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新版智能製造關鍵 智能製造與先進製造精品多篇

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新版智能製造關鍵 智能製造與先進製造精品多篇

智能製造關鍵 智能製造與先進製造 篇一

智能製造「‘」(工m:intelligent manufacturing)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,它在製造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事,去擴大、延伸和部分地取代人類專家在製造過程中的腦力勞動。並對人類專家的製造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發展。1.1智能製造系統概述

智能製造系統「2」就是要通過集成知識工程、製造軟件系統、機器人視覺與機器人控制等來對製造技術的技能與專家知識進行模擬,使智能機器在沒有人工干預情況下進行生產。智能製造系統就是要把人的智力活動變為製造機器的智能活動。智能製造系統的物理基礎是智能機器,它包括具有各種程序的智能加工機牀,工具和材料傳送裝置,檢測和試驗裝置,以及裝配裝置等。1.2智能化製造的特點

川智能化製造技術以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,提高產品對動態多變市場的適應能力和競爭力為目標。

(2)智能化製造技術不侷限於製造工藝,而是覆蓋了市場分析、生產管理、加工和裝配、銷售、維修、服務,以及回收再生的全過程。

(3)智能化製造強調技術、人、管理和信息的四維集成,不僅涉及到物質流和能量流,還涉及到信息流和知識流,即四維集成和四流交匯是智能化製造技術的重要特點:

(4)智能化製造技術更加重視製造過程組成和管理的合理化以及革新,它是硬件、軟件、智能(人)與組織的系統集成。

2.智能化製造數控設備的關鍵技術

機械製造設備的智能化、網絡化、以及對神經元網絡、雲計算技術的研究與應用,使機械製造工)‘智能化技術得到了跨越式的發展,可以説這是又一次具有劃時代意義的工業技術革命。目前,智能化製造數控設備的關鍵技術,除了機械主體以外,主要是由智能數控系統技術、智能感知技術、智能自適應技術、智能神經元網絡技術、智能雲計算技術和智能專家系統等主要技術構成。

(1>智能化數控系統數控設備智能化的發

展是以數控系統完善的軟硬件功能及高靈敏度、高精度感知檢測系統為基礎,以適應智能化、信息化、數字化集成技術發展的要求。為追求數控設備加工效率和加工質量,數控系統不但有自動編程、前饋控制、模糊控制、自學習控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等智能化功能,並有故障診斷專家系統,使自診斷和故障監控功能更趨勢完善。伺服驅動系統智能化,能自動感知負載變化,自動優化調整參數。如發那科推出的hrv控制,通過共振追隨型hrv濾波器,可以避免因頻率變動而造成設備的共振。通過融合旋轉伺服電動機,高精度、高響應和高分辨率脈衝編碼器,實現高速和高精度的伺服控制,保證極其平穩 的進刀。

(2)智能自適應控制技術自適應控制分為 工藝自適應和兒何自適應。工藝自適應又分為

最佳自適應控制系統(aco)和約束式自適應(acc)。自適應控制自20世紀60年代已開始研究,但用於生產實踐尚不普遍。目前應用面較廣的還是結構簡單的acc系統,已用於銑、車、鑽、磨、電加工和加工中心等機牀上;而aco多用於加工因素相對簡單的磨削和電火花加工(ed m)上。影響加工的因素很多很複雜,不僅建立數學模

型困難,而且要實時採集和實時調整參數也有很大難度,有待深入研究。(3)智能化神經元網絡技術最智能的莫過於人的大腦,人工神經元網絡

(ann)是一種模擬

人的神經結構,即類似人的大腦神經突觸連接的結構進行信息處理的複雜網絡系統。人工神經網絡具有自學習功能、聯想記憶功能、非線性映射功能和高速尋找優化解的功能等。目前,神經元網絡多用於數控設備可靠性預測和優化工藝參數方面,神經元網絡在機牀數控系統方面的研究與應用尚不多見。隨着神經元網絡技術的發展,在數控機牀方面的應用可能會有很好的前景,或許會把數控系統的智能化水平推向高級階段。未來兒年希望能有一個較快的發展。(4)智能專家系統專家系統是一個智能計算i機程序系統,其專家知識庫中含有某個領域大量的l專家知識與經驗,就是利用這些專家知識、經驗和土解決問題的方法來處理該領域的技術問題。它能夠f應用人工智能技術,根據該專家系統中的知識和經驗進行推理和判斷,模擬專家的決策過程,來解決·需要專家處理的複雜問題。目前,數控設備領域尚l缺乏這種專家系統。(5)雲計算將把智能化製造推向更高級階右段國外工業技術發達國家的大型工業企業、研究機構和高等院校對雲計算的研究和發展都極為重視,之認為這是一種具有劃時代意義的技術。如美國宇航!局和通用汽車公司都在研究和應用雲計算技術;我1國北京建有云計算基地,華為技術有限公司和tcl集團也都特別關注雲計算的發展、研究和應用。3.智能化工廠

智能化機械工)‘是以“智能化”為核心,以智能化、數字化、網絡化為主要特徵的生產、經營實體。智能化工)‘將逐步分層次實現。智能工業機器人在智能自動化製造工)‘中扮演着重要角色。(1>智能工業機器人在智能化數控設備中

除了各種數控設備和相關數控配套設備以外,智能工業機器人在智能製造單元、智能製造系統和智能製造工)‘中具有重要作用。

(2)智能化自動化工)‘在各種智能化自動化數控設備的基礎上,智能化工)‘將由工廠‘局部智能自動化、逐步分層次地發展到全工)‘智能自動化和社會化智能製造。

第一層次:單機或單元智能自動化。

單機或單元智能自動化,可以實現長時間無人值守。國內外都有用於生產 的實例。

第二個層次:生產製造系統智能自動化。

在第三代“智能機器人化單元”的基礎上,實現計算機網絡控制生產車間全自動化系統。包括毛坯倉儲管理,再製品倉儲管理,成品零件倉儲管理及其搬運、裝卸、裝配作業和質量檢驗等。

第三個層次:智能化數字化網絡製造系統。

在第二層次生產製造系統智能自動化的基礎上,配置網絡綜合管理系統,來實現全工)‘的智能化數字化網絡製造。智能化工)‘的實現主要是靠信息通信技術(ict)和智能網絡的可靠運行加以保證。具有實時資料蒐集與傳輸功能、高效能計算機與分析預測功能、遠程監控與診斷功能及模擬功能等。智能化工)‘最核心的部分是生產過程和全面經營運行的智能自動化,包括設計智能化,生產排序自動化,生產線自動化,測試檢驗自動化,倉儲自動化,電力管理智能自動化等等,進一步發展到自動化無人化工)‘(絕大多數設備可以無人值守)。

第四個層次:智能化社會化生產。

智能化網絡化社會化製造,將山企業內部局域網經因特網向企業外部傳輸。這就是所謂的internet/intranet。網絡可使企業與企業之間進行跨地區協同設計、協同製造、信息共享、遠程監控、遠程診斷和服務等。網絡能為製造提供完整的生產數據信息,可以通過網絡將加工程序傳給遠方的設備進行加工,也可遠程診斷併發出指令調整。網絡使各地分散的數控機牀聯繫在一起,互相協調,統一優化調整,使產品加工不侷限於一個工)‘內而實現社會化生產。智能化社會化製造能夠藉助internet網實現跨行業、跨國際智能化製造,進人internet/intranet時代。雲計算藉助internet網整合了計算機資源,為智能化製造開了先河。智能化網絡化社會化製造將引領社會和全球資源的整合與優化運用,同時將有效地提高人類的生活質量,逐步地減少人類的體力勞動而擴大腦力勞動的比重,進入知識社會,智能社會。

智能製造具有高科技高水平的先進製造系統,面臨一些極具挑 戰性的問題。當然也需要我們投入大量的研究去攻克這些技術難題。產品和製造過程的數字建模理論及混合約束求解方法,幾何表示與推理在運動規劃、抓取、夾持、裝配、nc加工、計算機視覺、測量中的應用,製造技能和製造知識的表示、獲取與推理。智能製造單元的agent建模及智能製造系統的多agent建模理論、多agent系統學>-j及重構理論、多agent系統動力學分析方法及性能評價標、多agent系統規劃、調度、控制與協調等。製造資源的holon模型holonic系統組成及其分別式協調與控制等。由於人類智能問題本身的複雜性,智能製造理論與技術的研究任重而道遠,上述問題的深入研究,不僅將促進智能製造理論與技術的發展與進一步完展具有積極的推動作用。不僅要提高機器設備的智商,更要協調好人與機器的關係,建立一種新型的人機一體化關係,從而產生高效高性能的生產系統。總之,隨着智能製造技術的普及以及其帶來的優勢愈發明顯,可以預見在不遠的將來,智能製造將成為下一代重要的生產模式。參考文獻:

1.趙亞波 智能製造(工業控制計算機}2002年15卷第3期(333001)2.榮烈潤 面向21世紀的智能製造機電一體化2006,12(4)3.熊有倫 孫容磊 李斌 吳波 智能製造:回顧與展望木華中科技大學機械學院武漢430074 c1〕土子龍。中國裝備製造業系統演化與評價研究[d].中國博 上學位論文全文數據庫,2007 c2} l一繼勇。教育結構、產業結構和就業結構的關係研究[d].中 國優秀碩士學位論文全文數據庫,2007 參考文獻

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智能製造關鍵 智能製造與先進製造 篇二

一、背景

當前,以智能製造為代表的新一輪產業變革迅猛發展,數字化、網絡化、智能化日益成為製造業的主要趨勢。為加速我國製造業轉型升級、提質增效,國務院發佈實施《中國製造2025》,將智能製造作為主攻方向,加速培育我國新的經濟增長動力,搶佔新一輪產業競爭制高點。目前,我國製造業機械化、電氣化、自動化、信息化並存,不同地區、不同行業、不同企業發展不平衡,發展智能製造面臨關鍵技術裝備受制於人、智能製造標準/軟件/網絡/信息安全基礎薄弱、智能製造新模式推廣尚未起步、智能化集成應用緩慢等突出問題。因此,作為一項必須長期堅持的戰略任務,推動我國製造業智能轉型,環境更復雜、形勢更嚴峻、任務更艱鉅。《智能製造工程實施指南(2016一2020年)》明確“十三五”期間同步實施數字化製造普及、智能化製造示範。按照專項行動確定的連續實施三年,2016年要邊試點示範、邊總結經驗、邊推廣應用的總體安排,繼續組織開展智能製造試點示範專項行動。實施智能製造試點示範專項行動,是落實《中國製造2025》以及智能製造工程的重要措施,對於實現製造強國目標具有重要意義。

二、總體思路

貫徹落實《中國製造2025》,推進《智能製造工程實施指南(2016一2020年)》計劃實施,在總結2015年專項行動經驗的基礎上,2016年將繼續堅持“立足國情、統籌規劃、分類施策、分步實施”的方針,進一步擴大行業和區域覆蓋面,全面啟動傳統制造業智能化改造,開展離散型智能製造、流程型智能製造、網絡協同製造、大規模個性化定製、遠程運維服務5種智能製造新模式的試點示範,繼續注重發揮企業積極性、注重智能化持續增長、注重關鍵技術裝備安全可控、注重基礎與環境培育,逐步探索與實踐有效的經驗和模式,不斷豐富成熟後在製造業各領域全面推廣。

三、主要目標

2016年,在符合兩化融合管理體系標準的企業中,在有條件、有基礎的重點地區、行業,特別是新型工業化產業示範基地中,遴選60個以上智能製造試點示範項目。通過試點示範,進一步提升高檔數控機牀與工業機器人、增材製造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備五大關鍵技術裝備自主化能力,以及智能製造標準、核心軟件和工業互聯網創新應用能力,形成關鍵領域一批智能製造標準,不斷形成並推廣智能製造新模式。智能車間/工廠試點示範項目通過2一3年持續提升,實現運營成本降低20%,產品研製週期縮短20%,生產效率提高20%,產品不良品率降低10%,能源利用率提高10%。

四、重點行動

(一)離散型智能製造試點示範服裝、醫療器械、電子信息等離散製造領域,開展智能車間/工廠的集成創新與應用示

範,推進數字化設計、裝備智能化升級、工藝流程優化、精益生產、可視化管理、質量控制與追溯、智能物流等試點應用,推動企業全業務流程智能化整合。

(二)流程型智能製造試點示範

在石油開採、石化化工、鋼鐵、有色金屬、稀土材料、建材、紡織、民爆、食品、醫藥、造紙等流程製造領域,開展智能工廠的集成創新與應用示範,提升企業在資源配置、工藝優化、過程控制、產業鏈管理、質量控制與溯源、能源需求側管理、節能減排及安全生產等方面的智能化水平。

(三)網絡協同製造試點示範

在機械、航空、航天、船舶、汽車、軌道交通設備、家用電器、集成電路、信息通信產品等領域,選擇有條件的企業,利用工業互聯網網絡等技術,建設網絡化製造資源協同平台,集成企業間研發系統、信息系統、運營管理系統,推動創新資源、生產能力、市場需求的跨企業集聚與對接,實現設計、供應、製造和服務等環節的並行組織和協同優化。

(四)大規模個性化定製試點示範

在石化化工、鋼鐵、有色金屬、建材、汽車、紡織、服裝、家用電器、家居、數字視聽產品等領域,利用工業雲計算、工業大數據、工業互聯網標識解析等技術,建設用户個性化需求信息平台和個性化定製服務平台,實現研發設計、計劃排產、柔性製造、物流配送和售 後服務的數據採集與分析,提高企業快速、低成本滿足用户個性化需求的能力。

(五)遠程運維服務試點示範

在石化化工、鋼鐵、建材、機械、航空、家用電器、家居、醫療設備、信息通信產品、數字視聽產品等領域,集成應用工業大數據分析、智能化軟件、工業互聯網聯網、工業互聯網ipv6地址等技術,建設產品全生命週期管理平台,開展智能裝備(產品)遠程操控、健康狀況監測、虛擬設備維護方案制定與執行、最優使用方案推送、創新應用開放等服務試點。

五、重點工作及進度安排

(一)制定2016年智能製造試點示範項目要素條件

2016年2一3月,組織開展試點示範項目要素條件調研,編制《智能製造試點示範項目要素條件》;4月底前,下發《關於開展2016年智能製造試點示範項目推薦的通知》。

(二)遴選2016智能製造試點示範項目

5月底前,在各地工業和信息化主管部門推薦的項目中組織行業專家遴選;6月底前,確定60個以上智能製造試點示範項目,其中:選擇20個以上離散型智能製造試點示範項目,選擇20個以上流程型智能製造試點示範項目,選擇20個以上網絡協同製造、大規模個性化定製、遠程運維服務試點示範項目。

(三)完成智能製造發展對策研究

2016年6月底前,組織相關單位完成“智能製造發展對策研究”重大軟科學課題,進一步完善促進智能製造發展的相關政策。

(四)啟動並組織實施重點領域智能化改造工作 2016年2一12月,利用工業轉型升級資金、專項建設基金,在石油化工、化工園區、鋼鐵、有色金屬、稀土材料、建材、船舶、航空、汽車、電力裝備、機牀、紡織、食品、醫藥、輕工、消費類電子、新型顯示高世代線、太陽能電池及光伏組件、民爆等行業,持續開展重點企業關鍵環節、生產線、車間、工廠的智能化改造,培育一批系統解決方案供應商,形成智能化標準與模式並進行復制推廣。

(五)開展工業互聯網產業推進工作

2016年2一12月,組織企業在工業以太網、工廠無線應用、標識解析、ipv6應用、工業雲計算、工業大數據等領域開展創新應用示範,支持相關單位開展工業互聯網試驗驗證平台、工業互聯網關鍵資源管理平台和工業互聯網商用流轉數據管理平台建設。

(六)開展智能製造網絡安全保障能力建設

2016年6月底前,完成工業互聯網安全監測平台、工控網絡安全防禦平台、工業控制系統仿真測試與驗證平台等項目立項論證;12月底前開展關鍵技術預先研究。

(七)開展智能製造標準體系建設

2016年5月,召開中德智能製造/工業4.0標準化高端論壇;11月底前完成智能製造標準試驗驗證項目的立項工作,下達智能製造標準編制立項,形成10項以上重點標準草案。

(八)開展智能製造經驗交流與推廣工作

2016年9月底前,組織召開2016年全國智能製造試點示範經驗交流電視電話會議;10一12月,組織開展原材料、裝備、消費品、電子、民爆行業典型案例經驗交流與模式推廣;12月底前,編制完成《智能製造探索與實踐一一2016年試點示範項目彙編》。

(九)組織智能製造試點示範項目集中展示業博覽會上設專區,集中展示智能製造試點示範項目取得的成果。

(十)開展專項行動評估與總結

2016年11月,完成專項行動檢查與效果評估,完成專項行動工作總結

六、保障措施

智能製造關鍵 智能製造與先進製造 篇三

智能製造綜述

馮劍龍 1043115257 摘要

本文評述了智能製造技術與智能製造系統,指出了智能製造確係21世紀的製造技術,分析了智能製造在發展中的問題,提出我國智能製造的近期研究重點應為其關鍵基礎技術。

關鍵詞智能製造智能製造技術智能製造系統智能機器 集成化智能化 智能製造系統的研究背景與發展現狀

近來年,人們對製造過程的自動化程度賦予了極大的研究熱情,這是因為從1870年到1980年間,製造過程的效率提高了20倍,而生產管理效率只提高了1.8~2.2倍,產品設計的效率只提高了1.2倍。這表明體力勞動通過採用自動化技術得到了極大的解放,而腦力勞動的自動化程度(其實質是決策自動化程度)則很低,製造過程中人的因素尚未得到充分的認識,人尚未真正地從複雜的生產過程中解放出來,各種問題求解的最終決策在很大程度上仍依賴於人的智慧。因而,人類羣體所面臨的眾多問題(包括社會問題、生理問題等)在製造過程中都有所反映。面對批量小、品種多、質量高、更新快的產品市場競爭要求以及各種社會因素的綜台影響。製造過程的自動化程度的提高面臨眾多問題,譬如;(1)專家人才的短缺和轉移致使一些專門技能不能及時或長久地得到提供;(2)現代製造過程中信息量大而繁雜,傳統的信息處理方式已不能滿足要求,大量的信息資源需要開發與共享;(3)製造環境柔性要求更大,決策過程更加複雜,決策時問要求更短。各種跡象表明,“我們正處在製造歷史上的一個危險時期” 幸運的是,計算機與計算機科學以及其它高技術的發展,通過集成製造技術、人工智能等而發展起來的一種新型製造工程—— 智能製造技術(intelligent manufacturing technology,imt)與智能製造系統(inteliigent manufacturingsystem,ims)使我們有可能走出這個危機,“帶來真正的第二次工業革命”。這是因為,製造過程所面臨的眾多問題的核心是“製造智能(nlanufacturing iteliigence)”和製造技術的“智能化(intellecturallzation)。imt是指在製造工業的各個環節以一種高度柔性與高度集成的方式,通過計算機模擬人類專家的智能活動,進行分析、判斷、推理、構思和決策,旨在取代或延伸製造環境中人的部分腦力勞動;並對人類專家的製造智能進行收集、存貯、完善、共享、繼承與發展。未來工業生產的基本特徵應該是知識密集型。製造自動化的根本是決策自動化。目前,imt~ims的研究正迅速受到眾多國家的政府、工業界和科學家們的廣泛重視,研究方向從最初的“人工智能在製造領域中的應用”發展到今天的ims,研究課題涉及的範圍由最初僅一個企業內部的市場分析、產品設計、生產計劃、製造加工、過程控制、材料處理、信息管理、設備維護等技術型環節的自動化。發展到今天的面向世界範圍內的整個製造環境的集成化與自組織能力+包括製造智能處理技術、自組織加工單元、自組織機器人、智能生產管理信息系統、多級競爭式控制網絡、全球通訊與操作網等。總之,智能製造是21世紀的製造技術,作為其特徵的雙i(integration& intelligence)將是21世紀製造業賴以行進的基本軌道。從更深刻的意義上講,智能製造是從信息時代走向智能時代面臨的第一個嚴重任務。存在的問題

總的説來,目前ims的研究仍處在人工智能在製造領域中應用的階段,研究課題涉及到市場分析、產品設計、製造過程控制、材料處理、信息管理、設備維護等眾多方面,取得了豐碩的成果。開發了種類繁多的面向特定領域的專家系統、基於知識的系統和智能輔助系統,甚至智能加工工作站(imw),形成了一系列“智能化孤島”(islands of intelligence)。這中間包括cims研究中所取得的有關進展然而,隨着研究與應用工作的深入,人們逐漸地認識到自動化程度的進一步提高依賴製造系統的自組織能力,研究工作還面臨着一系列理論、技術和社會問題,問題的核心是“智能化”。一般説來,現代工業生產作為一個有機的整體要受技術(包括生產系統)、人(包括間接影響生產過程的社會羣體)和經濟(包括市場競爭和社會競爭)-方面因素的制約。從技術的角度來看,對於一個企業來説,市場預測、生產決策、產品設計、原料訂購與處理、製造加工、生產管理、原料產品的儲運、產品銷售、研究與發展等環節彼此相互影響,構成產品生產的全過程。該過程的自動化程度取決於各環節的集成自動化(integrated automatlon)水平,而生產系統的自組織能力取決於各環節的集成智能(inte—grated intelligence)水平。目前,尚缺乏這種“集成”製造智能的技術,這也是目前“並行工程”的研究重點。由日本提出的國際合作研究計劃對ims的解釋可看出,ims的研究包括三個基本方面:智能活動、智能機器和兩者的有機融合技術,其中智能活動是問題的核心。在ims研究的眾多基礎技術中。製造智能處理技術(manufacturing in—telligence processing technology)是最為關鍵和追切需要研究的問題之一,因為它負責各環節的製造智能的集成和生成智能機器的智能活動。從人的因素方面來看,其一,企業內部負責各個環節的專家和技術人員有着各自不同的知識背景和解決問題的策略,他們應該“坐”在一起,通過相互之間充分的合作、協商與理解,“並行”地開睫製造過程中各環節的工作,把以後可能出現的“隱患”和“反覆”降低到最低程度。其二,人們參與制造過程的智能行為和知識存在着多種層次水平、多種類型。因而要採用多種表示方式。其三,參與制造過程的羣體,作為社會中的一子集,受社會發展變更的影響,這種影響都將對製造過程產生既有積極又有消極的作用 最後。人與人之間存在生活、語言、社會背景等方面的差別。總之,人的因素對現代生產的自動化程度有着關鍵作用。事實證明,人的因素是ims中製造智能的重要來源。從經濟因素來看,它包括三個方面:第一,ims系統的主要目標之一是全面提高製造過程的生產與經濟效益,它將把製造過程自動化的概念更新和拓寬到“集成化”和“智能化”的高度,從而具有更強的市場競爭能力 但如何設定和評價ims的各項經濟性指標和性能則是一個問題。第二,目前,在工業發達國家普遍存在着勞動力昂貴,所佔生產成本的比例越來越高的問題。從當前的經濟利益出發,大量的製造企業被轉移至發展中國家,致使生產技術和勞動者因素等方面受到牽制,存在喪失他們產品市場競爭力的危險這也是智能製造國際合作研究計劃提出的重要原因之一。方向與課題

根據國內現有的工作基礎和國家的需要,以及imt&ims研究與開發工作的特點,我們認為近期的研究點應該放在imt&ims的關鍵基礎技術上,它主要包括以下內容:

3.1 智能製造系統理論基礎與設計技術ims的概念正式提出至今僅二三年時間。作為製造工程中的一個全新的概念,ims理論基礎與體系尚未完全形成。它的精確內涵和設計技術亟待進一步研究,具體研究內容應包括:

3.1.1 體系結構與發展戰略 需要建立ims統一的概念體系,研究ims的系統組成和發展方向以及跟蹤國際上該領域的研究前沿

3.1.2 開發環境與設計方法學ims的開發與設計方法將有別於現有任何製造系統的設計方法,因為ims是面向整個製造過程的系統和各個環節的“智能化”的 因此。有必要研究ims的設計策略和開發環境(包括開發語言、操作系統、開發工具等)必須強調ims設計過程的標準化、模塊化和通用化。

3.1.3 評價技術研究製造過程中的設計評價、生產評價、材料評價、管理評價、市場評價、經濟評價、報價評價和功能評價等問題。

3.2 製造智能理論及處理技術現代工業生產作為一個有機整體不僅是指各製造環節之間存在的技術型聯繫,而且還表現在人類專家的製造智能的統一體特性方面。製造智能理論及處理技術就是要研究整個製造環境中的各種智能源的開發、描述、集成、共享與處理,最後生成智能機器的智能活動,具體研究內容包括: 3.2.1 製造環境的描述與建模研究描述製造環境的一致性概念體系、製造過程建模,影響製造過程的多因素分析與不確定性處理。

3.2.2 製造智能處理技術重點研究製造智能源的開發與獲取、製造智能的表示、製造智能的集成與共享

3.2.3 智能活動的生成與融合研究智能活動的生成策略,智能活動的機器化技術。3.3 智能製造單元技術的集成近10年來,人工智能在製造領域中的應用研究取得較大進展,建立了一些智能製造單元技術。為了應用於實際製造過程和麪向21世紀製造工業,這些單元技術除了需要進一步完善與發展外,更重要的是研究如何集成這些單元技術。

3.3.1 並行智能設計並行工程方法學這一概念是1986年由美國國防部定義,並首先應用於美國軍事武器系統開發計剞dos cals的。.為了製造過程的設計階段能有效地模仿由來自各環節制造專家組成的專家組(expeit team)的智能行為,集成和共享各環節與各方面的製造智能,並行地開展產品環節的設計工作,必須研究並行智能設計的支撐環境、產品描述的統一模型、設計智能交互和並行智能設計方法學。

3.3.2 生產過程的智能調度、規劃、仿真與優化現代生產過程要面臨多信息源、多因素、多對象的及時處理問題,生產過程的調度與規劃中的智能決策問題的研究是迫在眉睫的。仿真與優化是實現設計和過程評估的有效途徑。目前,更強調對設計、製造、裝配、使用、維修等過程的優化與動態仿真。3.3 產品質量信息的智能處理系統研究整個製造過程的“全質量(total quality)模型和建立相應的質量數據庫,研究質量狀態的智能決策和質量過程的智能控制。3.3.4 製造過程與系統的智能監視、診斷、補償與控制研究面向在強幹擾、多因素條件下監視與診斷模型,研究製造過程的動態辨識與自適應技術。

3.3.5 生產與經營管理的智能決策系統研究多因素、多目標智能決策模型,研究生產過程的實時跟蹤技術,研究產品市場評估與預測模型。

3.4 知識庫系統與網絡技術知識庫系統與信息網絡技術是製造過程的系統與各環節“集成智能化”的支撐,在imt&ims研究中佔有重要地位。

3.4.1 分佈式異構聯想知識庫系統研究知識庫異構、知識庫分佈式策略與維修、知識庫聯想和分佈數據庫技術。

3.4.2 信息控制與網絡通訊技術研究ims中各種信息的交換接el、網絡通訊技術、系統操作控制策略。

3.5 智能機器的設計智能機器是ims中模仿人類專家智能活動的工具之一,是新一代的製造工具,因而,研究智能機器的設計方法及其相關技術將有劃時代的意義。

3.5.1 機器人智能技術智能機器人將在ims中佔有重要的地位,主要體現在機器的視覺和機器^控制兩個方面。有必要研究智能機器眼(視覺)、信息感知與智能傳感器、智能機器手(控制)和智能機器的自適應定位與夾具設計等技術。

3.5.2 機器自學習與自維護技術研究智能機器的自適應學習模型,系統誤差的自動恢復與維護技術。

3.5.3 智能製造單元機的設計與製造研究智能製造單元機的結構組成與設計方法、新型材料的應用技術。

3.6 製造中人的因素ims的宗旨之一就是減輕人類製造專家的艱苦的腦力勞動負擔,因此。與腦力勞動有密切聯繫的製造中人的因素理應受到充分的重視,研究內容包括:

3.6.1 人一系統柔性交互技術研究人一系統柔性、聯想、容錯交互模型以及交互環境。3 6.2 未來製造環境的設計研究人在未來製造環境中的地位和作用以及未來舒適、友好的製造環境的設計。

3.6.3 人才培養與教學系統研究面向imt&ims的^才培養計劃。研製教學示範系統。

智能製造關鍵 智能製造與先進製造 篇四

中國製造2025,主攻智能製造

在全面推進實施製造強國戰略的征途中邁出了關鍵性一步,中國製造也再次站到了轉型升級、創新驅動的風口上

製造業是國民經濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。5月19日,備受矚目的《中國製造2025》正式對外公佈,標誌着我國在全面推進實施製造強國戰略的征途中邁出了關鍵性一步,中國製造也再次站到了轉型升級、創新驅動的風口上。

國家統計局數據顯示,2005年~2013年,我國製造業總產值年均增長20%左右,2012年我國製造業增加值為2.08 萬億美元,在全球製造業佔比約20%,成為世界上名副其實的“製造大國”。

我國工業如今在全球競爭中的優勢更多地體現為擁有完整的產業鏈條。根據聯合國工業發展組織數據,我國是世界上唯一擁有聯合國產業分類中全部工業門類(39個工業大類、191箇中類、525個小類)的國家,形成了“門類齊全、獨立完整”的工業體系。同樣是來自於聯合國工業發展組織數據,目前,中國工業競爭力指數在136個國家中排名第七位,製造業淨出口居世界第一位。

按照國際標準工業分類,在22個大類中,中國在7個大類中名列第一,鋼鐵、水泥、汽車等220多種工業品產量居世界第一位。2013年,我國裝備製造業產值規模突破20萬億元,佔全球比重超過1/3;2013年,發電設備產量達1.2億千瓦,約佔全球總量的60%;造船完工量達4534萬載重噸,佔全球比重的41%;汽車產量達2211.7萬輛,佔全球比重的25%;機牀產量達95.9萬台,佔全球比重的38%,我國製造業佔世界的1/3強。

當前,我國經濟發展進入新常態,製造業面臨產能過剩、大而不強的困局,轉型升級猶如逆水行舟,不進則退。可以説,現在我國比以往任何時候都更需要強大的製造強國戰略。因為“中國製造”在世界上成了“低端廉價”的代名詞,技術含量較低,加上中國的人口紅利優勢即將消失,現在製造企業的利潤率普遍只有10%左右,有的甚至更低,大量中小製造企業苦苦掙扎在死亡線上。

5月13日,在中國工程院、工信部和中科院主辦的“2015智能製造國際會議”上,原全國人大常委會副委員長、兩院院士、中國機械工程學會榮譽理事長路甬祥在主旨報告中稱,2014年中國裝備製造產值佔全球比重1/3,機電產品進出口額2.16萬億美元,佔進出口總額55.7%,已成為全球製造大國。整體而言,發展主要依靠要素投入和低成本優勢,付出了沉重的資源與環境代價,仍處於價值鏈的低中段,還不是製造強國。的確,中國製造業與先進國家相比還有較大差距。主要表現在:自主創新能力弱,關鍵核心技術與高端裝備對外依存度高,以企業為主體的製造業創新體系不完善;產品檔次不高,缺乏世界知名品牌;資源能源利用效率低,環境污染問題較為突出;產業結構不合理,高端裝備製造業和生產性服務業發展滯後;信息化水平不高,與工業化融合深度不夠;產業國際化程度不高,企業全球化經營能力不足。

2008年國際金融危機之後,面對新一輪科技革命和產業變革,發達國家紛紛實施“再工業化”戰略,重塑製造業競爭新優勢,加速推進新一輪全球貿易投資新格局。一些發展中國家也在加快謀劃和佈局,積極參與全球產業再分工,承接產業及資本轉移,拓展國際市場空間。“前有堵截,後有追兵”,我國製造業面臨發達國家和其他發展中國家“雙向擠壓”的嚴峻挑戰。

沒有強大的製造業,我國很難突破“中等收入陷阱”,也無法從大國走向強國。建設製造強國,必須緊緊抓住戰略機遇,積極應對挑戰,加強統籌規劃,突出創新驅動,制定特殊政策,發揮制度優勢,以我為主,跨越發展。

《中國製造2025》是中國第一次從國家戰略層面描繪建設製造強國的宏偉藍圖,確立了發展世界製造業強國的戰略目標,同時提出兩個實施階段、三步走戰略目標、五項重大工程、九大戰略任務和十個重點領域。

中德製造業戰略殊途同歸

“中國製造2025”和“德國工業4.0”都是在新一輪科技革命和產業變革背景下,針對製造業發展提出的重要戰略舉措,具有相同的戰略使命和核心理念。戰略使命方面,兩國新戰略都是為了應對新一輪科技革命和產業變革。

在理念層面,兩國新戰略都是推進信息技術與製造技術的深度融合。德國工業4.0着眼於高端裝備,提出建設信息物理系統,並積極佈局智能工廠,推進智能生產。《中國製造2025》提出以加快新一代信息技術與製造業深度融合為主線,以推進智能製造為主攻方向,構建信息化條件下的產業生態體系和新型製造模式。

從不同點來看,中德兩國新戰略無論是發展基礎、產業階段還是戰略任務都具有各自特點。在發展基礎方面,德國製造業具有強大的技術基礎,在兩化(工業化和信息化)融合、“互聯網+”方面都具有優勢,而且德國是世界製造業強國和領先的工業製成品出口大國,製造業研發投入強度超過美國和日本,樹立了德國製造的品牌形象。中國是製造大國,但還不是製造強國,依然處於產業鏈“微笑曲線”的中間,核心技術和品牌價值薄弱。

在產業階段方面,德國工業4.0是在順利完成工業1.0、工業2.0,基本完成工業3.0之後,提出的發展戰略,是自然的串聯式發展。中國製造業尚處於工業2.0和工業3.0並行發展的階段,必須走工業2.0補課、工業3.0普及、工業4.0示範的並聯式發展道路,不僅要兼顧自己傳統產業的轉型升級,同時還要實現在高端領域的跨越式發展,所以我國的任務就比德國實現工業4.0更加複雜、更加艱鉅。

在戰略任務方面,德國工業4.0就是瞄準新一輪科技革命制定的措施,主要聚焦製造業的高端產業和高端環節。《中國製造2025》不是專門為應對新一輪科技革命制定的規劃,是對製造業轉型升級的整體謀劃,不僅要提出培育發展新興產業的路徑和措施,還要加大對量大面廣的傳統產業的改造升級力度,同時還要解決製造業創新能力、產品質量、工業基礎、節能環保等一系列階段性的突出矛盾和問題。

根據德勤與中國機械工業聯合會2013年調研200家制造企業所發佈的首份中國智造現狀及前景報告顯示,中國智能製造處於初級發展階段,同樣也是大部分處於研發階段,僅16%的企業進入智能製造應用階段;從智能製造的經濟效益來看,52%的企業其智能製造收入貢獻率低於10%,60%的企業其智能製造利潤貢獻低於10%。

而90%的中小企業智能製造實現程度較低的原因在於,智能化升級成本抑制了企業需求,其中缺乏融資渠道影響最大。德勤的調研顯示,年收入小於5億元人民幣的企業中,50%的企業在智能化升級過程中採用自有資金,25%為政府補貼,銀行貸款和資本市場融資各佔11%。而企業收入規模大於50億元人民幣的企業,其智能化升級資金來源中自有資金佔67%,銀行貸款佔比25%。整體而言,中小微型企業的銀行貸款比例低於大中型企業,佔企業數量絕大多數的中小企業只能依靠自有資金進行智能化改造。

所以,《中國製造2025》明確把智能製造作為兩化深度融合的主攻方向,並在保障措施中提出要完善金融扶持政策和中小微企業政策,加大財税政策支持力度,包括運用政府和社會資本合作(ppp)模式,引導社會資本參與制造業重大項目建設、企業技術改造和關鍵基礎設施建設;加快設立國家中小企業發展基金等。

智能製造是基於新一代信息技術,貫穿設計、生產、管理、服務等製造活動各個環節,具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進製造過程、系統與模式的總稱。具有以智能工廠為載體,以關鍵製造環節智能化為核心,以端到端數據流為基礎、以網絡互聯為支撐等特徵,可有效縮短產品研製週期、降低運營成本、提高生產效率、提升產品質量、降低資源能源消耗。

智能製造需要順應“互聯網+”的發展趨勢,促進移動互聯網、工業互聯網、雲計算、大數據在企業全流程和全產業鏈的綜合集成應用,改造提升中國製造業。

中國社科院信息化研究中心祕書長姜奇平認為,《中國製造2025》對經濟向“雙中高”(中高速增長、向中高端水平)邁進具有重要意義,互聯網將幫助中國推進智能製造,提高工藝水平和產品質量,促進生產性服務業與製造業融合發展,提升製造業層次和核心競爭力。

4月23日,由浪潮聯合20多家機構發起的“中國智能製造信息化推進聯盟”在北京成立。該聯盟致力於打造協同創新平台與成果轉化應用推廣聯合體,共同推動國家智能製造產業相關標準制定和推廣工作。聯盟首批成員包括中國航天科技集團、大連船舶重工集團、江南造船、山東常林、北京神舟航天軟件等20多家機構,其中也包括天職國際會計師事務所、賽迪顧問等諮詢機構。

浪潮集團執行總裁王興山在會上表示,傳統制造業與互聯網的融合正在加快,智能製造成為當前熱點,這也是中國從製造大國通往製造強國的必由之路。

為推進智能製造發展,2015年3月9日,工業和信息化部印發了《關於開展2015年智能製造試點示範專項行動的通知》,並下發了《2015年智能製造試點示範專項行動實施方案》(下稱《實施方案》),決定自2015年啟動實施智能製造試點示範專項行動,以促進工業轉型升級,加快製造強國建設進程。

根據《實施方案》,將分類開展流程製造、離散製造、智能裝備和產品、智能製造新業態新模式、智能化管理、智能服務等6方面試點示範專項行動。

第一,針對生產過程的智能化,主要涉及流程製造和離散製造。根據《實施方案》,在石化、化工、冶金、建材、紡織、食品等流程製造領域,選擇有條件的企業,推進新一代信息技術與製造技術的融合創新,開展智能工廠、數字礦山試點示範項目建設,全面提升企業的資源配置優化、實時在線優化、生產管理精細化和智能決策科學化水平;在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器及電子信息等離散製造領域,組織開展數字化車間試點示範項目建設,推進裝備智能化升級、工藝流程改造、基礎數據共享等試點應用。

第二,針對裝備和產品的智能化。也就是把芯片、傳感器、儀表、軟件系統等信息技術嵌入到裝備和產品中去,使得裝備和產品具備動態感知、存儲、處理和反饋能力,實現產品的可追溯、可識別、可定位。《實施方案》提出,加快推進高端芯片、新型傳感器、智能儀器儀表與控制系統、工業軟件、機器人等智能裝置的集成應用,提升工業軟硬件產品的自主可控能力,在高檔數控機牀、工程機械、大氣污染與水治理裝備、文物保護裝備等領域開展智能裝備的試點示範,開展3d打印、智能網聯汽車、可穿戴設備、智能家用電器等智能產品的試點示範。

第三,針對製造業中的新業態新模式的智能化,即工業互聯網方向。根據《實施方案》,在家用電器、汽車等與消費相關的行業,開展個性化定製試點示範;在電力裝備、航空裝備等行業,開展異地協同開發、雲製造試點示範;在鋼鐵、石化、建材、服裝、家用電器、食品、藥品、稀土、危險化學品等行業,開展電子商務及產品信息追溯試點示範。

第四,針對管理的智能化。在物流信息化、能源管理智慧化上推進智能化管理試點,從而將信息技術與現代管理理念融入企業管理。物流信息化試點示範,主要是指加快無線射頻識別(rfid)、自動導引運輸車(agv)等新型傳感、識別技術的推廣應用。

第五,針對服務的智能化。移動互聯網蓬勃發展,開放、去中心化的互聯網思維已經潛移默化到各行各業,用户的需求更加多元化。根據《實施方案》,在工程機械、輸變電、印染、家用電器等行業,開展在線監測、遠程診斷、雲服務及系統解決方案試點示範。工信部電子信息司副司長安筱鵬認為,服務的智能化,既體現為企業如何高效、準確、及時挖掘客户的潛在需求並實時響應,也體現為產品交付後對產品實現線上線下(o2o)服務,實現產品的全生命週期管理。兩股力量在服務的智能化方面相向而行,一股力量是傳統的製造企業不斷拓展服務業務,一股力量是互聯網企業從消費互聯網進入到產業互聯網。

前者的案例有海爾,2012年底,海爾集團進入了網絡化發展戰略階段,並致力於由傳統企業向平台型企業轉型。在這樣的戰略指導下,海爾服務也在積極轉型,時刻以用户為中心不斷演進與升級,從單純的售後服務轉型為打造全流程的用户最佳體驗。

後者的案例是阿里巴巴。今年3月,阿里巴巴與富士康宣佈合作,富士康基於阿里雲將其包括專利、測試、工程製造經驗等製造能力開放出來助力中小企業加速智能製造。還是在這個月,阿里巴巴宣佈與上海汽車集團共同出資10億元設立“互聯網汽車基金”,組建合資公司,圍繞互聯網汽車、車聯網等展開合作,未來研發的技術成果與服務平台將開放給其他汽車製造企業。

智能製造關鍵 智能製造與先進製造 篇五

現代製造技術

1142813203 吳文樂

摘要:現代製造技術是在傳統制造技術的基礎上, 不斷吸收和發展機械、電子、能源、材料、信息及現代管理技術的成果, 將其綜合應用於產品設計、製造、檢驗、管理服務等產品生命周 期的全過程, 以實現優質、高效、低耗、靈活、清潔的生產技術模式,取得理想的技術經濟效果的製造技術的總稱傳統的自動化生產技術可以顯著提高生產效率,然而其侷限性也顯而易見,即無法很好地適應中小批量生產的要求。隨着現代製造技術的發展,特別是自動控制技術、數控加工技術、工業機器人技術等的迅猛發展,柔性製造技術(fmi)應運而生。

關鍵詞:現代製造技術;自動控制技術;柔性製造技術

1.現代製造技術發展綜述

現代製造技術在系統論、方法論、信息論和協同 論等的基礎上形成製造系統工程學,是一種廣義製造的概念,亦稱之為“大製造”的概念,它體現了製造概念的擴展。廣義製造概念的形成過程主要有以下幾方面原因[1]。

1).製造設計一體化。體現製造和設計的密切結合,形成了設計製造一體化,設計不僅是指產品設計,而且包括工藝設計、生產調度設計、質量控制設計等。

2).材料成形機理的擴展。現在加工成形機理明確地將加工分為去除加工、結合加工和變形加工。

3).製造技術的綜合性。現代製造技術是一門以 機械為主體,交叉融合光、電、信息、材料等學科的綜合體,並與管理科學、社會科學、文化、藝術、人機工 程、生物工程和生命科學等相結合,拓展了新領域。現代製造技術應包括硬件和軟件兩大方面,硬/軟件工具、平台和支撐環境有了很大的發展。

4).產品的全生命週期。製造的範疇從過去的設計、加工和裝配發展為產品的全生命週期,包括市場調研、設計、製造、銷售、維修和報廢處理等。

5).生產製造模式的發展。計算機集成製造技術 是製造技術與信息技術結合的產物,集成製造系統強 調信息集成,其後出現了柔性製造、敏捷製造、虛擬製 造、網絡製造、大規模定製、綠色製造、智能製造和協 同製造等多種製造模式,有效地提高了製造技術的水平,擴展了製造技術的領域[2]。

現代製造技術的發展主要沿着“廣義製造”或稱 “大製造”的方向發展,其具體的發展可以歸納為四個方面和多個大項目[3],如圖1所示:

圖1:現代製造技術方向

針對現代製造技術,本文從柔性製造技術的角度對現代製造技術進行學習,對柔性製造在實際中的應用進行深入的研究;

2.柔性製造

2.1 柔性製造簡述

所謂“柔性”,是指製造系統(企業)對系統內部及外部環境的一種適應能力,也是指製造系統能夠適應產品變化的能力。柔性可分為瞬時、短期和長期柔性[4]。瞬時柔性是指設備出現故障後,自動排除故障或將零件轉移到另一台設備上繼續進行加工的能力;短期柔性是指系統在短時期內,適應加工對象變化的能力,包括在任意時期混合進行加工2種以上零件的能力;長期柔性則是指系統在長期使用中,能夠加工各種不同零件的能力。迄今為止,柔性還只能定性地加以分析,尚無科學實用的量化指標。因此,凡具備上述3種柔性特徵之一的、具有物料或信息流的自動化製造系統都可以稱為柔性製造系統。柔性製造技術是計算機技術在生產過程及其裝備上的應用,是將微電子技術、智能技術與傳統制造技術融合在一起,具有自動化、柔性化、高效率的特點,是目前自動化製造系統的基本單元技術[5]。

柔性製造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性製造加工的各種技術的總和[6]。柔性製造技術是技術密集型的技術羣,我們認為凡是側重於柔性,適應於多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬於柔性製造技術。目前按規模大小劃分為[7]:

(1)柔性製造系統(fms):關於柔住製造系統的定義很多,權威性的定義有:美國國家標準局把fms定義為:“由一個傳輸系統聯繫起來的一些設備,傳輸裝置把工件放徵其他聯結裝置上送到各加工設備,使工件加工準確、迅速和自動化。

(2)柔性製造單元(fmc):m s是fms向廉價化及小型化方向發展的一種產物,它是由l~2台加工中心、工業機器人。數控機牀及物料運送存貯設備構成,其特點是實現單機柔性化及自動化,具有適應加工多品種產品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。

(3)柔性製造線(fml):它是處於單一或少品種人批量非柔性自動線與中小批量多品種fms之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心,cnc機牀;亦可採用爭用機牀或nc專用機牀,對物料搬運系統柔性的要求低於fms,但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性製造系統和連續生過程中的分散型控制系統(d c s)為代表,其特點是實現生產線柔性化及自動化,其技術已日趨成熟,迄今已進入實用化階段。

(4)柔性製造工廠(fmf):fmf是將多條fms連接起來,配以自動化屯體倉庫,用計算機系統進行聯繫,採用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整f m s。它包括了cad/cam,並使計算機集成製造系統(cims)投入實際,實現生產系統 柔性化及自動化,進而實現全廠範圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。fmf是自動化生產的最高水平,反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將製造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體,以信息流控制物質流的智能製造系統(ims)為代表,其特點是實現工廠柔性化及自動化[8]。

2.2柔性製造所採用的關鍵技術

1.計算機輔助設計未來cad技術發展將會引入專家系統,使之具有智能化,可處理各種複雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術,該項新技術是直接利用cad數據,通過計算機控制的激光掃描系統,將二維數字模型分成若干層二維片狀圖形,並按二維片狀圖彤對池內的光敏樹脂液麪進行光學掃描,被掃描到的液麪則變成固化塑料,如此循環操作,逐層掃描成形,並自動地將分層成形的各斤狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數據,數小時內便呵製出精確的原型。它有助於加快開發新產品和研製新結構的速度。

2.模糊控制技術模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊摔制器具有自學習功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息井自動地對控制量作調整,使系統性能大為改善,其中尤其以基於人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。

3.人工智能、專家系統及智能傳感器技術迄今,柔性製造技術中所採用的人工智能大多指基礎規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理,求解各類問題(如解釋、預測,診斷、查找故障、設汁、計劃、監視、修復、命 令及控制等)。由於專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合,因而專家系統為柔性製造的諸方面工作增強綜合性。展望未來,以知識密集為特徵,以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在柔性製造(尤其智能型)中起着非常重要的關鍵性的作用。目前對未來智能化柔性製造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能產生的,它使傳感器具有內在的“決策”功能。

4.人工神經網絡技術人工神經網絡(ann)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行並處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域,神經網絡不久將並列到專家系統和模糊控制系統,成為現代自動化系統中的一個組成部分[9]。

3.國內現代製造技術狀況

近年來,世界各國都投入了巨大的財力和物力,強化作為光機電一體化製造業基礎的先進製造業的技術和產業發展的戰略研究。美國、德 國、日 本 等 國 已 經 開 發 出 了 數 控(nc)、計算機數控(cnc)、直接數控(cam)、計算機集成製造系統(cims)、製造資源規則(mrp)、柔性製造單元(tmc)、柔性製造系統(fms)、機器人、計算機輔助設計/製造(cad/cam)、精益生產(lp)、智能製造系統(ms)、並行工程(ce)和敏捷製造(am)等多項現代製造技術與製造模式。這些技術的推廣與應用,不僅使本國企業的國際競爭力得到鞏固,也使得世界先進製造業發展迅猛[10]。我國製造業市場的巨大潛力,為現代製造技術發展提供了廣闊的市場空間。但是,與製造業發達國家和地區相比,國內的現代製造技術的研發與市場拓展還不均衡。其中,國內機械基礎件製造行業中的數控化率極低,不足1.6%,先進加工工藝、技術和裝備的普及程度不足10 % ;cad/cam 系統應用的普及率在國內骨幹企業僅有35%,產業規模較小。另外,在相關行業中如印刷業、電力行業和醫療器械行業等,技術裝備的低數控化率也遠不能滿足市場對中高檔先進產品的需求。縱觀國際製造業的競爭與發展,面對國際、國內兩個製造業市場的日漸融合,如何立足國內製造業的市場需求,整合分散的科研與企業資源,儘快形成自己在先進製造產業競爭中的技術優勢,已經是擺在我國製造業面前的迫在眉睫的課題了[11]。

總之,重視製造業和現代製造技術已成為全球化的大趨勢。現代製造技術不是一項具體技術,而是利用系統工程技術將各種相關技術集成的一個有機整體;現代製造技術是一種動態技術,而不是一成不變的,它需要不斷吸收各種高新技術成果,並將其滲透到產品的所有領域,結合成一個有機整體,實現優質、高效、低耗、清潔和靈活的生產[12];現代製造技術的目的是提高製造業的綜合效益,其不摒棄傳統技術,而是有賴於不斷用科技新手段去研究它和傳承它,並應用科技新成果去改造它和充實它;現代製造技術在強調環境保護的同時,還強調各專業學科之間的相互滲透、融合和淡化,並消除其間的界限。我國先進製造技術的發展應結合自身的特點,形成特色,大力發展一些關鍵前沿技術,比如新一代材料成型技術、微米及納米技術、快速原型製造以及智能製造等[13]。在不久的將來,現代製造技術將得到更大的發展和壯大,發展和應用先進製造技術是每個國家為提高企業的國際競爭力和技術創新能力的必然選擇。

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