智能制造概述

智能制造概述，内容涵盖智能制造的时代背景，智能制造的内涵和特点，智能制造的关键环节，智能制造的标准化。

智能制造概述

• 智能制造的时代背景
  • 智能制造的产生
    • 第一次工业革命，机械化
    • 第二次工业革命，电气化
    • 第三次工业革命，数字化
    • 第四次工业革命，智能化
    • 20世纪以来，自动化制造的发展历程
      • 50，60年代，硬件数控HNC
      • 70年代以后，计算机数据控制CNC
      • 80年代，先进制造技术
      • 90年代，智能制造IMT和智能制造系统IMS
  • 全球制造业转型现状
    • 德国，（工业4.0战略）
      • 以机械化，自动化和信息化为基础，建立智能化的新型生产模式与产业结构
    • 美国，（工业互联网）
      • 倡导将人，数据和机器连接起来，形成开放的全球化的工业网络
    • 日本，（机械人新战略）
      • 机器人开始应用大数据实现自律化，机器人之间实现网络化
    • 中国，（中国制造2025）
      • 以信息技术与制造技术深度融合的数字化，网络化，智能化制造为主线，提高国家制造业创新能力
• 智能制造的内涵和特点
  • 智能与制造
    • 广义
      • 制造是把原材料变成有用物品的过程
        • 产品设计
        • 材料选择
        • 加工生产
        • 质量保证
        • 管理和营销
    • 侠义
      • 制造是从原材料到成品的生产过程中的部分工作内容
        • 毛胚制造
        • 零件加工
        • 产品装陪
        • 检验
        • 包装
  • 智能制造的定义
    • 面向产品的全生命周期，以新一代信息技术为基础，以制造系统为载体，在其关键环节或过程，具有一定自主性的感知，学习，分析，决策，通信与协调控制能力，能动态地适应环境的变化，从而实现某些优化目标
  • 智能制造的主要特点
    • 实时感知
      • 自组织能力
      • 自律能力
    • 优化决策
      • 自学习和自维护能力
      • 整个制造环境的智能集成
    • 动态执行
      • 人机一体化
      • 虚拟现实
  • 智能制造的目标
    • 智能制造概念刚提出时
      • 使智能机器在没有人干预的情况下进行小批量生产
    • 中国制造2025
      • 两提升，三降低
    • 工业4.0
      • 满足用户个性需求
      • 提高生产的灵活性
      • 实现决策优化
      • 提高资源生产率和利用率
      • 通过新的服务创造价值机会
      • 应对工作场所人口多变化
      • 实现工作和生活的平衡
      • 确保高工资仍然就有竞争力
• 智能制造的关键环节
  • 智能设计
    • 定义
      • 智能设计是指用现代信息技术，采用计算机模拟人类的思维活动，提高计算机的只能水平，从而使计算机能够更多，更好地承担设计过程中各种复杂任务，成为设计人员的重要辅助工具
    • 智能设计的特点
      • 以设计方法学为指导
      • 以人工智能为实现手段
      • 以建模仿真为重要内容
      • 面向集成智能化
      • 提供强大的人机交互功能
    • 智能设计的关键技术
      • 设计知识表示
      • 设计概念的符号化演绎与传递
      • 设计意图的模糊交互
      • 设计理性知识检索
      • 大数据时代的设计知识智能挖掘
  • 智能加工
    • 定义
      • 智能加工借助先进的检测，加工设备仿真手段，实现对加工过程的建模，仿真，预测和对加工系统的检测与控制。同时集成现有加工知识，使加工系统能够根据实时工况自动优化加工参数，调整自身状态，获得最优的加工性能与最佳的加工质效
    • 智能加工的关键技术
      • 加工过程仿真与智能优化
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      • 制造过程智能监控与误差补偿
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      • 基于机器视觉的加工质量智能检测
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  • 智能装配
    • 装配单元自动化
    • 装配过程数字化
    • 信息传递网络化
    • 过程监控智能化
    • 质量监控精确化
  • 智能服务
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• 智能制造的标准化
  • 智能制造标准化参考模型
    • 智能制造的本质是实现贯穿三个纬度的全方位集成，包括企业设备层，控制层，管理层等不同层面的纵向集成，跨智能特征的横向集成，以及产品全生命周期的端到端的集成
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  • 智能制造标准体系框架
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• 启发: 1. 均注重结合本国优势，相互学习借鉴; 2.均瞄准广泛互联的工业网络、贯穿产品全生命周期的 信息数据链和具备感知、控制与联网功能的智能装备等重点技术领域; 3. 均强调建立创新基础设施，推动统一标准的制订，为 智能制造的发展提供保障。 4.我国应基于我国工业的实际情况，借鉴别国经验，制 造出适合我国国情的标准化战略。
• 随着计算机的问世，机械制造业大体沿着两条路线发展 1.传统制造技术的发展 2.借助计算机和数字控制科学的智能制造技术与系统的发展