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智能制造技术调研报告篇一
专业班级机械设计制造及其自动化指导教师。
完成日期2017/10/20
目录。
一、概述。
二、人工智能技术的国内外发展现状与趋势。
三、人工智能技术的主要研究内容与核心技术难题。
四、人工智能技术的评价与认识。
五、结论。
六、参考文献。
一、概述。
先进制造技术(advancedmanufacturingtechnique,缩写amt,具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。
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。而先进制造技术主要包括以下三个技术群:(1)主体技术群:是制造技术的核心,它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。
(2)支撑技术群:a.信息技术:接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统。b.标准和框架:数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。c.机床和工具技术。d.传感器和控制技术:单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划。e.其它;(3)制造技术基础设施.要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种先进生产技术和方案方面的培训和教育等。
先进制造技术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。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。先进制造技术是当今国际间科技竞争的焦点,随着社会的发展,市场需求的个性化与多元化,人们对产品的要求也日益多元化,市场竞争日趋激烈,企业要在日趋激烈的市场竞争中生存发展,就必须采用先进的制造技术。
二、人工智能技术的国内外发展现状与趋势。
人工智能技术简介。
人工智能的传说可以追溯到古埃及,但随着1941年以来电子计算机的发展,技术已最终可以创造出机器智能,“人工智能”(artificialintelligence)一词最初是在1956年dartmouth学会上提出的,从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展,在它还不长的历史中,人工智能的发展比预想的要慢,但一直在前进,从40年前出现至今,已经出现了许多ai程序,并且它们也影响到了其它技术的发展。人工智能(artificialintelligence),英文缩写为ai。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。1956年夏季,以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会,共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题,并首次提出了“人工智能”这一术语,它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。ibm公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。从1956年正式提出人工智能学科算起,50多年来,取得长足的发展,成为一门广泛的交叉和前沿科学。总的说来,人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。如果希望做出一台能够思考的机器,那就必须知道什么是思考,更进一步讲就是什么是智慧。什么样的机器才是智慧的呢?科学家已经作出了汽车,火车,飞机,收音机等等,它们模仿我们身体器官的功能,但是能不能模仿人类大脑的功能呢?到目前为止,我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官,我们对这个东西知之甚少,模仿它或许是天下最困难的事情了。
当计算机出现后,人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具,在以后的岁月中,无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了,全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科,学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程,在大家不懈的努力下,如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如,1997年5月,ibm公司研制的深蓝(deepblue)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫(kasparov)。大家或许不会注意到,在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作,计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科,计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。
著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义:“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为:“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。
应用领域:智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程,机器人工厂,安全问题。目前人工智能还在研究中,但有学者认为让计算机拥有智商是很危险的,它可能会反抗人类。人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊科学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。
人工智能技术在国内的发展与趋势。
占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而我国非常重视对先进制造技术的研究。制造业是我国国民经济和综合国力的重要支柱产业,其先进生产总值占国民生产总值(gdp)的40%左右。尤其,中国近几年来房地产业的崛起,带动了三一重工、中联重科、徐工等一批工程机械企业的发展,而这些企业的发展的同时又带动了先进制造技术的发展,然而虽然我们在先进制造技术方面取得了很多卓越的成绩,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。主要体现在以下几个方面:
管理方面:工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(jit)、敏捷制造(am)、精益生产(lp)、并行工程(ce)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
制造工艺方面:工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
设计方面:工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(cad/cam),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用cad/cam技术的比例较低。
自动化技术方面:工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(fmc)、柔性制造系统(fms)、计算机集成制造系统(cims),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
产品结构方面:中国机械制造业的快速发展,主要依靠技术引进和赶超型发展战略,加之中国劳动力丰富而资金相对短缺,致使机械制造业的科技开发明显滞后。虽然中国机械制造业的产品数量已经位居世界前列,但主要是劳动密集型产品,具有自主知识产权的高、精、尖产品比较少。比如数控机床和精密机床的可靠性差、质量问题严重,轴承、液压件、密封件等基础件产品水平低、品种少、满足度低、质量不稳定。
人工智能技术的发展趋势表现在:
全球化:一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。网络化:网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
自动化:自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
绿色化:绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。精密化:现代高新技术产品需要高精度制造,社会的发展对机械产品的质量提出了越来越高的要求。这决定了发展精密加工、超精密加工技术是机械制造未来的一个重点智能化:智能制造是指综合利用各个学科、各种先进技术和方法,解决和处理制造系统中的各种问题。系统能领会设计人员的意图,能够检测失误,回答问题,提出建议方案等。
快速化:快速化是指对市场的快速响应,对生产的快速重组。它要求生产模式有高度的柔性与高度敏捷性。快速化能强有力地推动着制造技术的进步与发展,它是先进制造技术发展的“动力”。
集成化:现代制造业的方向并不只是计算机的集成,信息的集成,而是人、技术、组织的整体集成,包括功能集成、组织集成、信息集成、过程集成、知识集成和企业间的集成。
人工智能技术在国外的发展与趋势。
智能是一种知识与思维的合成,是人类认识世界和改造世界过程中的一种分析问题和解决问题的综合能力。对于人工智能,美国麻省理工学院的温斯顿教授提出“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作”,斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授提出“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学”。综合来看人工智能是相对人的智能而言的。其本质是对人思维的信息过程的模拟,是人的智能的物化。是研究、开发模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能经过信息采集、处理和反馈三个核心环节,综合表现出智能感知、精确性计算、智能反馈控制,即感知、思考、行动三个层层递进的特征。
辑判断、决策,并产生相应反映。具体的研究领域包括知识表达、自动推理、机器学习等,与精确性计算及编程技术、存储技术、网络技术等密切相关,是大数据技术发展的远期目标,目前该领域研究还处于实验室研究阶段,其中机器学习是人工智能领域目前热度最高,科研成果最密集的领域。
智能反馈:智能反馈控制将前期处理和判断的结果转译为肢体运动和媒介信息传输给人机交互界面或外部设备,实现人机、机物的信息交流和物理互动。智能反馈控制是人工智能最直观的表现形式,其表达能力展现了系统整体的智能水平。智能反馈控制领域与机械技术、控制技术和感知技术密切相关,整体表现为机器人学,目前机械技术受制于材料学发展缓慢,控制技术受益于工业机器人领域的积累相对成熟。在学术界,实现人工智能有三种路线,一是基于逻辑方法进行功能模拟的符号主义路线,代表领域有专家系统和知识工程。二是基于统计方法的仿生模拟的连接主义路线,代表领域有机器学习和人脑仿生,三是行为主义,希望从进化的角度出发,基于智能控制系统的理论、方法和技术,研究拟人的智能控制行为。
各国政府高度重视人工智能相关产业的发展。自人工智能诞生至今,各国都纷纷加大对人工智能的科研投入,其中美国政府主要通过公共投资的方式牵引人工智能产业的发展,2013财年美国政府将22亿美元的国家预算投入到了先进制造业,投入方向之一便是“国家机器人计划”。
在技术方向上,美国将机器人技术列为警惕技术,主攻军用机器人技术,欧洲主攻服务和医疗机器人技术,日本主攻仿人和娱乐机器人。
现阶段的技术突破的重点一是云机器人技术,二是人脑仿生计算技术。美国、日本、巴西等国家均将云机器人作为机器人技术的未来研究方向之一。伴随着宽带网络设施的普及,云计算、大数据等技术的不断发展,未来机器人技术成本的进一步降低和机器人量产化目标实现,机器人通过网络获得数据或者进行处理将成为可能。目前国外相关研究的方向包括:建立开放系统机器人架构(包括通用的硬件与软件平台)、网络互联机器人系统平台、机器人网络平台的算法和图像处理系统开发、云机器人相关网络基础设施的研究等。
由于深度学习的成功,学术界进一步沿着连接主义的路线提升计算机对人脑的模拟程度。人脑仿生计算技术的发展,将使电脑可以模仿人类大脑的运算并能够实现学习和记忆,同时可以触类旁通并实现对知识的创造,这种具有创新能力的设计将会让电脑拥有自我学习和创造的能力,与人类大脑的功能几无二致。在2013年初的国情咨文中,美国总统奥巴马特别提到为人脑绘图的计划,宣布投入30亿美元在10年内绘制出“人类大脑图谱”,以了解人脑的运行机理。欧盟委员会也在2013年初宣布,石墨烯和人脑工程两大科技入选“未来新兴旗舰技术项目”,并为此设立专项研发计划,每项计划将在未来10年内分别获得10亿欧元的经费。美国ibm公司正在研究一种新型的仿生芯片,利用这些芯片,人类可以实现电脑模仿人脑的运算过程,预计最快到2019年可完全模拟出人类大脑。智能更面向实用。另外,由于hopfield多层神经网络模型的提出,使人工神经网络研究与应用出现了欣欣向荣的景象。人工智能已深入到社会生活的各个领域。
既然“人工智能”的发展如此吸引人,那就一定具有相当多的发展方向啦,那么未来它的发展趋势会是如何呢?我们不妨可以设想一下:在计算机网络如此发达的社会中,我们可以利用人工智能来实现语言技术与人类生活的联系,虽然目前关于语言的研究尚未突破语义障碍,现在还看不出在解决自然语言中含糊暧昧的成份方面可能会取得多大的进展,也很难想象在近期内能实现对任意输入均可产生高质量译文的机器翻译系统或非常理想的篇章理解系统,我们所能看到的是一些有一定限制的但与人类生活密切相关的语言处理技术的发展。随着语言技术产品市场的不断壮大,语言技术也会得到更快的发展。另外,我们也可以利用人工智能来建立与理解复杂的自适应系统:下一个十年人工智能研究应着重于对未必能符号化、信息未必完全的复杂的自适应系统的研究,其中最关键的是如何理解与建立这样的系统。建立这样的系统需要发展一些新的理论与技术。首先必须发展能理解与处理上下文的技术,使所建立的系统能在不同的上下文情境下合理地处理各类问题;其次应发展多路学习机制,使系统能从复杂的变化的环境中同时学到多种技能(如机器人足球运动员就需要有这样的功能);另外还应探讨系统的可自动进化机制,使系统能从简单的被动式的系统逐步进化为复杂的具有自适应能力的系统。基于人工智能的发展趋势,还可以在机器学习的研究方面取得长足的发展。许多新的学习方法相继问世并获得了成功的应用,如增强学习算法、reinforcementlearning等。也应看到,现有的方法处理在线学习方面尚不够有效,寻求一种新的方法,以解决移动机器人、自主agent、智能信息存取等研究中的在线学习问题是研究人员共同关心的问题,相信不久会在这些方面取得突破。
还有,在最受人关注的机器人领域里,人工智能蕴含着十分强大的发展空间!虽然现在已经实现了机器人与人的对话交流等强大的功能,但相信在未来,人们一定会挖掘出人工智能更多更强大的功能来运用到机器人中去,让机器人更好的未人们服务!最后,在控制领域内,虽然已经实现了远程操控技术,但并不普及,相信在未来,我们可以更轻松自如的利用人工智能来实现对家用电器等的远程控制的普及,让每一个房子都装有这样的系统,那么在主人回家之前就可以设定好最符合主人生活习惯的环境,让辛苦劳累了一天的主人能够更好的享受到家的温馨!
人工智能诞生50多年来,在崎岖不平的道路上取得了可喜的进展。人工智能的人工智能的研究一旦取得突破性进展,将会对信息时代产生重大影响,对人类文明产生重大影响。不管是在昨天、今天还是明天,“人工智能”都是新时代的宠儿,注定未社会的发展,人们生活水平的提高做出不可小觑的贡献!我们共同希望“人工智能”的明天更美好!
三、人工智能技术的主要研究内容与核心技术难题。
人工智能是一种外向型的学科,它不但要求研究它的人懂得人工智能的知识,而且要求有比较扎实的数学基础及哲学和生物学基础,只有这样才可能让一台什么也不知道的机器模拟人的思维。
因为人工智能的研究领域十分广阔,它总的来说是面向应用的,主要研究领域有专家系统,有人在工作,它就可以用在什么地方,因为人工智能的最根本目的还是要模拟人类的思维。可以归纳为八个字:机器智能、智能机器。
机器智能:例如,用计算机打印常用的报表,进行一些常规的文字处理,都是程序化的操作,谈不上有智能。但是,用计算机给人看病,进行病理诊断和药物处方,或者,用计算机给机器看病,进行故障诊断和维修处理,就需要计算机有人工智能。人工智能学科领域中有一个重要的学科分支是“专家系统”(expertsystem),简称代写论文es。就是用计算机去模拟、延伸和扩展专家的智能。基于专家的知识和经验,可以求解专业性问题的、具有人工智能的计算机应用系统。如:医疗诊断专家系统,故障诊断专家系统等。
智能机器:“智能机器”(intelligentmachine),简称im,研究如何设计和制造具有更高智能水平的机器,特别是设计和制造更聪明的计算机。现在的计算机,虽然经历了从电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路等几代的发展,在工艺和性能方面都有巨大的进步。但是,在原理上,还没有重大的突破。通常,人们用计算机,不仅要告诉计算机:做什么?,而且还必须详细地、正确地告诉计算机:如何做?。也就是说,人们要根据工作任务的需求,以适当的计算机语言,进行相应的软件设计,编制面向该任务的计算机应用程序,并且,正确地操作计算机,装入、启动该应用程序,才能用计算机完成该项工作任务。这里,计算机实质上只是机械地、被动地执行人们编制的应用程序指令的“电子奴仆”,也不理解为什么要做这项工作,即不懂得:为什么?。因而,只不过是一个低智能的、不聪明的“电脑”。那么,如何设计和制造高智能的、聪明的“电脑”呢?这正是人工智能另一方面的研究对象和学科任务。
目前人工智能主要研究内容是:分布式人工智能与多智能主体系统、人工思维模型、知识系统(包括专家系统、知识库系统和智能决策系统)、知识发现与数据挖掘(从大量的、不完全的、模糊的、有噪声的数据中挖掘出对我们有用的知识)、遗传与演化计算(通过对生物遗传与进化理论的模拟,揭示出人的智能进化规律)、人工生命(通过构造简单的人工生命系统并观察其行为,探讨初级智能的奥秘)、人工智能应用(如:模糊控制、智能大厦、智能人机接口、智能机器人等)等等。
未来人工智能的研究方向主要有:人工智能理论、机器学习模型和理论、不精确知识表示及其推理、常识知识及其推理、人工思维模型,智能人机接口、多智能主体系统、知识发现与知识获取、人工智能应用基础等。
“人工智能”(artificialintelligence)一词最初是在1956年dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。人工智能理论进入21世纪,正酝酿着新的突破,人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”,并使之在越来越多的领域超越人类智能,人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。
人工智能的近期研究目标在于建造智能计算机,用以代替人类从事脑力劳动,即使现有的计算机更聪明更有用。正是根据这一近期研究目标,我们才把人工智能理解为计算机科学的一个分支。人工智能还有它的远期研究目标,即探究人类智能和机器智能的基本原理,研究用自动机(automata)模拟人类的思维过程和智能行为。这个长期目标远远超出计算机科学的范畴,几乎涉及自然科学和社会科学的所有学科。在重新阐述我们的历史知识的过程中,哲学家、科学家和人工智能学家有机会努力解决知识的模糊性以及消除知识的不一致性。这种努力的结果,可能导致知识的某些改善,以便能够比较容易地推断出令人感兴趣的新的真理。人工智能研究尚存在不少问题,这主要表现在下列几个方面:宏观与微观隔离:一方面是哲学、认知科学、思维科学和心理学等学科所研究的智能层次太高、太抽象;另一方面是人工智能逻辑符号、神经网络和行为主义所研究的智能层次太低。这两方面之间相距太远,中间还有许多层次未予研究,无法把宏观与微观有机地结合起来和相互渗透。全局与局部割裂:人类智能是脑系统的整体效应,有着丰富的层次和多个侧面。但是,符号主义只抓住人脑的抽象思维特性;连接主义只模仿人的形象思维特性;行为主义则着眼于人类智能行为特性及其进化过程。它们存在明显的局限性。必须从多层次、多因素、多维和全局观点来研究智能,才能克服上述局限性。3理论和实际脱节大脑的实际工作,在宏观上我们已知道得不少;但是智能的千姿百态,变幻莫测,复杂得难以理出清晰的头绪。在微观上,我们对大脑的工作机制却知之甚少,似是而非,使我们难以找出规律。在这种背景下提出的各种人工智能理论,只是部分人的主观猜想,能在某些方面表现出”智能”就算相当成功了。
上述存在问题和其它问题说明,人脑的结构和功能要比人们想象的复杂得多,人工智能研究面临的困难要比我们估计的重大得多,人工智能研究的任务要比我们讨论过的艰巨得多。同时也说明,要从根本上了解人脑的结构和功能,解决面临的难题,完成人工智能的研究任务,需要寻找和建立更新的人工智能框架和理论体系,打下人工智能进一步发展的理论基础。我们至少需要经过几代人的持续奋斗,进行多学科联合协作研究,才可能基本上解开”智能”之谜,使人工智能理论达到一个更高的水平。人工智能要解决的问题主要是以下几个方面:
一、识别过程,外界输入的信息向概念逻辑信息转译,将动态静态图像、声音、语音、文字、触觉、味觉等信息转化为形式化(大脑中的信息存储形式)的概念逻辑信息。
二、智能运算过程,输入信息刺激自我学习、信息检索、逻辑判断、决策,并产生相应反应。
三、控制过程,将需要输出的反应转译为肢体运动和媒介信息。实用机器人在第三个方面做得比较多,而识别和智能运算是很弱的,尤其是概念知识的存储形式、逻辑判断和决策这些方面更是鲜有成果,这正是人工智能要重点解决的问题。
四、人工智能技术的评价与认识。
人工智能是一门包括计算机科学、控制学、信系论、语言论、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透发展起来的学科,其研究对象可以归纳为“机器智能、智能机器”,它体现在思维、感知、行为三个层次,而它要模拟眼神、扩展人的智能,其研究内容可以分为机器思维和思维机器、机器感知和感知机器、机器行为和行为机器三个层次。人工智能研究与应用虽然取得了不少成果,但离全面推广应用还有很大距离,还有许多问题有待于解决且需要许多学科的研究专家共同创作。人工智能(ai)是机器智能和计算机科学的一个分支。人工智能将是21世纪逻辑学发展的主要动力源泉,并且在很大程度上将决定21世纪逻辑学的面貌。这些年来,人工智能在计算机科学、逻辑学等领域已取得重大成就,但离真正的人类智能还相差甚远。
人工智能是一门研究机器智能和智能机器的新型的、综合性的、具有强大生命力的边缘学科,它研究怎样让计算机或智能机器(包括硬件和软件)模仿、延伸和扩展人脑从事推理、规划、计算、思考、学习等思维活动,解决迄今为止需要人类专家才能处理好的复杂问题。
人工智能远期目标是要制造智能机器,使现有的计算机更聪明,能够模拟人类的智能行为。人工智能的近期目标是实现机器智能,即先部分地或某种程度地实现机器的智能,从而使现有的计算机更灵活、更好用和更有用,成为人类的智能化信息处理工具。目前,人工智能技术正在向大型分布式人工智能、大型分布式多专家协同系统、广义知识表达、综合知识库、并行推理、多种专家系统开发工具、大型分布式人工智能开发环境和分布式环境下的多智能体协同系统等方向发展。尽管如此,从目前来看,人工智能仍处于学科发展的早期阶段,其理论、方法和技术都不太成熟,人们对它的认识也比较肤浅。这些还都有待于人工智能工作者的长期探索。
五、结论。
先进制造技术当今国际间科技竞争的焦点,随着社会的发展,市场需求的个性化与多元化,人们对产品的要求也日益多元化,市场竞争日趋激烈,企业要在日趋激烈的市场竞争中生存发展,就必须采用先进的制造技术。进入新世纪,随着中国加入wto,中国与世界的越来越紧密,先进制造制造技术必然会朝着全球化、系统化、集成化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化、精密化、智能化、快速化的趋势发展。
人工智能对自然科学的影响。在需要使用数学计算机工具解决问题的学科,ai带来的帮助不言而喻。更重要的是,ai反过来有助于人类最终认识自身智能的形成。
人工智能对经济的影响。专家系统更深入各行各业,带来巨大的宏观效益。ai也促进了计算机工业网络工业的发展。但同时,也带来了劳务就业问题。由于ai在科技和工程中的应用,能够代替人类进行各种技术工作和脑力劳动,会造成社会结构的剧烈变化。人工智能对社会的影响。ai也为人类文化生活提供了新的模式。现有的游戏将逐步发展为更高智能的交互式文化娱乐手段,今天,游戏中的人工智能应用已经深入到各大游戏制造商的开发中。
伴随着人工智能和智能机器人的发展,不得不讨论是人工智能本身就是超前研究,需要用未来的眼光开展现代的科研,因此很可能触及伦理底线。作为科学研究可能涉及到的敏感问题,需要针对可能产生的冲突及早预防,而不是等到问题矛盾到了不可解决的时候才去想办法化解。
人工智能的长期目标是建立人类水平的人工智能,由脑科学、认知科学、人工智能等共同研究,形成交叉学科智能科学。脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理,建立脑模型,揭示人脑的本质。认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。人工智能研究用人工的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能。智能科学不仅要进行功能仿真,而且要从机理上研究,探索智能的新概念、新理论、新方法。
人工智能的研究一旦取得突破性进展,将会对信息时代产生重大影响,对人类文明产生重大影响。科学发展到今天,一方面是高度分化,学科在不断细分,新学科、新领域不断产生;另一方面是学科的高度融合,更多地呈现交叉和综合的趋势,新兴学科和交叉学科不断涌现。大学科交叉的这种普遍趋势,在人工智能学科方面表现尤其突出。由脑科学、认知科学、人工智能等共同研究智能的本质和机理,形成交叉学科智能科学。学科交叉将催生更多的研究成果,对于人工智能学科整体而言,要有所突破,需要多个学科合作协同,在交叉学科研究中实现创新。
人工智能原理及其应用北京:电子工业出版社,2010。
智能制造技术调研报告篇二
随着物联网、大数据和移动应用等新一轮信息技术的发展,全球化工业革命开始提上日程,工业转型开始进入实质阶段。在中国,智能制造、中国制造2025等战略的相继出台,表明国家开始积极行动起来,把握新一轮工发展机遇实现工业化转型。智能工厂作为工业智能化发展的重要实践模式,已经引发行业的广泛关注。到底什么是智能工厂?智能工厂的核心架构是怎样的?能为企业的转型提供哪些支撑?这都是企业比较关心的话题。
本文以三一重工18号工厂为例,分析智能工厂的主要特点还有其智能化的框架。
1数字化工厂、智能工厂和智能制造。
1.1数字化工厂。
对于数字化工厂,德国工程师协会的定义是:数字化工厂(df)是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络,包含仿真和3d/虚拟现实可视化,通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。数字化工厂集成了产品、过程和工厂模型数据库,通过先进的可视化、仿真和文档管理,以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能:
智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预,以及合理计划排程。同时,集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。
图2。
智能工厂是在数字化工厂基础上的升级版,但是与智能制造还有很大差距。智能制造系统在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。
智能制造系统不只是“人工智能系统,而是人机一体化智能系统,是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在智能机器配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本质是人机一体化。
国内很多企业都在炒作智能制造,但是绝大多数企业还处在部分使用应用软件的阶段,少数企业也只是实现了信息集成,也就是可以达到数字化工厂的水平;极少数企业,能够实现人机的有效交互,也就是达到智能工厂的水平[1]。
图32从大厂房到智能工厂。
在全球科技革命的大背景下,工程机械行业作为多品种、中批量、按订单生产的离散型技能密集型产业,要想向高端制造发展,必须依靠信息化建立先进的制造和管理系统[2]。
18号厂房是三一重工总装车间,有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线,是工程机械领域内颇负盛名的智能工厂。
在18号厂房,厂区旁边有两块电视屏幕,它们是一线工人的“老师”——不熟悉装配作业的工人,通过电子屏幕里的数字仿真和三维作业指导,可以学习和了解整个装配工艺[3]。三一重工的三维作业现场指导模式,成为了著名3d技术开发公司达索的全球最佳案例。
厂房更像是一个大型计算系统加上传统的操作工具、大型生产设备的智慧体,每一次生产过程、每一次质量检测、每一个工人劳动量都记录在案。装配区、高精机加区、结构件区、立库区等几大主要功能区域都是智能化、数字化模式的产物[4]。
当有班组需要物料时,装配线上的物料员就会报单给立体仓库,配送系统会根据班组提供的信息,迅速找到放置该物料的容器,然后开启堆高机,将容器自动输送到立体库出库端液压台上。此时,agv操作员发出取货指令,agv小车自动行驶至液压台取货[5]。取完货后,采用激光引导的agv小车,将根据运行路径沿途的墙壁或支柱上安装的高反光性反射板的激光定位标志,计算出车辆当前的位置以及运动的方向,从而将物料运送至指定工位。像这样的agv小车,在三一重工18号厂房有15台。
智能背后的生产模式进化。
2013年8月,三一重工集团启动新一轮制造变革。在大会上,三一重工董事长梁稳根这样描绘三一重工制造体系的蓝图:“所有结构件和产品都在很精益的空间范围内制造,车间内只有机器人和少量作业员工在忙碌,装配线实现准时生产,物流成本大幅降低,制造现场基本没有存货。”
制造模式的生产方式分散且独立,需要大量的人力物力予以配合,才能完成产品的生产制造,这使得生产效率低下的同时,生产成本还居高不下。因此三一重工开始借助信息化,在生产车间导入自动化制造模式。“部件工作中心岛”就是这样一个尝试。
所谓“部件岛”,即单元化生产,将每一类部件从生产到下线所有工艺集中在一个区域内,犹如在一个独立的“岛屿”内完成全部生产,故称为部件岛,将装配行业中“岛”的概念引入到结构件生产中,这是三一重工重机制造人员的首创。
3三一重工:智能工厂实践。
三一重工18号厂房是亚洲最大的智能化制造车间,有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线,是三一重工总装车间。2008年开始筹建,2012年全面投产,总面积约十万平方米。从2012年开始,以三一18号厂房为应用基础,由三一重工、湖大海捷、华工制造、华中科大等单位联合申报的“工程机械产品加工数字化车间系统的研制与应用示范项目”.经过3年精心建设,目前,三一已建成车间智能监控网络和刀具管理系统、公共制造资源定位与物料跟踪管理系统、计划、物流、质量管控系统、生产控制中心(pcc)中央控制系统等智能系统,完成了国家批复的项目建设内容[6]。
图4同时,三一还与其他单位共同研发了智能上下料机械手、基于dnc系统的车间设备智能监控网络、智能化立体仓库与agv运输软硬件系统、基于rfid设备及无线传感网络的物料和资源跟踪定位系统、高级计划排程系统(aps)、制造执行系统(mes)、物流执行系统(les)、在线质量检测系统(spc)、生产控制中心管理决策系统等关键核心智能装置,实现了对制造资源跟踪、生产过程监控,计划、物流、质量集成化管控下的均衡化混流生产,智能化功能和系统性能指标达到国家批复要求[7]。
3.1智能加工中心与生产线。
3.1.1智能化加工设备。
到了管理设备上,相对而言,管理设备要容易很多。3.1.2。
在实际加工中,有多种因素会对加工刀具产生影响,首先是加工工件本身的因素,如加工工件材质、结构型式、工件刚度等对刀具使用效果影响较大。其次是加工工装,定位基准、压紧方式、结构型式以及工装刚度等都会影响刀具使用效果。再次加工工艺方案,如加工顺序、切削三要素(切深、进给、切削速度)对刀具使用效果影响更大。最后是加工机床,设备的切削功率、设备的刚度、设备的结构型式、切削冷却介质对加工刀具发挥效率也有很大影响[8]。
dnc。
dnc是计算机与具有数控装置的机床群使用计算机网络技术组成的分布在车间中的数控系统。该系统对用户来说就像一个统一的整体,系统对多种通用的物理和逻辑资源整合,可以动态的分配数控加工任务给任一加工设备,是提高设备利用率,降低生产成本[9]。
图5。
3.2.1智能化立体仓库。
立体仓库后台运作的自动化配送系统由华中科大与三一联合研制,通过这套系统,三一打造了批量下架、波次分拣,单台单工位配送模式,实现了从顶层计划至底层配送执行的全业务贯通,大大提高了配送效率及准确率,准时配送率超95%。
三一智能化立体仓库总投资6000多万元,分南北两个库,由地下自动输送设备连成一个整体,总占地面积9000平方米,仓库容量大概是16000个货位。从南边仓库可以看到,这个库区有几千种物料,主要是泵车、拖泵、车载泵物料,能支持每月数千台产品的生产量。
智能化立体仓库的核心是agv智能小车,当有班组需要物料时,装配线上的物料员就会报单给立体仓库,配送系统会根据班组提供的信息,迅速找到放置该物料的容器,然后开启堆高机,将容器自动输送到立体库出库端液压台上。此时,agv操作员发出取货指令,agv小车自动行驶至液压台取货。取完货后,由于agv小车采用激光引导,小车上安装有可旋转的激光扫描器,在运行路径沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性反射板的激光定位标志,agv依靠激光扫描器发射激光束,然后接受由四周定位标志反射回的激光束,车载计算机计算出车辆当前的位置以及运动的方向,通过和内置的数字地图进行对比来校正方位,从而将物料运送至指定工位。像这样的agv小车,在三一18号厂房有15台。在18号厂房南北智能化立体仓库,不仅有这样的agv自动小车,其后台配送也是自动化系统完成的。
图6。
3.2.3公共资源定位系统。
智能化生产执行过程控制。
3.3.
1高级计划排程。
执行过程调度。
系统除了通过各种方式如短信、邮件向管理者传递生产信息外,其设置在生产现场的mes终端机,给一线工人生产制造带来了极大的便利。
目前,三一在质检信息化方面,通过gsp、mes、csm及qis的整合应用,实现涵盖供应商送货、零件制造、整机装配、售后服务等全生命周期的质检电子化,并实现了spc分析、质量追溯等功能。
三一自动化立体仓储配送系统实现了该公司泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配盘功能,并与agv配套实现工位物料自动配送至各个工位。
根据泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线在车间的位置,北自所设计了两个库区,1#库负责泵车物料的储存、拣配功能,2#库负责拖泵、车载泵物料的储存、拣配功能,两个库区共用一个设置1#库区的入库组盘区域,2#库入库的物料在入库组盘区完成组盘后通过地下输送通道自动输送进入2#库库区存储。
仓储模式采用自动化立体仓库存储(主要储存中小件为主)+垂直升降库存储(主要储存小件为主)+平面仓库储存(主要储存大件等其他特殊物资)。自动化立体仓库和垂直升降库的数据采用一套软件进行统一管理,集中配送。通过垂直升降库的应用,解决了将近总量30%的物料种类的储存和出入库作业模式,很大程度地缓和了自动化立体仓库的出入库作业压力,有效地提高了整个系统的作业能力。
拣配模式采用提4台套提前一班(8小时)拣配模式,按照工位进行配送。在两个库区分别设置了两层的配盘区域,根据装配工位数量及各工位装配物料情况,对配盘区域的拣配托盘位置进行分配,拣配过程中采用led显示屏+rf手持终端模式进行人工作业。北自所根据各工位装配物料情况,配合用户设计了多种不同的配送容器,采用多层存放,提高容器使用效率,减少线边容器数量,最终提高了agv系统的搬运效率。
智能化生产控制中心。
3.4.
1中央控制室。
1.生产计划及执行情况、设备状态、生产统。
计图;
2.智能计划系统操作界面;
3.生产现场监控、看板展示及异常报警;4.各区域监控信息;
5.设计部日常操作(支持10路信号同时切。
入);
6.各区域监控信息;
7.物流部日常操作(支持10路信号同时切。
入);
8.质量部日常操作(支持10路信号同时切。
入)。3.4.2。
现场监视装置。
全方位的工厂车间监控系统能实现对生产过。
程的全面监控和记录,保证生产现场的安全,以及现场事故的追溯和回放。3.4.3现场andonandon系统能够为操作员停止生产线提供一套新的、更加有效的途径。在传统的汽车生产线上,如果发生故障,整条生产线立即停止。采用了andon系统之后,一旦发生问题,操作员可以在工作站拉一下绳索或者按一下按钮,触发相应的声音和点亮相应的指示灯,提示监督人员立即找出发生故障的地方以及故障的原因。一般来说,不用停止整条生产线就可以解决问题,因而可以减少停工时间同时又提高了生产效率。
andon系统的另一个主要部件是信息显示屏。每个显示面板都能够提供关于单个生产线的信息,包括生产状态、原料状态、质量状况以及设备状况。显示器同时还可以显示实时数据,如目标输出、实际输出、停工时间以及生产效率。根据显示器上提供的信息,操作员可以更加有效的开展工作。
“工业4.0”被认为是以智能制造为主导的第四次工业革命或是工业体系革命性的生产方法,而智能工厂将是构成未来工业体系的一个关键特征。在智能工厂里,人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作,生产出来的智能产品能够理解自己被制造的细节以及将如何使用,能够回答“哪组参数被用来处理我”、“我应该被传送到哪里”等问题。同时,智能辅助系统将从执行例行任务中解放出来,使他们能够专注于创新、增值的活动;灵活的工作组织能够帮助工人把生活和工作实现更好地结合,个体顾客的需求将得到满足。德国工业4.0、美国ge工业互联网均是“工业4.0”的典范,但中国有自己特殊的国情,中国制造企业打造智能工厂,不能完全照搬国外模式,而是既要紧跟国际先进理念,还要符合中国企业的实际情况[13]。
4.2。
概念内涵。
美国与德国的工业发展战略核心均为cps(cyber-physicalsystem)系统,是典型的二元战略。美国是c(cyber,包括:数字、信息、网络等虚拟世界)+p(physical,包括机器、设备、设施等实体世界),德国是p+c,两国均是基于高素质劳动者、国家人力匮乏、企业高协同化、高法制化的基础之上而提出的战略;而中国装备水平较美国和德国有一定差距,数据采集分析决策能力也有局限,但中国具有人力资源优势,所以应该充分挖掘人的作用。因此,中国制造企业推进工业发展不能完全照搬发达国家的二元战略,更宜采用cpps(cyber-person-physicalsystem)人机网三元战略,充分体现人的能动作用。
图7。
所谓“三元战略”,包括劳动者及其技能、素养、精神、组织、管理等,cpps战略体现了以人为本,继续发挥与挖掘了中国在人力资源方面的优势,扬长补短,实现人与赛博、物理虚实两世界的融合和迭代发展,构建以赛博智能为目的的人机网三元战略方案更符合中国国情[14]。
所谓“六维智能理论”,就是在设备联网+远程数据采集的基础上,实现智能化的生产过程管理与控制,从6个方面打造适合中国国情的智能工厂,这6个方面包括:
1.智能计划排产,是从计划源头上集成erp,进行aps高级排产。
2.智能生产协同,从生产准备过程上,实现。
物料、刀具、工装、工艺的并行协同准备。3.智能的设备互联互通,是cps信息物理系。
统的典型体现,实现数字化生产设备的分布式网络化通讯、程序集中管理、设备状。
态的实时监控等。4.智能资源管理,包括对物料、设备、刀具、量具、夹具等生产资源进行精益化管理、库存智能预警等。
5.智能质量过程管控,是对影响产品质量的生产工艺参数进行实时采集、控制,确保产品质量。
6.智能决策支持,是基于大数据分析的决策支持,形成管理的闭环,以实现数字化、网络化、智能化的高效生产模式。
总之,通过以上6个方面智能的打造,可极大提升企业的计划科学化、生产过程协同化、生产设备与信息化的深度融合,并通过基于大数据分析的决策支持对企业进行透明化、量化的管理,可明显提升企业的生产效率与产品质量,是一种很好的数字化、网络化的智能生产模式。
图84.3。
应用前景。
“六维智能”分别从计划源头、过程协同、设备底层、资源优化、质量控制、决策支持等6个方面着手实现智能工厂,这6个方面涵盖了工业生产的6个重要环节,可实现全面的精细化、精准化、自动化、信息化智能化管理与控制,通过底层设备的互联互通、基于大数据分析的决策支持、可视化展现等技术手段,实现生产准备过程中的透明化协同管理、数控设备智能化的互联互通、智能化的生产资源管理、智能化的决策支持,从而全方位达到智能化的生产过程管理与控制[15]。
具定制的,是海尔模具生态圈的主要组成部分,系统以生产设备为核心,从设备底层层面实现了机床、对刀仪等设备的互联互通与大数据分析,从生产管理层面实现了协同准备并行作业,从展现层面实现了生产信息的可视化。实施本系统后,操作工的作业效率从原来1个人管理3台设备提升到7~8台设备,设备利用率提升25%以上,使生产管理更加透明、科学、高效,应用效果比较明显,在海尔模具的数字化制造与管理中发挥了重要的作用。
5工业4.0落地战略。
近期,随着“工业4.0”的在网络上越炒越热,我国也推出了“中国制造2025”战略,在国家战略需求的驱动下,中国对于制造大国向制造强国的迈进之路也陡然提速,这将对中国制造转型升级打通主动脉。就企业层面来说中国版工业4.0如何落地将成为重点,如何通过信息技术和制造技术的深度融合,打通一切、联通一切是企业信息化建设的目标[16]。
工业4.0是什么?每个人站在不同的角度会有不同的理解,是互联、集成(纵向、横向、端到端)、数据、创新、服务、转型或是cps、是智能工厂、是智能制造亦或是国家战略、企业目标。工业4.0核心内容就是建一个网络、三项集成、大数据分析、八项计划和研究两个主题。
5.1。
建一个网络:信息物理网络系统(cps)。
cps是英文cyberphysicalsystem的缩写,就是讲物理设备连接到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合,将网络空间的高级计算能力有效的运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。
图95.2。
三个集成工业4.0中的三项集成包括:横向集成、纵向集成与端对端的集成。工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过cps形成一个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联,从而实现横向、纵向和端对端的高度集成,集成是实现工业4.0的重点也是难点。5.2.1纵向集成纵向集成主要解决企业内部的集成,即解决信息孤岛的问题,解决信息网络与物理设备之间的联通问题。5.2.2横向集成横向集成主要实现企业与企业之间、企业与售出产品之间(如车联网)的协同,将企业内部的业务信息向企业以外的供应商、经销商、用户进行延伸,实现人与人、人与系统、人与设备之间的集成,从而形成一个智能的虚拟企业网络。制造业普遍存在的工程变更协同流程就是这样一个典型的横向集成应用场景。5.2.3端到端的集成端到端集成就是把所有该连接的端头(点)都集成互联起来,通过价值链上不同企业资源的整合,实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务,它以产品价值链创造集成供应商(一级、二级、三级„„)、制造商(研发、设计、加工、配送)、分销商(一级、二级、三级„„)以及客户信息流、物流和资金流,在为客户提供更有价值的产品和服务同时,重构产业链各环节的价值体系。
端到端的集成即可以是内部的纵向集成内容,也可以是外部的企业与企业之间的横向集成内容,关注点在流程的整合上,比如提供用户订单的全程跟踪协同流程,将用户、企业、第三方物流、售后服务等产品全生命周期服务的端到端集成。
大数据分析利用。
“工业4.0”时代,制造企业的数据将会呈现爆炸式增长态势。随着信息物理系统(cps)的推广、智能装备和终端的普及以及各种各样传感器的使用,将会带来无所不在的感知和无所不在的连接,所有的生产装备、感知设备、联网终端,包括生产者本身都在源源不断地产生数据,这些数据将会渗透到企业运营、价值链乃至产品的整个生命周期,是工业4.0和制造革命的基石。
总体来说,工业4.0关注的企业数据分为四类:5.3.1。
产品数据。
运营数据。
运营包括组织结构、业务管理、生产设备、市。
价值链数据。
包括经济运行、行业、市场、竞争对手等数据。为了应对外部环境变化所带来的风险,企业必须充分掌握外部环境的发展现状以增强自身的应变能力。大数据分析技术在宏观经济分析、行业市场调研中得到了越来越广泛的应用,已经成为企业提升管理决策和市场应变能力的重要手段。
工业4.0落地中国企业,工业大数据是一项重要抓手。利用工业大数据分析,可以找出隐性的问题并预测未知情况的发生,有助于及时地做好预防,避免故障和偏差。
6结论。
以三一重工18号工厂作为研究对象.对其运作方式、运作特点进行了较为详细地分析与讨论,从而得出工厂的智能化基因。并且进一步得出了智能工厂的框架,为系统化建设智能工厂打下了基础。主要的研究结论如下:
1.在理论上对数字化工厂、智能工厂和智能制造进行了分析指出,要又好又快地发展智能工厂就必须先建设好数字化工厂。
2.对比三一重工18号工厂实现智能化之后生产效率得到提升,直观地反映了智能化对制造业带来的好处。
3.通过对18号工厂的生产线、物流系统、执行系统、控制中心进行分析,找到了工厂可实现智能化的内在基因。也就是在设备联网+远程数据采集的基础上,实现智能化的生产过程管理与控制,从6个方面打造适合中国国情的智能工厂(1)。
4.概括了智能工厂的框架,提出了运用大数据分析,做好cps和三个集成是实现智能工厂的前提条件,而智能工厂的标志就是生产流程智能化,生产设备动态适应个性化的产品需求。
参考文献。
[1]李梦迪.基于以太网的智能工厂柔性制造生产。
智能制造技术调研报告篇三
川智能化制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。
(2)智能化制造技术不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析、生产管理、加工和装配、销售、维修、服务,以及回收再生的全过程。
(3)智能化制造强调技术、人、管理和信息的四维集成,不仅涉及到物质流和能量流,还涉及到信息流和知识流,即四维集成和四流交汇是智能化制造技术的重要特点:。
(4)智能化制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化以及革新,它是硬件、软件、智能(人)与组织的系统集成。
机械制造设备的智能化、网络化、以及对神经元网络、云计算技术的研究与应用,使机械制造工)‘智能化技术得到了跨越式的发展,可以说这是又一次具有划时代意义的工业技术革命。目前,智能化制造数控设备的关键技术,除了机械主体以外,主要是由智能数控系统技术、智能感知技术、智能自适应技术、智能神经元网络技术、智能云计算技术和智能专家系统等主要技术构成。
(1智能化数控系统数控设备智能化的发。
展是以数控系统完善的软硬件功能及高灵敏度、高精度感知检测系统为基础,以适应智能化、信息化、数字化集成技术发展的要求。为追求数控设备加工效率和加工质量,数控系统不但有自动编程、前馈控制、模糊控制、自学习控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等智能化功能,并有故障诊断专家系统,使自诊断和故障监控功能更趋势完善。伺服驱动系统智能化,能自动感知负载变化,自动优化调整参数。如发那科推出的hrv控制,通过共振追随型hrv滤波器,可以避免因频率变动而造成设备的共振。通过融合旋转伺服电动机,高精度、高响应和高分辨率脉冲编码器,实现高速和高精度的伺服控制,保证极其平稳的进刀。
(2)智能自适应控制技术自适应控制分为工艺自适应和儿何自适应。工艺自适应又分为。
(ann)是一种模拟。
除了各种数控设备和相关数控配套设备以外,智能工业机器人在智能制造单元、智能制造系统和智能制造工)‘中具有重要作用。
(2)智能化自动化工)‘在各种智能化自动化数控设备的基础上,智能化工)‘将由工厂‘局部智能自动化、逐步分层次地发展到全工)‘智能自动化和社会化智能制造。
第一层次:单机或单元智能自动化。
单机或单元智能自动化,可以实现长时间无人值守。国内外都有用于生产的实例。
第二个层次:生产制造系统智能自动化。
在第三代“智能机器人化单元”的基础上,实现计算机网络控制生产车间全自动化系统。包括毛坯仓储管理,再制品仓储管理,成品零件仓储管理及其搬运、装卸、装配作业和质量检验等。
第三个层次:智能化数字化网络制造系统。
在第二层次生产制造系统智能自动化的基础上,配置网络综合管理系统,来实现全工)‘的智能化数字化网络制造。智能化工)‘的实现主要是靠信息通信技术(ict)和智能网络的可靠运行加以保证。具有实时资料搜集与传输功能、高效能计算机与分析预测功能、远程监控与诊断功能及模拟功能等。智能化工)‘最核心的部分是生产过程和全面经营运行的智能自动化,包括设计智能化,生产排序自动化,生产线自动化,测试检验自动化,仓储自动化,电力管理智能自动化等等,进一步发展到自动化无人化工)‘(绝大多数设备可以无人值守)。
第四个层次:智能化社会化生产。
智能化网络化社会化制造,将山企业内部局域网经因特网向企业外部传输。这就是所谓的internet/intranet。网络可使企业与企业之间进行跨地区协同设计、协同制造、信息共享、远程监控、远程诊断和服务等。网络能为制造提供完整的生产数据信息,可以通过网络将加工程序传给远方的设备进行加工,也可远程诊断并发出指令调整。网络使各地分散的数控机床联系在一起,互相协调,统一优化调整,使产品加工不局限于一个工)‘内而实现社会化生产。智能化社会化制造能够借助internet网实现跨行业、跨国际智能化制造,进人internet/intranet时代。云计算借助internet网整合了计算机资源,为智能化制造开了先河。智能化网络化社会化制造将引领社会和全球资源的整合与优化运用,同时将有效地提高人类的生活质量,逐步地减少人类的体力劳动而扩大脑力劳动的比重,进入知识社会,智能社会。
智能制造具有高科技高水平的先进制造系统,面临一些极具挑战性的问题。当然也需要我们投入大量的研究去攻克这些技术难题。产品和制造过程的数字建模理论及混合约束求解方法,几何表示与推理在运动规划、抓取、夹持、装配、nc加工、计算机视觉、测量中的应用,制造技能和制造知识的表示、获取与推理。智能制造单元的agent建模及智能制造系统的多agent建模理论、多agent系统学-j及重构理论、多agent系统动力学分析方法及性能评价标、多agent系统规划、调度、控制与协调等。制造资源的holon模型holonic系统组成及其分别式协调与控制等。由于人类智能问题本身的复杂性,智能制造理论与技术的研究任重而道远,上述问题的深入研究,不仅将促进智能制造理论与技术的发展与进一步完展具有积极的推动作用。不仅要提高机器设备的智商,更要协调好人与机器的关系,建立一种新型的人机一体化关系,从而产生高效高性能的生产系统。总之,随着智能制造技术的普及以及其带来的优势愈发明显,可以预见在不远的将来,智能制造将成为下一代重要的生产模式。参考文献:
智能制造技术调研报告篇四
2012年总结、计划类机械制造业发展现状调研报告机械制造业是我国具有一定综合实力的国民经济支柱产业。年我国机械工业产量和销量分别增长和实现利润总额4605亿元比年同期增长。年机械产品进出口总值4373亿美元比年增长其中出口2425亿美元增长外贸顺差477亿美元比年净增235亿美元增长机械产品自给率超过80对全国工业产值、利润增长的贡献率分别达和对全国外贸出口增长的贡献率。现结合我县实际对我县发展壮大机械制造业的背景、优势、现状、对策等进行如下分析。
一、产业背景目前县以磷化工为龙头产业以机械加工、新型建材、农副产品加工等产业齐头并进产业结构不断趋于合理产业类别更加多元化投资规模不断扩大。但由于我县地理位置局限、工业基础较薄弱、配套设施落后等原因我县工业经济发展在较大程度上对资源的依赖性较强。我县磷矿资源丰富近年来先后有4家大型磷化工企业落户我县磷化工产业已逐渐发展成为县域经济的支柱产业我县的工业经济也借助磷化工产业的蒸蒸日上而迅猛发展。与此同时我县的其他诸如机械加工、新型建材、农副产品加工业、医药制造业等产业虽然已起步并有一定发展但从产业的规模以及经济效益上来讲与磷化工产业都不可同日而语。磷化工产业在我县“一家独大”的局面将会存在很长的一段时间从积极方面来看这是我县县域经济发展有特色、有看点的体现但以现实的眼光来看这会影响到我县工业经济发展的平衡性会对产业结构合理性产生不利因素因此我县工业经济亟需寻找突破口发展壮大第二个“支柱产业”来作为工业经济发展的第二个支撑点而机械制造业无疑是最有潜力成为这个“第二支柱产业”的行业。
二、机械制造业的优势。
1、机械制造业在国民经济中的重要地位。机械制造业在我国工业中所占比重、积累、贡献、就业均占前列而且机械制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础是我国现代经济不可或缺的战略性产业和支柱性产业已经成为衡量一个国家和地区工业化水平和经济科技实力高低的重要标志。放眼全球即使是各个已迈进“信息化社会”的发达的工业化国家也无不高度重视机械制造业的发展。
2、机械制造业面临着良好的政策机遇。年5月xxx通过的《装备制造业调整与振兴规划》提出依托高速铁路、煤矿与金属矿采掘、基础设施、科技重大专项等十大领域重点工程振兴装备制造业抓住九大产业重点项目实施装备自主化提升四大配套产品制造水平。政策措施包括加强投资项目的设备采购管理、鼓励使用国产装备、推进企业兼并重组等。机械加工产业再次被列入重点发展的领域可见未来的2到3年将是机械加工业超常规发展的最佳机遇。
大的汽车市场保有量强力拉动了汽车及相关产业的发展在全球汽车市场普遍不景气的今天我国的汽车市场依然呈现稳步增长的趋势不管是合资车企还是我国的自主汽车品牌都在此机遇中尝到了甜头而国家对汽车行业的种种政策优惠显示该行业的市场潜力依然巨大。
三、县机械加工业的现状及存在的问题机械加工业经过20多年的成长虽然有一定的发展但就机械制造行业整体水平来说仍然存在很大差距。
1、底子薄、基础差、规模小。由于区位劣势、起步晚、配套设施不全等原因机械制造业的发展始终没有形成规模。目前县从事机械制造行业的规模内企业仅车桥有限责任公司和湖北万山客车有限责任公司两家年两家企业工业总产值合计24862万元而工业园区工业总产值总值为亿元机械制造业所占比重不到十分之一。
2、行业总体水平不高。车桥有限责任公司是一家专门生产汽车车桥的专业厂家目前年生产车桥能力达10万台套新上的年产10万吨铸件项目正在建设中建成达产后年产值在10亿元以上。但是车桥在整个汽车产品产业链当中属于较低端的产品技术含量较低产品附加值不高万山客车有限责任公司是一家专门生产各型客车的企业具有年生产各型客车3000台的生产能力但是该厂所采用的车身、底盘、发动机等汽车产业链中最具核心价值的产品均是从外地采购再在该厂进行组装生产产品的附加值已大大降低。
3、科技创新能力弱。的机械制造业普遍存在自主开发和创新能力弱的问题缺乏自主知识产权和核心技术创新机制不健全机械制造专业设计研发人才匮乏制约了企业的发展。
四、县发展机械加工业的思路从行业发展趋势和我县自身条。
件来看我县目前已具备加快机械制造业发展的条件针对现状特提出如下建议。
1、制定具体发展规划明确行业发展目标。1建议政府主管部门进一步明确机械制造业的具体发展目标、发展战略和发展措施力争在2015年前后使机械制造业发展成为我县继磷化工产业之后的第二大支柱产业。2要确定机械制造业中的重点产业和重点产品制订专门的行业发展规划和产业集群基地建设规划例如我县的车桥公司与北汽福田、山东诸城汽车厂有着长期的合作关系可借此优势继续发展为各大汽车制造商生产配套产品的产业。另外我县是资源大县县内矿山企业众多每年对矿车及矿用器材需求量极大发展矿山机械制造也具有非常好的前景。3要指导车桥公司等县内重点骨干企业明确具体的发展目标。
2、发展壮大产业规模提升骨干企业竞争力。1要通过每年组织多次外出专题招商努力引进一批符合国家产业政策导向的机械制造企业逐步壮大机械制造业板块和机械行业的生产规模、产品质量及技术水平以促进全县工业经济结构调整。2要集中力量支持重点产品、重点项目、重点企业的发展特别针对汽车零部件、化工设备、工程机械等相关产品市场前景广阔的实际着力支持有关企业予以研究开发以重点骨干企业为依托带动相关产业的发展壮大。3对重点骨干企业要在技术改造、产品开发、流动资金、贷款担保等方面给予大力扶持。
人事、劳动、科技等部门要把引进机械制造行业高级人才和培养技术工人作为扶持我县机械制造业加快发展的一项有效措施加以落实税务、金融、土地、电力、供水、工商、建设等部门在各自职责范围内树立优质服务意识为机械制造业的快速发展提供一流的软环境。
智能制造技术调研报告篇五
临安经济开发区前不久通过了国家发改委审核,表明五年来,开发区在环境保护、投资总量、规划布局等建设已经取得了一定的成效,总体符合国家标准和要求。在市十三届人大四次全体会议上通过的《临安市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了:“努力建设先进制造业特色区”和“建设以经济开发区为主平台的装备制造业基地”等战略目标,为加快我市经济开发区建设,又提出了更高目标要求。新形势下,临安经济开发区如何抢抓机遇,如何加快推进区内装备制造业发展,对此我们进行了专题的调研和思考。
一、装备制造业在国民经济发展中具有重要的作用。
装备制造业主要指设备制造。按我国的现行统计口径划分,装备制造业分为以下八大类:金属制品业、普通机械制造业、专用设备制造业、交通运输设备制造业、武器弹药制造业、电器机械及器材制造业、电子及通信设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业。纵向看包括机械工业、材料、电子和零配件等相关行业组成的产业群体。
装备制造业的发展水平反映出一个地区在科学技术、工艺设计、材料、加工制造等方面的综合配套能力;装备制造业的产业关联度大,带动性强;装备制造业的发展有利于凸显一个地区工业经济的综合水平。
1、装备制造业是经济增长的主要动力。美国是装备制造业最强大的国家。美国把制造业始终当作“经济实力的脊梁”。其制造业对国民生产总值的直接贡献度一直保持在20%以上。近10年来,美国经济高速的增长,主要是靠制造业迅速发展拉动的。如:机械、电器、汽车制造业的年均增长率是服务业和国内生产总值的增长率10倍以上,微电子、电脑、通讯、航空航天、医药等制造业的发展就更快了。日本、德国等经济强国也都采取措施把制造业作为必须加强的基础产业,近年,日本1还专门颁布了《振兴制造业基础技术基本法》。
2、装备制造业是产业升级的基础。装备制造业承担着国民经济各行业提供装备的重任,是整个工业的基础,而且决定着产业结构调整优化升级的趋势。以市经济开发区拟建设的闭合场平衡磁控射离子膜技术项目为例,该项目是目前国际最先进镀层沉积技术,由英国teer公司teer博士开发,拥有美、英、欧三项专利,该技术运用,可以使国产机械综合性能得到大幅度提升。同时,解决就业岗位550人次,预计年上缴税金万元,社会经济效益十分明显。大力发展装备制造业及高技术配件制造产品,走“洋为中用”捷径,不仅可以在市场树立我市装备制造业知名度,争取高附加值定单,同时还可以缩短我市高技术产业化发展进程,不断提高产业竞争力。
3、装备制造业是产业链最长的产业。装备制造业产品范围广、名类多,如杭氧大型空分设备制造基地其涉及生产、试验、采购、运输,管理、培训等产业管理机构就达9家,配套产品有铝制翅式换热器静设备、塔外静设备、军用空分设备、板翅式换热器等26种类设备制造。中英合资平衡磁控射离子膜技术技术和设备涉及上下游产品同样也有许多,如上游有原材料、基础机电产品、专用配套产品,下游有工具、冲模、铸压等15种机械。其产业关联度高,对相关产业投资影响大,带动作用强。
1、具有较强政策保障。大力振兴装备制造业是党的xxx提出的一项战略任务,xxxxxx高度重视。今年3月,xxx制定出台了明确了装备制造业发展重点及方向,并在产业结构、自主创新、政策支持等方面,制定系列保障。《意见》明确指出:“对列入国家发展重点的重大技术装备和产品,对国内生产企业为开发、制造这些装备而进口的部分关键配套部件和原材料,免征进口关税或实行先征后返,进口环节增值税实行先征后返”;“对订购和使用首台(套)国产生大技术装备的国家重点工程,可作为技术进步示范工程优2先安排,可通过国家有关专项资金给予适当补贴或采取加速设备折旧等方式给予支持”等系列优惠政策,为我市装备制造业长远发展提供重大机遇。2006年,浙江省重点工程产业化发展项目安排总计198个,其中,装备制造业项目安排了57个,占28%,同比提高6个百分点,我市入围的5个省重点工程,其中3个为装备制造业,可见,装备制造业发展已列入各级政府重要议程。我市“十一五”规划纲要也明确提出:以杭氧等大型装备制造企业整体迁建为契机,着力打造临安经济开发区为主平台的装备制造业基地,推进各类要素向其集中,迅速扩大其产业规模。
2、具有较好的区位优势。临安经济开发区位于临安主城区东面,距离主城中心区域15公里,城市依托优势明显。与杭州城区相距30公里,杭昱一级公路穿区而过,主入口与杭微高速公路互通立交连接,距离萧山国际机场仅40分钟的路程,规划中城市轻轨横跨开发区,交通极为便利,处于大都市xxx二小时交通圈xxx的核心地带。区内青山航道作为专业性货运航道,按内河六级航道通航100吨船舶标准建设,可直通京杭大运河、长江沿线及钱塘江各港口,企业可充分利用廉价的水运资源。
3、具有较强的行业和产品。已落户市经济开发区的杭州制氧集团大型空分设备制造基地迁建项目,集大、中、小型空分设备科研开发、设计制造、工程成套、气体生产和咨询服务为一体,其开发的大型空分设备现国内年需求量约为160万立方米/小时,该集团产品目前市场占有率为60%,其产品水平、质量、制造技术和生产设备等方面均优于德国、法国、美国及国内开封、四川等六家大中型空分设备生产企业,一直处于市场主导地位;已落户市经济开发区杭机集团年产1200台数控精密机床迁建项目,其数控龙门式平面磨床系列列入国家级新产品和火炬计划,技术居国内领先,达到国外同类产品先进水平,产品市场占有率为40%以上。高级数控机床主要运用于航空、国防军工急需,是国家制造业的战略制高点;已落户市经济开发区杭叉公司年产4万台叉车迁建项目,产品产值率、净产值劳动生产率及综合经济效益指数均居国内榜首,是国家定点生产叉车基地,产品市场占有率在33%以上。其中,3t系列叉车在国内叉车行业获唯一银质奖,已成为国内机械工业企业核心竞争力100强企业。
3(二)临安经济开发区装备制造业成形的基础条件。
智能制造技术调研报告篇六
智能制造装备的定义是:具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备,它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。
“十二五”发展目标。
总体目标:经过10年的努力,形成完整的智能制造装备产业体系,总体技术水平迈入国际先进行列,部分产品取得原始创新突破,基本满足国民经济重点领域和国防建设的需求。
到2015年:
——产业规模快速增长。产业销售收入超过10000亿元,年均增长率超过25%,工业增加值率达到35%。智能制造装备满足国民经济重点领域需求。
——重点领域取得突破。传感器、自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置实现突破并达到国际先进水平,重大成套装备及生产线系统集成水平大幅度提升。
——组织结构优化升级。培育若干具有国际竞争力的大型企业集团,打造一批“专、精、特、新”的专业化企业,建设一批特色鲜明、优势突出的产业集聚区。
——创新能力显著提升。基本建成完善的产学研用相结合的产业创新体系,骨干企业研究开发经费占销售收入的比重超过5%。培养一大批知识复合型、具有国际视野的领军人才。
到2020年:
——将我国智能制造装备产业培育成为具有国际竞争力的先导产业。建立完善的智能制造装备产业体系,产业销售收入超过30000亿元,实现装备的智能化及制造过程的自动化,使产业生产效率、产品技术水平和质量得到显著提高,能源、资源消耗和污染物的排放明显降低。
发展概况发展内容。
根据《中国智能制造装备行业价值链与市场前瞻分析报告》[1]分析,重点推进高档数控机床与基础制造装备,自动化成套生产线,智能控制系统,精密和智能仪器仪表与试验设备,关键基础零部件、元器件及通用部件,智能专用装备的发展,实现生产过程自动化、智能化、精密化、绿色化,带动工业整体技术水平的提升。
例如,在精密和智能仪器仪表与试验设备领域,要针对生物、节能环保、石油化工等产业发展需要,重点发展智能化压力、流量、物位、成分、材料、力学性能等精密仪器仪表和科学仪器及环境、安全和国防特种检测仪器。
在关键基础零部件、元器件及通用部件领域,要重点发展高参数、高精密和高可靠性轴承、液压/气动/密封元件、齿轮传动装置及大型、精密、复杂、长寿命模具等。
在智能专用装备领域,要重点发展新一代大型电力和电网装备,机器人产业,全断面掘进机、快速集成柔性施工装备等智能化大型施工机械,以及大型先进高效智能化农业机械等。
智能制造装备是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。作为高端装备制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现,大力培育和发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级,提升生产效率、技术水平和产品质量,降低能源资源消耗,实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。
“十二五”期间,智能制造装备将面向国民经济重点产业的转型升级和战略性新兴产业培育发展的需求,以实现制造过程智能化为目标,以突破九大关键智能基础共性技术为支撑,以推进八项智能测控装置与部件的研发和产业化为核心,以提升八类重大智能制造装备集成创新能力为重点,促进在国民经济六大重点领域的示范应用推广。经过5~10年的努力,形成完整的智能制造装备产业体系,总体技术水平迈入国际先进行列,部分产品取得原始创新突破,基本满足国民经济重点领域和国防建设的需求。具体是:
一、九大关键智能基础共性技术。
1.新型传感技术——高传感灵敏度、精度、可靠性和环境适应性的传感技术,采用新原理、新材料、新工艺的传感技术(如量子测量、纳米聚合物传感、光纤传感等),微弱传感信号提取与处理技术。2.模块化、嵌入式控制系统设计技术——不同结构的模块化硬件设计技术,微内核操作系统和开放式系统软件技术、组态语言和人机界面技术,以及实现统一数据格式、统一编程环境的工程软件平台技术。
3.先进控制与优化技术——工业过程多层次性能评估技术、基于海量数据的建模技术、大规模高性能多目标优化技术,大型复杂装备系统仿真技术,高阶导数连续运动规划、电子传动等精密运动控制技术。
4.系统协同技术——大型制造工程项目复杂自动化系统整体方案设计技术以及安装调试技术,统一操作界面和工程工具的设计技术,统一事件序列和报警处理技术,一体化资产管理技术。
5.故障诊断与健康维护技术——在线或远程状态监测与故障诊断、自愈合调控与损伤智能识别以及健康维护技术,重大装备的寿命测试和剩余寿命预测技术,可靠性与寿命评估技术。
6.高可靠实时通信网络技术——嵌入式互联网技术,高可靠无线通信网络构建技术,工业通信网络信息安全技术和异构通信网络间信息无缝交换技术。
7.功能安全技术——智能装备硬件、软件的功能安全分析、设计、验证技术及方法,建立功能安全验证的测试平台,研究自动化控制系统整体功能安全评估技术。8.特种工艺与精密制造技术——多维精密加工工艺,精密成型工艺,焊接、粘接、烧结等特殊连接工艺,微机电系统(mems)技术,精确可控热处理技术,精密锻造技术等。
9.识别技术——低成本、低功耗rfid芯片设计制造技术,超高频和微波天线设计技术,低温热压封装技术,超高频rfid核心模块设计制造技术,基于深度三位图像识别技术,物体缺陷识别技术。
二、八项核心智能测控装置与部件。
1.新型传感器及其系统——新原理、新效应传感器,新材料传感器,微型化、智能化、低功耗传感器,集成化传感器(如单传感器阵列集成和多传感器集成)和无线传感器网络。
2.智能控制系统——现场总线分散型控制系统(fcs)、大规模联合网络控制系统、高端可编程控制系统(plc)、面向装备的嵌入式控制系统、功能安全监控系统。
3.智能仪表——智能化温度、压力、流量、物位、热量、工业在线分析仪表、智能变频电动执行机构、智能阀门定位器和高可靠执行器。
4.精密仪器——在线质谱/激光气体/紫外光谱/紫外荧光/近红外光谱分析系统、板材加工智能板形仪、高速自动化超声无损探伤检测仪、特种环境下蠕变疲劳性能检测设备等产品。5.工业机器人与专用机器人——焊接、涂装、搬运、装配等工业机器人及安防、危险作业、救援等专用机器人。
6.精密传动装置——高速精密重载轴承,高速精密齿轮传动装置,高速精密链传动装置,高精度高可靠性制动装置,谐波减速器,大型电液动力换档变速器,高速、高刚度、大功率电主轴,直线电机、丝杠、导轨。
7.伺服控制机构——高性能变频调速装置、数位伺服控制系统、网络分布式伺服系统等产品,提升重点领域电气传动和执行的自动化水平,提高运行稳定性。
8.液气密元件及系统——高压大流量液压元件和液压系统、高转速大功率液力偶合器调速装置、智能润滑系统、智能化阀岛、智能定位气动执行系统、高性能密封装置。
三、
1.石油石化智能成套设备——集成开发具有在线检测、优化控制、功能安全等功能的百万吨级大型乙烯和千万吨级大型炼油装置、多联产煤化工装备、合成橡胶及塑料生产装置。
2.冶金智能成套设备——集成开发具有特种参数在线检测、自适应控制、高精度运动控制等功能的金属冶炼、短流程连铸连轧、精整等成套装备。3.智能化成形和加工成套设备——集成开发基于机器人的自动化成形、加工、装配生产线及具有加工工艺参数自动检测、控制、优化功能的大型复合材料构件成形加工生产线。
4.自动化物流成套设备——集成开发基于计算智能与生产物流分层递阶设计、具有网络智能监控、动态优化、高效敏捷的智能制造物流设备。
5.建材制造成套设备——集成开发具有物料自动配送、设备状态远程跟踪和能耗优化控制功能的水泥成套设备、高端特种玻璃成套设备。
6.智能化食品制造生产线——集成开发具有在线成分检测、质量溯源、机电光液一体化控制等功能的食品加工成套装备。
7.智能化纺织成套装备——集成开发具有卷绕张力控制、半制品的单位重量、染化料的浓度、色差等物理、化学参数的检测仪器与控制设备,可实现物料自动配送和过程控制的化纤、纺纱、织造、染整、制成品等加工成套装备。
8.智能化印刷装备——集成开发具有墨色预置遥控、自动套准、在线检测、闭环自动跟踪调节等功能的数字化高速多色单张和卷筒料平版、凹版、柔版印刷装备、数字喷墨印刷设备、计算机直接制版设备(ctp)及高速多功能智能化印后加工装备。
四、六大重点应用示范推广领域1.电力领域——重点推进在百万千瓦级火电机组中实现燃烧优化、设备预测维护功能,在百万千瓦级核电站实现安全控制和特种测量功能,在重型燃气轮机中实现快速启停和复合控制功能,3mw以上风电机组的主控功能,变桨控制功能,太阳能热电站实现追日控制功能,在智能电网中实现用电管理、用户互动、电能质量改进、设备智能维护功能。
2.节能环保领域——重点推进在固体废弃物智能化分选装备、智能化除尘装备、污水处理装备上推广应用,实现各种再生原料的高效智能化分选、除尘设备和污水处理装备的自动调节与高效、稳定,在地热发电装备中实现地热高效发电建模与控制功能。
3.农业装备领域——重点推进在大型拖拉机及联合整地、精密播种、精密施肥、精准植保等配套机具成套机组,谷物、棉花、油菜、甘蔗等联合收获机械,水稻高速插秧机等种植机械装备上的应用,实现故障及作业性能的实时诊断、检测和控制,实现作业过程的智能控制和管理。
4.资源开采领域——重点推进在煤炭综采设备、矿山机械上应用,实现综采工作面设备信息与环境信息的集成监控、安全环境预警、精确人员定位等功能,在天然气长距离集输设备中实现全线数据采集和监控、运行参数优化、管道泄漏检测定位、站场无人操作或无人值守以及中心远程遥控功能,在油田设备中实现井口关键参数检测、数据处理及集中监测功能。5.国防军工领域——重点推进专用机器人、精密仪器仪表、新型传感器、智能工控机在航天、航空、舰船、兵器等国防军工领域的应用。
6.基础设施建设领域——重点推进在挖掘机、盾构机、起重机、装载机、叉车、混凝土机械等施工装备上应用,实现远程定位、监测、诊断、管理等智能功能,在机场和码头建设领域推广应用,实现机场行李和货物的自动装卸、输送、分拣、存取全过程的智能控制和管理,集装箱装卸的无人操作与数字化管理。(工业和信息化部装备工业司)。
智能制造技术调研报告篇七
“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。
智能制造技术调研报告篇八
在中国国家标准∕《智能建筑设计标准》中对智能建筑的定义如下:“以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构系统应用管理及优化组合为一体,具有感知传输记忆推理判断和决策的综合智慧能力,形成以人建筑环境互为协调的整合体,为人们提供安全高效便利及可持续发展功能环境的建筑。”因此可以了解到建筑智能化的目的,就是为了实现建筑物的安全高效便捷节能环保健康等属性。
美国智能化究所:智能化建筑通过对建筑的四个基本要素,即结构,系统,服务,管理以及她们之间内在的关联的最优化考虑,来提供一个投资合理的但又拥有高效率的舒适温馨便利的环境,并帮助建筑物业主和租用人实现在费用舒适便利和安全等方面的目标,当然还要考虑长远的系统灵活性及市场能力。
欧洲智能化建筑集团:使其用户发挥最高效率,同时又以最低的,最有效的管理本身资源的建筑。能为建筑提供反映快,效率高和有力支持的环境,使用户达到其业务目标。
日本:智能化建筑就是高功能大厦,其功能是:、方便有效的利用信息和通讯设备;、采用楼宇,使其具有高度的综合管理能力。
中国:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。
我国智能建筑专家、张瑞武教授在年月厦门市建委主办的“首届智能建筑研讨会”上,提出了以下比较完整的定义:
智能建筑是指利用系统集成方法,将智能型计算机技术、通信技术、控制技术、多媒体技术和现代建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理,对使用者的信息服务及其建筑环境的优化组合,所获得的投资合理,适合信息技术需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的现代化建筑物。这是目前我国智能化研究的理论界所公认的最权威的定义。
2/47二、建筑智能化常见系统。
智能制造技术调研报告篇九
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。
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。
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。
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。
智能制造技术调研报告篇十
(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。
智能制造技术调研报告篇十一
摘要:随着市场竞争的加剧和技术的进步,越来越多的国家将先进制造技术作为经济增长的重中之重。本文概括性地介绍智能制造技术的一些新进展及其应用。
关键词:智能制造机器人工厂单元制造虚拟企业。
引言:新一代智能制造代表了新一代人工智能(ai)技术与先进制造技术的深入集成,它贯穿于设计、生产、产品和服务的整个生命周期中的每一个环节。这一概念还涉及相应系统的优化和集成,持续改进企业的产品质量、性能和服务水平和减少资源消耗。新一代智能制造业是新工业革命的核心动力,并将在未来几十年继续成为制造业转型升级的主要途径。本文将简要地介绍新一代智能制造技术及其应用的一些新进展。
基于云的设计和制造(cbdm)很有可能会激发基于云的模型的更大智能化。单元式制造模式中基于云的设计,可以称为一种多尺度、不确定和动态的面向服务的网络。在这个网络中,采用特征建模的一组cad部件,可以在一定的约束条件下用智能虚拟生产单元进行制造。采用子整体(holon)和吸引集(attractor)的概念,整合零件设计和零件制造网络建模中的不确定性,法国勃艮第大学(universitedebourgogne)的egonostrosi等提出了一种“智能虚拟制造单元结构”用于cbdm当中。cad特征集的强大作用被用来组织和整合零件设计和零件制造工程知识。建模形成模糊智能体(fuzzyagent)的智能制造特征集在cad零件模型中得到识别,云制造中的机器的分布式能力通过移动智能体进行了评估。通过“模糊机器子整体智能体”与具有“子整体智能体吸引集”的“模糊零件子整体智能体”的交互作用,构建了具有子整体结构的“智能虚拟制造单元”。
物联网(lot)和人工智能(ai)一直是智能制造技术创新、促进经济增长和提高人民生活质量的推动力。在智能工厂中,边缘计算的利用有助于扩展计算资源、网络带宽、云平台的存储能力,并实现资源规划以及制造与生产过程中的数据上下行处理。此外,以物联网云平台为基础,人工智能技术为核心的情感识别和互动,可以更好地满足用户的心理需求,這已成为智能制造领域的研究热点。华中理工大学的longhu等介绍了一种智能机器人工厂(irobot-factory),采用了高度互联、深度集成的智能生产线,从认知制造和边缘计算两个方面详细介绍了该工厂的总体结构、组成、特点和优势。然后,介绍了irobot工厂批量生产的实现情况,考察了irobot工厂的系统性能以及与传统工厂的对比分析。实验结果表明,该方案显著改善了芯片生产线,提高了生产效率,同时明显减少了系统指令数量。此外,他们还讨论了一些与云端融合、负载平衡和个性化机器人有关的开放问题,为促进用户的情感识别和交互体验方面提供参考建议。
如今,作为一个整体的企业正被业务网络所取代,在这种网络中,每个参与者都向其他企业提供专门服务,因此,面向服务的制造系统应运而生。这些系统很复杂,很难设计。复杂性的主要来源是为了实现这些系统而必须整合的技术、标准、功能、协议和执行环境的数量。巴仑西亚理工大学(universitatpolitecnicadevalencia)的adrianagiret等提出了一种有助于开发人员设计面向服务的制造系统的框架和相关的工程方法。该方法将多智能体系统与面向服务的体系结构相结合,用于开发制造系统的智能控制和执行系统。
虚拟企业(ve)是企业为实现特定的业务目标而进行合作的动态联盟。要建立虚拟企业,首先要选择合适的合作伙伴。一般标准,如价格、交货期、质量等,是大多数ve发起者关心的主要问题。然而,在当今环境意识社会中,企业绿色形象、产品生态设计等环境问题越来越受到关注。因此,如何选择合适的合作伙伴,建立生态虚拟企业,是一个值得研究的课题。香港大学的xiaohuanwang等建立了一个基于本体理论和智能体技术的多智能体系统平台用于生态虚拟企业的构建。本体论方法包括共享本体构建、本体匹配、本体集成、本体存储和本体推理。在ve发起者是制造商,协作伙伴是供应商的广义情况下,多智能体系统由三种类型的智能体组成,即知识管理智能体(kmra)、制造智能体(ma)和供应智能体(sa)。ma和sa分别代表ve发起者和ve合作伙伴的能力和利益,kmra负责本体论方法的功能子任务。为了选择生态虚拟企业的合作伙伴,除了一般的供应商选择标准,如价格、数量、质量和交货时间等,ve的发起者还将考虑环境标准。环境标准可包括环境管理、绿色形象、绿色产品和污染控制等因素。整套选择标准,包括环境标准,分为定量或定性标准。生态ve的形成分为基于定性标准的候选供应商选择和基于定量标准的最终供应商选择两个阶段。xiaohuanwang等给出了一个简化的实例,说明并证明了所提出的本体方法和智能体平台的正确性。
云计算的进步将制造业重塑为动态可伸缩、面向按需服务和高分布、成本效益高的业务模式。然而,它也带来了诸如可靠性、可用性、适应性和跨空间边界的机器和进程的安全性等挑战。以应对这些挑战,康涅狄格大学的robertx,gao等研究了一种基于移动智能体的基于云的预测维护模式,及时获取、分享和利用信息,以提高在故障诊断、剩余寿命预测和维护调度方面的准确性和可靠性。在新的模式下,首次利用嵌入式linux操作系统、移动智能体中间件和开源数字库开发了一个低成本的云感知和计算节点,通过移动智能体实现信息共享和交互,将分析算法分配给云计算和计算节点,实现数据的局部处理和分析结果的共享。与常用的客户机一服务器模式相比,移动智能体模式增强了系统的灵活性和适应性,减少了原始数据的传输,并能即时响应操作和任务的动态变化。所提出的基于云的预测维修模式在电机测试系统上得到了验证。
新一代智能制造业是新工业革命的核心动力,它使企业能够应对生产日益个性化的产品的挑战,使产品的上市时间更短,质量更高。本文对智能制造中的一些新进展——智能虚拟制造单元结构、基于认知制造和边缘计算的智能机器人工厂、面向服务的智能制造系统工程框架、生态虚拟企业的智能体平台、智能制造预测维护新模式等方面进行了概要介绍。
智能制造技术调研报告篇十二
摘要:当今社会,科学技术日新月异,许多东西都在不断的智能化、数字化。尤其是在科技的帮助下,机械制造业的发展,也是一次难得的机会。面对不断增长的新发展需求,推动我国机械设计制造企业的转型和升级是刻不容缓的。传统的机械设计与制造工艺已不适应时代发展的需要,以此为基础,实现数字化、智能化的发展,是目前和今后的发展趋势。本论文旨在对我国机械设计制造行业的发展趋势及未来的发展趋势作一简要的分析与讨论,了解其发展的必然性。
关键词:智能制造;时代背景;机械设计;技术研究。
首先是程序设计:从机械设计的过程来看,其更重视产品设计、制造、到市场的整体设计。设计人员要从产品的设计、技术的设计、工程的设计、施工的整体设计,使设计的方法更具程序性。其次是系统性:从系统的角度来看,机械设计更多地是以系统工程的方式来解决问题,所以在设计时,要把各部件之间的关系紧密地联系起来,使之形成一个有机的整体,这样就可以最大限度地优化系统的运行,并使系统与外部的环境形成对应的关系。其次,创新:目前我国经济正处于转型、结构优化、发展动力转换的关键时期。在我国,由于缺乏有效的供应,许多关键设备、核心技术、高端产品都要依靠进口,甚至是“卡脖子”。要解决这个问题,必须加强科技创新,提升供应系统的质量。另外,采用机械式设计,可以减少前期的准备和细部工作,使设计者的工作效率得到极大的提升。
在机械设计制造的发展过程中,它的主要特点有:首先是人机结合。在机械设计生产中,必须运用人工智能技术,使其具有高效、自动、智能的特性,从而使推理、判断、预测等工作得以高效地进行。同时,人机结合可以使多种形式的智能混合系统得以形成,使人的主观能动性得到凸显,在工作人员的协作下,能够充分挖掘智能制造和加工设备的潜能。其次是自我学习与自我维持。机械设计制造的数字化和智能化能够使机械设计与生产的产品拥有自我学习、自我维护的能力。通过学习,可以不断地更新和完善整个知识体系,并对知识库中的错误信息进行过滤与删减,从而优化整个知识系统,为后期故障高效诊断、排除、修复打下基础。接下来就是自我组织。从机构的结构和运作模式来看,机械设计制造的数字化和智能化都是自我组织的,根据工作任务的需要,采用不同的组合式的控制系统,可以实现结构体系的最优。然后是部分为仿真处理。以汽车机械设计为例,运用数字化技术和智能化技术,建立了一个知识库,充分利用了设计师的多年积累,降低了设计的重复工作量,提高了设计的效率,缩短了研發的整体时间。通过建立汽车零部件的知识库,可以对汽车的关键部件、发动机、齿轮等关键部件的性能进行全面的分析,而使用者则可以通过用户界面来输入汽车的设计需求,使汽车的总体选型和功能设计工作能够得到高质量的实现。
3.1柔性数字化与智能化技术实际应用。
对于柔性数字化和智能化技术,则是指在使用过程中,能够根据机械设计和生产状况而发生变化的数字化、智能化技术。通过对fdm技术在机械设计和制造方面的应用进行了分析,发现其在机械设计制造领域中具有很强的灵活性和可变性,同时也可以运用数字化、智能化技术对生产进行采集、记录、处理各种突发事件,为以后的企业管理工作提供参考。
数字化和智能化技术是建立在信息技术的基础上,通过数字技术来实现自动化的,所以在未来的发展中,信息化技术是一个很有意义的课题。随着信息化技术的发展,信息化技术在各个领域得到了广泛的应用,人们可以利用信息化技术来获得相应的信息,并通过数据的传递、分析,从而提高企业的生产效率和产品质量。而在数字化、智能化技术的应用中,还必须收集、传输、分析生产过程中的信息,从而使机械设计与制造领域的信息化应用取得了显著的成果。
在机械设计与制造领域中,数字与智能技术的结合也是一种综合性的技术,它可以提高设计制造能力,对各种复杂的机器进行加工,并对各种不同的设备和系统进行合理的分配,从而形成一个完整的生产体系,从而实现机器的生产制造过程,从而保证产品的质量符合应用的要求。在实践中,由于数字化、智能化技术具备分析的功能,可以通过对产品的生产过程进行分析,从而使机械的工艺过程得到改善。在集成方面,它可以将机械设备、制造、运营等多个生产环节连接起来,同时也可以通过生产计划的变化,实现对各系统的性能指标的调节。
3.4虚拟认证技术的实际应用。
在目前的信息化和智能化领域,虚拟身份验证是一个非常常见的专业术语。在机械产品设计过程中,由于不确定产品的性能和质量能否满足生产的要求,必须对产品进行检验,而虚拟验证技术则是通过数字仿真技术或者计算机模拟技术来实现产品的正常运行,并通过测试的结果来判定产品的质量,从而使产品能够进入市场。虚拟验证技术是将信息技术与数字、智能技术有机地结合起来,通过对制造工艺信息的分析,对实际生产状况进行预测,建立和完善fms。在工艺设计中,必须对产品进行充分的仿真,以确保所要加工的产品在该过程中得到最优的加工过程,从而减少生产成本,提高产品的质量。
3.5数控技术的实际应用。
随着我车综合国力的不断增强,生产产品的品质和性能也越来越高,以适应经济发展的需求。数控技术是当今世界上最重要的一项技术,它在机械设计和生产实际应用中占有举足轻重的地位。
结束语。
总而言之,对机械设计制造数字化、智能化发展的研究,在实践中具有更大的价值和意义,既可以总结现有的机械设计制造技术,又可以根据现代发展的需要,对机械设计制造体系进行改进,从而达到创新发展的目的。目前,机械设计制造数字化与智能化发展的关键是:生产设计环境、数字化与智能化技术与专业人才的引进,要使机械设计制造的数字化与智能化发展具有可持续性,就要做到针对化系统设计,严格控制所需要注意的内容。
参考文献。
[2]孙骞.机械设计制造技术与数字化智能化发展分析[j].湖北农机化,2019(23):25.
智能制造技术调研报告篇十三
[摘要]当今社会科学技术日新月异,科技产品更新换代的速度让人咋舌。智能产品在人们的生活中更加普遍,人们对智能产品需求越来越多,且对于智能技术的先进性、稳定性等质量要求也越来越严格。就目前的现状来讲,我们的生活已经离不开人工智能了。智能技术已经成为新技术改革的核心内容,将带来巨大的经济效益。要想在智能技术的发展方面有所突破,打造智能经济新动能是十分必要的。而在智能制造经济新动能中的财务管理工作是十分关键的,今天我们就对智能制造经济新动能中的财务管理来进行探讨。
[关键词]智能制造;经济新动能;财务管理。
当今,电子产业的发展在经济发展中起着十分关键的作用。智能信息技术在个人消费、工作、医疗等方面都起到了十分重要的作用,给人们的生活带来了便利。但电子产业的发展也遇到了难以突破创新的问题。人们对一些智能机器人以及虚拟现实技术等新兴电子产业开始有了浓厚的兴趣。这促进了新兴智能技术的产生与发展。为了能更好地促进电子产业的发展我们需要对目前的产业所面临的问题深入了解并想出对策。只有这样,才能打造经济新动能。无可置疑,新经济动能必定带来一定的经济效益,为了智能制造更好的发展,财务规划管理也是其中重要的部分。
1智能制造当前遇到的挑战。
智能制造产业虽然发展迅猛,但已到了一定的程度。为了找到创新发展的突破口,必须对当前市场进行分析,找出智能制造产业面临的问题和挑战,想出对策应对,为智能制造的持续发展注入动力。通过调查分析,对此有了一定的了解。
11内部因素。
核心技术和高端产品供应能力不足。产品制造多于产品创造。归根结底是因为我国电子产业核心技术依然处于一种急需外来核心技术支持的阶段。创业创新支撑体系和公共服务平台不够完善。现在是数字信息时代,智能制造产业的发展对于创业创新支撑体系的依赖性高,而公共服务平台不完善使得消费大众对电子产品的了解和反馈有一定的阻碍。为了生活便利,人们经常在应用市场下载一些新研发的应用软件,但有的智能硬件在各类应用市场的云端服务层存在数目众多、组织混乱、标准不统一,且存在生态化碎片等问题,制约了智能软硬件的持续升级开发。此外安全性、兼容性、可靠性、标准模糊等问题仍然存在。
12外部因素。
传统智能制造产业供给侧和应用侧的互动不显著,重要行业领域在信息化应用中供给方与应用方缺少良性互动。高端产品供应能力不足,难以满足高端客户的需求。这些都会阻碍我国智能制造产业的发展,这就要求我们必须掌握核心关键技术,提高高端产品的供应能力。
2经济新动能的发展。
随着物质生活水平的提高,人们对智能产品的需求从通信工具、家电转化为智能衣物、智能机器人等新兴智能产品,这就是智能制造中的新动能。所以要注重这些新兴智能产品的开发和制造,打造经济新动能,开创新空间。
第一,引进高水平的智能科研人员。人才是技术发展的核心,要注重人才的培养,引进新型的创造性人才,打造新的智能产品来满足人们对新型智能产品的需求。新型智能产品更快地更新换代,智能经济的发展才能不断地提供新动能,相辅相成。
第二,注重经济新动能的探索。对广大人民群众的需求,必须要深入了解。只有深入了解,才能投其所好,创造出所需要的智能产品,开创经济发展新领地,抓住发展要点,把握好商机,打造经济新动能,智能产业的发展才会更有前途。
3经济新动能中的财务管理思路。
31财务管理权利要有效分散。
由于机构庞杂,权力的过于集中,会导致权力滥用、管理片面、管理效率低下等问题,尤其是财务管理关系着整个行业的命脉,所以财务管理中一定要注重权力的有效分散。只有权力有效分散了,各种权力之间才能相互制衡,才能保证管理工作中少出纰漏,资源才能得到有效的配置,才能发挥规模经济效应。而且权利的有效分散,利于财务管理的决策,经过各个管理职位上人员的讨论最终达成共识的财务决策,不仅降低了策略失误的可能性,而且集思广益,利于财务决策的统一性及可操作性,避免决策片面化。所以必须妥善处理好财务管理权力的集中与有效分散。
32财务管理中实现财务与业务的统一。
在实际工作过程中必须保证财务和业务的统一。两者只有保持同步,才能促进新动能经济的和谐。所以在财务管理过程中,一定要实现财务和业务的统一,只有以此为前提条件,经济新动能的发展才会有前途,智能产业的明天才会更加美好。
33提高财务信息效度,提高预算准确性,增加经济效益。
根据以往的经验,预算准确性对企业财政收入有显著正影响,财务信息效度对预算准确性有显著正影响。所以我们对于财务信息的记录、整理、核对等一系列工作都要认真对待,提高财务信息的效度。执行过程中如遇市场环境改变、国家政策调整等,预算要及时调整偏差,财务部门应建立相应的有效机制,规范企业各种生产经营行为,将其所有经营行为都纳入科学化管理的轨道上,在经营管理、资金监控和物资调配等方面实现同步控制信息流、资金流、物资流。
34财务管理中投资聚焦重点应用领域,推动产业整体发展。
对于投资重点应用领域,我们要另辟蹊径,重点推动一些基础好、潜力大的应用的发展,使得这些应用快速普及,先行示范,带动智能技术的整体发展。并在这推动过程中形成一种标准,使得其他的应用也带动发展,进而逐步标准化、规范化,直至促进电子产业整体的发展。我们有理由相信我国的电子产业的前途将是一片光明的。在此过程中,财务管理的资金投入的比重十分关键。财务管理人员应充分考虑这些问题,依经济发展的风向及公司全局性的战略决断,财务在重点应用领域的投资的把握与运筹发挥着重要作用。财务管理得当,投资到重点应用领域的项目会为经济新动能的打造制造一定的物质基础,有了这些物质基础,我们加大在新动能方面的资金投入,快速壮大新动能经济,从而促进智能制造产业的发展。
4结论。
智能化的到来使得电子产业的发展进入了“调速换挡期”,智能化转型孕育着发展的新动能经济。发展新动能经济的重中之重则是财务管理的新思路的突破。我们只有意识到这一点,我们的电子产业才有希望。所以,我们要合理进行财务管理,针对所面临的问题和挑战提出对应的策略,促进电子产业的转型,打造智能技术l展的新动能。需要财务管理对新动能技术各个环节分配合理,对于重要的环节、领域要加大资金分配。只有足够的资金支持,新动能发展的速度才能快速提升。所以经济新动能中的财务管理工作十分重要。这就要求财务管理讲究方式方法。也就是以上所说财务管理中应该注意的问题。
智能制造技术调研报告篇十四
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。
智能制造技术调研报告篇十五
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。
智能制造技术调研报告篇十六
“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。”
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