《智能制造技術(shù)導(dǎo)論》2.1-智能制造系統(tǒng)概述

2024/12/5智能制造技術(shù)導(dǎo)論工業(yè)和信息化精品系列教材——智能制造技術(shù)

*智能制造技術(shù)導(dǎo)論

第二章智能制造系統(tǒng)第二節(jié)智能制造系統(tǒng)的自動化第三節(jié)智能制造系統(tǒng)的信息化第四節(jié)典型案例第一節(jié)智能制造系統(tǒng)概述2024/12/5智能制造系統(tǒng)的概述1第一節(jié)2024/12/5智能制造系統(tǒng)的定義智能制造系統(tǒng)架構(gòu)智能制造系統(tǒng)特點(diǎn)智能制造系統(tǒng)典型特征2024/12/5一、智能制造系統(tǒng)的定義智能制造系統(tǒng)是指基于智能制造技術(shù),綜合運(yùn)用人工智能技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、制造技術(shù)、并行工程、生命科學(xué)、現(xiàn)代管理技術(shù)和系統(tǒng)工程理論方法,在國際標(biāo)準(zhǔn)化和互換性的基礎(chǔ)上,使得制造系統(tǒng)中的經(jīng)營決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、制造裝配和質(zhì)量保證等各個子系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)智能化的網(wǎng)絡(luò)集成的高度自動化制造系統(tǒng),即智能制造系統(tǒng)。2024/12/5高安全性是智能服務(wù)的基礎(chǔ),沒有安全保障的服務(wù)是沒有意義的,只有通過端到端的安全技術(shù)和法律法規(guī)實(shí)現(xiàn)了對用戶信息的保護(hù),才能建立用戶對服務(wù)的信任,進(jìn)而形成持續(xù)消費(fèi)和服務(wù)升級。節(jié)能環(huán)保也是智能服務(wù)的重要特征,在構(gòu)建整套智能服務(wù)系統(tǒng)時,如果最大程度降低能耗、減小污染,就能極大地降低運(yùn)營成本,使智能服務(wù)多、快、好、省,產(chǎn)生效益,一方面更廣泛地為用戶提供個性化服務(wù),另一方面也為服務(wù)的運(yùn)營者帶來更高的經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值。一、智能制造系統(tǒng)的定義2024/12/5所謂智能制造，就是面向產(chǎn)品全生命周期，實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造系統(tǒng)構(gòu)成包括哪些？兩化（信息化＋自動化）融合的制造業(yè)就是智能制造。德國版本叫工業(yè)4.0，美國叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。二、智能制造系統(tǒng)架構(gòu)2024/12/5智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能三個維度構(gòu)建完成,主要解決智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和框架的建模研究。二、智能制造系統(tǒng)架構(gòu)2024/12/5圖2-1智能造系統(tǒng)架構(gòu)2024/12/51.生命周期生命周期是由設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動組成的鏈?zhǔn)郊?。生命周期中各?xiàng)活動相互關(guān)聯(lián)、相互影響。不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成不盡相同。2.系統(tǒng)層級系統(tǒng)層級自下而上共五層,分別為設(shè)備層、控制層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。智能制造的系統(tǒng)層級體現(xiàn)了裝備的智能化和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）化,以及網(wǎng)絡(luò)的扁平化趨勢。3.智能功能智能功能包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層。2024/12/54.示例解析智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過三個維度展示了智能制造的全貌。為更好的解讀和理解系統(tǒng)架構(gòu),以可編程邏輯控制器、工業(yè)機(jī)器人和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例,分別從點(diǎn)、線、面三個方面詮釋智能制造重點(diǎn)領(lǐng)域在系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2024/12/52024/12/5一個智能制造系統(tǒng)兼具哪些的特點(diǎn)才堪稱智能制造？最少有五點(diǎn)：人機(jī)集成一體化，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，兼具自組織和超融性的能力，兼具自學(xué)能力和自身系統(tǒng)維護(hù)能力，有嚴(yán)格自律的能力。三、智能制造系統(tǒng)特點(diǎn)2024/12/5智能功能包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)五層。（1）資源要素包括設(shè)計(jì)施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車間和工廠等物理實(shí)體,也包括電力、燃?xì)獾饶茉?。此?人員也可視為資源的一個組成部分。（2）系統(tǒng)集成是指通過二維碼、射頻識別、軟件等信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設(shè)備等各種制造資源。由小到大實(shí)現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠乃至智能制造系統(tǒng)的集成。四、智能制造系統(tǒng)基本要素2024/12/5（3）互聯(lián)互通是指通過有線、無線等通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。（4）信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上,利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù),在保障信息安全的前提下,實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享。（5）新興業(yè)態(tài)包括個性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。2024/12/5五、智能制造系統(tǒng)典型特征1自組織能力2自律能力3學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力4人機(jī)一體化2024/12/52024/12/5自組織能力是指信息管理系統(tǒng)（InformationManagementSystem,IMS）中的各種智能設(shè)備,能夠按照工作任務(wù)的要求,自行集結(jié)成一種最合適的結(jié)構(gòu),并按照最優(yōu)的方式運(yùn)行。自律能力即搜集與理解環(huán)境信息的信息,并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。IMS能以原有的專家知識為基礎(chǔ),在實(shí)踐中,不斷進(jìn)行學(xué)習(xí),完善系統(tǒng)知識庫,并刪除庫中有誤