智能制造关键技术与应用案例专业完整版

1、智能制造技术与数字化工厂应用智慧工厂需要稳定的无线流量、可靠的安全策略、可视化集中管控、移动APP运维，去支持物联网扩展，实时监测、自动调控办公室温度、湿度、光照等环境因素，助力企业打造舒适的智慧办公环境，能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息；可以实现移动管理整个厂区网络，随时随地网络运维。统一管理全区的无线AP、楼层交换机、IoT传感器等，实现万物互联；中心控制器集无线AC、身份认证、大数据收集分析、上网行为管理和审计、无线有线运维、物联网平台于一体；员工办公、访客网络和无线生产实现三网安全隔离，确保网络安全性；无线生产网采用同频组网技术，接入无线扫码枪、无线摄像头

2、、移动叉车、AGV无人搬运车等，不允许其他终端接入，保证生产网络的正常运行；员工办公和访客移动终端使用不同的SSID，内部员工通过账号密码接入无线网络，PDA等办公移动终端使用PSK+MAC地址白名单接入网络，保证只允许受信任的终端接入一、智能制造产业与技术背景二、智能制造基本内涵与关键技术三、基于RFID的智能制造技术与应用在企业销售链实施智能物流、智能安防等应用。在仓储、调度、跟踪监控和产品追溯等环节实现对物品、集装箱、车辆和人员的全程状态监测和智能调度，构建高效率、低成本和安全的现代物流体系。利用物联网技术建设企业内的智能安防系统，构建智能化、全方位、立体安防体系和高效的智能楼宇管理系统

3、。2015年中国长三角地区的制造成本仅比美国低5%全球制造产业正在发生深刻变化产品定位：项目为构建基于云计算、大数据、移动互联网等最新信息技术和移动防爆智能终端技术的、软硬件相结合的智能化安全管理云系统。产品功能：实现生产状态和安全信息的实时数据采集、远程通讯、事故建模、风险分析、智能推演、预报预警、应急处置辅助决策等功能，为政府安全监管、企业安全生产管理以及事故应急处置服务。1能源和资源利用效率是竞争力的决定性因素更短的创新周期更为复杂的产品更大的数据量个性化大规模生产快速变化的市场更高的生产效率提升效率制造业核心竞争力正在发生深刻变化提升竞争力制造业变化的速度比以往更快32 缩短生产周期提

4、高柔性横向集成：一级供应商、二级供应商，以及销售商信息的无缝对接。企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，为实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务，推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。制造技术发展趋势绿色化制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响应、节能减排环境友好等制造技术的发展需求与趋势产品全生命周期（设计、制造、运作等）满足客户个性化需求全价值链端到端系统工程个性化提高能源利用效率，实现工业生产“绿色环保”绿色制造柔性化生产线实现多品种产品生产的动态

5、配置资源定制化端到端集成：一个新理念，是围绕产品全生命周期的价值链创造，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的同时，重构产业链各环节的价值体系。制造业成为全球经济持续发展的发动机美国“再工业化”国家制造技术创新联盟使用本国页岩气和石油德国保持工业领先地位持续创新机制高出口量工业4.0为新的指导原则中国发展高端技术实现产品升级工资上涨质量驱动的自动化需求节能

6、立法￥400￥200成都￥250佛山东莞 惠州深圳常熟昆山 上海杭州1992年台湾￥9501988年富士康下一步迁往何处？￥410秦皇岛天津 大连烟台￥320廊坊晋城 90年代末郑州武汉重庆￥12902013年-贵阳￥1030￥200印度尼西亚最低￥670中国制造业挑战与机遇哥本哈根中国减排目标产业升级压力劳动力成本上升能耗排放压力中国制造业机遇：发展先进制造技术，实现产业升级低附加值高附加值第一次浪潮工业革命机器和工厂出现推动规模经济和经济领域扩展第二次浪潮互联网革命计算机技术和 分布式信息网络的崛起制造技术发展：第三次浪潮（美国）第三次浪潮工业互联网基于机器的分析：物理分析、重点学科的深厚

7、专业知识、自动化、预测第一次工业革命蒸汽动力机械设备应用于生产第二次工业革命电机发明和电能使用，大规模流水线生产第三次工业革命应用IT技术（PLC、NC等）实现自动化生产制造技术发展：第四次工业革命（德国）第四次工业革命应用信息-物理系统（CPS）实现智能化生产制造技术发展：智能制造（中国制造2025）智能制造科技发展“十二五”专项规划国家科技重大专项（02专项）极大规模集成电路制造装备及成套工艺国家科技重大专项（04专项）高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用国家智能制造装备重大专项智能制造关键技术、数字化车间示范应用、智能制造系统等重点研究数字化设计制造集成技术做大做强数

8、字制造装备，促进制造业智能化、精密化、绿色化发展国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)“十二五”国家战略性新兴产业发展规划二、智能制造基本内涵与关键技术智能制造：应用范围智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设备组、设施和系统网络的 工业世界能够更深入地与连接、大数据和分析所代表的数字世界融合智能制造：大数据循环安装仪器仪表的工业机器专有机器数据流的提取和存储工业数据系统安全、云计算网络基于机器的算法和数据分析大数据分析与合适的人和机器分享数据可视化远程和集中数据数据流返回机器实体和人际网络智能制造：技术目标通过嵌入式互联网技术，离散的信息-物理系统（CPS）进行连接交互 产

9、品制造过程中包含所有必要信息 考虑全价值链进行生产设备整合、自组织 生产过程中按照实际工况灵活决策智能制造：技术路线生指通过软件和网络进行产品开发、产和服务沟通机器与产品实时进行信息和指令交互自主控制和优化2020智能制造：发展阶段智能化产品设计、制造过程中具有感知、分析、决策、执行功能网络化利用自组织网络，动态配置资源，实现研究、设计、生产和销售各种资源重组2015数字化CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP/RE/RP2011网络化生产企业间横向集成产品开发产品生产产品服务制造体系纵向集成ERPMESPCS设计生产物流营销客户需求智能制造核心特征产品全生命周期端到端集成智能制造发

10、展方向：产品智能化自适应工况：工况识别感知控制算法及策略人机交互：多功能感知智能Agent语音识别信息融合自主决策：环境感知路径规划智能识别自主决策回收信息原材料信息设计信息制造信息物流信息销售信息产品全生命周期个性化定制与服务无人机无人驾驶汽车智能家电智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中赋予产品制造在线学习和知识进化能力实现自学自律制造日本Mazak机床热屏障主动振动控制智能装备特点：瑞士米克朗机床智能工艺规划大连机床热补偿功能智能化智能装备2000数字化数控装备1960国际智能制造初露端倪国内该生产什么质量管控智能制造发展方向：车间智能

11、化全局生产管控WhattoproduceStatusofequipment设备状态OverallproductionmonitoringandcontrolWorkinstruction作业指导Productionstatistic生产统计Qualitycontrol物料准时配送JITmaterialdelivering生产防错系统Error-proofing产品及时发运Productdelivering智能制造发展方向：工厂智能化智能化加工设备DNC智能化机械手智能刀具管理中央控制室现场Andon现场监视装置智能加工中心与生产线智能化仓储/运输与物流智能化生产执行过程管控智能化生产控制中心智

12、能化工厂自动化立体仓库AGV智能小车公共资源定位系统高级计划排程执行过程调度数字化物流管控数字化质量检测大灯总成动力总成悬架总成底盘轮胎智能制造发展方向：供应链智能化主机厂与供应商：物理距离 与 信息距离 以江淮汽车为例： 零部件供应巢建设项目现已有澳大利亚和台湾、香港等7省区在内的260家企业签约入驻 目前江淮已实施了物料拉动平台主要方向：以主机厂为核心的全产业链质量控制仪表台总成座椅智能制造发展方向：智能制造模式37.11亿美元突破10000亿网络改变沟通：社交服务平台网络改变交易：电子商务平台网络改变生产：智能制造平台物联网+服务网 高速通讯网络协议 资料共享技术 信息安全技术智能制造关

13、键技术：数字化制造 数字化建模 虚拟设计 创新设计 数字样机设计 面向制造DFM 智能控制技术 高速高精度驱动 嵌入式数字制造 远程诊断 智能维护数字控制生产管理 控制传感技术 实时信息管理技术 信息集成技术 数字化车间技术 制造系统建模 决策控制2012年中国工业机器人销量为2.7万台；我国达到世界水平时将有380亿工业机器人本体市场空间，1140亿工业机器人系统集成市场空间焊接、装配、喷漆、码垛、搬运世界工业机器人安装总量智能制造关键技术：机器人全球年增长率9%中国年增长率17%智能制造关键技术：3D打印3D打印技术：增材工艺，缩短生产周期，减少对环境的影响，提高原材料和能源使用效率智能制

14、造关键技术：传感器三、基于RFID的智能制造技术与应用RFID技术RFID（RadioFrequencyIdentification）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。20世纪70年代20世纪90年代20世纪70年代20世纪90年代RFID技术特点与优势： 适应复杂工况：防雨水、抗污渍、抗油污、可喷涂 读写方便快捷：可读可写， “盲视”“透视”扫描 批量操作：批量读/写、远距离读写 现场即验即写：对着实物直接写入信息，码物一一对应 读识性能可靠：一次性“盲扫”，识别可靠性达99.8%以上30RFID工作原理与分类标签（TAG）天线(ATENNA)1、读

15、写器通过天线发出无线射频能量信号2.标签通过无线射频信号获得能量3.电能对电子标签芯片供电、芯片将数据转换成电磁波信号发出读写器(READER)信息系统4.读写器接收电磁波并转换为数据31RFID技术在智能制造中应用RFID技术智能家电车间物流工程机械物流园供应链智能维护混流制造辅具控制32托盘RFID产品RFID智能制造方案：数字化车间辅具管控 辅具的可视化跟踪管理 辅具与主机自动信息交互智能维护设备在线监测、设备运行状态评估与风险预警、设备故障智能诊断与专家支持混流制造 单品级产品智能识别 工艺推送和操作指导 进度监控与质量追溯 辅具寿命定量监控与预测实现多品种混流制造提升生产效率和质量3

16、3运动过程快速识别，不影响生产节拍工业现场恶劣工况高可靠识别生产线路径选择M2M通讯机床加工程序选择零件加工质量信息记录数字化车间：混流制造基于RFID的混流制造解决方案价值：实现多品种同时高效制造，完全柔性化混流制造34数字化车间：混流制造缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（缸盖）加工、100万台发动机缸体（缸盖）毛坯铸造生产能力，位居国内同行第一应用效果：实现6种以上缸体混流生产，提升缸体产能10%以上35数字化车间：混流制造三一重工18号厂房（ 泵送车装配 ）：亚洲最大的数字化、智能化厂房，精益制造模式，柔性流水线生产应用效果：流水化生产，节拍60分钟，产品，生产，质量信息自动反馈较

17、高质量图片36数字化车间：辅具管控对刀仪刀具仓库刀具参数将被自动储存在刀库系统中-刀具规划刀具寿命-刀具跟踪仓库清单质量管理刀具刀具磨削机床基于RFID的方案：辅具全生命周期信息交互过程 适应恶劣加工工况 刀具与加工机床/对刀仪M2M 刀具全生命周期管控 提升刀具利用率 提高机床使用率 提高加工零件质量价值37数字化车间：刀具全生命周期管控国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国电力工业和世界各地用户提供大量高压开关设备应用效果：降低刀具库存20%，降低刀具成本10%，降低准备时间15%刀具库存和参数显示38数字化车间：电极全生命周期管控专注于消费电子领域精密模具及精密机构件，

18、产品供应三星、华为、中兴、海尔、夏普、联想、OPPO等国际知名消费电子厂商电极坯料电极加工电极放电电极回收应用效果：设备效率提升10%，交期缩短10%，综合成本降低15%39供应链智慧物流物流园智能制造方案： 智慧物流 物料出库 物料分拣组盘 物料配送上线车间物流 产品运输过程跟踪 运输车辆跟踪定位 产品快速出入库被动告知主动感知透明、安全、高效 车辆共享调度 园区中央监管 快速通行和盘点 物流货柜识别 批量货品分拣40智能物流：车间物流应用效果：减少库存；提升配送效率和准确率；提高叉车、AGV利用率零部件出库物料转移物料出库自动配送物料分拣组盘组盘成台套物料托盘RFID识别物料配送上线AGV

19、调度AGV智能调度41效率智能物流：车间物流美的集团是全球第二大的白色家电企业，中国家电龙头企业，2012年产值达1300亿元应用效果：AGV实现自动化路径选择、配送物料实现自动识别、提升配送42智能物流：供应链价值：减少库存；提升自动化水平、减少仓库人员；提高叉车利用率；提高作业完成率JIT的供应链模式车辆进出自动识别物料批量识别自动化叉车调度智能化厂区卸货实时监控零部件备料透明化43识别，叉车物流资源任务智能调度；智能物流：供应链美的集团是全球第二大的白色家电企业，中国家电龙头企业，2012年产值达1300亿元应用效果：实现送货车辆厂区进出自动识别和卸货资源分配，出入库自动44智慧物流园批

20、量货物分拣中央集群监管货品防盗和追踪快速通行和盘点物流车辆货柜识别车辆地理位置监控应用效果：实现物流透明化、货物的安全和及时；提高了物流车辆运转的效率和货物进出的效率智能物流：物流园常平镇是东莞东部经济中心，广东省中心镇，珠三角地区最繁忙的货运物流枢纽之一45机电产品智能化：家电产品智能化解决方案：智能板卡配合RFID技术，实现从设计、生产、销售、巡检、诊断维修-信息统计-报废全周期的信息管理、运行信息记录反馈、诊断与分析等功能。 方案价值：提升产品智能化形象，提高产品设计、生产、销售、售后、维修全程的质量和服务水平，实现产品全生命周期智能化。应用案例：美科智能冷柜美科智能家电全生命周期解决方

21、案研发制造销售需求订单物流设计组装体验成品测试经销系统出厂售后 效益：家电产品智能化程度提高具有更好的用户体验，使生产制造诸多环节一体化，实现跨越式的智能产品新价值。机床加工程序选择零件加工质量信息记录数字化车间：混流制造解决方案：在复杂零件和托盘上安装RFID标签，有效识别身份在加工设备和线体上安装工业读写器，实现产品和设备的智能通讯，为MES等信息系统有效提供数据采集和处理。生产线路径选择M2M通讯 方案价值：实现工艺指导可视化、柔性化，提升多品种批量化生产过程的生产效率，减少人员，提高数据采集效率，实现制造过程可追溯性。应用案例：上汽通用五菱/美的家用空调产线缸体缸盖加工生产线：30万件

22、发动机缸体（缸盖）加工、100万台发动机缸体（缸盖）毛坯铸造生产能力，位居国内同行第一家用空调装配混流制造：美的家用空调是全球第二大家用空调制造企业，占据17%市场份额；柔性加工机械手和产品交互加工设备和产品交互柔性装配线工序处装有读写器工板装有RIFD标签数字化车间：刀具管理基于RFID的方案：辅具全生命周期信息交互过程 适应恶劣加工工况 刀具与加工机床/对刀仪M2M 刀具全生命周期管控 提升刀具利用率 提高机床使用率 提高加工零件质量价值国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国电力工业和世界各地用户提供大量高压开关设备应用案例：武汉某公司武汉重型机床集团是国内生产重型、超重

23、型机床规格最大、品种最全的大型骨干企业刀具预调换刀处读写器机床HMI界面刀柄上的RFID刀库自动识别监控界面折叠箱中空箱周转箱大周转箱点料室投递口货台口R1R2货台口收货口收货口货台口R3R4货台口车库海思库房RFID感应门应用案例：物料配送周转箱管理南方工厂物流周转箱识别：120000件周转箱、覆盖华为整个终端制造工厂；现场管理库存管理配置管理仓库CNC加工CMM测量跟踪管理EDM放电CNC加工RFID系统电极坯料电极加工电极放电电极回收数字化车间：电极管解决方案：对每个电极治具上安装RFID电子芯片，对电极的设计延伸到制造、测量和使用的全过程中实现数据和制造无缝交互，实现全流程的自动化，无

24、人化。 方案价值：打通模具从设计到制造的信息流和制造流，提高CNC加工效率，减少仓库人员，减少测量人员，提高EDM稼动率20%以上；应用案例：东莞某公司专注于消费电子领域精密模具及精密机构件，产品供应三星、华为、等国际知名消费电子厂商手持RFID管理电极出入库读取电极RFID参数、加工程序电极仓库中带RFID的电极自动测量CMM车间配有管理系统的CNC加工车间一键式无人值守EDM车间按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物(或建筑群)内各种系统的通信线路，包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。综合布线是智慧工厂建设基础设施,是将所有语音、数据等系统进行统一的规划设计的结构化布线方式，用来支持语音、视频、数据、图文、多媒体等综合应用。应用案例：三一重工车间物流三一重工是全国第三大工程机械集团，本案例实施地在三一重工18号厂房物料配送出口的RFID读写器装配线边的RFID领料装置码垛立库智能识别建设基于物联网的能源管控平台，利用传感器网络、短距离无线通信等在内的物联网技术实时在线监测和控制能耗设施，并能根据实时的能耗信息，实现优化控制和集约化生产。智能车辆物流及卸货：美的微波炉马龙基地是亚洲最大的微波炉生产基地，年产量亚洲第一