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工业互联和智能制造的信息中枢论文
就是数据信息截取示意图,在传输过程中的数据信息,经过非法的设备以及其他相关的技术手段来对其进行截取,这也是影响智能电能表信息安全的一种比较常见的方式,尤其是对于密码验证的方式来说,在进行密码验证的过程中,一旦非法设备捕捉到正在线路传输中的与密码相关的某些信息,那么对于密码的破译也并非难事,进而使其获取或者是对数据进行篡改的目的得以实现。
3.2复现传输过程中的数据。
非法设备或者其他技术手段在对信息进行获取之后,并不是直接对其进行破译,而是需要对所得到的数据进行特定的记录。有些时候,其会将数据信息输送到电能表,这样就能够改变数据表中的数据信息,使其非法目的得以实现。
3.3差分能耗分析法。
目前,在我国,加密与解密技术已经取得了较大的发展与进步。不法分子在对电能表的信息进行获取与篡改的过程中,会采用的其中一种方法就是通过对电能表的功耗进行一定的分析,利用密码运算过程中可能泄露的能量信息,再加上一些比较复杂的计算,从而实现信息的非法获取。这种方法就是所谓的差分能耗分析法,利用该方法进行数据的窃取不仅速度快,而且也十分有效,因此,不法分子在对信息进行窃取的过程中,经常会采用该种方式。
工业互联和智能制造的信息中枢论文
对某一任务的加工可以有多条加工工艺路线完成,而由于设备性能的不同导致任何一条生产加工工艺路线所需要的总生产成本也是有所不同的,所以,可以理解每条加工工艺路线就分别拥有不同量值的信息素,与这些加工工艺路线对每一种加工任务的吸引强度分别相对应。如果在某条工艺路线上不具备加工某类生产任务的话,则设置该条工艺路线上的信息素值为0,以防比该条工艺路线再吸引此类加工任务而使完工时间等性能指标受到一定程度的影响。然而,由于只能有某一条或某几条加工工艺路线可以完成即有的任务的加工。所以,为了模仿蚂蚁觅食的探路过程,并与加工过程中的真实情况相吻合,首先设置所有能够加工某类生产任务的工艺路线上的信息.
当某条加工工艺路线中所拥有的某设备的可利用时间小于该设备能够加工的某种工件的对应某一加工工序所需工时的时候,自动置该条加工工艺路线的信息素为零。另外,当某个设备的可利用时间为零时,该资源涉及到的所有加工工艺路线的信息素为零。
然而,在实际生产中存在大量随机事件,如新任务插入、订单的取消、交货期变动、机器故障等。为此,针对这些随机事件需要动态的协调来合理的进行任务的分配。由于篇幅问题,本文主要从新任务加入这种情况来具体研究基于信息素的动态协调算法。有关设备故障、交货期变更等动态协调问题将在后续的工作中展开研究。
2.2新任务到达时的动态协调。
新任务所涉及的范围较大,可以指种类不同的加工工件的集合,这里为了简单描述基于信息素的任务分配的动态协调过程,假设新任务中仅包含一种类型工件的加工任务(多种类型的任务也可依此类推)。这里只有新任务的加工工艺特征信息。
具体动态协调算法步骤如下:
1)首先为新任务每道加工工序选择具有匹配工艺能力的机床。因为在一个制造单元或者车间内部具有某种加工工艺能力的机床往往不比一台,也就是在机床设备之间具有可选择性或者可替代性,所以新任务的每一道加工工序通常可对应多个机床可供选择。
2)将之前生产任务选择工艺路线时在每台可替代机床上遗留的信息素量各自相加,可由式(5)计算所得。
由式(5)所计算出的信息素值大小的差异正体现各个加工机床在加工某种加工工艺特征时所表现出来的能力的强弱。在此条件下运行基于信息素的工艺路径选择算法,将新任务中每个工件的第7道加工工序特征分配给步骤1)中所涉及到的机床,选中每个设备的概率可由式(6)计算所得。
3)更新机床所拥有的信息素的值。
4)为新任务中所有工件的第(j+1)道加工工序特征选择机床,直至新任务的所有加工工艺特征都选择所对应能力的机床为止。
5)对新任务的每道加工工艺特征在各可用机床上的加工数量进行统计,将承担工件任务较多的机床自组织成一个主虚拟制造单元,将承担工件任务数量较少的机床自组织成多个或一个副虚拟制造单元。
6)主、副虚拟制造单元在完成新任务加工后自动解散并恢复到之前所属的单元状态。
3结语。
受蚂蚁群体觅食行为研究成果的启发,本文提出了基于信息素的制造系统静态和动态协调算法。在该算法中,利用信息素量的大小来反映机床对加工任务的吸引力,通过奖惩机制,使其表征加工路线(资源)的优劣。实例结果表明,通过该算法既实现了加工成本的相对较优化,又实现了制造系统中各设备的均衡利用,并对制造系统内外部环境变化具有良好的自适应性,为解决实际生产任务分配问题提供了一种实际可行的新思路。
智能制造技术论文范文精选
“一些地方式地推进‘机器换人’,认为这就是智能制造,这是一种片面化简单化的理解。”
全国政协委员、中国电子学会副理事长兼秘书长徐晓兰在政协十二届四次会议大会发言中指出,作为新一轮科技革命的核心,智能制造能够大幅度地提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,已成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容。同时,智能制造也是我国加快发展方式转变,促进工业向中高端迈进、建设制造业强国的重要举措,是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。2015年5月,_印发的《中国制造2025》,明确提出智能制造是今后我国制造业发展的主攻方向。然而,推进智能制造是一项复杂而庞大的系统工程,需要不断探索乃至试错。
在徐晓兰委员看来,机器人并不能完全替代人工。智能制造并不排斥人工,例如人机交互技术就是工人与机器实现协同生产。目前的工业机器人只是代替了一些简单、繁重、危险工序中的人工;服务机器人可在居家养老、医疗康复、教育娱乐等领域解决专业人员不足等难题。总的来说,智能制造或机器人并未对社会就业率带来较大影响。
与此同时,机器人正在创造新的就业岗位。智能制造与机器人是多种技术的交叉融合,自身发展离不开大量专业技术人员,其催生的新产业生态更可吸纳大量劳动力。例如,新一代工业机器人、无人机、教育娱乐机器人等产品的国内外需求广泛、发展潜力巨大,将是我国实施“走出去”战略的重要智能装备和产品,也将是我国制造业向产业链中高端演进的重要抓手,可创造大量工作岗位。我国只有牢牢把握新一轮科技革命和产业变革所带来的发展窗口期,才能真正迈入制造业强国行列。
徐晓兰委员提出了几点措施建议:一是正确认识智能制造的深刻内涵。任何新技术、新产业在促进社会进步的同时,也会带来一些挑战。我们要特别注意对前瞻性和颠覆性技术的研究,要不断深入探讨产业生态和商业模式的变革对制造业发展的深刻影响,促进《中国制造2025》战略的实施。
二是分业施策优化产业规划布局。下大力气突破材料、核心零部件、生产工艺、系统集成、工业cps(信息物理系统cyber-phsysicalsystems)等智能制造领域关键技术,针对不同产业环节采取更具针对性的政策。
三是打造制造业强国要标准先行。加快推进制造业领域标准体系建设,形成以标准带产业、产业促标准的良好发展格局。
四是加强智能制造人才体系建设。建立智能制造人才库,健全一线科研、技术人员激励机制。推进分类侧重培养,从科学研究、技术攻关、工程应用等方面培养各领域专业人才。
智能制造系统论文
全面从严治党是党的十八大以来党中央作出的重大战略部署“四个综合”战略布局的重要组成部分。党的全面建设是党的全面建设的基础,关键在于严格,关键在于执政。以下是为大家整理的关于,欢迎品鉴!
摘要:智能制造专业强调多学科、多领域的知识融合.在有限学时内,完成众多专业课程学习难度较大.合理设置课程及授课内容,有针对性的服务于综合实践教学环节,最后,通过综合训练的方法强化学生对多学科知识的共用能力.
关键词:智能制造;专业课程;综合训练。
近年来,在工业4.0和中国制造2025的时代背景下,众多高校依据就业市场需求和行业发展需要,纷纷设立智能制造相关专业.这一举措,在提高毕业生专业竞争力的同时,为高校设立专业培养方案提出了更高的要求.在强调多学科融合的今天,如何利用有限的学时数,使学生能够充分的掌握相关专业知识,成为当前培养计划制定工作的一大难题.
对此,笔者结合实际工作经验,针对智能制造专业特点,提出了专业课程设置的设想,力求合理利用学时,最大程度地提高学生对专业知识的理解能力.
当前,我国本科专业设置强调学科交叉.智能制造作为极为典型的交叉学科,涉及的专业领域极其广泛,要求学生对机械、电子电器、信息技术、材料科学、自动化等专业领域均有一定了解.但受到学时数限制,在实际操作过程中很难使学生在有限的时间内了解众多学科的核心知识.
对此,结合理论课程学习内容,设立合理有效的综合实践教学环节是解决上述问题的有效方式.在制定上述课程的教学大纲时,要有意识的偏重于综合实践环节所涉及的内容,然后通过时间教学环节实现多学科、多领域的交叉互融,让学生做到对所学各学科内容的融会贯通.
2.1機械类专业课程。
机械学科为所有制造类专业的基础,即便是在高度强调智能控制的今天,机械学科的相关知识依然为制造类专业的根本.此类专业课主要涵盖课程有:机械原理、机械设计和液压与气压传动等课程.针对新专业提出的新要求,此类课程在制定教学大纲时,着重强调对基本传动结构、传动原理及应用的讲解,弱化对复杂理论知识的学习(如球面渐开线等知识点,当前锥齿轮加工已经高度规范化,学生只需知道如何选用参数即可).此部分内容的学习,可时学生对智能制造系统的末端执行方式有一定程度的认识.
2.2控制类专业课程。
机电结合是智能制造最为基本的要求,而以往制造类专业中“机电分离”的问题较为突出.对此,在开展电工电子技术、电机拖动、控制原理等课程教学时,课程内容重点偏向于电机控制、逻辑控制等知识点,与机械类专业课程高度结合.同时,弱化对模拟电路等知识的学习,原因是在电子产品高度模块化的今天,繁杂的模拟电路相关知识对使用者来说已经并不重要.
2.3信息类专业课程。
计算机学科为现代智能制造系统的大脑,因此,信息类学科在智能制造类专业课程的学习中也扮演着极为重要的角色.此类学科主要为各类程序语言与算法的学习.以往此类课程的学习基本为简单的上级操作,缺乏对实际设备的编程控制.对此,在制定教学大纲时,加强了对实际机电一体化设备的编程训练,为后续的综合训练打下基础.
脱离综合性的实践教学,各学科的知识难以做到互融.结合学校现有资源,对学生进行综合性训练具有非常重要的意义.在学生具备一定专业基础后,对其开展选题内容丰富的实践教学,考查学生对多学科知识交叉运用的能力.例如车间智能物流生产线的实践环节,学生可利用实验室中物流线、机器人等设备,完成工装设计与制造、电路搭建、控制策略制定与程序编写等工作,将各学科所学知识运用到实际操作中,大大提高了理论联系实际的能力.
通过合理设置专业课程及针对性的制定课程大纲,结合有效的综合实践环节,有效提高了智能制造专业学生对各学科知识的综合运用能力,缩短了课堂到工作岗位的距离,提高了学生的就业竞争力.
参考文献。
此文总结,此文为一篇关于对不知道怎么写智能和制造和相关和本科和专业和课程和规划论文范文课题研究的大学硕士、智能制造本科毕业论文智能制造论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.
21世纪以来,世界经济发展迅速,人们开始走向智能化的时代,互联网技术、人机交互技术以及各种各样的智能设备充斥着我们的日常生活,这不仅使我们的生活越来越有效率,也对制造企业做出了很大贡献。
纵观当今社会,智能制造技术无疑是世界制造业未来发展的重要方向之一。所谓智能制造技术,是指在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化,是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。接下来,我们谈谈我国的智能制造技术发展现状以及存在的一些问题。
一.我国智能制造技术的发展现状。
我国对的研究开始于20世纪80年代末。在最初的研究中在智能制造技术方面取得了一些成果,而进入21世纪以来的十年当中智能制造在我国迅速发展,在许多重点项目方面取得成果,智能制造相关产业也初具规模。我国已取得了一批相关的基础研究成果和长期制约我国产业发展的智能制造技术,如机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、控制技术、可靠性技术、机械制造工艺技术、数控技术与数字化制造复杂制造系统、智能信息处理技术等;攻克了一批长期严重依赖并影响我国产业安全的核心高端装备,如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等。建设了一批相关的国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家级企业技术中心等研发基地,培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高技术人才。
随着信息技术与先进制造技术的高速发展,我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升,以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系已经初步形成,一批具有自主知识产权的智能制造装备也实现了突破。
二.我国智能制造技术存在的问题。
近年来,我国智能制造技术及其产业化发展迅速,并取得了较为显著的成效。然而,制约我国智能制造快速发展的突出矛盾和问题依然存在,主要表现在以下四个方面。
智能制造的发展侧重技术追踪和技术引进,而基础研究能力相对不足,对引进技术的消化吸收力度不够,原始创新匮乏。控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,技术体系不够完整。先进技术重点前沿领域发展滞后,在先进材料、堆积制造等方面差距还在不断扩大。
金融危机以来,工业化发达国家纷纷将包括智能制造在内的先进制造业发展上升为国家战略。尽管我国也一直重视智能制造的发展,及时发布了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》和《智能制造科技发展“十二五”专项规划》,但智能制造的总体发展战略依然尚待明确,技术路线图还不清晰,国家层面对智能制造发展的协调和管理尚待完善。
3.高端制造装备对外依存度较高。
目前我国智能装备难以满足制造业发展的需求,我国90%的工业机器人、80%的集成电路芯片制造装备、40%的大型石化装备、70%的汽车制造关键设备、核电等重大工程的自动化成套控制系统及先进集约化农业装备严重依赖进口。船舶电子产品本土化率还不到10%。关键技术自给率低,主要体现在缺乏先进的传感器等基础部件,精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件等先进技术对外依赖度高。
4.关键智能制造技术及核心基础部件主要依赖进口。
构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口,如新型传感器等感知和在线分析技术、典型控制系统与工业网络技术、高性能液压件与气动原件、高速精密轴承、大功率变频技术、特种执行机构等。许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术,如精密工作母机设计制造基础技术、百万吨乙烯等大型石化的设计技术和工艺包等均未现国产化。几乎所有高端装备的核心控制技术严重依赖进口。
综上所述,我国的智能制造技术还存在着一些问题,需要我们去挖掘更有效的方法来解决,我们更应该着重于思路的创新性,与国际化接轨。目前,世界各国都对智能制造系统进行了各种研究,未来智能制造技术也会不断地发展。目前,以3d打印为代表的“数字化”制造技术已经崭露头角,未来智能制造技术创新及应用也会贯穿制造业全过程,世界范围内智能制造国家战略将会空前高涨,这对我国来说,无疑是一项挑战也是巨大的动力。
摘要:智能制造已经成为中国制造业的主攻方向.面向机械制造企业提出五级智能制造能力成熟度模型,从基础资源能力、业务活动集成能力、信息融合使用能力以及持续改进能力四个方面构建了智能制造能力成熟度评价指标体系,并采用基于层次分析法的二级模糊综合评判法进行企业智能制造实施能力的量化测评,从而为企业客观诊断自身实施智能制造的能力提供理论和方法支持.
关键词:智能制造;能力成熟度;等级;评价指标;模糊综合评判。
abstract:intelligentmanuf-levelintelligentmanufacturingcapabilitymaturity(imcm)modelisproposedformechanicalmanufacturingenterprises,andanimcmevaluationindexsystemisconstructedfromfouraspects:basicresourcecapability,businessactivityintegrationcapability,infrmore,basedontheestablishedimcmevaluationindexes,atwo-levelfuzzycomprehensiveevaluationmethodbasedonanalytichierarchyprocessisappliedtomakeaquantitativeassesentofthecapabilitytoimplementintelligentmanufacturing,therebyprovidingtheoreticalandmethodologicalsupportformanufacturingenterprisestoobjectivelydiagnosetheirownintelligentmanufacturingimplementationability.
1概述。
目前,全球产业竞争格局正在发生重大调整,新一代信息技术与制造业深度融合,工业发达国家都在加大科技创新力度,例如德国和美国相继提出了“工业4.0”和“工业互联网”战略[1].与此同时,一些发展中国家也在加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,承接发达国家产业及资本转移.中国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战,必须加紧战略部署,抢占制造业新一轮竞争制高点,化挑战为转型升级和创新发展的机遇.为此,中国政府提出了《中国制造2025》发展战略,并把智能制造作为信息技术和制造技术融合发展的主攻方向[2].
然而,目前国内外对智能制造的内涵尚未形成统一认识.以“工业4.0”、“工业互联网”等为代表的智能制造模式都是基于发达国家已有的工业化水平提出的,而中国大多数机械制造企业在人员素质、自动化水平、管理水平等方面与发达国家存在较大差距.因此,在制造业新发展形势下,国内机械制造企业转型实施智能制造应先对自身的技术、管理水平进行综合诊断,然后结合企业自身实际情况实施智能制造,并逐步实现完善.本文采用《中国机械工程技术路线图》中对智能制造的定义,认为智能制造是研究制造活动中的信息感知与分析、知识表达与学习、智能决策与执行的一门综合交叉技术[3].相应地,智能制造能力成熟度模型描述和反映了企业智能制造的核心要素、特征以及水平演进的路径.
制造成熟度等级的概念最早由美国提出并用于军用领域,后推广应用至民用领域来管控技术及风险[4].目前,国内企业为推行智能制造,围绕智能制造能力成熟度评价已经开展了相关探索和研究,例如:张蓉君等[5]提出了智能制造评价指数标准,从“制造维”和“智能维”对河南省41家调研企业的智能制造能力进行了分析,指出河南省企业在智能维方面存在较大发展空间;于秀明等[6]从制造工程、制造保障以及智能提升三个维度综合考虑智能制造的关键特征及要素,提出了整体成熟度和单项能力成熟度两种模型,然而并未涉及成熟度等级的确定方法;中国电子技术标准化研究院主导研究,发布了《智能制造能力成熟度模型白皮書》,尽管为企业评价其智能制造综合水平提供了可参考的指导框架,但其在机械制造企业的适用性目前尚未充分验证[7].因此,借鉴现有研究成果,本文提出面向机械制造企业的智能制造能力成熟度等级模型及评价指标体系,并利用基于层次分析法的二级模糊综合评判法评估企业的智能制造能力成熟度,从而为企业诊断自身智能制造能力提供理论和方法支持.
3智能制造能力成熟度评价指标体系。
广义的制造过程是面向产品全生命周期的一系列生产活动集合,包括设计、生产、物流、销售、服务等.显然,成熟的智能制造环境下,制造过程的各项业务活动在相应基础资源(涉及人、财、物等)的支撑下应当是充分集成和联动的.相应地,在企业业务集成与联动过程中,需要充分利用信息技术,强化信息融合使用能力.因此,本文从企业的基础资源能力、业务活动集成能力、信息融合使用能力以及持续改进能力四个方面来综合评价企业的智能制造能力成熟度.进一步,为了确定各能力域影响因子,采用企业调研与问卷调查相结合的方式进行:首先在问卷设计中尽可能全面地列举相关影响因子,然后深入不同机械制造企业,由工位、工段、生产线、车间、工厂、企业不同管理层次的人员确认各能力域的影响因子,对于累计认同度达到80%以上的因子即认为是关键因子[9],进而建立如图1所示的智能制造能力成熟度评价指标体系.
建立智能制造能力成熟度评价指标体系的目的是为具体企业量化测评智能制造实施能力提供指导依据.借鉴现有决策理论技术与方法,本文利用基于层次分析法的二级模糊综合评判法评估制造企业的智能制造能力成熟度.由图1可知,评价指标难以全部进行量化计算评价.针对难以量化计算的评价指标可以采用百分制打分,进而采用模糊数进行指标量化值的评价;对于能够量化计算的评价指标,同样可以采用模糊数进行指标量化值的评价,从而真实反映评价指标间的相对重要性程度.
评估过程如图2所示,主要分两阶段进行,阶段一主要利用层次分析法获取指标体系中同层同类指标的权重;阶段二主要结合阶段一确定的指标权重,利用模糊综合评判对智能制造能力成熟度影响因子做出综合评判,进而确定智能制造能力成熟度级别,评估过程的具体实施细节可以参考文献[9].此外,由于本文提出的智能制造能力成熟度级别分为5级,所以利用基于层次分析法的二级模糊综合评判法输出的结果limcm进行智能制造能力成熟度级别(gimcm)判定的准则为:
5结束语。
面向机械制造企业,提出了五级智能制造能力成熟度模型,并从基础资源能力、业务活动集成能力、信息融合使用能力以及持续改进能力四个方面出发构建了智能制造能力成熟度评价指标体系,进而采用基于层次分析法的二级模糊综合评判法进行企业智能制造实施能力的客观、量化测评.未来将进一步细化评价指标体系,并进行机械制造企业智能制造能力成熟度的快速评价方法研究.
参考文献:
[3]中国机械工程学会.中国机械工程技术路线图[m].北京:中国科学技术出版社,2011.
[9]白翱.离散生产车间中u-制造运行环境构建、信息提取及其服务方法[d].杭州:浙江大学,2011.
智能制造系统论文心得体会
智能制造系统是当前工业领域的研究热点之一,它将先进的信息技术与传统的制造工艺相结合,在生产过程中实现自动化和智能化。本文将对一篇关于智能制造系统的论文进行阅读与思考,并在此基础上进行心得体会的总结。
第一段:引言。
近年来,全球经济竞争日趋激烈,制造业需要提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和快速响应市场需求等,而智能制造系统正是应对这些挑战的有效工具。我阅读的这篇论文从理论和实践两方面对智能制造系统进行了深入研究,对未来工业发展的趋势以及智能制造系统在其中的作用进行了探讨。
第二段:理论研究。
在论文的理论研究部分,作者首先回顾了智能制造系统的发展历程,从传统制造到数字化制造再到智能化制造,详细介绍了智能制造系统的内涵和基本框架。随后,文章深入探讨了智能制造系统的关键技术,包括数字化建模、数据分析和挖掘、机器学习和人工智能等。通过对这些关键技术的分析与应用案例的展示,作者充分展现了智能制造系统在提高生产效率和质量上的巨大潜力。
第三段:实践研究。
论文的实践研究部分为读者呈现了一个实际的智能制造系统案例研究。作者选择了某汽车制造企业作为研究对象,通过引入智能制造系统对其生产流程进行优化与改进。通过数据采集、模型建立和实时监控等手段,作者成功地提升了生产效率和质量,并减少了生产成本。这一案例研究充分说明了智能制造系统在实践中的应用潜力与优势。
第四段:未来展望。
在对智能制造系统的研究与应用基础上,作者提出了未来智能制造系统发展的几个重要方向。首先,智能制造系统需要更好地适应工业互联网的发展,实现设备间的数据共享和实时协同。其次,智能制造系统需要不断推进人工智能技术在制造过程中的应用,提高生产的自动化程度。最后,智能制造系统需要加强与其他领域的交叉与融合,引入先进的技术和思想,进一步推进制造业的创新和发展。
第五段:总结。
通过阅读这篇论文,我深刻认识到智能制造系统在当前和未来的重要性和应用前景。智能制造系统的发展将为制造业带来巨大的机遇与挑战,需要在技术研究、政策支持和企业实践等多个层面上共同努力。只有通过不断创新和改进,我们才能在未来的工业竞争中立于不败之地。因此,在智能制造系统的研究和实践中,我们应该加强学习、深化思考,为制造业的发展做出更大的贡献。
总之,本文通过对一篇关于智能制造系统的论文进行阅读与思考,对智能制造系统的理论与实践进行深入剖析,并对未来发展进行展望。智能制造系统的研究与应用是当前制造业的关键任务,我们应积极参与其中,为制造业的创新和发展做出应有的贡献。
工业互联和智能制造的信息中枢论文
当今制造业面临着非常严峻的挑战,其原因在于市场竞争越来越多地表现为动态化、全球化和用户驱动的特点。所以,制造系统所而临的内外环境越来越充满了随机性与不确定性,例如:紧急加工工件的到来,生产设备的故障与修复,不可预知工件数量的增加变化、交货期时间的变更等。如此诸多的随机性和不确定因素,对制造系统的协调机制提出了更高的要求,以动态地响应诸多的变化,从而在满足生产环境约束(如交货期、设备负荷率、加工先后次序等)的前提下,使得生产加工工艺与加工设备得到合理的匹配,使得制造系统全局的运行效果达到较优或者近优。
蜜蜂、蚂蚁等低等动物尽管具备极低的智能,但是却能通过彼此之间的交互产生全局行为来提高对环境的自适应性。蚂蚁的探路觅食方法就是一个典型的群居动物行为实例。在观察蚂蚁从巢穴到食物源的寻找路径的过程中发现,蚂蚁尽管不能从外部环境中得到任何关于路径的全局信息,但是总能找到巢穴与食物源之间的最短路径。经研究发现,蚂蚁的这种群体协作功能是通过一种遗留在其往返路径上的叫做信息素(pheromone)的一种挥发性化学物质来进行协调和通信的。通过这种信息素物质,使得蚂蚁群体表现出极其强大的优化能力。蚁群算法原理就是根据蚂蚁群体觅食的思想而设计出来的一种群体智能优化算法,该算法在作业车间调度问题.任务分配问题.机器人合作问题等领域得到了广泛的研究与应用。笔者受蚂蚁觅食行为模型与零件的生产加工工艺选择的相似性的启发,提出了基于信息素的任务分配协调机制,以信息素为介质,给出了制造系统生产加工工艺选择的静态和动态协调算法。
1基于信息素的`协调机制。
基于信息素的协调机制源于蚂蚁的觅食活动,尽管单个蚂蚁的行为比较简单,但整个蚂蚁群体表现为高度机构化的社会组织,在许多情况下能够完成远远超过单个蚂蚁能力的复杂的任务。这种能力来源于蚂蚁群体中的依靠信息素作为通信物质的个体协作行为。蚂蚁在觅食过程中能过通过相互协作找到食物源与巢穴之间的最短路径。
蚂蚁群体不但能够协调完成复杂的任务,而且还能够自适应外部环境的变化,无论路径长短,各只蚂蚁一开始的分布是均匀的,蚂蚁总是先按照相同的概率选择可行路径。蚂蚁在途经的过程中,能够在其经过的路径上留下信息素,而且能够感知这种化学物质的存在及其强弱,并以此指导自己的行为,蚂蚁更倾向于向信息素量大的路径上移动。相等时间内较短路径上的信息素的遗留量就比较多,则选择较短路径上的蚂蚁也随之增多。不难发现,由于大量蚂蚁组成的蚁群集体行为表现出了一种信息正反馈现象,即某一路径上走过的蚂蚁越多,则随后的蚂蚁选择该路径的概率就越大,蚂蚁个体之间就是通过这种信息交流机制来进行觅食,并最终沿着最短路径进行,通过对蚂蚁觅食行为的深入研究表明。
工业互联和智能制造的信息中枢论文
工业云发展是培育工业大数据产业生态和带动制造业服务化转型的重要基础,是未来先进制造业发展中实现工业经济互联和智能制造的信息中枢。
云计算是推动信息技术能力实现按需供给、促进信息技术和数据资源充分利用的全新业态,是信息化发展的重大变革和必然趋势。随着国务院《关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见》和《中国制造2025》的印发,云计算在工业领域的落地发展成为“十三五”期间进一步推进两化深度融合的重点工作之一,工业云成为信息企业和工业企业共同关注的热点。
工业云发展是培育工业大数据产业生态和带动制造业服务化转型的重要基础,是未来先进制造业发展中实现工业互联和智能制造的信息中枢。本文试图对工业云的功能特点、应用场景、发展现状和问题做一梳理,并分析提出下一步促进工业云发展的着力点。
工业云的功能特征和应用场景。
云计算概念起源于消费互联网领域。3月,亚马逊推出弹性计算云服务(elasticcomputecloud,ec2),8月份,谷歌在搜索引擎大会上正式提出云计算概念。“云”既是对互联网公司所采用的计算架构的描述,也是对其商业模式的形容。在计算架构上,基础设施利用网络和虚拟化技术池化后可实现动态弹性扩展,其上运行的软件服务可以集中部署和维护,并实现对基础设施的透明访问;在商业模式上,面向公众开放服务,支持用户按需租用,并可自助完成业务部署。可见,云计算的功能与互联网公司对于计算设施的应用需求是完全匹配的,特别是能够根据系统信息数据处理压力的起伏,以远较传统的服务器、小型机、大型机等it基础设施更为灵活的配置方式,以更低成本实现计算资源的动态调度。
工业云的功能特征基本继承了云计算的通用功能。但对于工业领域的it应用而言,不用应用场景的软件服务对计算设施的要求不尽相同,大体可分为两种:一是计算处理资源密集型应用,即软件服务对cpu和gpu的计算处理能力有较高要求;二是存储资源密集型应用,及软件服务对数据存储系统的容量和处理速度有较高要求。上述两类应用决定了目前市场上常见的、按功能特征区分的两种工业云。
一是以公共超算中心或企业私有计算中心为依托的计算型工业云,其上通常可提供计算机辅助设计(cad)、计算机辅助工程(cae)等对数学建模、求解分析、三维图像处理等处理能力有较高要求的软件服务。计算型工业云的应用场景一般对应于工业领域的研发设计环节,特别是企业从事大型研发项目,有多个子系统研发工作同时推进,并都需要it资源支持的时候,使用工业云可根据各项目团队的动态进度和需求,灵活调度企业it资源,实现研发资源的最大化配置。计算型工业云一旦在企业部署应用,就会自然从it资源配置调度平台,加速演变为产品研发不同工序间的协同合作平台,继而成为企业管理层统筹企业全局研发活动的集中管控平台。如商飞公司已经部署的全球协同研发云平台,已经成为能够集中管理供应链上跨地域的合作伙伴的各类研发活动的调度中心,全部设计、测试数据在平台上可实现高速交换和共享,促使在研产品的成熟周期大大缩短,综合研发成本成倍降低。
二是以公有或私有数据中心为依托的存储型工业云,其上通常可提供企业资源管理(erp)、供应链管理(scm)、客户关系管理(crm)、财务管理等对大规模结构化数据的访问和处理性能有较高要求的软件服务。存储型工业云的用户非常广泛,特别是可提供软件租用服务的工业云,能够允许企业以低成本使用erp、scm、crm等原本实施成本高昂的软件服务,尤其受到中小企业用户的欢迎。移动互联网兴起之后,特别是电子商务和网络支付工具爆发式增长以来,大量中小企业主从移动端“触网”,他们所接入的正是已经演变成为电子商务平台的存储型工业云。在云平台的支持下,企业管理人员可以通过手机实现企业的人员管理、订单管理、财务管理、物流管理等工作,并可以与交易合作伙伴在线结算。如创捷通公司在深圳运营的供应链管理云平台,可以帮助智能手机投资人在线与全球范围内的手机设计公司、零部件供应商、组装代工厂等有关上下游企业建立业务合作,并提供电子结算、供应链金融、跨境报关/报税等增值服务。
最近半年以来,随着部分工业互联网应用开始落地,相应出现了集成处理各类工业传感器回传数据的云平台,就其目前的应用形态而言,应仍属于存储密集型工业云一类。
制高点。
较早完成工业化进程的西方发达国家,近年来的发展重点聚焦于软件能力的提升。不仅是ibm、sap等信息技术公司在积极发展通用软件技术,波音、空客、ge等工业企业也在不断利用软件将工业知识和技术进行固化,提升软件能力。如前所述,工业云平台是工业企业集中固化、管理、迭代更新技术知识的理想软件工具。从代码行数看,洛克希德马丁公司已经超过微软成为世界最大的软件公司,而ge推出predix工业云平台后,也宣称出五年后要成为全世界最大的软件公司。
1月的ces消费电子展上,全球最大的白电制造商惠而浦公司宣布将与ibm合作推出搭载人工智能系统“沃森”的家电产品(沃森的核心系统是运营在云端的大型人工智能知识系统),提出下一代家电将能够和用户交流并自主学习。西门子也于底宣布将增加研发投入3亿欧元搭建跨业务新数字化云端服务平台sinalytics,能对机器产生的大量数据进行整合、保密传输和分析,通过数据分析和反馈提升对燃气轮机、风力发电机、列车、楼宇和医疗成像系统的监控和优化能力。可见,全球工业和信息技术领域的领先企业已在工业云领域加紧布局,抢占未来先进制造业软件平台和产业生态的制高点。
我国工业云发展初有成效。
我国高度重视工业云发展,国务院关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见把“大力发展企业经营管理、研发设计等在线应用服务,降低企业信息化门槛和创新成本,支持中小微企业发展和创业活动”作为主要任务明确提出,《中国制造2025》也把“实施工业云及工业大数据创新应用试点,建设一批高质量的工业云服务和工业大数据平台,推动软件与服务、设计与制造资源、关键技术与标准的开放共享”作为推进两化深度融合,支撑智能制造发展的重要举措。
以来,工业和信息化部确定了北京等16个省市作为工业云创新服务试点,探索创新信息化和工业转型的新模式,在试点省市和相关单位的共同努力下,已经取得了一些初步的成效。中国工业软件产业发展联盟也联合地方工信主管部门,在惠州仲恺高新区、青岛8个工业园区、昆山模具产业集群三个重点产业园区,分别推动广州中望、北京数码大方、苏州浩辰牵头建设了工业领域国产cad中小企业公共服务平台,促进正版cad软件在中小企业的应用与发展,支撑企业研发水平的提高和区域自主创新能力的提升。
从已开展的服务业务类型来看,我国工业云已涵盖上文提到的全部两种功能类型。如国家超算中心所在的天津、济南等地,以及地方投资建设有超算中心的上海、北京等城市,均已依托本地超算中心的计算资源优势,以软件计算租用服务和工程分析咨询服务等方式,为装备制造、航空航天、生物医药、石油勘探等重点领域的工业企业提供计算机辅助设计、辅助工程、辅助制造等云服务。
江苏、河南、宁夏、重庆、内蒙古、贵州等地则以电信运营商或信息技术企业为主体,搭建了面向服装行业、食品行业、电子行业等领域大中小企业的供应链设计协同平台和商务协同平台,既降低了企业信息化的门槛,也为配套企业拓展了产品销路,降低了龙头骨干企业的采购成本。各地区工业云运营主体机构还举办了组织培训、设计大赛等多种宣传推广活动,提高了社会各界,尤其是工业企业对工业云的认识水平,激发了企业应用工业云的积极性。如中国工业软件产业发展联盟和数码大方联合在北京举办的中国3d工业设计创新大赛,吸引了数万人参加,在工业云应用推广方面取得了较好的宣传效果。
随着工业云应用的逐步推开,云计算能够培育产业新型业态的功能也在工业领域逐步显现,不仅催生出工业软件服务的新业态,还带动工业企业创新形成了一批服务化转型的新模式。
一是催生出工业大数据应用生态。工业云在企业的落地应用,为工业企业打通信息化建设中遗留的信息孤岛提供了新手段。云平台在数据集成方面具有天然优势,推进建设和应用工业云平台,就是推进企业统一数据标准和共享机制,虽有重重阻碍,但平台一旦建立,即可极大加速工业企业数据的积累,一些面向行业应用的大型工业云平台还能加速行业共性数据的积累,这为工业大数据的进一步发展和成套解决方案的成熟提供了重要的资源池和测试床。如三一重工、中联重科、海尔等企业已经初步建成的工业互联网云平台,已经可以通过对产品实时工况监控数据的分析挖掘,优化产品的维护保养计划并反哺新品研发。
在这些工业云平台上,产品制造商、维护服务商、产品最终用户、平台运营商等各取所需、合作共赢,形成了以数据和服务为核心的产业生态。随着示范作用的发挥,平台会吸引更多应用服务商和用户加入其中,新的服务商从数据中能够挖掘创造出更多价值,而用户的加入使得数据规模成倍增长,平台在不断的自我成长过程中,成为工业大数据创新创业的重要孵化器。
二是带动工业企业加快服务化转型。工业云在工业企业成功落地应用后,数据在云平台上的快速流动使得企业对市场、研发、生产等业务和资源的全局控制能力大大提升,企业决策和执行变得更加准确和敏捷,市场地位存在既有优势的企业甚至可以借助工业云,增强对社会化资源的掌控和影响力,催生出更多有趣的商业模式。如海尔通过出售带有智能app交互功能的烤箱产品(后台是云平台支撑),在原有的商品售卖盈利模式之外,开拓出烘焙社交、烘焙菜谱和食材电商等新商业模式。
青岛红领利用云平台打通零售端、工厂和供应链,发展出平民百姓可定制服装的新模式,使得服装定制不再是少数高端人群独享。三一重工自身实现了工业互联网应用后成立了子公司三一智能,向其他制造企业提供工业互联网集成和咨询服务,从制造业拓展业务进入信息服务业领域。设计软件企业数码大方则与数控家具生产设备厂商铭龙科技合作推出可在手机上定制板式家具的移动app“智慧工匠”,后台利用云平台接受订单并生成可执行的加工文件后传送至专用自动化生产设备加工,由此实现用户定制化需求和家具工厂的对接,两家分别来自软件和装备制造领域的企业,合作拓展出撮合提供定制家具的新服务模式,将来还可能踏入更多行业。
我国发展工业云亟须突破。
三大瓶颈。
一是需求侧,工业企业对工业云的`理解和认识水平还是相对不足。前期信息化基础较好的企业,目前多数也尚未全盘谋划形成适合云端集成的业务流程,部门、企业、行业之间的数据壁垒普遍存在。如某集团装备集中管控云平台建设初期,曾遇到不同部门业务流程、平台架构、数据格式不统一,无法集成的问题,项目被迫暂停,集团统一制定并强力推行数据标准一年后才又重新启动云平台项目。前期信息化基础相对薄弱的企业,则一直以来对于信息技术的认识和应用水平瓶颈未能突破,对待工业云这一新鲜事物的关注度不高,特别是在当前制造业整体发展形势压力较大的情况下,企业对工业云等信息化领域的新进展无心跟进。
二是供给侧,目前的工业云平台还是以软件企业或者电信运营商为运营主体,商业模式还是延续传统思路,以有偿提供工业软件和计算服务为主,所提供服务也以通用功能为多,具体产品和服务的开发与工业过程联系不密切,不能满足不同行业对工业云的差异化需求,对工业企业的吸引力不足,服务和商业模式需要进一步创新。同时技术服务能力也有待提升,工业云系统在可用性、稳定性、安全性方面要求较高,我国自主产品还不能覆盖全部需求。如在仿真分析、高精度现场数据采集和实时处理等环节,关键技术产品还依赖进口,国外产品标准主导我国事实标准。部分工业企业自建的研发队伍尚处于起步阶段,对软件及其平台技术产品的开发经验和投入较少,定制化服务能力更显不足。
三是发展环境仍有优化提升的空间。我国在保护企业数字资产安全方面存在立法空白,企业对信息服务市场的诚信程度顾虑重重,担心敏感数据泄露,有关部门针对保护数据安全的立法建设亟待加强。另外,工业云发挥数据集成和流动促进的作用需要统一标准体系的支撑,包括各软件之间标准化的系统数据接口,以及围绕产业链建立跨行业的数据标准结构,我国目前行业间普遍存在的数据壁垒亟待破除,有关标准体系建设亟待完善。
促进工业云发展的着力点。
一是加快研究部署工业云发展的顶层设计。按照标准先行、技术突破和市场拓展的思路,首先开展技术标准体系和数据标准体系建设,抓住在中国市场制定竞争新规则的机会;其次聚焦重点行业领域工业云发展,打破西方主导格局,形成中国自主的核心工业信息技术体系;最后瞄准我国用户的需求与本土环境特点,打造具有中国特色的工业云服务,实现规模化市场应用。
二是利用财税政策加大应用示范力度,继续深化各地工业云平台的试点工作,设立工业云发展专项资金,推动软件企业和工业企业协同发展,支持大型信息技术企业或制造企业牵头开展面向重点行业、重点区域的工业云平台建设与应用示范。结合两化融合管理体系贯标推动工业云应用推广,要求贯标企业在研发设计信息系统建设过程中强调协同和共享,在生产过程自动化系统建设过程中突出传感数据集成和工艺知识集成,在管理信息系统建设过程中重视企业内部和外部的数据反馈和数据驱动。
三是优化完善环境,支持引导软件企业、互联网企业和工业企业联合制定工业云服务标准体系,解决不同工业软件之间的集成适配问题,在航空、电力、化工等重点行业领域,开展工业云应用规范和数据统一结构标准的验证和推广。加快提升安全保障能力,支持建立第三方信息安全评估与监测机制,加强重点领域工业云的信息安全检查、监管和测评,明确主体责任,规范工业云服务商与用户的责权利关系。
四是加强人才队伍建设,鼓励高校、科研院所与工业云服务企业联合培养云计算相关人才,完善激励机制,引进培育一批工业云领军人才和技术带头人。支持工业云服务企业、工业企业和教育机构共建实训基地,联合开展工业云应用人才培训。
工业互联和智能制造的信息中枢论文
边界的安全防护着力于有效的的控制与监测该边界中进出的数据流。检测的有效机制是以网络入侵的检测为基础,在网络的边界进行检测与清除恶意的代码,并对网络进出的信息内容加以滤化。以此来真正实现过滤诸多协议的命令并进行有效的控制,同时对网络的最大流量以及网络的连接数进行限制,提升智能电网的安全性和节约性。以会话的状态和信息为基础进行安全性分析,提升对不良信息的拒绝能力,以单位对允许或者拒绝信息对网内资源的访问进行决策。其中,实现这一功能最有效的软件即建设边界的防火墙。因而,必须明确的找出网络区域的安全边界,以此来在各个点设置防火墙。
2.2网络环境的.安全保护。
对于我国的电网公司而言,其网络点安全问题产生于各个单位的网点。这样网络的大环境下,必须进行安全的防护以保证智能电网的安全性和不断的发展。
2.2.1从结构上提高各网络设备的性能,提升其对电网业务的处理力度并始终存有大量的空间。这样,在智能电网面临高峰期的业务阶段时,线路和设备的设置能够满足其繁杂而大量的业务需求。
2.2.2安全的接入方面必须有效的控制安全的接入控制,运用当前最主要的协议类型,实现全网络的控制。对非注册的主机进行控制,使其无法对网络进行使用,有效的保护主机。实现资源的安全存储,避免外来信息的非法访问。
2.2.3安全的管理设备在网络的设备登录中,必须设置身份的验证,限制管理员的网络设备登陆地址。设置的口令必须要更强、更长、更复杂,同时定时进行变更。对同一用户进行连续登录实行失败次数记录,超过一定次数变进行锁定。
2.2.4对安全弱点进行扫描在智能电网内部网络中,进行漏洞的扫描系统设定,对网络系统、相关的设备以及数据资料库定期扫描,及时发现钱富裕系统中的漏洞,防范攻击。
3结束语。
信息技术革命推动着智能电网不断的发展,在这个过程中,其信息安全将会面临不断更新的隐患与问题。在整体上而言,智能电网是复合型的网络,其内质构成是相互依赖的电力网络与信息网络。由此可知,信息网络安全性的问题会对电力网络系统安全的运行带来重大的影响,其风险是不容小觑的。在未来的发展中,智能电网会不断的与更先进的、更新的信息安全技术相结合,如技术性加密、防火墙设置以及对风险的检测系统等。本文基于智能电网的信息安全问题提出了相关参考性的建议,以期对智能电网中信息安全的隐患和风险的防御起到一些作用。
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继续推动信息化和工业化融合,是十八大作出的一个重要战略部署。
我国还是一个发展中国家,需要继续完成工业化的任务。而从世界总体发展进程看,信息化时代的来临要求我们必须打破原有的工业化模式,把信息化的先进成果和理念融合到工业化中,充分发挥其“提质增效”这一倍增器的作用。
新形势,新动力。
“没有信息化就没有现代化”,“两化融合是‘四化’同步发展的引擎”,这是对两化融合重要性的定论。但是当前社会生产力的发展速度前所未有,信息技术的更新迭代更是日新月异,因此跟几年前相比,两化融合的环境和内涵都发生了很大的变化:发展环境日益复杂,发展条件和动力发生深刻变革。
再放眼国内,产业结构升级和供给结构优化需求迫切,对两化融合发展提出新需求。我国经济发展进入新常态,工业发展面临资源环境约束强化、要素成本上升、投资出口放缓等挑战,“十三五”时期亟须推动两化深度融合,优化企业资源配置,提升生产经营效率,改善产品品种结构,提高供给结构适应性和灵活性,形成经济增长新动力。
可见,我国两化融合工作正进入向纵深发展的新阶段。准确把握战略机遇,有效应对各种风险和挑战,通过大力推进两化融合,促进经济社会转型发展,显得尤为重要和紧迫。
推进两化融合是一项全局性、系统性工程。需要统筹谋划、提早布局,着力加强顶层设计,明确融合路径,把握发展方向,实现重点突破。制造业是国民经济的脊梁,如果没有制造业的发展,即使其他行业有巨大的发展,对中国这样一个制造大国来讲也是一件危险的事情。
将智能制造作为推进两化深度融合的突破口,可以有效带动创新驱动、绿色低碳和服务化发展,并促进产品和技术结构、产业组织结构、产业空间布局和制造业内部结构等四个方面的优化升级,能够逐步实现制造业转型升级,推动工业持续平稳发展,是中国经济在发展中升级、在升级中发展并有竞争力的重要保障。
所以,作为两化深度融合的集中体现,智能制造将成为未来一段时间我国两化融合工作的主战场和核心目标,是建立国家制造业创新体系的关键。而这从《信息化和工业化融合发展规划(2016-2020)》这一顶层设计中也可见一斑。
顶层出台,行动落地。
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摘要:随着科学技术水平的不断提高,人工智能技术在众多的领域中进行了应用。因此,本文主要以人工智能技术与电气自动化技术结合形成的新型智能制造技术在智能制造业中应用为例子,主要就人工智能技术的基本介绍、人工智能技术在智能制造业中的应用两个方面内容进行论述。
关键词:智能制造技术;人工智能技术;智能制造业;基本介绍;应用。
概念。
网络信息技术与计算机技术等等众多学科的技术进行有效的融合,并且对于人类进行智能模拟,最终对于机械或者是其它领域进行智能化与自动化的控制,这种技术就是人工智能技术。随着时代的发展,人工智能技术具有重要的价值。比如:对于机械等进行智能化控制,可以在遗传编程、信息图像、语言等各个方面进行应用。
特点。
2人工智能技术在智能制造业中的应用。
对于自动化控制流程的简化。
对事故和故障的及时处理。
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5g是新基建七大领域之一,并且从排名来看,5g仅次于芯片技术。
如果大家熟悉制造过程,会发现过程中有很多移动应用领域。
移动应用靠什么?wifi、蓝牙......但是它们在工业现场抗干扰能力有问题,实时性也不行。
比如我最近的一个中德合作项目,车间物流的3d定位。
但5g确实是提供了一个很大的应用场景,超低延时,能提升远程控制和移动协同能力。
5g在长远的未来是不是真的很有用呢?我也不敢肯定。
生产特斯拉的埃隆马斯克,他做了一个“星链计划”,几万个小卫星来做卫星通讯,我觉得这个计划是颠覆性的,如果他能成功的话,恐怕6g都没有太大用了。
但是这个计划还没成功的时候,5g就很有用了。
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摘要:在我国建设“工业”的大背景下,新一次的工业革命正如火如荼的展开。智能制造作为新一代制造模式的典型代表,自20世纪80年代第一次提出,就收到了学术界和工业企业的广泛重视。但是现阶段工业界并没有建立起非常成功的智能制造体系,主要原因是对于智能制造内部原理的研究并不透彻,同时对于智能制造的发展趋势把握不准。本文立足于智能制造体系的本质,通过对现阶段国内外智能制造体系架构的研究,提出了未来一段时间内该体系发展的趋势。
关键字:智能制造体系;整体架构;功能特征;柔性化。
1前言。
智能制造是最新的制造模式之一,具有广阔的发展前景,智能制造从本质上说是一个智能化的信息处理系统,对外操控机器人的动作,完成产品的制造和加工。该系统属于一种开放性的体系,原料、信息和能量都是开放的。智能制造是新世纪制造业振兴的发展方向,是我国实现制造业跨越的必经之路。
2智能制造系统研究现状。
智能制造系统内涵分析。
智能制造体系是上世纪八十年代有先进的工业化国家率先提出的,主要包含只能制造技术和智能制造系统两部分。总体来看,智能制造体系指的是应用集成工程的思想,通过制造软件专家系统、机器人视觉和控制等先进技术,最终达到智能装配生产线上的机器人能够在人工不进行干预的情况下完场生产任务。智能制造的目的是人的脑力活动转化为制造机器人的智能化思维。智能化制造体系的物理基础是智能化机器人,所必需的设备包括智能加工机床、工具和设备的智能化输送平台以及装配设备等。
智能制造体系国内外研究现状。
智能制造在上世纪八十年代提出之后,在国际范围内形成了三个主要的研究中心,分别是美国、欧洲和日本。最初的内涵指的是智能机床,智能机床能够完场熟练机械师操作普通机床完成的所有功能,具有一定的智能性。后来的智能制造概念得到发展和延伸,进而形成了一种开放性的操作系统,日本于1990年完成了世界范围内第一个智能制造工厂,融合了人工智能技术的机器人同时具备视觉的触觉功能。相对而言,我国在该领域的研究起步较晚,九十年代后才申请成立了第一个智能制造部级项目。在理论研究领域主要集中于智能制造基础理论分析、智能化单元制造与控制、智能机器人的研发等。
智能制造的应用正在世界范围内兴起,它是制造技术发展,特别是制造信息技术发展的必然,是自动化和集成技术向纵深发展的结果。然而,虽然智能制造得到了学术界的广泛重视和深入研究,然而却难以得到工业界的广泛应用和推广,同时近几年关于智能制造系统新理论方面的研究遇到了瓶颈,其问题在于智能制造系统的体系架构尚未研究透彻,同时对于智能制造系统的发展趋势没有比较好的掌控。
3智能制造体系架构研究。
智能制造体系整体架构分析。
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一、引言。
2016年8月,工信部、中国工程院、_和宁波市政府联合,宁波成为中国制造2025的首个试点城市,工信部副部长辛国斌表示,宁波制造业有着扎实的基础,制造业产业格局清晰,宁波作为试点城市,以提质增效为核心,利用区域优势和政策优势,大力发展具有自身特色的新型制造业体系,着力推进智能经济。
二、国内外智能工厂建设现状。
(一)国外研究现状。
同时德国工业可以概括为:一个核心,两个重点,三大集成,四个特征和六项措施。(如表1)。
美国的先进制造,主要是借助信息化智能化来实现智能制造,着力发展纳米技术、生化科学,在信息、材料、能源、控制等工业技术领域保持领先地位,着力发展高级智能制造,总得来说美国先进制造主要有一下特征:(1)继续发展前沿科技,并利用先进技术对现有传统技术m行改造;(2)在关键技术领域保持绝对的领先,在制造业利用先进技术,如先进传感器、工业机器人、3d打印和智能化工厂等;(3)前沿科技相互交叉,催生新技术并发展新技术的新兴市场;(4)制造方式更加的低碳、智能、柔性化,体系技术创新和可持续发展。
日本推行的特色工业,其突破口是人工智能。它的一大特色是通过对人工智能产业的探索来解决劳动力断层的问题,而其首先应用的领域就是工业化生产线。如本田公司通过对机器人等先进技术和产品的采用及改良,大幅缩短生产线,建成了世界上最短的高端车型生产线。与此同时,日本政府还加大了对3d打印机等尖端技术的财政投入,计划实施“以3d造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目,开发世界最高水平的金属粉末造型用3d打印机。
(二)国内研究现状。
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我国工业正显现积极信号。国家_日前的工业企业财务数据显示,今年1月至10月,我国规模以上工业企业利润同比增长,增速比前三季度加快个百分点。其中,10月份利润增长,比9月份快个百分点。
在信息为王的经济发展时期,数据所到之处必然会触发全产业链的创新与变革。谁利用“大数据”的思维,谁就能赢得主动,赢得先机,占领发展的制高点。大数据就是打开未来通道的最权威与最科学的依据。数据与数据的聚核,所迸发出来的价值或将激活万亿产值。
iiot推动全球制造业转型。
机器人自动化市场越来越大。
随着劳动力成本上涨,工业机器人也迎来了顺势发展的良机。不过以往看到生产车间的机器人大多是独臂侠,而未来机器人的发展将会根据专业化研发出分工明确的机器人,并且与3d打印、工业vr等充分结合,形成相互协作、共同分享的智能制造新模式。
目前,中国正在进行《中国制造2025》,新形势下工业领域势必会采取一系列动作。相关研究报告显示,2015年中国工业机器人市场,其中以六轴多关节机器人为最,占总体销量的。预计未来几年将会维持30%以上的高增长率。当然这离不开现在的传统工业所处的转型阶段需要智能技术的力量加以推动,由此衍生巨大的需求空间。又加之如今的消费机器人有下行趋势,有商家纷纷瞄准工业机器人行业,里应外合对手遇“冷”,种种条件都适于其发展。
面对工业机器人四大家族瑞士的abb、德国的库卡、日本的发那科和安川电机来说,中国企业若想突出重围还得靠先进的技术来填补自动化生产线的空缺。尤其是汽车及电子行业。随着自动化水平不断提高,机器人的自动化市场也越来越大。
现在所谓的工业机器人实际上是一个manipulator,就是一个工业机械臂,没有手,更无关乎智慧。而要想在中国市场占据一席之地,则必须发展心灵手巧的双臂机器人和多臂机器人。那么怎样的机器人才算得上心灵手巧?最简单的就是双臂机器人,就像人一样工作,但是作为一个智能机器人来讲,可以仿造动物界的多臂多足。包括全工位的双臂机器人,一个机器人可以做八个工位的工作,是不是有种八爪鱼的既视感呢。
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“我们与欧美国家之间的技术差距是现实存在的,并不能在短时间内完全消除。在智能制造推进实施过程中一定是先发展技术吗?不是,对于我们来说一定是先解决应用需求,通过应用牵引技术的发展。所以我觉得‘中国制造2025’是基于制造业转型升级的需求,来牵引技术的发展。这样能够缩短我们在技术研发上的时间周期,与我们现阶段制造业的现状相匹配。”刘功效如此解释道。
“机器换人就实现了智能化”是一个伪命题。
采访中,宁振波多次强调“机器换人就实现了智能化”一定是伪命题。智能系统的基本特征可以由20个字来概括:状态感知、实时分析、自主决策、精准执行以及学习提升。在他看来,机器换人其实就是换的生产一线的工人,而有数据显示,实际上在一线生产岗位上机器能够换掉的工人数量不到全部的10%。智能制造一定是囊括了产品研发、工艺、生产、交付、管理以及服务等完整的工业体系,所以说智能制造是完整的工业体系的转型,而不仅仅体现在生产环节的自动化方面。
对此,tcl集团董事长、ceo李东生也谈到了自己的理解。他认为,智能化意味着机器自己就可以判断和处理工艺流程,它能进行逻辑思维的自主判断;而自动化则是每一次都精准地重复着同一个动作。自动化能够提高工作效率,而智能化能够提高工艺水平。
其实智能制造能力的形成一定是一个渐进的过程,并不是一蹴而就的。“企业首先要做到自动化,在自动化的基础上发展信息化,然后通过自动化与信息化的融合,再发展数字化,最后才能在数字化的基础上实现智能化。如果一开始就想要实现智能化,将是不切实际的,逐步完善、迭代升级的过程一点是要有的。”西克中国市场总监崔丽丽对本报记者如此说道。
其中就涉及到三维模型的产品设计与仿真。产品三维模型的建立是难点,基于产品模型,再完成工艺设计,由于是三维模型,工艺设计过程中还可以做仿真分析,最后根据工艺将产品生产出来。这一过程就是产品建模,仿真分析;工艺,仿真分析;制造过程,仿真分析;实验,仿真分析的过程。当有三维模型深入其中的时候企业就开始具备智能基因了。
智能制造的完成在于工业基础和能力。目前,随着我国在产品技术、工业技术、产业规模以及基础核心产业等方面快速提升和发展,我们开始具备实践智能制造的基础条件。虽然整体上与德国、美国等欧美国家还存在一定差距,但已经开始形成自身的发展特色。
前面已经提到,智能化的实现一定是一个渐进发展的过程,不会立竿见影,也不会一蹴而就。在这个过程中,除了已经具备一定程度的工业基础硬实力之外,还需要在众多软实力方面下功夫。
第一步,要转变观念,形成正确认识。在转型升级的过程中由于对智能制造的理解不够深入,制造企业可能存在盲目建设的情况。宁振波表示,现在企业更多的不是缺技术,而是缺意识。长期形成的以短期利益驱动为导向的功利思想导致有些企业还在想着能够做小事,挣大钱,这种思想在智造转型过程中是行不通的。
另外,作为传感器厂商,德国西克在实践以及与客户企业的沟通合作过程中也有这方面的认识。西克中国市场总监崔丽丽表示,前些年,由于对“工业”和“中国制造2025”的炒作显得过于热情和激进,从而导致不管是处于何种发展阶段的企业都想着建立智能工厂或者向“工业”方向靠近,好像沾到了边,就摇身一变成为了先进制造企业。实际上,这种发展是不现实的。
其实,无论是“工业”,还是“中国制造2025”都需要一个长期的发展过程,短期的投资并不能马上兑现。不过在崔丽丽看来,这也许是智能制造发展必经的一个过程吧,就是从一开始的一哄而上,然后到慢慢趋于理智,最后到能根据自身情况有选择性地进行产业和技术的迭代升级。
第二步,加快国产工业软件研发速度以及在制造业当中的更新换代步伐。有人曾谈到在智能制造时代,国产工业软件任重而道远。而在信息化与工业化融合的进程中,工业软件作为使能工具是衡量企业软能力的重要部分,而软能力在某种程度上是一个企业核心竞争力的代名词。
关于这种软实力,中国工程院院士李培根认为是指软件对机器或系统的感知进行分析、处理、决策优化,通过连接物理、人、信息系统并发现隐性规律,从而适应动态变化的环境,达到机器与人的协同。
不过目前,在众多领域关键核心技术还是被国外软件所占据,关键核心工业辅助设计、工业流程控制、模拟测试等软件几乎都是清一色的国外企业软件。就像宁振波所提到的那样,过去由于中国在虚实结合方面缺乏相应的工业软件支撑,导致我们只能依靠国外软件进行产品建模,这其实是导致我国制造业大而不强的深层原因,所以说智能制造的关键之处还是在于自主研发能力的培育和提升。
第三步,数据的采集、分析与处理在智能制造当中扮演着重要角色。之前也提到,智能系统的基本特征是状态感知、实时分析、自主决策、精准执行以及学习提升,而实现这些功能的基础在于数据的采集、分析以及挖掘处理。
目前,由于受到大多数制造企业生产设备不高、信息孤岛和系统应用封闭普遍存在等技术层面的限制,导致无法形成有效的数据采集和分析处理机制,进而制约着企业生产方式、组织流程以及服务模式的改进和创新。与此同时,工业领域数据的采集、分析以及挖掘处理过程较其他行业来说更为复杂,需要更完善、更先进的技术水平予以应对。
采访中,崔丽丽表示,“工业”有别于的最大的一个方面就是智能化,智能化的基础是大数据分析技术,国外有一种观点就是可以把“工业”简单地理解为精准的数据管理。
另外,崔丽丽还提出了数据的所有权和控制权问题。今后,随着企业智能化水平的越来越高,这势必将成为行业内无法回避的难题。而要想从根本上解决这个问题,建立数据交换主权安全认证体系会是一个很好的方法,体系当中可以将相关技术协议、数据安全和所有权问题进行清晰定义,明确界限。
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(2)在深度上,数字化制造的发展,虽然初步形成了信息空间的概念,但是信息空间还未能实现与物理制造空间的深度融合,无法根据物理空间的需求,主动提供数据、应用和服务。
综上所述,当前制造业企业亟需广泛、深度互联的基础,纵向上打破系统之间的壁垒,横向上打通信息与物理的隔阂,实现跨层次、跨领域的业务集成,提高制造业企业的运行效率和敏捷性。
泛在信息制造技术为解决制造业当前面临的问题提供了全新的思路和手段:将物理制造空间中跨层次、跨领域的物理制造资源映射到信息空间,从广度上打破信息壁垒,实现人、制造设备、生产过程的泛在互联互通;在深度上实现制造信息空间与物理空间的深度融合,按需提供主动的智能制造服务。因此,泛在信息制造技术的提出符合当前技术发展趋势和产业需求。
1泛在信息化智能制造。
系统的架构。
根据泛在信息制造技术的内涵,基于该技术的泛在信息化智能制造系统应当要满足以下3方面的功能需求。
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概述制造业是国家的经济命脉,而汽车制造又是战略性支柱产业,它包括了整车、各种零配件厂等生产商,也包括了各地经销企业和销售企业。近年来,我国汽车行业面临着前所未有的挑战,原材料、生产、物流成本上涨、利润下降,以及国际经济形势的影响。因此,汽车企业可以运用具有智能分析功能的商务智能系统,通过分析历史数据快捷、及时地输出各类报告,预测未来的客户需求和销售趋势,在宏观上为企业管理人员提供决策依据。计算机人工智能技术发展到了今天,已经开始使用庞大的知识库来有效地取代人类器官或机构的记忆方法,近些年来很多的专家决策系统在考虑一定规则的基础上对人类的诊断和经验上的分析都能够做出很好的判断,甚至处于主导地位。这个系统可以很好地利用知识库,并从中挖掘出我们想要的问题答案、成功地寻找到其中的关联性,并提取相应的模式等。而实际上,这样的专家系统已经在很多领域都有了非常不错的应用,帮助很多企业在很短的时间内就做出相应的生产计划、调度计划、运输计划等,非常有效率,而且可以大大地增加收益,并很好地控制企业的人力成本。我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步。经过二十年余年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年,我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右,年销售额在20亿元以上。统计数据显示中国市场上工业机器人总共拥有量近万台,占全球总量的,其中完全国产工业机器人行业内规模比较大的前三家工业机器人企业,行业集中度占30%左右。其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主,年出口量为100台左右,年出口额为亿以上。多年来我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位、劳动强度大、作业环境恶劣、焊接质量不易保证,而且生产的柔性也很差,无法适应现代汽车生产的需要。
搬运机器人在汽车制造业中应用。
汽车桥箱类零件具有精度高、加工工序多、形状复杂、重量重的特点。为提高其加工精度及生产效率,各重型汽车生产厂家纷纷采用数控加工中心来加工此类零部件。而在使用数控加工中心加工工件时,要求工件在工作台上具有非常高的定位精度,且需要保证每次上料的一致性。由于人工上料此类的工件具有劳动强度高、上料精度不好控制等缺点现在正逐步被工业机器人或专机进行上下料所取代。工业机器人具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化、自动化程度高等、突出的优势,与人工相比,能够大幅度提高生产效率和产品质量,与专机相比具有可实现生产的柔性化、投资规模小等特点。机器人智能化自动搬运系统作为减速器壳体加工的重要生产环节,虽然已经在国内重型汽车厂内取得成功的应用,但依然尚未普及。在国家经济建设飞速发展的进程中,重型载重汽车的生产能力及生产力水平亟待有一个质的飞跃,而工业机器人即是提升生产力水平的强力推进器。
焊接机器人在汽车制造业中的应用。
汽车行业的发展水平,代表了一个国家的综合技术水平,汽车工业的发展将会带动其他行业的发展。各厂商为了在日渐激烈的竞争中立于不败之地,必须率先实现焊接自动化。因此,今后除了如汽车、摩托车这样的大批量生产行业。一些产品多样化的企业,为了提高焊接质量,也将会考虑使用焊接机器人,如钢结构等行业,与此同时,对焊接机器人的要求也必然会逐步提高,如说对焊道的自动跟踪系统的需求会逐步加大等。作为焊接机器人和焊接机的专业生产厂家,otc公司将继续为提高中国的高速、高效、自动化焊机做出自己的贡献。对于在汽车工业中的点焊应用来说,目前已广泛采用电驱动的伺服焊枪。日本丰田公司已决定将这种技术作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。
装配机器人在汽车制造业中的应用。
在国内外各大汽车公司装配生产线上被广泛采用的装配机器人。一方面使汽车装配自动化水平大大提高,目前,国外某些大批量生产的轿车的装配自动化程度已达50%~65%。另一方面,有效地减轻了工人的劳动强度,提高了装配质量并明显地提高了生产率。在汽车整车装配中,机器人不仅用于挡风玻璃的密封济涂覆、安装和车轮备胎、仪表盘总成、后悬梁、车门、蓄电池等部件的安装。
喷涂机器人在汽车制造业中的应用。
喷涂机器人在汽车制造业中可喷涂形态复杂的汽车工件而且生产效率和很高。多用于汽车车体的喷涂作业,如喷漆、喷釉等。除了上述机器人以外,汽车制造业中应用的机器人还有用于特殊加工的激光加工机器人用于部件形状测量、装配检查和产品缺陷检查的检测机器人,抑制尘埃粒子大小及数量的水切割机器人和净化机器人等。
2人工智能在汽车制造业中的进展分析。
随着中国汽车工业的迅猛发展,机器人在先进汽车制造中的重要性也越来越凸显。机器人的产品应用广泛,覆盖焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管理等领域。在汽车行业的应用主要分为以下五大部分。车身系统中,采用虚拟仿真等手段,主要针对车身覆盖件不断开发出新的标准化、模块化解决方案,动力总成系统中,提供了涵盖汽车传动系统核心部件,发动机、变速箱和传动轴的全套装配测试系统。在冲压自动化系统方面从卷材与堆垛到零件的码垛,从提供控制系统到企业erp,从设计到生产支持与效率优化,拥有全面的工程能力,涂装自动化系统方面,以高柔性高精度的喷涂机器人来帮助客户提升涂装质量,减少生产废料,而在焊接自动化系统中,机器人比较典型的应用是电阻点焊、电弧焊,其最新一代机器人配套提供一系列高度人性化的软件工具。汽车工业的最大特点是产量大,生产节拍快,产品一致化程度高。消费者对汽车质量要求越来越高,是促使机器人应用越来越普遍的一个重要原因。机器人本身只是集装箱里的一个货物,随机器人的设备功能越来越精细,客户的思维在这时候逐渐走向成熟,在采购时不再单单考虑某生产工位的瓶颈,而更多地考虑到长期战略因素,如维护成本加入的高低,长期投资回报是否划算,服务涵盖地域是否广泛,响应是否及时,全球技术支持能力有多强,中期后期不同阶段解决问题的能力有多大等等。这时,产品本身的价格和意义相对弱化而长期的价值越发凸显。
3结束语。
人类智能主要包括三个方面——“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。而人工智能是指由人类利用人脑特有的智力表现制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。人工智能在汽车制造工业方面的应用体现在问题求解,逻辑推理,自然语言理解,自动程序设计,专家系统等方面,这些方面就体现了自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械人类意识能力,强化控制自动化,因此人工智能在汽车制造领域将会大有作为。
先进制造技术论文智能制造
班级:09级机电教育班姓名:丰云。
学号:200940914106。
课程论文题目:浅谈先进制造技术课程名称:评阅成绩:评阅意见:
成绩评定教师签名:日期:
先进制造技术amt是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术,特别在生产管理技术方面。
先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面:
一、先进的工程设计技术;
三、制造自动化技术;
四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式;
五、发展。
一、先进的工程设计技术。
先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括cad、cae、capp、cat、pdm、模块化设计、dfx、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。
(1)产品(投放市场的产品和制造产品的工艺装备(夹具、刀具、量检具等))设计现代化。
(2)先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。
在信息集成环境下,采用计算机辅助工艺规程设计、即capp,数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅助工作程序设计即cam等。
(1)高效精密、超精密加工技术,包括精密、超精密磨削、车削,细微加工技术,纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10~0.1μm(相当于it5级精度和it5级以上精度),表面粗糙度ra值在0.1μm以下的加工方法,如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工,如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等,在当前制造工业中占有极重要的地位。
超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.1~0.01μm数量级,表面粗糙度ra值为0.001μm数量级的加工方法。
此外,精密加工与特种加工一般都是计算机控制的自动化加工。(2)精密成型制造技术,包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。
(3)现代特种加工技术,包括高能束流(主要是激光束、以及电子束、离子束等)加工,电解加工与电火花(成型与线切割)加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工(electricaldischargemachining(edm)电火花加工electricsparkmachining)是指在一定介质中,通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。能对任何导电材料加工而不受被加工材料强度和硬度的限制。可分为电火花成型加工(edm)和电火花线切割加工(电火花线切割加工electricaldischargewire–cutting--edw)两大类。一般都采用cnc控制。
(4)快速成型制造(rpm).快速成形技术是在计算机控制下,基于离散堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看,零件可视为“点”或“面”的叠加而成。从cad电子模型中离散得到点、面的几何信息,再与成型工艺参数信息结合,控制材料有规律、精确地由点到面,由面到体地堆积零件。
8)加工与设计之间的界限逐渐谈化,并趋向集成及一体化;
9)工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合,先进制造生产模式获得不断发展。
三、制造自动化技术。
一句话:计算机控制自动化技术。
(1)数控技术与数控机床;数控加工技术是为了实现机床控制自动化要求而发展的。它是指用代码化的数字、字母及符号表示加工要求、零件尺寸及其参数、加工步骤等,通过控制介质,输入到控制装置,经过微机进行处理与计算,发出各种控制信号与数据,使机床各部件自动协调运动,实现自动加工的技术。采用数控加工技术的机床,称为数控机床。数控加工的主要特点是:加工的零件精度高;生产效率高;特别适合加工形状复杂的轮廓表面;有利于实现计算机辅助制造;对操作者(不含编程人员)技术水平的要求相对较低;初始投资大、加工成本高。此外,数控机床是技术密集型的机电一体化产品,数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度,需要配备素质较高的维修人员和维修设备。
(2)工业机器人(用于物流与加工)及物流设备;工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备,是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。最近,联合国标准化组织采用的机器人的定义是:“一种可以反复编程的多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机”。在无人参与的情况下,工业机器人可以自动按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作和各种任务。机器人和机械手的主要区别是:机械手是没有自主能力,不可重复编程,只能完成定位点不变的简单的重复动作;机器人是由计算机控制的,可重复编程,能完成任意定位的复杂运动。
(3)柔性制造系统(fmc,fms,fml):包括加工设备(cnc机床)、检测设备、物料输送(工业机器人、自动交换托盘(apc)、自动输送台车(rgv、agv)等)。
(4)计算机集成制造(cim)和工厂自动化(fa)。计算机集成制造系统(cims)是由计算机管理系统、计算机辅助设计与制造cad/cam以及柔性制造系统fms(还可能有其他生产单元)组成。cims是产品生产过程的各子系统的完美集成,即把工程设计、生产制造、市场分析和其他支持功能合理地通过计算机网络有机地集合成一个整体,以实现生产的柔性化、优化、自动化和集成化,达到高效率、高质量、低成本而灵活生产的目的。
四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式。
包括先进制造生产模式、集成管理技术和生产组织方法等。以计算机辅助生产管理为核心,研究和应用先进的生产管理系统和技术。包括成组技术、全面质量管理、精益生产与jit、敏捷制造、并行工程、柔性制造、计算机集成制造、虚拟制造、智能制造、网络化制造、绿色制造、生物制造、可重构制造、mrp、mrpii、erp、scm、crm、计算机辅助后勤支援(computeraidedlogisticsupport,cals)、电子商务、知识管理。
五、发展。
1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用。
2、设计技术不断现代化。
产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是:(1)设计手段的计算机化在实现了计算机计算、绘图的基础上,当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用,以及现代产品建模理论的发展上,并且向智能化设计方向发展。
(2)新的设计思想和方法不断出现(3)向全寿命周期设计发展。
(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。
3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展。
成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。
4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展。
5、工艺由技艺发展为工程科学,工艺模拟技术得到迅速发展。
先进制造技术的一个重要发展趋势是,工艺设计由经验判断走向定量分析,加工工艺由技艺发展为工程科学。
6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失。
7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征。
日趋严格的环境与资源的约束,使绿色制造业显得越来越重要,它将是21世纪制造业的重要特征,与此相应,绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在:
(1)绿色产品设计技术使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。
(2)绿色制造技术在整个制造过程,使得对环境负面影响最小,废弃物和有害物质的排放最小,资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。
(3)产品的回收和循环再制造例如,汽车等产品的拆卸和回收技术,以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂--致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段,恢复系统工厂--主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。
8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用虚拟现实技术(virtualrealitytechnology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。
9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,先进制造生产模式获得不断发展,造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后,70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统(cims)进行制造的柔性生产的模式,并逐步向智能制造技术(imt)和智能制造系统(ims)的方向发展。精益生产(lp)、灵捷制造(am)等先进制造模式相继出现,预计21世纪初,先进制造模式必将获得不断发展。
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1954年,被誉为“计算机之父”、“人工智能之父”的阿兰·图灵发表了一篇名为《机器能思考吗?》的论文,开启一门新学科——人工智能,如今已过去59年。在过去的半个多世纪里,可能连阿兰·图灵也预想不到,人工智能产品的开发、普及速度会如此迅速。连比尔·盖茨都撰文预言,机器人将会再现计算机产业的快速崛起之路,并在不远的未来彻底改变人类的生产和生活方式。而目前,工业机器人已在全球广泛应用与制造业,尤其是汽车制造和电子领域,主要从事焊接、喷漆、包装、上下料、装配、搬运等工作。
1969年,首届人工智能国际联合大会举行,如今也过去44年。在此期间,我国人工智能产业逐步崛起,并成为全球第二大工业机器人市场。时间走到今年8月3日的前一周,北京连日下着瓢泼大雨;中国股市里,和人工智能相关的股票连续多日涨停,原因是以“人工智能和计算可持续性”为主题的第23届人工智能国际联合大会在8月3日拉开序幕——作为国际人工智能领域的顶级学术会议,也是该领域内最具权威性、最为活跃的科学盛会,人工智能国际联合大会首次在中国举办。它向业界发出这样的信号:中国的人工智能行业正以迅速增长的势头融入国际人工智能领域。
机器人的盛宴。
或许是大会更专注于学术研讨的缘故,关于此次大会的报道简单且稀少。如果不亲自去现场,你或许感受不到人工智能国际联合大会被誉为国际人工智能科学界的“奥林匹克”的魅力。
记者到达会场时,已是下午时分。会场展区里,人已没有很多,正好给了记者细细参观的机会。在共两层的展区里,记者发现,参展厂商多为外国公司,相比之下,国内机器人厂商的数量比较少。
这些机器人有的已经在科研领域、工业领域孜孜不倦、兢兢业业地工作,有的还在孵化“象牙塔”里,等待着走进人们的生活中。
上海abb工程公司展出的喷涂机器人已经成功向市场推广。该公司展区工作人员表示,公司开发的多个机器人已应用于工业领域。不久前该公司还开发了两套新的专用软件工具,可使机器人激光切割更加准确、更加灵活、更易使用。
在上海硅步公司展台上引人注目的轻量仿生机械臂则还在研发中。它能够完成开门、抓背这样简单的动作,适合用在智能轮椅等医疗领域。该展区工作人员告诉记者,这一产品很快就会推向市场。
记者发现,大会现场机器人品类丰富,装萌可爱,但多数处在研发阶段,真正在市场上推广的还比较少。
值得一提的是,除了产品展览,机器人大赛、ai视频竞赛、“愤怒的小鸟”人机游戏大赛等趣味竞赛活动也成为该大会的一大亮点。
3d打印社会化。
在此次大会的展览上,3d打印设备成为一大亮点。
天联科技展示了其3d打印产品的新应用方向:社会化制造。该公司产品设计师表示,“社会化制造”的概念是让用户参与到产品的设计和制造过程中,而这些产品的主要制造方式就是3d打印。
记者发现,该公司在展示两款3d打印设备。一款设备是他们自主研发的数字光处理3d打印机,和常见的熔融沉积型3d打印方式不同,该3d打印设备利用高分辨率光源将三维模型的截面投影在工作台上,使液态光聚合物逐层进行光固化,当一层固化完成之后,工作台再提升一层高度进行下一层固化。该展区工作人员介绍表示,每层的打印精度可以到达,而熔融沉积型打印方法的精度在左右。在3d打印机旁边,摆放着不同打印机的打印样品。记者看到,其曲面过渡已经很平滑自然。
天联科技展出的另一款3d打印机,以树脂为材料,打印出来的产品小巧精致。“这款打印机主要定位为家用,主要打印一些小饰品。”上述产品设计师表示,这两台3d打印机还是样机,年底可能会量产。现在预订的客户主要是高校和研究机构,艺术类院校较多。
由于定位于民用,天联科技的3d打印设备价格并不高,前一款产品报价10万元,后一款报价3万元,是国外同类产品价格的90%。
中国是大会录用论文最多的国家之一。
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“当前,新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史_汇,国际产业分工格局正在重塑。必须紧紧抓住这一重大历史机遇,按照‘四个全面’战略布局要求,实施制造强国战略。”这是《中国制造2025》的一段话。
智能制造将成为我国工业领域未来几年的工作重点和目标方向。
融合it与ot。
罗克韦尔自动化公司日前在北京拉开其全球路演的序幕,议题聚焦在“如何打造互联企业并实现智能制造”上。罗克韦尔自动化大中华区董事总经理鲍博文(bobbuttermore)认为:实现智能制造要从打造互联企业开始。
在鲍博文看来,实现互联企业的核心要务就是将信息技术(it)与运营技术(ot)融合。以往,这些职能各司其职,彼此独立。如今,it与ot融合成为工i企业获得成功的关键所在,能够帮助企业采集、分析数据,并将数据转化为可指导行动的信息,从而创造切实的业务成果,提高生产过程的安全性、可预测性及可持续性。
互联企业的优势在于可以帮助中国制造企业将其人员、生产流程和资产连接起来从而实现业务价值。举例来说,食品生产商可以通过实施互联企业来提高多个工厂中多条生产线的整体设备效率。制药公司可实现产品序列化,从而满足行业法规的要求。矿业公司可以分析其矿石产量,而上游的石油和天然气公司则能够利用互联企业对油井井口进行优化。
四步进阶。
那么如何打造互联企业呢?
作为一家全球制造商,罗克韦尔自动化也面临相同的挑战。通过亲身践行,罗克韦尔自动化总结了一套互联企业四阶段执行模型:评估与计划、安全与升级、数据与分析以及优化与协作。
根据经验,一个成功的互联企业生产效率每年能够提高5%左右。当然,这需要企业拥有世界级的合作伙伴及生态系统。
世界级生态。
在路演期间,罗克韦尔自动化与中国橡胶和轮胎行业的领先供应商软控股份有限公司签署了一项价值为人民币1亿元的战略性合作协议。根据该协议,双方将在橡胶和轮胎领域合作开发信息和自动化机械技术、机械安全应用,并共同开展全球市场营销。此次合作有助于软控提高效率并降低服务成本,助力公司通过智能工厂实现智能制造。
“软控和罗克韦尔自动化在中国乃至世界范围内有着数十年的成功合作基础。我们紧密合作,探索智能机械和信息化方面的创新制造技术。我们怀着一个共同的目标:让软控成为世界领先的集成橡胶和轮胎制造解决方案提供商。”鲍博文表示,“_已经明确了2017年经济工作的总基调:稳中求进,并坚持推进供给侧结构性改革。根据政府规划,将继续削减煤炭和钢铁等重工业的过剩产能。但由于产能过剩和劳动力成本上涨的问题相继出现,提高生产率和全球竞争力对中国企业来说变得极为重要。所有这些趋势都表明实施智能制造势在必行,而这正是罗克韦尔自动化的优势所在。我们深知中国工业企业面临的各种挑战,我们将借助我们的全球项目经验为他们提供价值。”