当前，全球数字化浪潮方兴未艾，新一代智能技术与制造业深层次地融合发展，正深刻改变着制造业发展模式。人机一体化智能系统的发展已然成为全世界制造业重构竞争优势、塑造产业特点、转换发展理念的关键，也是我国制造业实现高水平发展的重要转型战略。党的二十大报告提出，要推动制造业高端化、智能化、绿色化发展，为制造业高水平质量的发展指明了前进方向。以数字技术为支撑的工业互联网，促进了数据等生产要素的高效流动，为企业组织产品创新、商业模式创新和技术创新提供了更多支撑。
顺应经济社会数字化转型大趋势，推动传统行业企业科学高效开展数字化转型，对于激发经营主体活力、塑造竞争新优势、实现高水平发展至关重要。作为制造业的分支，近几年来，紧固件企业也在加快发展人机一体化智能系统，入围人机一体化智能系统示范工厂数量有近20家。
加快推动人工智能、5G、工业互联网、物联网、区块链、云计算、大数据等新一代信息技术与制造业融合发展：实施“5G+工业互联网”创新行动、推进智慧供应链网络、智能车间、智能工厂等建设；探索生产计划智能排产、生产的全部过程智能协同；支持开展各行业“机器换工”和人机一体化智能系统样板工厂（车间）示范项目建设等。紧固件企业通过智能化改造推动企业机器换工、生产换线、产品换代，生产效率平均提高约20%，产品升级研发周期平均缩短约31%，产品不良品率平均降低约20%。开发转化智能装备技术，发展专精智能装备。在复合数字控制机床、工业机器人及集成应用、智能化专用装备等方面开发了一批先进适用产品，推动实现替代进口产品。
智能制造作为推进制造强国建设的主攻方向，在政产学研用各界受到格外的重视，并形成高度共识，积极地推进落地实施。各级政府出台了一系列人机一体化智能系统发展规划、人机一体化智能系统工程实施指南、行动计划、专项行动，启动了一批智能制造相关试点示范专项，取得了丰硕成果。
紧固件企业虽然确立了智能制造的主攻方向，并在推进实施中取得了很明显的成效，但是任旧存在很多明显问题，严重制约人机一体化智能系统发展。技术层面存在很多瓶颈，智能制造人才十分短缺，企业基础薄弱并且差异很大，地区发展很不平衡，实施智能制造的主体，广大企业对智能升级需求强烈但存在许多困惑和难题。GAF2023全球螺丝君技术大会暨博览会，顺势也设置了“高端紧固件智造暨智慧工厂，降本增效大会”来进行专题探讨。
然而，重点紧固件企业在主要领域的一般完成了数字化、网络化改造，引入了数字化工具和信息化软件，建设了数字化工厂，数据已慢慢的变成为企业的一个重要生产要素。
湖南飞沃新能源科技股份有限公司，近年来开始大量应用机器视觉、AI算法（深度学习）等技术，以工业软件、工业机器人、AI智能检验、AI智能测试、智能物流、5G、AGV等融合创新应用，打造了行业内“机器换工”和人机一体化智能系统样板工厂的典范，产生了良好的经济效益，得到了各级领导的肯定，也吸引了众多紧固件行业的同行伙伴前来参观交流。
车间里，一台台伸展“手臂”的机器人取代了人工，在生产线上有序进行调质热处理、热锻、机械加工、表面处理等操作，让预埋螺套的加工时间缩短70%、产量提升72%。在涵盖研发设计、采购供应、计划调度、生产作业、质量管控、企业管理、仓储物流等全流程的智能制造系统加持下，这家公司实现从单品到多个细致划分领域系列新产品的创新和突破，其中风电预埋螺套产品市场占有率稳居全球第一。
数字化改造促进企业管理升级。在河北邯郸深圳大和钻尾螺钉紧固件公司，专注打造高端数字化、绿色化车间，破解了成本上升、产品质量参差不齐等问题。如浙江宁波金鼎紧固件有限公司一个高24米、占地约4000平方米的立体仓库内，仓储发货、盘点、清仓等步骤均已实现自动化，装满一个标准集装箱柜只需25分钟，装车效率提升了30%。把数字技术融入企业管理，能够用数字化方式优化公司运营，从而提升效率，是行业内“机器换工”和人机一体化智能系统样板工厂的旗帜。
当前，开展智能制造数据分析主要是利用信息系统内的某一类数据，由于缺少解决工业大数据杂乱问题的工具和方法，且不同生产环节产生的数据具有不一样的特性，因此，怎么样才能解决人机一体化智能系统的共性数据问题和特质数据问题？如何有效利用这一些数据实现人机一体化智能系统人机协同场景？是数据科学与机械工程交叉研究的一个重点方向。
随着传感器、5G网络的普及应用，公司制作数据、操作数据设备数据、质量数据和物耗能耗数据等均实现了在线采集，工业数据呈现海量式爆发性增长，但是受限于现存技术的有限建模和表现能力，其对复杂异构数据的处理和识别精度没办法实现工业数据的价值创造。通过引入数据挖掘和机器学习方法，建立通用性标准化规范模型，统一数据标准，能够更好地识别工业数据特征，解决工业数据大、散、多的问题。
随着数字化设备在生产线中持续不断的增加，不同设备产生数据的有序流动构成了制造全过程数据流，通过数据流与生产的基本工艺的融合，使得企业排程出现重大变革。对公司制作过程中涉及的计划排程、物料平衡、预测性维护等维度的相关数据信息进行深层次的智能数据采集与挖掘，开展生产计划调度过程中所涉及的准时化生产、混合生产等多种不同业务场景下的智能排程算法建模，能够更好地从不同角度分析企业的各种生产业务指标，并从中发现规律、预警异常、提高应急能力，最终达到监控生产活动、提供生产效率的目的，支撑企业生产平衡。
随着紧固件企业智能终端三维处理能力的快速发展和低成本传感显示元件不断涌现，虚拟世界和物理世界可以通过智能终端建立连接。但是，由于工业领域大数据的特性，人机交互场景的采集和识别准确率偏低，人机交互效率和交互程度无法满足紧固件企业场景的需求，制造的各个环节相互独立、协同性弱又导致了智能设备的通用性较差。通过建立数据流驱动下的人机交互场景，实现虚拟信息技术与实体经济在生产制造全过程和各领域全面、深度、智慧化耦合，通过数据信息的实时更新和精准控制，开展设计、工艺、制造、管理和物流等环节的集成优化建模研究，能够提高制造执行、过程控制的精确化程度，解决人机交互与共融的共性问题。
为此，结合紧固件企业数据DAAS、数据传输、感知交互等资源，从研发设计、生产制造、工业装配、工业检测和远程运维五个维度建立状态感知、虚拟现实呈现、人机协同及精准执行的企业业务管理，以可视化呈现方式实现数据的自动流动、感知分析、决策执行，实现工业数据虚实融合场景，从而不断驱动、完善并提升生产的全部过程，降低复杂生产系统的不确定性，促进生产过程各维度业务管理水平的螺旋上升，对于加快实现智能制造支撑数字经济发展具有实际的意义。
面临工业机器人的大规模应用瓶颈问题，工业机器人的应用一般以非标集成应用为主，目前智能工厂改造投资回收期普遍偏长，基本上5年内的回收期可被先进制造企业接受，但大量的中小企业都只能接受2～3年的回收期。工业机器人的应用需要克服机器人选型、专用机构开发、机器人编程测试和应用服务等多个环节的成本问题。应用切换代价大，单个应用用量低会导致研发摊销高。再加上工业机器人系统对人工替代不彻底、建设维护成本高等原因，导致市场分散、运维成本居高不下。
1）核心控制器及应用软件研发问题，工业机器人控制包括应用与执行部分，是工业机器人应用扩展和应用水平的核心载体。如何形成工业机器人应用生态，打破应用开发的门槛，加速工业机器人应用软件的复制，是工业机器人应用扩展面临的主要问题。
2）工业机器人驱动的标准化问题，非标工业机器人硬件类型多，各类扩展接口标准复杂，如何形成标准的接口访问模型，利用社会化、市场化模式开发工业机器人的应用软件，是工业机器人快速应用面临的问题。
3）工业机器人专机和零部件的模块化问题，尤其是控制器、减速机、机械臂以及视觉模块、系统化接口模块等软硬件二次应用开发能力，是工业机器人快速形成应用形态的主要障碍。
4）如何进行工业机器人应用的快速设计，如采用低代码工具，自学习示教等，形成工业机器人快速开发的标准方式。
5）如何提升工业机器人行业服务能力，在工业机器人应用交付后，通过远程在线方式，进行工业机器人低成本服务，并形成快速培训方法，减少本地化服务门槛，这也是阻碍工业机器人广泛使用的核心难题。
中国工业机器人领域长期处于卡脖子的状态，但中国紧固件企业具备全世界最大的潜在市场，尤其是与核电、风电、汽车、轨道交通动车组、航空航天配套诸多最大规模的生产与应用市场，足够的应用机会足以催生多领域的工业机器人龙头企业，从而在核心技术和应用技术方面快速赶超，让紧固件企业从一个劳动密集型的发展阶段进入工业机器人广泛应用的发展阶段，跨越当前人工等成本拉高带来的发展瓶颈。
智能制造是新一代信息技术与先进制造业深度融合，贯穿设计、生产、管理和服务等制造活动各个环节。智能制造除了需要熟悉数字化、网络化、智能化技术的专业型人才，更迫切需要具备机电、工业软件、控制、计算机和工业工程等基础的跨专业人才及兼备学科交叉的系统级人才。目前智能制造系统工程师紧缺。
高校作为智能制造人才供给侧的主要来源，培养的人才大多以机电类、自动化类为主，学科分割严重，在网络通信、工业软件等新一代信息技术方面存在不足；而新一代信息技术专业人员则乏有机电类、自动化类的知识和经验。部分本科院校虽然设置了如智能制造工程技术、机器人工程等新工科专业，但高校人才培养目标与产业发展需求差距较大，人才培养的质量不足以满足智能制造发展的实际需求。
在企业中，系统级人才仍然十分稀缺。随着人工智能、大数据、工业互联网及5G等新一代信息技术与汽车制造技术加速融合，对既掌握新一代信息技术又熟悉行业技术的系统级人才的需求越来越大；而此类系统级工程技术人员的培养周期长，且培养难度大，企业面临招不来、留不住的困局。系统级人才紧缺问题制约了行业人机一体化智能系统的快速发展，其问题的解决迫在眉睫。加强人才培养和引进，建立智能制造人才培养体系，鼓励企业与高校、科研机构深化产学研用合作，加快培养具有创新能力和实践能力的人机一体化智能系统人才，提高自主创新能力，为人机一体化智能系统持续注入活力。
随着时代的发展和社会的进步，在当前紧固件制造领域，人机一体化智能系统技术已经成为一项重要的技术手段。灵活应用人机一体化智能系统技术，对于提高紧固件产业的生产质量和经营效益具有重要作用。
因此，相关政府部门和企业应该予以高度重视，结合实际情况，深入探索人机一体化智能系统技术的升级和应用方案，迎合低碳经济模式，不断开发和创造，立足紧固件加工领域的生产需求，充分的发挥智能制造技术的非消极作用，营造良好的外部市场之间的竞争环境，同时给予企业一定的财政等资源支持，促进企业智能制造技术深度应用，助力我国紧固件不断向前发展。
