到了一个快速判定过程，将几何问题表示为代数问题，于1977年证明了初等几何主要一类定理证明可以机械化。后又于1978年证明了初等微分几何中主要一类定理证明可以机械化，而且找到了实现机械化证明切实可行的方法。1980年，他只用了几十个小时就在一台微型机上得出一个不算简单的新定理。吴文俊的工作对人工智能有两点启发：一是强调在人工智能研究中从机器模拟人的求解目的转向讨论机器求解问题的方法;二是使人们重新注意定理证明技术在实际中的具体应用，特别是在实现信息检索机械化中的重要作用。 2.人工智能开辟了人类智力解放的道路。人工智能预示着第三次工业革命的到来，成为改变社会生活面 三、发展前景 3.1 人工智能的发展趋势 加强对人脑科学工业领域的应用，深入调研分析，掌握人工神经网络、机器人、新型人工智能产品等的发展和应用，整合现有资源，形成一些这方面的国家级或省级的技术中心和
智能制造概念详解及架构探究
摘要: 智能制造概念关于智能制造的研究大致经历了三个阶段：起始于20世纪80年代人工智能在制造领域中的应用，智能制造概念正式提出，发展于20世纪90年代智能制造技术、智能制造系统的提出，成熟于21世纪以来新一代信息技术条件下的“智能制造(Smart Manufacturing)”。 一、智能制造的内涵 (一)概念 关于智能制造的研究大致经历了三个阶段：起始于20世纪80年代人工智能在制造领域中的应用，智能制造概念正式提出，发展于20世纪90年代智能制造技术、智能制造系统的提出成熟于21世纪以来新一代信息技术条件下的“智能制造(Smart Manufacturing)”。 20世纪80年代：概念的提出。1998年，美国赖特(Paul Kenneth Wright )、伯恩(David Alan Bourne)正式出版了智能制造研究领域的首本专著《制造智能》(Smart Manufacturing)，就智能制造的内涵与前景进行了系统描述，将智能制造定义为“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制来对制造技工们的技能与专家知识进行建模，以使智能机器能够在没有人工干预的情况下进行小批量生产”。在此基础上，英国技术大学Williams教授对上述定义作了更为广泛的补充，认为“集成范围还应包括贯穿制造组织内部的智能决策支持系统”。
麦格劳- 希尔科技词典将智能制造界定为，采用自适应环境和工艺要求的生产技术，最大限度的减少监督和操作,制造物品的活动。 20世纪90年代：概念的发展。20世纪90年代，在智能制造概念提出不久后，智能制造的研究获得欧、美、日等工业化发达国家的普遍重视，围绕智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS)开展国际合作研究。1991年，日、美、欧共同发起实施的“智能制造国际合作研究计划”中提出：“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动，并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。 21世纪以来：概念的深化。21世纪以来，随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及应用，智能制造被赋予了新的内涵，即新一代信息技术条件下的智能制造(Smart Manufacturing)。2010年9月，美国在华盛顿举办的“21世纪智能制造的研讨会”指出，智能制造是对先进智能系统的强化应用，使得新产品的迅速制造，产品需求的动态响应以及对工业生产和供应链网络的实时优化成为可能。德国正式推出工业4.0战略，虽没明确提出智能制造概念，但包含了智能制造的内涵，即将企业的机器、存储系统和生产设施融入到虚拟网络—实体物理系统(CPS)。在制造系统中，这些虚拟网络—实体物理系统包括智能机器、存储系统和生产设施，能够相互独立地自动交换信息、触发动作和控制。
信息型智能包装技术
信息型智能包装是极具发展潜力的智能包装，是指以反映包装内容物及其内在品质和运输、销售过程信息为主的新型技术。它包括：在仓储、运输、销售期间，利用化学、微生物和动力学的方法，记录包装商品在生命周期内商品质量的改变；以及利用化学、微生物、动力学和电子技术信息收集、管理被包装物的生产信息和销售分布信息，从而使用户能够掌握商品的使用性能及其流向，最终完成对运输包装系统的优化管理。 一、反映商品质量的信息型智能包装技术 气调包装（MAP）技术就是一种可以反映商品质量的信息型智能包装技术，它主要利用化学、微生物的方法，记录包装内环境的变化。 气调包装是指选用密封性能较好的材料包装产品，并采用一定方法来调节包装内的气体环境，以减缓氧化速度，抑制微生物的生长和阻止酶促反应等，从而延长产品的货架寿命。气调保鲜包装的技术关键是复合保鲜气体的比例控制精度及气体置换率。气调保鲜气体一般由二氧化碳、氮气、氧气及少量特种气体组成。二氧化碳气体具有抑制大多数腐败细菌和霉菌生长繁殖的作用，是保鲜气体中的主要抑菌成分；氧气具有抑制大多数厌氧菌生长、保持鲜肉色泽和维持新鲜果蔬需氧呼吸、保持鲜度的作用；氮气是惰性气体，与食品不起作用，作为填充气体，与二氧化碳、氧气及特种气体组成复合保鲜气体。 在记录包装内环境的变化方面，芬兰的VTT生物技术实验室研制的智能包装指示剂已经取得实质性的成果。这种指示剂的关键意义在于具有直接给出有关食品质量、包装和预留空间气体、包装的贮藏条件等信息的能力。 保鲜指示剂包括渗漏指示剂和新鲜度指示剂，通过对微生物生长期间新陈代射的反应直接指示出食品的微生物质量。比如用于MAP中氧气渗漏检测的指示剂，就是以氧敏性染料为基础的，这种渗漏指示剂适合于MAP产品的质量控制。除了含有氧敏成分，还包含了吸氧成分。吸氧成分的存在使泄漏指示剂不会与MAP中的残余氧气发生反应；而且由于指示剂溶入了薄膜中，可以有效防止包装过程中的氧化作用。这种指示剂与包装空间的氧气发生不可逆的化学反应，生成的是稳定的有色化合物，利用这种不可逆性可以实现减少或消除包装中氧气的目的，延长产品的货架寿命。另外，利用漆酶催化促酶反应形成有色产物，在有氧条件下，漆酶可氧化多种基质。视指示剂的构成可生成各种有色化合物，如从ABTS可生成从浅绿到深绿的有色产物。这种指示剂遇氧发生反应，出现快速明显的颜色变化，从而显示包装体破损信息。 然而，有研究表明，渗漏指示剂的颜色变化是可逆的，颜色依据存在的氧气浓度而变化，所以在泄漏指示剂中的可逆性并不可取。因为一旦包装完整性遭到破坏，进入包装件的氧气可能会在微生物的生长中被消耗光。 新鲜度指示剂则是通过对微生物新陈代谢产物的反应来直接指示产品中的微生物质量。禽肉类包装食品在贮藏期间会产生大量的硫化氢气体，它与肌红蛋白反应会形成绿色的硫肌球素。以肌红蛋白为主要成份的新鲜度指示剂中就运用了硫肌球素的形成法，这种新鲜度指示剂贴在内装新鲜禽肉的包装浅盘的封盖材料内表面，其颜色变化与禽肉质量相互关联，即硫化氢气体一经产生，指示剂随即发生颜色变化，工作人员就可以直接观察到这种变化，从而实现对家禽肉类的气调包装的质量控制。
智能家居总线技术的概述
智能家居总线技术的概述 【摘要】本文主要介绍了智能家居的4种主流总线技术，并介绍其原理和特点，最后分析了未来智能家居总线技术的发展趋势。 【关键词】智能家居；总线；RS-485；X10；LonWorks；CAN 20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化出现。80年代中期，将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念。80年代末，通信与信息技术的发展，出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的原型。 智能家居最初的定义是：将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置，通过总线技术连接到一个家庭智能系统上，进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。总线技术是智能家居的基本单元，也是智能家居的核心。 随着智能家居的不断发展，已经有一些较为成熟并广泛应用的智能家居总线技术，如RS-485、X10、LonWorks、CAN等。下文将对这4种总线技术的原理做简单介绍，并分析它们在智能家居应用中的特点。 1 RS-485总线 RS-485是一种非常常见的总线。在通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。它采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 市场上一般RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态。因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。 在早期的智能家居产品中经常能看到其应用，目前已经较少使用。但大部分的智能家居产品都会留有对RS-485的接口，以便于设备的兼容。RS-485总线相较于现在其他的总线，在通信效率，抗干扰能力等诸多方面都存在着不足。但其总线协议简单，且已经得到广泛应用，得到了大多数厂商的支持，所以仍有其存在的价值。 2 X10总线 X10是一种国际通用的智能家居电力载波协议。该协议支持通过电力线相互
智能技术研究报告
智能技术研究报告 ——模糊控制理论在汽车中的应用 0842812114 胡皓 一、模糊控制的概述 １、什么叫模糊控制？ 所谓模糊控制，就是对难以用已有规律描述的复杂系统，采用自然语言（如大、中、小）加以叙述，借助定性的、不精确的及模糊的条件语句来表达，模糊控制是一种基于语言的一种智能控制 2、为什么采用模糊控制？ 传统的自动控制控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(即传递函数模型或状态空间模型)的基础上，但是在实际中，很多系统的影响因素很多，油气混合过程、缸内燃烧过程等) ，很难找出精确的数学模型。这种情况下，模糊控制的诞生就显得意义重大。因为模糊控制不用建立数学模型不需要预先知道过程精确的数学模型。要研制智能化的汽车，就离不开模糊控制技术如汽车空调：人体舒适度的模糊性和空调复杂系统 3、工作原理 ?把由各种传感器测出的精确量转换成为适于模糊运算 的模糊量,然后将这些量在模糊控制器中加以运算, 最后再将运 算结果中的模糊量转换为精确量, 以便对各执行器进行具体的 操作控制。 ?在模糊控制中, 存在着一个模糊量和精确量之间相互
转化的问题 模糊控制原理图 s:系统的设定值。 x1, x2:模糊控制的输入(精确量)。 X1 , X2:模糊量化处理后的模糊量。 U:经过模糊控制规则和近似推理后得出的模糊控制量。u:经模糊判决后得到的控制量(精确量)。 y:对象的输出。 也可以表示成 工作步骤： 输入量模糊化 建立模糊规则 进行模糊推理
输出量反模糊 3、模糊控制的特点 ①适用于不易获得精确数学模型的被控对象， ②是一种语言变量控制器 ③从属于智能控制的范畴。该系统尤其适于非线性，时变，滞后系统的控制 ④抗干扰能力强，响应速度快，并对系统参数的变化有较强的鲁棒性。 二、模糊控制在汽车的应用方面 1、ABS防抱死系统工况的多变及轮胎的非线性 2、汽车巡航系统外界负荷的扰动、汽车质量和传动系效率的不确定性、被控对象的强非线性 3、汽车空调人体舒适感的模糊性和空调复杂结构 4、半主动悬架系统参数不稳定性 5、发动机 三、在汽车空调上的应用 对汽车空调系统的要求： ★技术性能和控制性能优良，满足人体舒适性的要求； ★节能 ★自动控制的应用是达到这两方面要求的一个重要途径。 经典控制理论：建立数学模型 现代控制理论：状态方程
智能制造的内涵及其系统架构探究 (2)
一、智能制造的内涵 (一)概念关于智能制造的研究大致经历了三个阶段:起始于20世纪80年代人工智能在制造领域中的应用,智能制造概念正式提出,发展于20世纪90年代智能制造技术、智能制造系统的提出 , 成熟于21世纪以来新一代信息技术条件下的“智能制造(Smart Manufacturing)”。 世纪80年代:概念的提出。1998年,美国赖特(Paul Kenneth Wright )、伯恩(David Alan Bourne)正式出版了智能制造研究领域的首本专著《制造智能》(Smart Manufacturing),就智能制造的内涵与前景进行了系统描述,将智能制造定义为“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉与机器人控制来对制造技工们的技能与专家知识进行建模,以使智能机器能够在没有人工干预的情况下进行小批量生产”。在此基础上,英国技术大学Williams教授对上述定义作了更为广泛的补充,认为“集成范围还应包括贯穿制造组织内部的智能决策支持系统”。麦格劳 - 希尔科技词典将智能制造界定为,采用自适应环境与工艺要求的生产技术,最大限度的减少监督与操作,制造物品的活动。 ——20世纪90年代:概念的发展。20世纪90年代,在智能制造概念提出不久后,智能制造的研究获得欧、美、日等工业化发达国家的普遍重视,围绕智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS)开展国际合作研究。1991年,日、美、欧共同发起实施的“智能制造国际合作研究计划”中提出:“智能制造系统就是一种在整个制造过程中贯穿智能活动,并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。 ——21世纪以来:概念的深化。21世纪以来,随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及应用,智能制造被赋予了新的内涵,即新一代信息技术条件下的智能制造(Smart Manufacturing)。2010年9月,美国在华盛顿举办的“21世纪智能制造的研讨会”指出,智能制造就是对先进智能系统的强 化应用,使得新产品的迅速制造,产品需求的动态响应以及对工业生产与供应链网络的实时优化成为可能。德国正式推出工业4、0战略,虽没明确提出智能制造概念,但包含了智能制造的内涵,即将企业的机器、存储系统与生产设施融入到虚拟网络—实体物理系统(CPS)。在制造系统中,这些虚拟网络—实体物理系统包括智能机器、存储系统与生产设施,能够相互独立地自动交换信息、触发动作与控制。 综上所述,智能制造就是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术结合,实现工厂与企业内部、企业之间与产品全生命周期的实时管理与优化的新型制造系统。 (二)特征 智能制造的特征在于实时感知、优化决策、动态执行等三个方面:一就是数据的实时感知。智能制造需要大量的数据支持,通过利用高效、标准的方法实
《智能制造技术》课程教学大纲
《智能制造技术》课程 教学大纲 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《智能制造技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 （一）课程名称：智能制造技术Intelligent manufacturing technology （二）课程编码：100280029 （三）课程类别及性质：专业选修课 （四）学时及学分： 1.课内学时：总学时数36，其中：理论学时18 ，实验（实践）学时18。 2.自主学习学时：0 3.学分：2 （五）适用专业：车辆工程（本科） （六）先修课程：汽车单片机与网络通信技术、互换性与测量技术、机械设计基础、机械制图、电工与电子技术、汽车CAD制图、自动控制原理、机械制造基础 （七）授课学期：第六学期 （八）教材及参考资料 1.推荐教材： 《智能制造技术基础》，邓朝辉主编，华中科技大学出版社，2017年9月。 2.参考书目： 《智能制造基础与应用》，王芳主编，机械工业出版社，2018年8月。 二、课程教学目标
三、教学进度安排 注：教学方法主要有讲授、讨论、实验、演示等。 四、课程教学内容 第一章概论（共4学时） （一）教学目标 通过本章学习，了解智能制造技术发展和意义，了解智能制造技术内涵、特征、目标及发展趋势，了解智能制造技术体系。 （二）支撑课程教学目标指标点 1.智能制造技术发展和意义 2.智能制造技术内涵、特征、目标及发展趋势 3.智能制造技术体系 （三）教学内容要点 1.智能制造技术发展和意义 2.智能制造技术内涵、特征、目标及发展趋势 3.智能制造技术体系 （四）重点与难点 重点: 1.智能制造技术发展和意义 2.智能制造技术内涵、特征、目标及发展趋势 3.智能制造技术体系 难点：1.智能制造技术体系 （五）课堂互动选题 1.什么是智能制造？ （六）自主学习内容 1.智能制造技术内涵、特征、目标及发展趋势 （七）课外作业选题 1.简述智能制造技术体系有哪些。