智能制造与数字化工厂.pptx

2013中国移动-高校学术论坛智能制造与数字化工厂华中科技大学制造装备数字化国家工程研究中心黄 刚2013年08月提 纲一、两化融合下的数字化与智能化制造二、数字化工厂概述三、相关研究与案例大背景：信息化与工业化融合产品本身：信息技术（IT，Information Technology）的应用使机械产品本身向数字化转变，深刻改变了机械产品的内涵；生产活动：计算机辅助设计、工艺、制造、测试、管理等先进技术手段使企业生产的自动化、柔性化、智能化程度大大提高，全面提升了企业的能力；大背景：信息化与工业化融合制造模式：信息技术向制造业的全面渗透，还产生了许多新的工业化理念，如“协同生产”、“敏捷制造”、 “大规模客户化定制”等；未来发展：信息技术新的发展，如下一代互联网、云计算、无线传感、物联网等，将更加广泛而深刻地引起机械工业的变革。 英国前后机身机翼德国驾驶舱和中段工装法国美国机舱内装饰其它供应商西班牙发动机发动机机架垂直尾翼水平尾翼第四次工业革命：全面的智能化工厂第四次工业革命智能化工厂智能装备及信息通信敏捷制造智能制造第三次工业革命高自动化柔性生产计算机信息技术驱动第二次工业革命批量流水线生产电力驱动第一次工业革命机械化生产蒸汽驱动18世纪末20世纪初70年代初至今机械化电气化数字化智能化蒸汽机普通机床数控机床智能机床我国制造业发展的几个主要阶段蒸汽机、电动机曾给机械产品的发展带来革命数字化：信息化与工业化融合的重要手段智能化：装备和机械产品的发展趋势机械一代电气一代数控一代智能一代信息技术特别是数控技术的应用智能技术的应用，自适应、自我决策蒸汽机的发明，机器动力的应用电动机的发明，电能的应用 案例1： 纺织机械手动式半自动全数控使用数控织机，由原来3-4小时/毛衣，变为40分钟/毛衣，同时1个工人操作5-10台机器。车头采用高精度油浴齿轮箱车尾配备同步牵伸传动机构带断线图像检测数字式细纱机机械式细纱机采用单锭单电机，20000rpm配备细沙断头粗纱停喂装置，并与电锭运转联动整机数字化控制系统，监测纺纱张力变化智能化细纱机案例1： 纺织机械细纱机——纺纱过程中把半制品粗纱或条子经牵伸、加拈、卷绕成细纱管纱的纺纱机器。 机械长轴传动最高速度：160米/分以电子虚拟轴作为主导轴，机器各单元分散驱动；传动由智能化驱动器高精度控制的电子长轴；最高印刷速度：350米/分电子长轴传动案例2： 印刷机械全数字控制加工适用于不同厚度和尺寸的平板玻璃钻孔、铣形、写字、磨边及抛光具有砂轮磨损智能补偿功能异型内孔加工数控玻璃加工中心刀库智能管理案例3： 玻璃加工机械手工靠模加工平板玻璃的周边与斜边的磨削抛光异型玻璃磨边机伺服驱动系统传统机械产品动力源传动机构工作装置数控机械产品伺服驱动系统工作装置信息反馈输入控制系统信息制造装备智能化的基础数控技术的应用引起机械产品本身内涵发生根本性变化齿轮箱简化机械结构缩短制造周期提高制造精度提升装备性能制造装备智能化的内涵1、平台全数字化现场总线、码盘到伺服的连接、驱动单元等全数字化高档系统普遍采用现场总线方式现场总线 2、高速、高精、高可靠先进数控机床加速度可达10g，快移速度达720m/min普通数控加工精度5μm，精密级1μm，超精密0.01μm数控装置MTBF值达60000h以上，伺服系统达30000h高速纳米插补3、智能化、网络化、复合化加工参数自调整、防碰撞、误差补偿、颤振预测抑制等从单一的数据传输向网络监控、维护与管理方向发展同时完成复杂零件的主要乃至全部加工工序加工参数自动调整Prof. Shu ZhangInstitute on Advanced Manufacturing Technology, Tongji University智能化制造装备—国内外进展智能化与自主管理信息塔(e-Tower) 机床信息化，具有语音、文本和视像等通讯功能。与生产计划调度系统联网，实时反映机床工作状态和加工进度 操作权限指纹确认。工件试切时，可在屏幕上观察加工过程。故障报警显示、在线帮助排除。数码相机操作权限指纹确认加工任务完成情况和机床状态可用手机查询智能化制造装备—国内外进展智能化与自主管理 知道本系统的加工能力和状态 能够监控和自主优化加工过程 能够自行度量工作（输出）的质量 能够不断持续学习和提高自己的能力智能通讯单元制造业的服务化趋势领先的制造企业不再只关注产品的生产加工，而是将市场拓展至产品的整个生命周期，包括产品开发或改进、生产加工、销售、售后服务、产品报废、产品解体或回收工厂环保与节能IT服务IT服务设备技术与维修检测技术与服务车展信贷整车租赁紧急救援售后维修汽车美容整车及零部件设计、研发整车装配 零部件及整车物流化学品管理旅行服务工具、设备管理供应链管理以汽车行业为例：第三方采购