智能制造导论 课件 第1章 绪 论.ppt

美国能源部对智能制造的定义是：先进传感、仪器、监测、控制和过程优化的技术和实际的组合，它们将信息和通信技术与制造环境融合在一起，实现工厂和企业中能量、生产率和成本的实时管理。1.智能制造我国工业和信息化部将智能制造定义为：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。续前从智能制造的定义和智能制造要实现的目标来看，传感技术、测试技术、信息技术、数控技术、数据库技术、数据采集与处理技术、互联网技术、人工智能技术、生产管理等与产品生产全生命周期相关的先进技术均是智能制造的技术内涵。2.智能制造系统把机器智能融入包括人和资源形成的系统中，使制造活动能动态地适应需求和制造环境的变化，从而满足系统的优化目标。3.智能制造的相关概念能够感知外部世界、获取外部信息的能力。自感知通过与环境的相互作用，不断学习积累知识，使自己能够适应环境变化。自学习对外界刺激作出反应，形成优化操作、协调控制的决策并传达相应的信息。自决策能够很好地贯彻既定的战略意图，并按要求达成特定任务目标。自执行有关智能产品性能的概念在处理和分析过程中，根据处理数据的数据特征自动调整处理方法、处理顺序、处理参数、边界条件或约束条件，使其与所处理数据的统计分布特征、结构特征相适应，以取得最佳的处理效果的过程。自适应对工作过程中感知的信号和数据进行存储、计算等处理，实时监测工作环境和工作状态，对故障进行判别、诊断和报警。自诊断功能应用智能化的设计手段及先进的数据交互信息系统来模拟人类的思维活动，承担设计过程中各种复杂任务，辅助设计人员获得最优的产品设计成果和效益。智能设计借助先进的检测、加工设备及仿真手段，实现对加工过程的建模、仿真预测和对加工系统的监测与控制；集成现有的加工知识，使加工系统能够根据实时工况自动优选加工参数，调整自身状态，获得最优的加工性能和最佳的加工质量。智能生产在个人智力结构与组织智能结构基础上实施的管理。智能管理以客户为中心，实现自动识别用户意见的显性和隐性需求，并且可以主动、高效、安全、绿色地满足其需求。智能制造服务与智能制造相关的概念数字化工厂是在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。它依靠的是信息的集成，是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。数字化工厂智慧工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理、服务；提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。智慧工厂4.智能制造的特征所谓自律能力，就是搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。只有具有自律能力的设备才称为“智能机器”,“智能机器”在一定程度上表现出独立性、自主性和个性，甚至相互间还能协调运作与竞争。强有力的知识库和基于知识的模型是自律能力的基础。自律能力强人机一体化突出了人在制造系统中的核心地位，同时在智能设备的配合下，能更好地发挥人的潜能，使人机之间表现出一种平等共事、相互“理解”、相互协作的关系，使二者在不同的层次上各显其能，相辅相成。因此，在智能制造系统中，高素质、高智能的人将发挥更好的作用，机器智能和人的智慧将真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用，使工厂无人化制造成为可能。数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他柔性制造单元，让“无人工厂”更加触手可及。实现人机一体化，甚至无人化制造虚拟现实技术是以计算机为基础，融信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真和多媒体技术为一体;借助各种音像和传感装置，虚拟展示现实生活中的各种过程、物件等，因而也能模拟制造过程和未来的产品，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。采用虚拟现实技术是实现虚拟制造的支持技术，也是实现高水平人机一体化的关键技术之一。虚拟现实技术的特点是可以按照人们的意愿任意变化，这种人机结合的新一代智能界面，是智能制造的一个显著特征。采用虚拟现实技术智能制造系统能够在实践中不断地充实知识库，具有自学习功能。同时，在运行过程中可以自行诊断故障，并具备对故障自行排除、自行维护的能力。这种特征使智能制造系统能够自我优化并适应各种复杂的环境。学习能力与自我维护功能强在智能制造背景下，信息技术渗透到了制造业的各个环节，条形码、二维码、射