智能制造技术概述

1、智能制造技术研究生讲座主要内容容1什么是智智能制造造？2智能制造造与制造造智能3智能制造造装备4智能制造造系统5智能制造造服务6智能制造造路线图图7智能制造造与我们们1什么是智智能制造造？1.1智能制造造的定义义智能制造造是研究究制造活活动中的的信息感感知与分分析、知知识表达达与学习习、智能能决策与与执行的的一门综综合交叉叉技术，是实现现知识属属性和功功能的必必然手段段。智能制造造是人类类的智慧慧向制造造装备转转移的过过程。？1.2智能制造造的技术术体系制造智能：感知与测控网络机器学习与制造知识发现面向制造的综合推理图形化建模与仿真智能全息人机交互智能制造设备：工况感知与智能识别性能预测与智能

2、维护智能规划与智能编程智能数控与伺服驱动智能制造系统：系统建模与自组织智能制造执行系统智能企业管控智能供应链管理流程智能控制智能制造服务：服务感知与控制的互联工业产品智能服务服务过程的智能运控制造物联网与物流智能服务制造与服务的集成共享与协同1.3智能制造造的支持持技术数字制造造技术：CNC/CAD、CAM、CAE、CIMS；传感与控控制技术术：新型型光机电电传感系系统、嵌嵌入式控控制系统统等；人工智能能技术：知识表表示、机机器学习习、自动动推理、智能计计算；互联网、物联网网及射频频识别技技术（RFID，电子标标签）数学：数数理逻辑辑、数学学机械化化、随机机过程与与统计分分析、运运筹与决决策分

3、析析、计算算几何、非线性性系统动动力学等等无线射频频识别，是一种种通信技技术，可可通过无无线电讯讯号识别别特定目目标并读读写相关关数据，而无需需识别系系统与特特定目标标之间建建立机械械或光学学接触1.4智能制造造是制造造技术发发展的必必然趋势势知识经济济时代的的必然选选择与设备、资本投投入作为为经济增增长模式式不同，知识含含量起着着越来越越重要的的因素。市场的必必然选择择可以提高高能源和和原材料料的利用用率，降降低污染染排放水水平，提提高产品品质量。是先进生生产力的的重要体体现科学技术术是第一一生产力力，而智智能制造造技术是是先进科科学技术术在制造造领域的的集中体体现。 2智能制造造与制造造智

4、能2.1制造智能能的涵义义制制造造智能指指制造过过程中的的知识、知识的的发现和和推理能能力、智智能系统统结构与与结构演演化能力力。是智智能制造造的基础础和共性性技术，包括以以下关键键技术：感感知与与测控网网络技术术；机机器学学习与制制造知识识发现技技术；面面向向制造的的综合推推理技术术；图图形化化建模与与仿真技技术；智智能能全息人人机交互互技术。2.2制造智能能的关键键技术2.2.1感知与测测控网络络技术感知知：各种智能能传感器器，智能能仪表测控网络络：通过计计算机实实时网络络技术实实现感知知到的信信息的收集集、传输输、管理理、使用用的技术术。研究目标标：研究微型型多功能能集成智智能传感感器与

5、传传输技术，RFID和物联网网智能终终端技术术；开发发基于工业总总线的即即插即用用技术和和实时网网络操作系统，开发基基于M2M和制造物物联网的的产品设计计 、生生产、管管理和服服务技术术。2.2.2机器学习习与制造造知识发发现技术术机器学习习：把人类的的知识教教给计算算机知识发现现：计算机机通过机机器学习习、知识识发掘从从数据和和信息中自自动提炼炼知识并并升华为为制造策策略。研究目标标：解决异构构数据库库/知识库间间的冲突突和一致致性维护问题题，实现现异构数数据库/知识库间间的透明访问，针对特特定的制制造活动动，开发发工艺知识库系系统，研研究高效效、分布布、异构构数据挖掘技术术与知识识发现技技

6、术。2.2.3面向制造造的综合合推理技技术制造过程程中的推推理：制造过程程中的推推理是不不确定、不精确、不不完整的的推理问问题。研究目标标：建立不确确定、不不精确、非完整整信息的的分布/混合推理理技术；研究抽抽象代数数、计算算几何、微微分几何何在数控控加工、自动装装配、逆向工程程、机器器视觉、形位测测量与误误差评定中的应应用。2.2.4图形化建建模与仿仿真技术术图形化建建模与仿仿真：图形操作作代替符符号、数数字操作作实现制造过过程中的的建模和和仿真。研究目标标：建立制造造资源不不同属性性以及资资源间互互相作用/约束的抽抽象的统统一描述述方法，建立面面向制造资资源库的的图形化化建模、规划、编程与

7、与仿真集成成开发平平台。2.2.5智能全息息人机交交互技术术目前交互互方法：键盘、鼠鼠标、图图形、视视频、语语音、触触摸屏、数数据手套套等。研究目标标：研究实时时鲁棒处处理技术术和基于于机器视视觉的刚/柔体空间间状态感感知和运运动识别别技术；研究视网膜膜扫描、脑机接接口、生生机接口口和生理信号识识别技术术；最终终实现全全浸入式式的“人人在场景中中”智能能人机交交互系统统3智能制造造装备 3.1智能制造造装备的的涵义智能制造造装备具具有感知知、决策策、执行行功能，其技术术特征是是：自行行感知分分析和处处理运行行环境；自行规规划、控控制、决决策，故故障自行行诊断和和修复，主动分分析自身身性能力力劣

8、化和和维护，能够参参与网络络集成和和网络协协调。3.2未来市场场需求及及产品智能机床床智能成形形制造设设备特种智能能制造设设备智能机器器人智能工程程机械 3.3智能制造造装备的的关键技技术3.3.1装备运行行状态和和环境的的感知与与识别技技术内容容：对对于金属属切削机机床指：加工精精度、温温度、切切削力、热变变形、应应力应变变、图像像信息等等。研究目标标：新型传感感器技术术：高灵灵敏、高高可靠、高精度度的检测测环境信信息；感知系统统的组网网：高速速、高精精度数据据传输、安全处处理和容容错能力力，异构构信息的的无缝交交换能力力；基于机器器视觉的的多元环环境建模模和图像像理解能能力。 3.3.2性

9、能预测测和智能能维护技技术内容容：刀刀具磨损损情况、机床故故障状态态、振动动状态、精度退化状状态等等。研究目标标：建立状态态表征体体系（振振动、负负载、热热变形、温度、压力等等）与装装备性能能表征指指标间的的映射关关系；研究损伤伤智能识识别，自自愈合和和智能维维护技术术，完善善损伤特特征提取取方法和和实时处处理技术术，最终终实现对对故障自自诊断和和自修复复；实现重大大技术装装备的寿寿命测试试和寿命命预测，对可靠靠性和寿寿命精确确评估。 3.3.3智能工艺艺规划和和智能编编程技术术问题题：现有有的工艺艺规划基基本是依依靠经验验的派生生式，现现有的编编程系统统主要是是面向零零件几何何的编程程，没有

10、有综合考考虑机床床工装和和零件材材料特性性，智能能工艺规规划和编编程主要要是由计计算机模模拟专家家处理上上述情况况。研究目标标：研究工艺艺系统和和子系统统间的复复杂界面面行为和和耦合关关系，建建立工艺艺系统和和作业环环境的集集成数学学模型和和标定方方法；建立面向向典型行行业的工工艺数据据库和工工艺知识识库，完完善机床床、机器器人、工工程机械械模型库库，实现现多目标标工艺优优化；完善专家家经验与与计算智智能的融融合，建建立规划划与编程程的智能能推理和和决策方方法。 3.3.4智能数控控系统与与智能数数控驱动动技术内容容：数数控功能能的提高高，如视视觉伺服服功能、力反馈馈与力/位反馈混混合控制制功

11、能、振动控控制功能能、负荷荷控制功功能、质质量调控控功能、伺服参参数和插插补参数数自调整整功能、各种误误差补偿偿功能等等。研究目标标：完善伺服服控制技技术，实实现系统统参数自自动识别别、控制制参数自自动配置置、多轴轴参数的的自动优优化、振振动主动动控制；完善基于于视觉感感知的伺伺服控制制，实现现防碰撞撞技术，实现自自律运动动、无人人驾驶和和灵巧操操作；运用虚拟拟现实和和人工智智能技术术，实现现语音控控制和基基于虚拟拟现实环环境的操操作，发发展智能能化人机机交互技技术。 4智能制造造系统 5智能制造造服务6智能制造造路线图图6.1制造智能能技术 制造造智智能能技技术术目标：智智能感知知、学习习、

12、推理、决决策、执执行智能终端端技术、机器学习习/数据挖掘掘/知识发现现技术、综合推理理/决策支持持技术智能人机机交互技技术、图形化建建模与仿仿真技术术目标：即即插即用用即插即用用技术、嵌入式操操作系统统技术、实时网络络操作系系统技术术、M2M(Machine-to-Machine/Man)制造物联联网技术术2010年2020年2030年6.2智能制造造装备技技术 智 能制制造造 装备备技技 术目标：智智能感知知、智能能决策、智能执行行工况感知知技术、智能维护护技术、智能工艺艺规划技技术智能伺服服驱动技技术目标：学学习、推推理、自自律智能编程程技术、智能数控控技术2010年2020年2030年6.3智能制造造系统技技术 智 能制制造造 系统统技技 术目标：智智能决策策、智能能调度、智能管控控智能制造造执行技技术、企业智能能管控技技术、智能仪表表/执行器技技术FCS与智能控控制技术术目标：可可重构、自组织织、协调优化化建模与自自组织技技术、智能供应应链管理理、全生产线线的在线线协调优化控制制技术2010年2020年2030年6.4智能制造造服务技技术 智 能制制造造 服务务技技