緒論 教學單元 45課件講解

緒論教學單元1Contents目錄

1.1智能建造背景

1.2智能建造概念

1.3智能建造概況

1.4智能建造特點

1.5智能建造的意義

1.6智能建造體系學習目標通過本章的學習，理解并認識智能建造的背景、概念、概況、特點、意義以及體系；簡單概括智能建造需要的BIM、CIS設備、物聯(lián)網(wǎng)、裝配式、3D打印、智能機器人及大數(shù)據(jù)應用管理技術；讓學生對智能建造專業(yè)有一個初步的了解，并熟悉掌握此項技術，最后分析智能建造為我們帶來發(fā)展前景；并解決目前工程項目中存在的問題。學習目的（1）了解智能建造的背景，熟悉智能建造需要運用的各項技術（2）認識智能建造的概念，舉例已經(jīng)存在的實際項目（3）對比智能建造目前可以解決的問題及真正投入使用會存在的問題（4）熟悉智能建造的全套管理系統(tǒng)（5）了解智能建造對學校和企業(yè)的發(fā)展意義（6）掌握智能建造系統(tǒng)技術架構及應用1.4智能建造特點1.4智能建造特點.1.4.1生產(chǎn)設備網(wǎng)絡化，實現(xiàn)車間“物聯(lián)網(wǎng)”工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的提出給“中國制造2025”、工業(yè)4.0提供了一個新的突破口。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、管理和控制。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)采用M2M(Machine

toMachine)的通信模式，實現(xiàn)了設備與設備間的通信，而物聯(lián)網(wǎng)通過ThingstoThings的通信方式實現(xiàn)人、設備和系統(tǒng)三者之間的智能化、交互式無縫連接。（圖1.17）圖1.17智能化車間1.4智能建造特點.1.4.1生產(chǎn)設備網(wǎng)絡化，實現(xiàn)車間“物聯(lián)網(wǎng)”在離散制造企業(yè)車間，數(shù)控車、銑、刨、磨、鑄、鍛、鉚、焊、加工中心等是主要的生產(chǎn)資源。在生產(chǎn)過程中，將所有的設備及工位統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理，使設備與設備之間、設備與計算機之間能夠聯(lián)網(wǎng)通訊，設備與工位人員緊密關聯(lián)。如：數(shù)控編程人員可以在自己的計算機上進行編程，將加工程序上傳至DNC服務器，設備操作人員可以在生產(chǎn)現(xiàn)場通過設備控制器下載所需要的程序，待加工任務完成后，再通過DNC網(wǎng)絡將數(shù)控程序回傳至服務器中，由程序管理員或工藝人員進行比較或歸檔，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)網(wǎng)絡化、追溯化管理。1.4智能建造特點.1.4.2生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用大數(shù)據(jù)分析進行生產(chǎn)決策“中國制造2025”提出以后，信息化與工業(yè)化快速融合，信息技術滲透到了離散制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術在離散制造企業(yè)中得到廣泛應用，尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術在工業(yè)領域的應用，離散制造企業(yè)也進入了互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的新的發(fā)展階段，所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富。離散制造企業(yè)生產(chǎn)線處于高速運轉，由生產(chǎn)設備所產(chǎn)生、采集和處理的數(shù)據(jù)量遠大于企業(yè)中計算機和人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的實時性要求也更高。（圖1.18）圖1.18智能系統(tǒng)分析流程1.4智能建造特點.1.4.2生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用大數(shù)據(jù)分析進行生產(chǎn)決策在生產(chǎn)現(xiàn)場，每隔幾秒就收集一次數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)很多形式的分析，包括設備開機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、生產(chǎn)率、設備綜合利用率(OEE)、零部件合格率、質(zhì)量百分比等。首先，在生產(chǎn)工藝改進方面，在生產(chǎn)過程中使用這些大數(shù)據(jù)，就能分析整個生產(chǎn)流程，了解每個環(huán)節(jié)是如何執(zhí)行的。一旦有某個流程偏離了標準工藝，就會產(chǎn)生一個報警信號，能更快速地發(fā)現(xiàn)錯誤或者瓶頸所在，也就能更容易解決問題。利用大數(shù)據(jù)技術，還可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程建立虛擬模型，仿真并優(yōu)化生產(chǎn)流程，當所有流程和績效數(shù)據(jù)都能在系統(tǒng)中重建時，這種透明度將有助于制造企業(yè)改進其生產(chǎn)流程。再如，在能耗分析方面，在設備生產(chǎn)過程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產(chǎn)流程，能夠發(fā)現(xiàn)能耗的異常或峰值情形，由此便可在生產(chǎn)過程中優(yōu)化能源的消耗，對所有流程進行分析將會大大降低能耗。1.4智能建造特點.1.4.3生產(chǎn)文檔無紙化，實現(xiàn)高效、綠色制造構建綠色制造體系，建設綠色工廠，實現(xiàn)生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化是中國制造2025實現(xiàn)“制造大國”走向“制造強國”的重要戰(zhàn)略之一。目前，在離散制造企業(yè)中產(chǎn)生繁多的紙質(zhì)文件，如工藝過程卡片、零件藍圖、三維數(shù)模、刀具清單、質(zhì)量文件、數(shù)控程序等等，這些紙質(zhì)文件大多分散管理，不便于快速查找、集中共享和實時追蹤，而且易產(chǎn)生大量的紙張浪費、丟失等。生產(chǎn)文檔進行無紙化管理后，工作人員在生產(chǎn)現(xiàn)場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產(chǎn)信息，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的資料能夠即時進行歸檔保存，大幅降低基于紙質(zhì)文檔的人工傳遞及流轉，從而杜絕了文件、數(shù)據(jù)丟失，進一步提高了生產(chǎn)準備效率和生產(chǎn)作業(yè)效率，實現(xiàn)綠色、無紙化生產(chǎn)。1.4智能建造特點.1.4.4生產(chǎn)過程透明化，智能工廠的“神經(jīng)”系統(tǒng)“中國制造2025”明確提出推進制造過程智能化，通過建設智能工廠，促進制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實時監(jiān)測和自適應控制，進而實現(xiàn)整個過程的智能管控。在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造行業(yè)，企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價值空間，側重從單臺設備自動化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實現(xiàn)價值增長。因此其智能工廠建設模式為推進生產(chǎn)設備(生產(chǎn)線)智能化，通過引進各類符合生產(chǎn)所需的智能裝備，建立基于制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（圖1.19）的車間級智能生產(chǎn)單元，提高精準制造、敏捷制造、透明制造的能力。圖1.19MES分析圖1.4智能建造特點.1.4.5生產(chǎn)現(xiàn)場無人化，真正做到“無人”工廠“中國制造2025”推動了工業(yè)機器人、機械手臂等智能設備的廣泛應用，使工廠無人化制造成為可能。在離散制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，數(shù)控加工中心、智能機器人和三坐標測量儀及其他所有柔性化制造單元進行自動化排產(chǎn)調(diào)度，工件、物料、刀具進行自動化裝卸調(diào)度，可以達到無人值守的全自動化生產(chǎn)模式(LightsOut