智能制造的内涵及其系统架构探究.docx

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究一、智能制造的内涵(一)观点对于智能制造的研究大概经历了三个阶段:开端于20世纪80年月人工智能在制造领域中的应用,智能制造观点正式提出,发展于20世纪90年月智能制造技术、智能制造系统的提出,成熟于21世纪以来新一代信息技术条件下的“智能制造(SmartManufacturing)”。世纪80年月:观点的提出。1998年,美国赖特(hWright)、伯恩(DavidAlanBourne)正式第一版了智能制造研究领域的首本专著《制造智能》(SmartManufacturing),就智能制造的内涵与远景进行了系统描绘,将智能制造定义为“经过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制来对制造技工们的技术与专家知识进行建模,以使智能机器能够在没有人工干涉的状况下进行小批量生产”。在此基础上,英国技术大学Williams教授对上述定义作了更为宽泛的增补,以为“集成范围还应包含贯串制造组织内部的智能决议支持系统”。麦格劳-希尔科技字典将智能制造界定为,采纳自适应环境和工艺要求的生产技术,最大限度的减少监察和操作,制造物件的活动。——20世纪90年月:观点的发展。20世纪90年月,在智能制造观点提出不久后,智能制造的研究获取欧、美、日等工业化发达国家的广泛重视,环绕智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS)展开国际合作研究。1991年,日、美、欧共同倡始实行的“智能制造国际合作研究计划”中提出:“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯串智能活动,并将这类智能活动与智能机器有机交融,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统”。——21世纪以来:观点的深入。21世纪以来,跟着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及应用,智能制造被给予了新的内涵,即新一代信息技术条件下的智能制造(SmartManufacturing)。2010年9月,美国在华盛顿举办的“21世纪智能制造的商讨会”指出,智能制造是对先进智能系统的增强应用,使得新产品的快速制造,产品需求的动向响应以及对工业生产和供给链网络的及时优化成为可能。,虽没明确提出智能制造观点,但包含了智能制造的内涵,马上公司的机器、储存系统和生产设备融入到虚构网络—实体物理系统(CPS)。在制造系统中,这些虚构网络—实体物理系统包含智能机器、储存系统和生产设备,能够互相独立地自动互换信息、触发动作和控制。综上所述,智能制造是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术联合,实现工厂和公司内部、公司之间和产品全生命周期的及时管理和优化的新式制造系统。(二)特色智能制造的特色在于及时感知、优化决议、动向履行等三个方面:一是数据的及时感知。智能制造需要大批的数据支持,经过利用高效、标准的方法及时进行信息采集、自动辨别,并将信息传输到剖析决议系统;二是优化决议。经过面向产品全生命周期的海量异构信息的发掘提炼、计算剖析、推理展望,形成优化制造过程的决议指令。三是动向履行。依据决议指令,经过履行系统控制制造过程的状态,实现稳固、安全的运转和动向调整。(三)组成、智能产品(装备)智能产品是发展智能制造的基础与前提,由物理零件、智能零件和联接零件组成。智能零件由传感器、微办理器、数据储存装置、控制装置和软件以及内置操作和用户界面等组成;联接零件由接口、有线或无线联接协议等组成;物理零件由机械和电子零件组成。智能零件能增强物理零件的功能和价值,而联接零件进一步增强智能零件的功能和价值,使信息能够在产品、运转系统、制造商和用户之间联通,并让部分价值和功能离开物理产品自己存在。智能产品拥有监测、控制、优化和自主等四个方面的功能。监测是指经过传感器和外面数据源,智能产品能对产品的状态、运转和外面环境进行全面监测;在数据的帮助下,一旦环境和运转状态发生变化,产品就会向用户或有关方发出警示。控制是指能够经过产品内置或产品云中的命令和算法进行远程控制。算法能够让产品对条件和环境的特定变化做出反响;优化是指对及时数据或历史记录进行剖析,植入算法,进而大幅提高产品的产出比、利用率和生产效率;自主是指将检测,控制和优化功能交融到一同,产品就能实现亘古未有的自动化程度。2、智能生产智能生产是指以智能制造系统为核心,以智能工厂为载体,经过在工厂和公司内部、公司之间以及产品全生命周期形成以数据互联互通为特色的制造网络,实现生产过程的及时管理和优化。智能生产涵盖产品、工艺设计、工厂规划的数字设计与仿真,基层智能装备、制造单元、自动化生产线,制造履行系统,物流自动化与管理等公司管理系统等。3、智能服务经过采集设备运转数据,并上传至公司数据中心(公司云),系统软件对设备及时在线监测、控制,并经过数据剖析提前进行设备保护。比如维斯塔斯经过在风机的机舱、轮毂、叶片、塔筒及地面控制箱内,安装传感器、储存器、办理器以及SCADA系统,实现对风机运转的及时监控。还经过在风力发电涡轮中内置微型控制器,能够在每一次旋转中控制扇叶的角度,进而最大限度捕获风能,还能够控制每一台涡轮,在能效最大化的同时,减少对周边涡轮的影响。维斯塔斯经过对及时数据进行办理展望风机零件可能产生的故障,以减少可能的风机不稳固现象,并使用不一样的工具优化这些数据,达到风机性能的最优化。(四)作用发展智能制造的核心是提高公司生产效率,拓展公司价值增值空间,主要表此刻以下几个方面:一是缩短产品的研制周期。经过智能制造,产品智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究从研发到上市、从下订单到配送时间能够得以缩短。经过远程监控和展望性保护为机器和工厂减少高昂的停机时间,生产中止时间也得以不停减少。二是提高生产的灵巧性。经过采纳数字化、互联和虚构工艺规划,智能制造开启了大规模批量定制生产以致个性化小批量生产的大门。三是创立新价值。经过发展智能制造,公司将实现从传统的“以产品为中心”向“以集成服务为中心”转变,将重心放在解决方案和系统层面上,利用服务在整个产品生命周期中实现新价值。二、外国智能制造系统架构自美国20世纪80年月提出智能制造的观点后,向来遇到众多国家的重视和关注,纷繁将智能制造列为国家级计划并着力发展。当前,在全世界范围内拥有宽泛影响的是德国“”战略和美国工业互联网战略。(一)德国2013年4月,德国在汉诺威工业展览会上正式推出了“”战略,其核心是经过信息物理系统(CPS)实现人、设备与产品的及时连通、互相辨别和有效沟通,建立一个高度灵巧的个性化和数字化的智能制造模式。在这类模式下,生产由集中向分别转变,规模效应不再是工业生产的重点因素;产品由趋同向个性的转变,将来产品都将完整依据个人意向进行生产,极端状况下将成为自动化、个性化的单件制造;用户由部分参加向全程参加转变,用户不单出此刻生产流程的两头,并且宽泛、及时参加生产和价值创立的全过程。:一是价值网络的横向集成,即经过应用CPS,增强公司之间在研究、开发与应用的共同推动,以及在可连续发展、商业保密、标准化、职工培训等方面的合作;二是全价值链的纵向集成,即在企业内部经过采纳CPS,实现从产品设计、研发、计划、工艺到生产、服务的全价值链的数字化;三是端对端系统工程,即在工厂生产层面,经过应用CPS,依据个性化需求定制特别的IT构造模块,保证传感器、控制器采集的数据与ERP管理系统进行有机集成,打造智能工厂。2013年12月,德国电气电子和信息技术协会发布了《德国“”标准化路线图》,其目标是拟订出一套单调的共同标准,形成一个标准化的、拥有开放性特色的标准参照系统,最后达到经过价值网络实现不一样公司间的网络连结和集成。德国“”提出的标准参照系统是一个通用模型,合用于全部合作伙伴公司的产品和服务,供给了“”有关的技术系统的建立、开发、集成和运转的框架,企图是将不一样业务模型的公司采纳的不一样作业方法一致为共同的作业方法。(二)美国智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究、工业互联网智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究“工业互联网”的观点最早由通用电气于2012年提出,,倡议将人、数据和机器连结起来,形成开放而全世界化的工业网络,其内涵已经超越制造过程以及制造业自己,超越产品生命周期的整个价值链。工业互联网和“”对比,更为着重软件、网络和大数据,目标是促使物理系统和数字系统的交融,实现通讯、控制和计算的交融,创立一个信息物理系统的环境。工业互联网系统由智能设备、智能系统和智能决议三大核心因素组成,数据流、硬件、软件和智能的交互。由智能设备和网络采集的数据储存以后,利用大数据剖析工具进行数据剖析和可视化,由此产生的“智能信息”能够由决议者必需时进行及时判断办理,成为大范围工业系统中工业财产优化战略决议过程的一部分。——智能设备:将信息技术嵌入装备中,使装备成为可智能互联产品。为工业机器供给数字化仪表是工业互联网革命的第一步,使机器和机器交互更为智能化,这受益于以下三个因素:一是部署成本:仪器仪表的成本已大幅降落,进而有可能以一个比过去更经济的方式装备和监测工业机器。二是微办理器芯片的计算能力:微办理器芯片连续发展已经达到了一个转折点,即便得机器拥有数字智能成为可能。三是高级剖析:“大数据”软件工具和剖析技术的进展为认识由智能设备产生的大规模数据供给了手段。——智能系统:将设备互联形成的一个系统。智能系统包含各样传统的网络系统,但广义的定义包含了部署在机组和网络中并宽泛联合的机器仪表和软件。跟着愈来愈多的机器和设备加入工业互联网,能够实现超越整个机组和网络的机器仪表的共同效应。智能系统的建立整合了宽泛部署智能设备的长处。当愈来愈多的机器连结在一个系统中,长此以往,结果将是系统不停扩大并能自主学****并且愈来愈智能化。——智能决议:大数据和互联网基础上及时判断办理。当从智能设备和系统采集到了足够的信息来促使数据驱动型学****的时候,智能决议就发生了,进而使一个小机组网络层的操作功能从营运商传输到数字安全系统。2014年3月,美国通用电气、IBM、思科、英特尔和AT&T五家行业龙头公司携手组建了工业互联网结盟(IIC),其目的是经过拟订通用标准,打破技术壁垒,使各个厂商设备之间能够实现数据共享,利用互联网激活传统工业过程,更好地促使物理世界和数字世界的交融。工业互联网结盟已经已经开始草拟工业互联网通用参照架构,该参照架构将定义工业物联网的功能地区、技术以及标准,用于指导有关标准的拟订,帮助硬件和软件开发商创立与物联网完整兼容的产品,最后目的是实现传感器、网络、计算机、云计算系统、大型公司、车辆和数以百计其余种类的实体得以全面整合,推动整个工业家产链的效率全面提高。2、智能制造2011年6月24日美国智能制造领导结盟(SmartManufacturingLeadershipCoalition,SMLC)发布了《实行21世纪智能制造》报告。报告认智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究为智能制造是先进智能系统增强应用、新产品制造快速、产品需求动向响应、以及工业生产和供给链网络及时优化的制造。智能制造的核心技术是网络化传感器、数据互操作性、多尺度动向建模与仿真、智能自动化、以及可扩展的多层次的网络安全。该报告给出了智能制造公司框架。智能制造公司将交融全部方面的制造,从工厂营运到供给链,并且使得对固定财产、过程和资源的虚构追踪横跨整个产品的生命周期。最后结果,将是在一个柔性的、矫捷的、创新的制造环境中,优化性能和效率,并且使业务与制造过程有效串连在一同。图1美国智能制造公司框架三、对我国智能制造系统架构的假想借鉴德国、美国智能制造的发展经验,我国的智能制造系统架构,应当是一个通用的制造系统模型,其作用是为智能制造的技术系统供给建立、开发、集成和运转的框架;其目标是指导以产品全生命周期管理形成价值链主线的公司,实现研发、生产、服务的智能化,经过公司间的互联和集成成立智能化的制造业价值网络,形成拥有高度灵巧性和连续演进优化特色的智能制造系统。智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究(一)基本架构智能制造系统是供给链中的各个公司经过由网络和云应用为基础建立的制造网络实现互相链接所组成的。公司智能制造系统的组成是由公司计算与数据中心、公司管控与支撑系统、为实现产品全生命周期管理集成的各种工具共同组成,智能制造系统拥有可连续优化的特色。智能制造系统可分为五层,第一层是生产基础自动化系统,第二层是生产履行系统,第三层是产品全生命周期管理系统,第四层是公司管控与支撑系统,第五层是公司计算与数据中心(私有云)。图2智能制造系统架构(二)详细组成、生产基础自动化系统层主要包含生产现场设备及其控制系统。此中生产现场设备主要包含传感器、智能仪表、PLC、机器人、机床、检测设备、物流设备等。控制系统主要包含合用于流程制造的过程控制系统,合用于失散制造的单元控制系统和合用于运动控制的数据采集与监控系统。2、制造履行系统层制造履行系统包含不一样的子系统功能模块(计算机软件模块),典型的子系统有制造数据管理系统、计划排程管理系统、生产调动管理系统、库存管理系统、质量管理系统、人力资源管理系统、设备管理系统、工具工装管理系统、采买管理系统、成本管理系统、项目看板管理系统、生产过程控制系统、基层数据集成剖析系统、上层数据集成分解系统等。3、产品全生命周期管理系统层产品全生命周期管理系统层,横向上能够主要分为研发设计、生产和服务三个环节。研发设计环节功能主要包含产品设计、智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究工艺仿真、生产仿真,仿真和现场应用能够对产品设计进行反应,促使设计提高,在研发设计环节产生的数字化产品原型是生产环节的输入因素之一。生产环节涵盖了上述的生产基础自动化系统层和制造履行系统层包含的内容。服务环节经过网络实现的功能主要有及时监测、远程诊疗和远程保护,应用大数据对监测数据进行剖析,形成和服务有关的决议,指导诊疗和保护工作,新的服务记录将被采集到数据系统。4、公司管控与支撑系统层公司管控与支撑系统包含不一样的子系统功能模块,典型的子系统有:战略管理、投资管理、财务管理、人力资源管理、财产管理、物质管理、销售管理、健康安全与环保存理等。5、公司计算与数据中心层主要包含网络、数据中心设备、数据储存和管理系统、应用软件,为公司实现智能制造供给计算资源、数据服务以及详细的应用功能,能够供给可视化的应用界面。如为辨别用户需求建设的面向用户的电子商务平台、为成立产品研发设计平台、制造履行系统运转平台、服务平台等都需要以公司计算与数据中心为基础,能够实现各种类的应用软件实现交互和有序工作,各子系统实现全系统信息共享。智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究钟子期听懂了俞伯牙的琴音——“巍巍乎若高峰,荡荡乎若流水”,俞伯牙视其为知己。钟子期死后,面对江边一抔黄土,俞伯牙发出“此曲终兮不复弹,三尺瑶琴为君死”的感触,摔琴而去,从智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究此,高峰流水,知己难觅。智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究红楼里,宝钗与黛玉皆爱宝玉,宝钗看重功名,常拿一些伦理纲常来压制他的不羁与恶劣,黛玉却从未说起这些,因她懂得他的心性,她说“你既为我之知己,自然我亦是你之知己”,造智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究化弄人,木石前缘虽是虚空一场,却怀金悼玉,梦萦千古,今天读来依旧勾魂摄魄!智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究不是全部的相遇都能够相知,不是全部的相知都能够永久。生命里,我只愿交那些心性适宜的人,一的言,同样的志趣,将相互的心灵拉近,一份懂得,不言不,却在默契里滋长。懂得,是两心的望,潜生一种心灵感,不一言,即可知会。一声懂得,没有千言万,却能够令人眸中含泪,心中暖。世太多人情薄凉,你能否得,有一个真实懂你的人,是一种幸福与安慰呢?茫茫人海,你不孤,有人愿与你同运命,共雨,这样,多好!懂云的情,它,的吹送,云姿更为漫妙;雪懂梅的寒傲,它,静静的放,梅骨更加清奇;泉懂山的岸,它,静静的流淌,山林更葱茂;雨懂花的心思,它,无声的洒落,花香尤清??杏花疏影小楼,一腔笛韵委宛悠;山亭古寺四月,深桃花兀自;幽香疏影傍晚后,素菊幽香盈袖;柴冬雪夜人,泥火炉新醅??若懂得,景与物,也适宜。徘徊失落,一句懂得,是冬的一花开春暖,茫然无助,一句懂得,是炎暑的一清冷雨,心与心的近,皆因一个“懂得”而宽慰,美好。智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究智能制造的内涵及其系统架构探究