智能制造概述

虚拟现实技术
这是实现虚拟制造的支持技术, 也是实现高水平人机 一体化的关键技术之一。人机结合的新一代智能界面, 使得 可用虚拟手段智能地表现现实, 它是智能制造的一个显著特 征。综上所述, 可以看出IMS作为一种模式, 它是集自动化、 柔性化、集成化和智能化于一身, 并不断向纵深发展的先进 制造系统。
主要研究内容和目标
由于智能制造技术是指在制造工业的各个环节，以一种高度柔性与高度集成的 方式，通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。
因此，智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业，其主要研究开发目标有 二:
①整个制造工作的全面智能化，它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取 代人的部脑力劳动作为主要目标，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织 能力;
智能技术的应用， 自适应、自我决策
智能加工中心
智能加工中心中，智能数控系统是IMC的神经中枢，其智 能化程度直接决定了整个智能制造系统的智能水平。 智能数控系统具有高级的自主控制功能，能将任务请求、 作业规划、轨迹控制、过程监视与控制、错误自修复等功 能有机结合起来。面向制造系统，它是任务驱动的柔性规 划学习系统，而面对复杂的物流加工环境，它又是“刺激 一反应”型的再励系统，能对来自内部和外界环境的多种 刺激做出理智的决策，从而以最优策略完成目标任务。
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、材料技 术、现代管理技术、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, 在国际标准化和互换性的基础上, 使 整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化, 并使制造系统形成由网 络集成的、高度自动化的一种制造系统。
智能制造系统的主要部件
智能加工是一种柔性度和自动化水平更高的制造技术， 它不仅减轻人们的体力劳动，还能减轻人们的脑力劳动， 使产品制造过程能够连续，准确，高速地自动进行。
智能加工设备是智能制造系统的主要加工部件，智能机 床和智能加工中心(IMC)更是智能制造系统中一种典型的 智能加工机器。
制造业发展的几个主要阶段
自学习和自维护能力
IMS能以原有的专家知识为基础, 在实践中不断进行 学习, 完善系统的知识库, 并删除库中不适用的知识, 使 知识库更趋合理; 同时, 还能对系统故障进行自我诊断、 排除及修复。这种特征使IMS能够自我优化并适应各种 复杂的环境。
自组织和超柔性
IMS中的各种组成单元能够根据工作任务的需要, 自行 集结成一种超柔性最佳结构, 并按照最优的方式运行。
②信息和制造智能的集成与共享，强调智能型的集成自动化。
智能制造系统的特征Baidu Nhomakorabea框架
自律能力
学习能力与自 我维护能力
人机一体化
自组织与超柔 性
虚拟现实技术
自律能力
IMS具有搜集与理解环境信息及自身的信息, 并进行 分析判断和规划自身行为的能力。强有力的知识库和基于 知识的模型是自律能力的基础。IMS能根据周围环境和自 身作业状况的信息进行监测和处理, 并根据处理结果自行 调整控制策略, 以采用最佳运行方案。这种自律能力使整
英
工装
国 德 驾驶舱和中段
美 国 发动机 西
国机舱内装饰 其它供应商 发动机机架
班
垂直尾翼
牙
智能制造的总体概念
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能机器 和人类专家共同组成的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、构思和决策等。通过人与智
其柔性不仅表现在运行方式上, 还表现在结构形式上。 完成任务后, 该结构自行解散, 以备在下一个任务中集结成 新的结构。自组织能力是IMS的一个重要标志。
智能制造系统框架
整个系统是一个多智能体分布式网络结构，分成四个 部分:中心层、管理层、计划层和生产层。每个层由具有自 治性的多智能体组成，这种多智能体具有相似的结构，但 根据任务的不同而有不同的自学习、自适应、自组织、自 维护功能。智能系统有一定的容错能力，可以在不完整的 信息或偶然误差出现时正常地工作。
蒸汽机、电动机曾给机械产品的发展带来革命 数字化：信息化与工业化融合的重要手段 智能化：装备和机械产品的发展趋势
机械化
电气化
数字化
智能化
蒸汽机 机械一代
蒸汽机的发明， 机器动力的应用
普通机床 电气一代
数控机床 数控一代
电动机的发明， • 电能的应用
信息技术特别是 数控技术的应用
智能机床 智能一代
个制造系统具备抗干扰自适应和容错等能力。
人机一体化智能系统
IMS不单纯是 “人工智能”系统, 而是人机一体化智 能系统, 是一种混合智能。人机一体化一方面突出人在制 造系统中的核心地位, 同时在智能机器的配合下, 更好地 发挥了人的潜能, 使人机之间表现出一种平等共事、相互 “理解”、相互协作的关系, 使两者在不同的层次上各显 其能, 相辅相成。因此, 在IMS 中, 高素质、高智能的人将 发挥更好的作用, 机器智能和人的智能将真正地集成在一 起。
system ， IMS) 。
智能制 造
两个概念
智能制造技术：是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、 构思和决策等智能活动, 并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来, 将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统(如经营决策、采购、产品 设计、生产计划、制造、装配、质量保证和市场销售等), 以实现整个 制造企业经营运作的高度柔性化和集成化。
智能制造
机械电子工程 SX1405086
智能制造提出背景
自20世纪80年代以来，随着产品性能的复杂化及功能的多样化，促 使产品包含的设计信息量猛增，所以对制造设备的要求越来越高。
21世纪，基于信息和知识的产品设计、制造和生产管理将成为知识 经济和信息社会的重要组成部分，是制造科学和技术最重要和最基 本的特征之一，智能制造正是在这一背景下提出并得到学术界和工 业界的广泛关注。
能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过
程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智 能化和高度集成化。
智能制造技术
(Intelligent manufacturing technology，
IMT )
智能制造系统
( Intelligent manufacturing