先进制造新概念.pdf

第9章 先进制造新概念 9.1智能制造 • 9.1.1智能制造研究的背景 市场的因素 技术进步因素 • 9.1.2智能制造的含义 智能制造技术是指在制造工业的各个环节，以一种高度 柔性与高度集成的方式，通过计算机模拟人类专家的智能活 动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制 造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收 集、存储、完善、共享、继承与发展的技术。 9.1智能制造 • 智能制造系统 基于IMT的制造系统(IMS)则是一种借助计算机，综合应用 人工智能技术、智能制造设备、agent技术、材料技术、现代 管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技 术。在国际标准化和互换性的基础上，使得制造系统中的经营 决策、生产规划、作业调度、制造加工和质量保证等各个子系 统分别智能化，成为网络集成的高度自动化制造系统。 9.1智能制造 • 智能制造系统的特点 制造系统的自组织能力 制造系统的自律能力 自学习和自维护能力 整个制造环境的智能集成 9.1智能制造 • 9.1.3智能制造研究的支撑技术 • 1.人工智能技术 • 2.并行工程 • 3.虚拟制造技术 9.1智能制造 • 9.1.4智能制造研究的内容 • 1.智能制造理论和系统设计技术 • 2.智能制造单元技术的集成 1) 智能设计。应用并行工程和虚拟制造技术， 实现产品的并行智能设计。 2) 生产过程的智能规划。在现有的检索式、半 创成式CAPP系统的基础上，研究和开发创成式CAPP 系统，使之面向IMS。 3) 生产过程的智能调度。 4) 智能监测、诊断和补偿。 5) 生产过程的智能控制。 6) 智能质量控制。 7) 生产与经营的智能决策。 9.1智能制造 • 3.智能机器的设计 • 智能机器是IMS中模拟人类专家智能活动的工具之 一，因此，对智能机器的研究在IMS研究中占有重要 的地位。IMS常用的智能机器包括智能机器人、智能 加工中心、智能数控机床和自动引导小车(AGV)等。 9.1智能制造 • 9.1.5日本智能制造系统国际合作计划 从1995年开始，IMS计划进入全面实施阶段，总投资为40 亿美元，到目前为止共批准了12个项目： 1) 面向21世纪的全球制造业的企业集成——全球人21 （Globeman21）。 2) 具有分布、自律、敏捷、仿生、分形等特点的下一代制 造系统（NGMS）。 3) 全能制造系统（HMS）。 4) 知识系统化（GNOSIS）。 5) 变结构物料储运系统（MMHS）。 6) 快速产品开发（RPD）。 7) 人机共存系统的组织问题（HUMACS）。 8) 创新型和智能型现场工厂建设研究（IGT）。 9) 数字化模具设计系统（3DS）。 10) 智能复合产品。 11) 人的感觉因素对产品全生命周期的影响（INCOMPRO）。 12) 适用于全球分布式企业设计、规划、运行的建模与仿真 环境（MISSION）。 9.1智能制造 • 9.1.6中国国家自然科学基金重点项目“智能 制造技术基础”的研究 项目背景 研究成果与特色 9.2敏捷制造 • 9.2.1基本概念 • 定义 以柔性生产技术和动态组织结构为特点，以高 素质、协同良好的工作人员为核心，实施企业间网 络集成，形成快速响应市场的社会化制造体系。 9.2