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標(biāo)簽 > 智能制造
智能制造源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運用知識求解的能力。
智能制造源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運用知識求解的能力。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),智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫,而且還具有自學(xué)習(xí)功能,還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息,并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進(jìn)行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事,去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。談起智能制造,首先應(yīng)介紹日本在1990年4月所倡導(dǎo)的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際合作研究計劃。許多發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項計劃。該計劃共計劃投資10億美元,對100個項目實施前期科研計劃。毫無疑問,智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計,工藝過程設(shè)計,生產(chǎn)調(diào)度,故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計算機(jī)智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方,生產(chǎn)調(diào)度等,實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術(shù)尤其適合于解決特別復(fù)雜和不確定的問題。但同樣顯然的是,要在企業(yè)制造的全過程中全部實現(xiàn)智能化,如果不是完全做不到的事情,至少也是在遙遠(yuǎn)的將來。
智能制造源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運用知識求解的能力。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),智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫,而且還具有自學(xué)習(xí)功能,還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息,并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進(jìn)行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事,去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。談起智能制造,首先應(yīng)介紹日本在1990年4月所倡導(dǎo)的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際合作研究計劃。許多發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項計劃。該計劃共計劃投資10億美元,對100個項目實施前期科研計劃。毫無疑問,智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計,工藝過程設(shè)計,生產(chǎn)調(diào)度,故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計算機(jī)智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方,生產(chǎn)調(diào)度等,實現(xiàn)制造過程智能化。而人工智能技術(shù)尤其適合于解決特別復(fù)雜和不確定的問題。但同樣顯然的是,要在企業(yè)制造的全過程中全部實現(xiàn)智能化,如果不是完全做不到的事情,至少也是在遙遠(yuǎn)的將來。有人甚至提出這樣的問題,下個世紀(jì)會實現(xiàn)智能自動化嗎?而如果只是在企業(yè)的某個局部環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化,而又無法保證全局的優(yōu)化,則這種智能化的意義是有限的。[1] 2015年9月10日,工業(yè)和信息化部公布2015年智能制造試點示范項目名單,46個項目入圍。這些項目包括沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司申報的智能機(jī)床試點、北京航天智造科技發(fā)展有限公司申報的航天產(chǎn)品智慧云制造試點、中化化肥有限公司申報的化肥智能制造及服務(wù)試點等。46個試點示范項目覆蓋了38個行業(yè),分布在21個省,涉及流程制造、離散制造、智能裝備和產(chǎn)品、智能制造新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能服務(wù)等6個類別,體現(xiàn)了行業(yè)、區(qū)域覆蓋面和較強(qiáng)的示范性。沈陽機(jī)床也是本次金屬切削機(jī)床行業(yè)中入選的企業(yè)。[1-6] 工信部在2015年啟動實施“智能制造試點示范專項行動”,主要是直接切入制造活動的關(guān)鍵環(huán)節(jié),充分調(diào)動企業(yè)的積極性,注重試點示范項目的成長性,通過點上突破,形成有效的經(jīng)驗與模式,在制造業(yè)各個領(lǐng)域加以推廣與應(yīng)用。工信部部長苗圩在會議上表示,智能制造日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容,也是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強(qiáng)國的重要舉措,也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。而推進(jìn)智能制造是一項復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程,也是一件新生事物,這需要一個不斷探索、試錯的過程,難以一蹴而就,更不能急于求成。為此,“要用好試點示范這個重要抓手。
DNC
DNC早期只是作為解決數(shù)控設(shè)備通訊的網(wǎng)絡(luò)平臺,隨著客戶的不斷發(fā)展和成長,僅僅解決設(shè)備聯(lián)網(wǎng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代制造企業(yè)的需求。早在90年代初,美國Predator Software INC就賦予DNC更廣闊的內(nèi)涵—生產(chǎn)設(shè)備和工位智能化聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng),這也是全球范圍內(nèi)最早且使用最成熟的“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)——車間內(nèi)“物聯(lián)網(wǎng)”,這也使得DNC成為離散制造業(yè)MES系統(tǒng)必備的底層平臺。DNC必須能夠承載更多的信息。同時DNC系統(tǒng)必須能有效的結(jié)合先進(jìn)的數(shù)字化的數(shù)據(jù)錄入或讀出技術(shù),如條碼技術(shù)、射頻技術(shù)、觸屏技術(shù)等,幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)工位數(shù)字化
Predator DNC系統(tǒng)的基本功能既是使用1臺服務(wù)器,對企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場所有數(shù)控設(shè)備進(jìn)行集中智能化聯(lián)網(wǎng)管理(已能在64位機(jī)上實現(xiàn)對4096臺設(shè)備集中聯(lián)網(wǎng)管理)。所有程序編程人員可以在自己的PC上進(jìn)行編程,并上傳至DNC服務(wù)器指定的目錄下,而后現(xiàn)場設(shè)備操作者即可通過設(shè)備CNC控制器發(fā)送“下載(LOAD)”指令,從服務(wù)器中下載所需的程序,待程序加工完畢后再通過DNC網(wǎng)絡(luò)回傳至服務(wù)器中,由程序管理員或工藝人員進(jìn)行比較或歸檔。這種方式首先大大減少了數(shù)控程序的準(zhǔn)備時間,消除[7] 了人員在工藝室與設(shè)備端的奔波,并且可完全確保程序的完整性和可靠性,消除了很多人為導(dǎo)致的“失誤”,最重要的是通過這套成熟的系統(tǒng),將企業(yè)生產(chǎn)過程中所使用的所有NC程序都能合理有效的集中管理起來
基本原理
智能制造的基本原理
從智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征出發(fā),在分布式制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,根據(jù)分布式集成的基本思想,應(yīng)用分布式人工智能中多Agent系統(tǒng)的理論與方法,實現(xiàn)制造單元的柔性智能化與基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)柔性智能化集成。根據(jù)分布系統(tǒng)的同構(gòu)特征,在智能制造系統(tǒng)的一種局域?qū)崿F(xiàn)形式基礎(chǔ)上,實際也反映了基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能制造系統(tǒng)的實現(xiàn)模式。
分布式網(wǎng)絡(luò)化的基本構(gòu)思
智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征是個體制造單元的“自主性”與系統(tǒng)整體的“自組織能力”,其基本格局是分布式多自主體智能系統(tǒng)。基于這一思想,同時考慮基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可以提出適用于中小企業(yè)單位的分布式網(wǎng)絡(luò)化IMS的基本構(gòu)架。一方面通過Agent賦予各制造單元以自主權(quán),使其自治獨立、功能完善;另一方面,通過Agent之間的協(xié)同與合作,賦予系統(tǒng)自組織能力。基于以上構(gòu)架,結(jié)合數(shù)控加工系統(tǒng),開發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)化原型系統(tǒng)相應(yīng)的可由系統(tǒng)經(jīng)理、任務(wù)規(guī)劃、設(shè)計和生產(chǎn)者等四個結(jié)點組成。系統(tǒng)經(jīng)理結(jié)點包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和系統(tǒng)Agent兩個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,負(fù)責(zé)管理整個全局?jǐn)?shù)據(jù)庫,可供原型系統(tǒng)中獲得權(quán)限的結(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、讀取,存儲和檢索等操作,并為各結(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享提供一個公共場所,系統(tǒng)Agent則負(fù)責(zé)該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)與外部的交互,通過Web服務(wù)器在Internet上發(fā)布該系統(tǒng)的主頁,網(wǎng)上用戶可以通過訪問主頁獲得系統(tǒng)的有關(guān)信息,并根據(jù)自己的需求,以決定是否由該系統(tǒng)來滿足這些需求,系統(tǒng)Agent還負(fù)責(zé)監(jiān)視該原型系統(tǒng)上各個結(jié)點間的交互活動,如記錄和實時顯示結(jié)點間發(fā)送和接受消息的情況、任務(wù)的執(zhí)行情況等。任務(wù)規(guī)劃結(jié)點由任務(wù)經(jīng)理和它的代理(任務(wù)經(jīng)理Agent)組成,其主要功能是對從網(wǎng)上獲取的任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃,分解成若干子任務(wù),然后通過招標(biāo)——投標(biāo)的方式將這些任務(wù)分配個各個結(jié)點。設(shè)計結(jié)點由CAD工具和它的代理(設(shè)計Agent)組成,它提供一個良好的人機(jī)界面以使設(shè)計人員能有效地和計算機(jī)進(jìn)行交互,共同完成設(shè)計任務(wù)。CAD工具用于幫助設(shè)計人員根據(jù)用戶要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計;而設(shè)計Agent則負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)注冊、取消注冊、數(shù)據(jù)庫管理、與其他結(jié)點的交互、決定是否接受設(shè)計任務(wù)和向任務(wù)發(fā)送者提交任務(wù)等事務(wù)。生產(chǎn)者結(jié)點實際是該項目研究開發(fā)的一個智能制造系統(tǒng)(智能制造單元),包括加工中心和它的網(wǎng)絡(luò)代理(機(jī)床Agent)。該加工中心配置了智能自適應(yīng)。該數(shù)控系統(tǒng)通過智能控制器控制加工過程,以充分發(fā)揮自動化加工設(shè)備的加工潛力,提高加工效率;具有一定的自診斷和自修復(fù)能力,以提高加工設(shè)備運行的可靠性和安全性;具有和外部環(huán)境交互的能力;具有開放式的體系結(jié)構(gòu)以支持系統(tǒng)集成和擴(kuò)展。
什么是智能制造?如何發(fā)展?
智能制造的核心是什么?
傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)在前三次工業(yè)革命中主要圍繞著它的五個核心要素進(jìn)行技術(shù)升級,它包含了:
Material——材料,包括特性和功能等
Machine——機(jī)器,包括精度、自動化、和生產(chǎn)能力等
Methods——方法,包括工藝、效率、和產(chǎn)能等
Measurement——測量,包括六西格瑪、傳感器監(jiān)測等
Maintenance——維護(hù),包括使用率、故障率、和運維成本等
這些改善活動都是圍繞著人的經(jīng)驗開展的,人是駕馭這5個要素的核心。生產(chǎn)系統(tǒng)在技術(shù)上無論如何進(jìn)步,運行邏輯始終是:發(fā)生問題-》人根據(jù)經(jīng)驗分析問題-》人根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整5個要素-》解決問題-》人積累經(jīng)驗。
而智能制造系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)最重要的要素在于第6個M,也就是建模(Modeling——數(shù)據(jù)和知識建模,包括監(jiān)測、預(yù)測、優(yōu)化和防范等),并且通過這第6個M來驅(qū)動其他5個M的要素,從而解決和避免制造系統(tǒng)的問題。
因此,智能制造運行的邏輯是:發(fā)生問題-》模型(或在人的幫助下)分析問題-》模型調(diào)整5個要素-》解決問題-》模型積累經(jīng)驗,并分析問題的根源-》模型調(diào)整5個要素-》避免問題。智能制造所要解決的核心問題是知識的產(chǎn)生與傳承過程。
2、對“智能制造”理解的三大誤區(qū)
1)智能制造=自動化?
自動化不是智能制造,自動化是制造領(lǐng)域里解決一次性和質(zhì)量偏差的手段,其中包含標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的觀念,自動化是一個過濾器而不是一個目標(biāo)。
2)3D打印=智能制造?
智能制造必須滿足三個特性,即可預(yù)測性(Predictability),可加工性 (Producibility), 生產(chǎn)力提升性(Productivity),所以說3D打印技術(shù)是一種新型制造技術(shù),而不算是智能制造。
3)只是簡單的加上物聯(lián)網(wǎng)=智能制造?
目前國內(nèi)一些企業(yè)對“互聯(lián)網(wǎng)+”,尤其是云概念存在誤區(qū),他們認(rèn)為只要加上物聯(lián)網(wǎng),把機(jī)器在云上和互聯(lián)網(wǎng)中連接起來,就實現(xiàn)了數(shù)字化制造的目標(biāo),這種行為就好比穿了名牌就代表是名人了,其實內(nèi)在的核心制造能力并沒有提升。
Tips:一個制造系統(tǒng)是否能夠被稱為智能,主要判斷其是否具備以下兩個特征:
1) 是否能夠?qū)W習(xí)人的經(jīng)驗,從而替代人來分析問題和形成決策;
2) 能否從新的問題中積累經(jīng)驗,從而避免問題的再次發(fā)生。
如何發(fā)展智能制造?
1、中國制造現(xiàn)階段存在的問題
第一,中國制造不應(yīng)該再停留在人力或工廠領(lǐng)域。國內(nèi)的一些制造企業(yè)目前還只是停留在工廠進(jìn)行加工生產(chǎn),而不是開發(fā)技術(shù),那么即使行業(yè)做得再大,關(guān)鍵零部件仍要依靠進(jìn)口。
第二,中國制造不應(yīng)該再把貼牌當(dāng)作是一種正常的模式。貼牌生產(chǎn)并不能代表企業(yè)強(qiáng)大與否,因為企業(yè)基礎(chǔ)零部件基本上全部靠進(jìn)口,基礎(chǔ)工藝全部靠照搬。
制造追求的是對工藝的卓越性,從手工制造、到機(jī)器制造、到軟件集成,到最后的未來數(shù)字化制造--讓全世界幫我們制造,而不是我們幫別人生產(chǎn),才是制造的智慧,才是中國制造應(yīng)該具備的智慧。
2、如何實現(xiàn)智能制造?
要實現(xiàn)智能制造,首先要解決智能維護(hù)這個大問題,再做智能預(yù)測,最后做到無憂系統(tǒng)與大價值。具體來看分為以下幾個階段:
第一階段,全員生產(chǎn)系統(tǒng)。這個是日本提出來的。應(yīng)該是七八十年代整個制造系統(tǒng)當(dāng)中引以為核心的標(biāo)準(zhǔn)。這種固化在了組織和對人培訓(xùn)方面。
第二階段,精益制造和6-Sigma。它的核心價值是如何以數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)建立管理體系,在這個基從礎(chǔ)下面包括質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品全生命周期管理體系等等。這個時候數(shù)據(jù)真正在制造使用過程中發(fā)揮作用。
第三階段,數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性建模分析。目前處于轉(zhuǎn)型的最重要時期,我們還沒有完全到達(dá)第三個階段。以數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性建模分析,指的是怎么把隱性的問題顯性化,顯性化之后解決隱性的問題,避免顯性問題的發(fā)生。
第四階段,以預(yù)測為基礎(chǔ)的資源有效性運營決策優(yōu)化。對于過去產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性都能夠建模之后,怎么根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)、環(huán)境、人員多方要素變化進(jìn)行實時動態(tài)優(yōu)化。
第五階段,“信息-物理”系統(tǒng)。我們認(rèn)為它是建立在對于所有設(shè)備本身運行的環(huán)境、活動目標(biāo)非常精確建模基礎(chǔ)上,這個時候我們產(chǎn)生知識的應(yīng)用和傳承問題。
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近日,在中德智能制造的交響中,羅森伯格集團(tuán)于常州市新北區(qū)成功舉行新工廠奠基儀式。德國駐上海總領(lǐng)事館副總領(lǐng)事兼經(jīng)濟(jì)處處長、常州市政府及新北區(qū)政府相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)等...
匯川技術(shù)聯(lián)合蒙牛集團(tuán)共探人才培養(yǎng)新路徑
日前,一場以“智控賦能·攜手共贏”為主題的深度交流培訓(xùn)在蒙牛乳業(yè)天津工廠成功舉辦。匯川技術(shù)與蒙牛集團(tuán)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,通過創(chuàng)新的“理論授課+實戰(zhàn)演練”模式,共同...
從江蘇綠茵場到工業(yè)4.0賽場:全志HZ-T536_EVM如何‘踢’出智能制造新局?
當(dāng)球迷們還在津津樂道蘇超賽場上“比賽第一,友誼第十四”的爆笑名梗,沉浸在綠茵場的歡樂氛圍中時,殊不知,足球世界的另一個維度正悄然上演著一場更具顛覆性的革...
近日,第八屆綠色工廠廠務(wù)大會暨國際綠色工廠設(shè)計、建設(shè)與運維新產(chǎn)品新技術(shù)展覽會(以下簡稱“GFC2025”)于南京國際展覽中心開幕。本次大會由中國建設(shè)科技...
此前,4 月 24 日 - 25 日,“2025 年鋼鐵行業(yè)智能制造聯(lián)盟年會暨數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進(jìn)中心工作會”在江蘇江陰召開,會議旨在總結(jié)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗和成...
源誠技術(shù)的發(fā)展歷程迎來又一重要里程碑,位于東莞松山湖的源誠制造中心于近期正式投入生產(chǎn)運行!這座高精度、數(shù)字化的智能制造基地順利投產(chǎn),標(biāo)志著公司從產(chǎn)品研發(fā)...
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