智能制造技术与应用方案

1、智能制造 第1页目录1、智能制造概述2、智能制造发展现实状况及趋势3、智能制造关键技术4、智能制造应用案例第2页1.智能制造概述 智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一个由智能机器和人类教授共同组成人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决议等。经过人与智能机器合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类教授在制造过程中脑力劳动。第3页1.智能制造概述智能制造应该包含智能制造技术(intelligentmanufacturingtechnology，IMT)和智能制造系统(intelligentmanufacturingsyst

2、em，IMS)。第4页智能制造技术智能制造技术是指利用计算机模拟制造教授分析、判断、推理、构思和决议等智能活动,并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来,将其贯通应用于整个制造企业各个子系统(如经营决议、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量确保和市场销售等),以实现整个制造企业经营运作高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中教授部分脑力劳动,并对制造业教授智能信息进行搜集、存放、完善、共享、继承和发展一个极大地提升生产效率先进制造技术。第5页智能制造系统智能制造系统是指基于IMT,利用计算机综合应用人工智能技术(如人工神经网络、遗传算法等)、智能制造机器、代理(agent)技术、材料

3、技术、当代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、生命科学和系统工程理论与方法,在国际标准化和交换性基础上,使整个企业制造系统中各个子系统分别智能化,并使制造系统形成由网络集成、高度自动化一个制造系统。第6页智能制造技术IMS是智能技术集成应用环境,也是智能制造模式展现载体。IMS理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机制上,目标是经过设备柔性和计算机人工智能控制,自动地完成设计、加工、控制管理过程,意在处理适应高度改变环境制造有效性。第7页2. 智能制造发展现实状况及趋势全球智能制造发展趋势：1以3D打印为代表“数字化”制造技术崭露头角。2智能制造技术创新及应用贯通制造业全过程。

4、3世界范围内智能制造国家战略空前高涨。第8页2.智能制造技术发展现实状况 日本于1989年提出智能制造系统，且于1994年开启了先进制造国际合作研究项目，其中包含企业集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现分布智能系统技术等。美国于1992年执行新技术政策，大力支持包含信息技术和新制造工艺，智能制造技术在内关键重大技术。欧盟于1994年开启新研发项目，选择了39项关键技术，其中信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造技术地位。国外发展现实状况第9页2.智能制造技术发展现实状况 年6月，美国正式开启包含工业机器人在内“先进制造搭档计划”；202月，又出台“先进制造

5、业国家战略计划”，提出经过加强研究和试验税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加紧智能制造技术创新；20设置美国制造业创新网络，并先后设置增才制造创新研究院和数字化制造与设计创新研究院。德国于20正式实施以智能制造为主体“工业4.0”战略，巩固其制造业领先地位。国外发展现实状况第10页1月410月4月3月4月工业4.0发展战略公布；由VDMA、BITKOM、ZVEI组成秘书处，组建工业4.0平台工业4.0平台公布白皮书（实施计划）德国科学-产业经济研究联盟与德国国家科学与工程院（Acatech）共同制订工业4.0发展战略德国高技术战略行动计划公布，11个“未来项目”缩减为10

6、个（投资84亿欧元）；“工业4.0”一词首次出现（投资2亿欧元）在德国科学-产业经济研究联盟 （Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft）提倡下，开始研究工业4.0 德国高技术战略公布，并重点推出11个“未来项目”工业 4.0 提出第11页工业4.0概念什么是工业4.0 经过互联网等通信网络将工厂与工厂内外事物和服务连接起来，创造前所未有价值、构建新商业模式产官学一体项目。“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制基本模式转变，目标是建立一个高度灵活个性化和数字化产品与服务生产模式。在这种模式中，传统行业界限将消失，并会产生各种新活动领域和合作

7、形式。创造新价值过程正在发生改变，产业链分工将被重组。 主要是经过CPS（信息物理系统），总体掌控从消费需求到生产制造全部过程，由此实现高效生产管理。 实现方式第12页本质 是基于“CPS”实现“智能工厂”关键 是动态配置生产方式实现“柔性生产”关键 是信息技术应用实现生产力飞速发展愿景 是处理能源消费等社会问题工业4.0智能制造第13页工业4.0 两大主题智能工厂：智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施实现。 智能生产：整个企业生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中应用等。该计划将尤其重视吸引中小企业参加，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术使用者和受益者，同时也成为先

8、进工业生产技术创造者和供给者。智能物流：主要经过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供给方效率，而需求方，则能够快速取得服务匹配，得到物流支持。第14页工业4.0三个重点、八大关键第15页工业4.0愿景第16页工业3.0与工业4.0有哪些不一样？第17页大规模定制生产与大规模生产比较大规模生产大规模定制管理理念以产品为中心，以低成本赢得市场以用户为中心，以快速响应赢得市场驱动方式依据市场预测安排生产，属推进式生产方式依据客户定点安排生产，属拉动式生产方式关键经过稳定性和控制力取得高效率经过灵活性和快速响应来实现多样化和定制化战略成本事先战略：经过降低成本、提升生产效率获取

9、竞争优势差异化战略：经过快速反应、提供个性化产品获取竞争优势目标以低价格开发、生产、销售、交付产品和服务以多样化和定制化开发、生产、销售、交付用户买得起产品和服务第18页大规模定制优势成本低效率高交货快 品种多 个性化大规模定制生产大规模生产品种单一标准化 定制生产成本高效率低交货慢第19页中国制造2025战略介绍第20页制造强国建设三个十年“三步走”战略中国制造2025战略介绍力争用十年时间，迈入制造强国行列。第一个十年到2035年，我国制造业整体到达世界制造强国阵营中等水平。第二个十年新中国成立一百年时，制造业大国地位愈加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。第三个十年20252035204

10、5第21页5项方针创新驱动质量为先绿色发展结构优化人才为本中国制造2025战略介绍第22页中国制造2025战略介绍第23页10大重点领域3452新一代信息通信技术产业1017896航空航天装备先进轨道交通装备电力装备新材料高档数控机床和机器人海洋工程装备及高技术船舶节能与新能源汽车农机装备生物医药及高性能医疗器械中国制造2025战略介绍第24页到，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运行成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造业重点领域全方面实现智能化，试点示范项目运行成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。紧密围绕重点制造领

11、域关键步骤，开展新一代信息技术与制造装备融合集成创新和工程应用。支持政产学研用联合攻关，开发智能产品和自主可控智能装置并实现产业化。依靠优势企业，紧紧围绕关键工序智能化、关键岗位机器人替换、生产过程智能优化控制、供给链优化，建设重点领域 智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切重点地域、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。智能制造工程中国制造2025战略介绍第25页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

12、减排环境友好等制造技术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升能源利用效率，实现工业生产“绿色环境保护”绿色制造柔性化生产线实现多品种产品生产动态配置资源定制化第26页1能源和资源利用效率是竞争力决定性原因更短创新周期更为复杂产品更大数据量个性化大规模生产快速改变市场更高生产效率提升效率制造业关键竞争力正在发生深刻改变提升竞争力制造业改变速度比以往更加快32 缩短生产周期提升柔性第27页智能制造发展方向：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：多功效感知智能Agent语音识别信息融合自主决议：环境感知路径规划智能识别

13、自主决议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第28页智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革将教授知识和经验融入感知、决议、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赔偿功效智能化智能装备数字化数控装备1960国际智能制造初露端倪国内第29页该生产什么质量管控智能制造发展方向：车间智能化全局生产管控WhattoproduceStatusofequipment设备状态Overallproductionmonitorin

14、gandcontrolWorkinstruction作业指导Productionstatistic生产统计Qualitycontrol物料按时配送JITmaterialdelivering生产防错系统Error-proofing产品及时发运Productdelivering第30页智能制造发展方向：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第31页大灯总成动力总

15、成悬架总成底盘轮胎智能制造发展方向：供给链智能化主机厂与供给商：物理距离 与 信息距离 以江淮汽车为例： 零部件供给巢建设项目现已经有澳大利亚和台湾、香港等7省区在内260家企业签约入驻 当前江淮已实施了物料拉动平台主要方向：以主机厂为关键全产业链质量控制仪表台总成座椅第32页3. 智能制造关键技术纵观当今社会，智能制造技术无疑是世界制造业未来发展主要方向之一。所谓智能制造技术，是指在当代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术基础上，经过智能化感知、人机交互、决议和执行技术，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深度融合与集成。第33页

16、智能制造关键技术：工业互联网第34页智能制造关键技术：云计算云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存放、虚拟化、负载均衡）、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合产物。第35页智能制造关键技术：工业大数据工业大数据经典应用包含产品创新、产品故障诊疗与预测、工业生产线物联网分析、工业企业供给链优化和产品精准营销等很多方面。第36页中国工业机器人销量为2.7万台；我国到达世界水平时将有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：机器人全球年增加率9%中国年增加率17%第37页智能制造关键技术：传感器

17、第38页智能制造关键技术：3D打印3D打印技术：增材工艺，缩短生产周期，降低对环境影响，提升原材料和能源使用效率第39页智能制造关键技术：虚拟现实虚拟现实技术是一个能够创建和体验虚拟世界计算机仿真系统，它利用计算机生成一个模拟环境，经过多源信息融合交互式三维动态视景和实体行为系统仿真，使用户沉醉到该环境中。第40页 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 远程诊疗 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

18、造系统建模 决议控制第41页智能制造关键技术：人工智能人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人智能理论、方法、技术及应用系统一门新技术科学。第42页4. 智能制造应用案例智能制造是依靠于传感器、工业软件、网络通信系统、新型人机交互方式，实现人、设备、产品等制造要素和资源相互识别、实时联通、有效交流，促进制造业研发、生产、管理、服务与互联网紧密结合，推进生产方式定制化、柔性化、绿色化、网络化，从而不停充实、提升、再造制造业竞争能力。包含五个方面：产品智能化、装备智能化、生产智能化、管理智能化和服务智能化。第43页智能制造应用案例1飞鹤乳业作为民族乳企标志性品牌，践行国家两化融合号召，当前飞鹤乳

19、业在食品安全追溯及信息化应用方面积累了丰富经验。多年来，经过大力推进工业化与信息化深度融合，飞鹤已经实现了全自动化生产；经过数据仓库，主数据等平台建设实现数据集成；更经过营销供给链管理系统保障专业服务等一系列推进两化深度融合方面举措，助力飞鹤完成了企业高效运作。第44页飞鹤工厂智能化工程设计模型：第45页飞鹤工艺流程布局模型：第46页飞鹤数据采集系统结构图：第47页飞鹤乳业安全保障体系架构图：第48页飞鹤MES自动化制造执行系统架构图：第49页机床加工程序选择零件加工质量信息统计数字化车间：混流制造处理方案：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，实现产品和设备智能通讯，为MES等信息系统有效提供数据采集和处理。生