首页 > 文章中心 > 智能制造

智能制造

智能制造

智能制造范文第1篇

【关键词】机械制造;智能化

一、现代机械制造技术的发展

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年,积累了许多理论和实践经验。但随着当今社会的发展,人们的生活水平不断提高,各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。现代制造技术是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

质量、成本和效率是推动现代机械制造技术发展的三个主题,同时,环保和服务业渐渐成为人们关注的目标。为实现这些目标,现代机械制造技术的总趋势是向自动化、最优化、柔性化、集成化、精密化、高速化、清洁化和智能化方向发展。

当前,机械制造技术的发展主要沿着三条主线进行:

1、机械制造工艺方法进一步完善与开拓,除了传统的切削与磨削技术仍在不断发展和完善以外,各种特种加工方法也在不断产生并得到快速发展。

2、加工技术向高精度方向发展,出现了”精密工程”与”纳米技术”。

3、加工技术向自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展,正在沿着数控技术(NC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、智能制造系统(IMS)的台阶向上攀登。

二、理解智能化

在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控 制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,该系统在制造过程中能进行 智能活动,如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中,“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性 (适应性和友好性)。在设计和制造过程中,采用模块化方法,使之具有较大的柔性;对于人,智能制造强调安全 性和友好性;对于环境,要求作到无污染,省能源和资源充分回收;对于社会,提倡合理协作与竞争。

三、我国机械制造发展的情况

与发达国家相比,我国企业信息化的应用规模、范围、深度还有较大差距。机械工业信息化的差距对企业国际竞争力影响很大。与欧美发达国家相比,其开发产品的周期是3到6个月,我国是1到2年。在开发过程中,发达国家技术研发更新比例是90%,我国只有40%。产品的更新换代速度直接影响市场经济的新陈代谢速度。在机械工业领域, 我国每年进口大约1400亿美元,其中80%购买生产设备和自动化装备,而出口的1800亿美元中,90%都是原材料和初级产品。加工手段和工艺水平都比较落后,高质量、低能耗生产线只占10%,装备成套能力也不强。

经过近60年的发展,我国机械制造业有了很大的发展。改革开放以来,我国充分利用国内外的资金和技术,做大规模的技术改造,使制造技术水平、产品质量和经济效益有了很大提高,为推动国民经济发展起了重要作用。

面对激烈的国际竞争环境,我国机械制造业面临着严峻的挑战。在技术、资金,资源、管理体制等方面存在许多问题,急需改进和完善。由于物料品种规格多,多数企业属于多品种小批量生产,生产断断续续,给企业管理带来很大难度。生产控制模式复杂多样,客户需求也多变。市场需求品种规格繁多,生产、采购复杂。需要一个完整的供应链管理,才能快速响应客户需求,满足市场需求。由于机械产品结构复杂,工艺路线长,成本核算需要采集 大量信息。因此成本核算也难做到准确。

但另一方面,随着我国改革开放的不断深入,为我国机械制造业的振兴和发展提供了良好条件。我国机械制造企业的信息化建设已开始启动,并已显示出一定效果,但其应用规模、范围、深度与发达国家相比还有较大差距。为了使我国机械企业尽快实现产业与产品的调整和升级换代,提高企业的竞争力,必须加快和加大实施企业信息化的力度,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

四、我国的智能化制造发展

我国工程机械行业中超过25%的企业处于智能化制造的未起步建设阶段,43%的企业处于智能化制造的单项覆盖阶段,22%的企业处于智能化制造的集成提升初期阶段或过渡阶段,只有不足10%的企业处于智能化制造技术较全面突破性应用阶段。主要问题在于:

1、制造装备自动化程度不高:西方发达国家都沿袭机械化、电气化、自动化的发展历程。而中国是赶超型工业,工业自动化平均水平严重偏低。

2、制造过程信息化水平不高:许多企业的信息化系统效果发挥不出来,没能有效集成提升将制造执行系统(EMS)与经营管理系统(ERP)整合,智能化缺少基础。

智能制造是“中国制造”努力的目标。中国是制造大国,如今国内外形势变化,加上劳动力成本上升,中国工程机械行业转型升级迫在眉睫。而探讨智能化制造技术如何在该领域的应用并付之行动已成为当务之急。

“十二五”规划对工程机械行业的发展提出了更高的要求,柔性化生产、自动化、数字化等为基础的智能化制造将成为行业的新标准。预计,2015年我国工程机械行业固定资产投资达1000亿元,其中对智能化制造方面的投入将高达300亿元。这将使国内工程机械行业的整体智能化制造水平在十二五末迈上一个新台阶。

五、结语

机械制造技术是一个世界性的技术。20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资 本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平, 应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

对于我国来说,做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。同时,也要瞄准国际先进水平,努力追赶,跨越式发展,尽快在国际上形成我们独特的竞争力,为我国的现代化事业和“中国梦”的实现注入推动力。

参考文献:

[1] 李佳.计算机辅助设计与制造.天津大学出版社

智能制造范文第2篇

家电智能化浪潮势不可挡,2020年,智能家电生态圈将创造产值超过万亿元的巨大商机。智能家电中,控制系统发挥着“大脑”和“中枢神经”的作用,为进一步完善智能控制系统,传统家电企业、互联网企业、通讯设备厂商都已参与进来,发挥在各自领域的特长,不断完善智能家电控制系统,积极推进家电智能化进程。

“家电智能化浪潮势不可挡。”某企业老总在参观完2014年AWE、IFA、CES三大国际家电展后曾用这句话概括自己的感受。的确,随着技术层面不断突破创新,产品功能不断完善,家电企业智能化转型思路日渐成熟,消费者使用习惯逐步形成,再加上家庭网络环境日益改善,中国家电产业的智能化已从最初的“纸上谈兵”跳脱出来,进入实质性发展阶段。据奥维云网(AVC)测算,智能家电将带动生态圈内相关产业快速发展,2010年,智能家电生态圈产值达到50亿元,2014年达到1200亿元,2015年预计将达到1500亿元,而到了2020年,智能家电生态圈产值将超过万亿元。

巨大的市场空间引来众多企业的高度关注,家电智能化成为业内的焦点话题。然而,家电产业实现智能化并不是一件容易的事,事实上,家电智能控制体系横跨通讯产业与传统家电产业,要求对电子技术、通讯技术、显示技术等多学科融会贯通。此外,家电智能化还是一个新课题,需要家电产业链上下游企业协同作战,共同推进,上游配套企业更要颠覆传统的思维模式,用更开阔的视角为整机厂提供更完善的智能控制解决方案。

高手云集,积极推动

在白色家电制造领域,智能的概念其实并不陌生,一些帮助家电整机实现智能化控制的控制器早已被广泛应用。国际整流器公司(以下简称IR)西安应用中心主任李明告诉《电器》记者说:“凡是装有MCU的家电都可以被视为能够实现智能控制的产品。”在这种概念下,智能控制器是指在仪器、设备、装置、系统中为完成特定用途而设计实现的计算机控制单元,一般是以微控制器(MCU)芯片或数字信号处理器(DSP)芯片或专用控制器为核心,依据不同功能要求辅以模拟及数字电子线路,并置入相应的计算机软件程序,经电子加工工艺制造而成的电子部件。李明进一步解释说:“这种智能控制器可以实现多种智能控制,IR公司智能控制器是针对家电中永磁电机的无传感器智能控制而设计的,能够通过智能化的程序设置简化使用操作步骤,并控制家电高效节能运转,最为业内熟知的应用就是帮助家电实现变频控制。”

大数据时代到来,传统制造业受到互联网思维模式的深刻影响。最先立于智能化潮头的是手机,智能手机开启新时代,全触屏操作、可自由装卸各种应用软件、简洁易用操作系统等体验都使传统手机难以匹敌,智能手机已经成为集通话、短信、网络接入、影视娱乐为一体的综合性个人手持智能终端设备。紧接着,智能电视作为集高清、大屏、多屏互动、网络搜索、在线购物、实时互动等多种应用和功能的开放平台,极大地提升了消费者家庭娱乐的生活体验,并被看作硬件、内容、流量、支付等为一体的智能生态的重要平台。智能化浪潮席卷手机、电视领域,反映出国内消费者对智能化产品的快速适应和接受能力。“手机、电视的现在,就是白色家电不久的将来。”对于白色家电智能化趋势,这一观点已在业内达成共识。

在这样的大背景下,智能控制器被赋予更多使命,从完成简单控制程序的元器件“变身”为以自动控制技术和计算机技术为核心,集成微电子技术、电力电子技术、信息传感技术、显示与界面技术、通讯技术、电磁兼容技术等诸多技术门类的复杂控制体系,承担家居环境下,家电与网络、家电与使用者、家电与家电、家电内部各部件之间数据交换、智能控制的重任。

“我们要的,是各种技术碰撞出的颠覆传统的创新产品。”某整机生产企业智能产品研发负责人明确表示,“今后,不能接入网络,提供云服务的将不再被家电企业定义为智能家电。”整机企业提出需求,上游配套企业面临新的问题,与网络连接、提供基于网络的智能服务,这一点已经跳出了传统家电制造业驾驭的范畴,一步跨入通讯领域,家电智能控制体系的设计必须融入更多新技术,跨界合作势在必行。南京点触智能科技有限公司总经理潘兴修告诉《电器》记者:“目前,对于新概念下的家电智能控制体系,业内并没有形成统一的认识,大家都还在摸索中,传统家电厂商、互联网企业、通讯设备厂商都已参与进来,发挥着在各自领域的特长,积极推进家电智能化的进程。”

侧重不同,各显神通

虽然家电企业对什么是家电智能控制系统仍处摸索阶段,但全新智能控制系统提供商队伍已能分出“流派”。首先,传统智能控制器生产企业已经把家电与网络互联互通、增加智能控制功能的思路融入控制器研发、设计、生产中。他们的竞争优势在于,已与家电整机厂展开合作多年,手中握有客户资源,与家电企业沟通比较方便,更了解整机厂的需求。其次,智能家电的核心是通过互联互通创造新的价值,一些互联网企业、通讯设备企业,具备超前的互联网思维模式,能够凭借在另一个专业技术领域取得的成就,将传统家电制造带入互联网模式下。此外,一些近年来新成立的高新技术企业,冲着家电智能化而来,瞄准的是家电智能化商机,有着清晰的思路和极高的热情。

《电器》记者通过采访发现,现阶段,不同派别的智能控制系统提供商采取的市场运营模式有很大差别。

目前,家电智能控制配套领域有很强的包容性,某控制器生产企业相关负责人说:“智能家居营造了一个巨大的商业生态圈,越来越多的企业参与其中,寻求发展。

完善的智能控制系统由很多元素共同组成,任何手中握有相关技术成果的企业都可以尝试用自己的方式找到切入点,参与家电智能控制平台的搭建,为家电整机厂提供智能控制配套服务。”

无锡和晶科技有限公司是传统家电智能控制器的主要供应商,接受《电器》记者采访时,市场总监王雅琪表示,和晶将坚持实行技术为先导的经营理念,在“高端、智能化、节能环保”的产业发展趋势下,以技术创新为动力,科技进步为依托,拓宽产品应用领域,寻求更快发展。但王雅琪同时强调,现阶段,和晶科技的工作重点仍然放在围绕家电变频技术和传统家电主控技术两个层面,对于家电网络智能化发展趋势,和晶科技将密切关注。王雅琪解释说:“和晶科技的业务重点还是放在传统控制器技术开发、积累上,毕竟这是公司赖以生存的核心业务,网络智能家电虽然概念炒得火热,但整机市场出货量十分有限,反射到上游采购,能够链接网络的新型智能控制器的需求量并未出现激增,因此和晶科技各项实现家电智能化控制的研究工作都还处于尝试和摸索阶段。”日前,和晶科技宣布,收购无锡中科新瑞100%股权,全面控股无锡中科新瑞系统集成有限公司。据了解,中科新瑞系统集成有限公司创立于2001年6月,主营业务为智能化工程、系统集成产品以及运维服务。交易完成后,和晶科技将通过整合自身在白色家电控制器领域的研发、制造及市场优势,以及中科新瑞的项目实施经验和技术研发优势,实现公司智能控制器业务从智能家电向智能建筑、智慧城市等领域的拓展。

上海庆科(MXCHIP)信息技术有限公司创办于2004年,提到智能家居,庆科CEO王永虹想要做的就是“将一切未联网的都连起来!”

他进一步解释说:“庆科在嵌入式无线连接技术上已经拥有10年的经验,随着行业发展,现在的技术能力和服务范围更加全面,可为智能家电、照明、安防、健康、娱乐等行业提供整体智能化解决方案。”据了解,庆科的智能化解决方案包括硬件端的底层操作系统、云端接入服务和手机端的APP订制,帮助整机生产企业短期内实现设备端智能化开发。针对智能家电应用领域,上海庆科提供的Wi-Fi模块集成度高、外设资源丰富,可满足家电多样化需求。出于对制作工艺、品质监控的高要求,上海庆科将模块生产交给制造业领头羊富士康,不仅满足家电整机生产企业对零部件高性能、高精度以及低功耗的要求,更保证了供货的稳定性。此外,庆科的智能化解决方案支持APP个性化订制,可以对接企业自有云,更可以快速对接第三方公有云,如阿里物联平台、微信AirKiss等,帮助智能家电稳定安全地连接到互联网。

幻腾智能是一家互联网硬件公司,设计新奇实用的智能家居产品,主打产品一直是PhantomNova智能灯以及无线开关和环境控制器。近期,幻腾智能开始关注智能家电领域,尝试与家电整机厂展开合作。与其他智能模块配套企业不同,幻腾智能没有选择Wi-Fi模块,而是以幻腾link模块技术实现家居环境下电器设备两两互通,传达操控指令,完成智能化控制。据幻腾智能CEO王昊介绍说:“我们的智能控制方案其实只是通讯方式有所不同,模块安装在智能家电上的作用和意义没有改变。Wi-Fi是星状通讯,以路由器为中心,而幻腾智能采用的幻腾link是网状通讯。未来家居环境下,需要接入网络实现控制的智能家电会越来越多,如果网络不能负载这么多电器同时在线,或者Wi-Fi信号中断,植入Wi-Fi模块的智能家电则无法被控制。而网状通讯协议搭建起的设备与设备之间的局域网还是可以实现智能控制。因此,我们认为,在智能家电应用领域,幻腾link模块也将有自己的一片天地。”

与其他智能控制器配套生产企业有所不同,深圳市英唐智能控制股份有限公司开展业务的侧重点为小型生活电器。目前,英唐智控的小型生活电器智能化方案已被Conair、Delonghi、Black&Decker、Philips、Tefal等欧美著名品牌及美的、创维、华旗资讯等国内著名品牌采用。据企业相关负责人介绍,英唐智控拥有多种研发平台,以及反应迅速的资深研发团队,能够根据客户的要求,在较短的时间内提供各种性能优越,符合安全要求的生活电器智能化服务。这位负责人在接受《电器》记者采访时进一步介绍说:“我们提供的是一站式服务,根据家电整机厂产品设计的特点,为其提供专业的智能化解决方案,增加电控部分并提供相关技术安全认证等资料,积极协助整机厂在终端市场销售环节进行推广。”

为智能家电整机提供配套服务,潘兴修认为,触摸显示人机交互系统至关重要,他说:“对于智能家电,这是一个非常重要的部分,直接关系到用户最终是否能够得到良好的操作体验,我们的目标就是要将iPhone、iPad美好的用户体验转移到智能家电上,以此为基础,智能家电强大的功能才能以最恰当的形式体现,才能得到使用者的最终认可。”选准市场切入点,南京点触逐步扩大业务范围,将电容触摸屏、液晶面板、控制系统融合在一起,为家电整机厂设计生产智能触摸显示人机交互系统。在与《电器》记者的交谈中,潘兴修还提到一个设计思路,他说:“可以使智能控制系统与家电原有控制系统分离,相对独立地存在于家电整机内部,通过协议建立两个控制系统间的关联。由智能控制系统完成连接网络、信息写入、数据处理等任务,为家电增添智能化新功能,而原先的控制系统不用做太多改进,仍旧完成指定任务。这种设计不需要家电整机厂过多调整产品设计,保证了家电整体运行的稳定性,便于维修以及智能控制系统硬件更换升级。”

精彩技术,创新产品

上游配套企业的积极探索不断取得成果,各种新技术、新产品层出不穷,不断完善家电智能控制系统。

2014年7月,上海庆科了中国第一款物联网操作系统MiCO-赵州桥版,MICO(Micro-controllerbasedInternetConnectivityOperatingsystem)是基于MCU的全实时物联网(IoT)操作系统。是一个面向智能硬件优化设计的、运行在微控制器上的、高度可移植的操作系统和中间件开发平台。MiCO作为独立的系统,拥有开放架构,它并不依赖于微控制器(MCU)型号,同时具有硬件抽象层(HAL)。此外,固件的应用开放接口已实现多种应用层协议。MiCO包括了底层的芯片驱动、无线网络协议、射频控制技术、安全、应用框架等模块,上海庆科同时提供阿里物联平台、移动APP支持、以及生产测试等一系列解决方案和SDK,助力“软制造”创业者简化底层的投入,真正实现产品的网络化和智能化并快速量产。上海庆科技术人员介绍说:“简单地讲,MiCO是智能硬件底层的一个开源系统,有先进的动态功耗管理技术,可灵活适用于广泛的MCU,支持常见处理器;具有完整的云端接入框架和应用范例,支持多种类云平台;数据可实时更新、安全可靠,便于进行二次开发。”

“拓邦现已发展成为以智能控制技术为核心,不断拓展应用领域的中国一流智能控制方案提供商。”深圳拓邦股份有限公司相关负责人介绍说:“除了为家电企业提供传统的智能控制器,拓邦在智能家居控制器开发上也取得了成绩,完成了从单体智能化到实现智能化单体间的互联互通再到与互联网的互联互通的转变。已形成智能烤箱控制系统、灯光控制系统、云空调控制系统等二十多种产品。目前,拓邦部分应用于智能家居的产品已投入应用,基于Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、DALI的智能远程灯光控制系统已成熟,智能烤箱控制系统已批量供货,云空调控制系统已向整机生产企业广泛推广。”

该负责人在接受《电器》记者采访时还反复强调,拓邦将积极寻求与优秀互联网公司的业务合作。

智能制造范文第3篇

[关键词]MES系统、智能制造、助力

中图分类号:F714 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0136-02

1 传统MES系统的定义与应用

MES系统是制造执行系统的简称,它是由美国的AMR公司在90年代初期的时候提出来的,目的是为了使MPR计划的执行功能进行加强,把车间作业现场和MPR计划进行现场的控制,利用执行系统把它们连接起来。这里面所说的现场控制主要指的是数据采集器、条形码、PLC程序控制器、机械手以及各种各样的检测和计量的仪器。MES系统通过设置必要的接口,和厂商之间建立起合作关系。现代的MES系统是一种管理系统,它是面向制造企业和执行层的生产信息化。它能够给企业提供计划排程管理、设备管理、采购和成本管理、对生产过程进行控制、对项目看板进行管理、对底层数据进行集成分析、对上层数据进行集成分解等等的管理模块,目的是为企业打造出一个可靠、全面、可行并且扎实的制造协同管理的一个平台。

MES的体系结构经历过两个发展历程,即从T-MES向I-MES的发展历程。传统的MES(即T-MES)是在1960年在零星的车间级应用里面发展起来的。它又可以分为专用MES和集成MES两大类。专用的MES是属于一种自己就是一体的应用系统。它一般是对单一的生产问题来说的。这些问题包括制品的库存过大、设备的利用率低以及a品的质量不能够得到更好的保证,它能够给这些问题去提供有限功能。比如质量设备、设备的维护、作业维度、物料管理,还可以适合于某一种特定的生产环境(如应用于MEMS车间和半导体的MES,应用于FMS系统的MES)。专用的MES具有投入少、实施快等等的优点,但是它的可集成性和通用性都比较差。集成MES系统的初衷是为了针对某些特定的行业(如装配、半导体、食品和卫生、航空等等)特定的环境而进行设定的。目前整个的工业领域都得到了拓展。它在功能上面已经实现了与上层处理事务和下层控制系统进行实时的集成。MES集成化具有相当丰富的应用功能,还具有统一的逻辑数据库和产品及工程的模型等优点。但是这类系统一般都会对特定的车间环境有着特殊的依赖,柔性相对来说也比较差,缺少广泛的集成能力和通用性,很难伴随着业务的过程发生变化而进行重新的配置。

可集成MES这个概念是AMR在发展和分析信息技术的方面和MES应用的前景之下提出来的,它是将消息机制、组件技术模块化应用到MES系统的开发中,它是两类传统的MES系统的结合。在表现形式方面看,I-MES具有专业MES系统的特点,就是说可以实现上下两层的集成。另外,I-MES还具有可扩展、可重构、客户化和互操作等等的特性。能够实现各个不同厂商之间的集成和原有系统方便的进行,目前的基于组件的I-MES是MES发展的主要的方面。综合利用成熟的技术和理论,形成可以适应,可以集成,可以重构的MES的框架体系,为了进一步提高MES软件能够跨行业的使用、适应和协调能力进行强有力的支持。基于现在已经具有的成果和基础,发出符合我国流程工业和离散制造业特点及需求的MES软件系统、构件库和相关的工具。

2 智能制造的概念及体系架构

智能制造的定义是由人类专家和智能设备一起组成的人和机器一体化的一种智能系统,它主要在制造的过程中进行智能的活动,比如一系列了判断、分析和决策等等。主要通过人与机器结合在一起共同做事,进而扩大延伸或者部分的去取代人类的专家从事制造中进行的脑力劳动。它更新了制造及其自动化的概念,并扩展到高度集成化、柔性化和智能化。

产品的智能化一般包括自适应工况、产品的个性化定制与服务、人机交换、自主决策;而装备的智能化,是将很多歌专家的经验和他们的专业知识进行融入感知、执行和决策的环节,给产品制造在线注入知识进化和学习的能力,比如来说在很多机械装备里面实现各种动态信息的制造;车间的智能化,主要表现为一个车间到底要生产什么,车间的设备的运行状态如何,质量如何的去管控,物料是否能做到及时的配送,是不是具有生产防范错误的系统,是不是有作业的指导,什么时候可以开始进行生产的统计,产品是不是能进行及时的发送和运输等等都可以成功的实现全局的生产和管理控制;工厂的智能化,一般包括智能化生产的管理与控制。智能化的物流与仓储、智能的生产线和加工中心,还有智能化生产的管理与控制;当然最重要还是要实现一个完整生产现场的智能化控制,举例而言很多很多的企业都开始使用了自动化的仓库,还有没人引导的小车等等。实现了工厂智能化最应该重视的人与机器的互动。智能制造还体现在建立制造一体化知识库与产品设计体系;以生产知识的再次利用和共享作为目标聚焦制造问题下的制约条件,从而进一步建立产品设计的体系;把那些长期研究目标的工厂和生产过程中的一些知识的共享作为目的,来建立出可以重构的生产与生产管理的体系;构造建立出柔性的设备,把研究库的研究成果加以利用,从而开发探讨出一种柔性人机一体化的新模式,进一步的去探讨出大规模下的生产模式。

智能制造范文第4篇

什么是《中国制造2025》?对此,中国工业和信息化部(下称“工信部”)罕见地在官网上连发七篇解读。总体来看,《中国制造2025》不是一般意义上的中长期发展规划,而是兼顾当前和长远、兼顾战略和战术的一个行动计划。

《中国制造2025》提出了九大战略任务、五项重点工程和若干重大政策举措,还前瞻部署了新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等重点突破的十大战略领域。

《中国制造2025》的最终意图是通过在创新、“智”造等多方面的转变,使中国从制造业大国迈入制造强国行列。“这意味着,到2025年,我国综合指数接近德国、日本实现工业化时的制造强国水平,基本实现工业化,进入世界制造业强国第二方阵。”工信部部长苗圩在接受媒体采访时说。

从“制造”到“创造”

对于这个战略的出台背景,苗圩表示:“从国际上来看,世界各国纷纷提出了重返制造业、振兴装备制造业、实行新的工业化发展计划等等,各国的叫法不太一样,但是都出台了一系列的制造业发展的战略、规划、计划。从我们国内的情况来看,中国经济发展已经进入了一个新的常态。那么新常态就是由高速增长向中高速增长的一个转变,改变过去我们长期在制造业价值链的低端发展,要向中高端发展去迈进。”

我国虽然是制造业的大国了,占整个世界制造业20%左右的份额,但是“大而不强”。目前,全世界80%的空调、70%的手机以及60%的鞋都是中国制造。但是过去几年,中国企业创造价值的能力在下降。工信部副部长毛伟明对此直言不讳:“自主创新能力不足,关键核心技术还是受制于人。”

在《中国制造2025》中,一个亟须实现的转变是从“中国制造”到“中国创造”。

以汽车产业为例。社科院工经所研究结果显示,中国已成为汽车生产和消费大国,但在全球产业链的分工中主要处于组装环节和零部件制造环节,位于全球价值链的低端。目前,中国汽车工业的品牌营运、整车与零部件设计与研发、关键与核心零部件制造等环节主要被奔驰、通用、丰田等跨国公司所把握,这些跨国公司占据着价值链的高端。

苗圩则用“缺核少芯”来形容中国制造业所面临的困境。他在接受媒体采访时说:“高端芯片如果不解决,对我国整个电子信息行业的发展将形成最大的一个瓶颈。此外,飞机发动机、燃气轮机等设备的核心技术,我国目前还不掌握。”

伦敦政治经济学院发展经济学博士岳健勇此前称,在制造业核心的装备制造上,虽然中国的发电设备、机床与汽车产品数量在全球居于前列,但仍有一半以上的IC制造设备和高档数控机床等需要依靠进口。在信息产业、精密仪器、生物科技等方面,国内主要负责包装和组装工序,相当大的产业价值都产生在国外。

在创新驱动战略的引领下,我国的载人航天、探月工程、高速轨道交通等领域技术取得突破性进展。此外,特高压输变电设备、百万吨乙烯成套装备、风力发电设备、千万亿次超级计算机等装备产品技术水平已跃居世界前列。

根据《中国制造2025》指出,到2025年,规模以上制造业研发经费内部支出占主营业务收入的比重,将从目前的0.95%增长到1.68%。

智能制造将是主风口

智能制造是《中国制造2025》的核心。《中国制造2025》中,明确要加快发展智能装备和产品,推动制造过程智能化,重点建设数字化工厂,深化互联网在制造业的应用,提供个性化产品。到2025年,制造业重点领域全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。

本次《中国制造2025》规划给予了以工业互联网为特征的“工业4.0”以极高的权重,“智能制造工程”列在五大战略工程之二;在“智能制造”领域明确提出,重点突破高档数控机床、工业机器人、增材制造装备、新型传感器、智能仪表等;在“过程智能化领域”,强调了以数据互联为核心,打通企业内部及整个价值链的工业互联网。

一位关注《中国制造2025》的分析师指出,从当前中国制造业存在的问题来看,主要还是在装备制造技术以及信息化技术和发达国家的先进水平比,相差较大,而这也是未来国家和企业需要花大力气去追赶的两大领域。国家对于“两化融合”一贯重视,而智能制造将确定作为未来的主攻方向。

要做到智能制造,并非只是采用新型制造技术和装备。“还要将迅速发展的信息通信技术渗透到工厂,在制造业领域构建信息物理系统,从而彻底改变制造业生产组织方式和人际关系,带来制造方式和商业模式创新转变。”苗圩表示,在五项重大工程中,“智能制造将是主攻方向。”

早在2012年5月,工信部就了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》,机器人是其中的重要组成部分。

工信部装备工业司副司长李东在接受媒体采访时表示,智能制造会给制造业带来“两提升、三降低”:“两提升”指生产效率的大幅度提升,资源综合利用率的大幅度提升;“三降低”指研制周期大幅缩短,运营成本大幅下降,产品不良品率大幅下降。李东透露,工信部已智能制造试点示范的实施方案,并计划今年选30个以上试点示范项目,未来将连续三年实施试点示范,边示范边总结边推广,2017年准备全面推广。

苗圩说,工信部此前仔细分析了德国提出来的“工业4.0”和“中国制造2025”,从大的方向上来说,是不谋而合、异曲同工。所谓相同的地方,就是更多地用信息技术和先进制造业进行结合,或者讲用“互联网+”先进制造业这么一个结合,带动整个新一轮制造业发展。发展最大的动力还在于信息化和工业化的深度融合,或者用德国人的讲法,叫CPS系统或信息物理系统。

激发市场主体的创造力

显然,要实现“中国制造2025”的目标,其实需要更进一步发挥市场的作用,将各市场主体的创造力更好地激发出来。

市场是实现“中国制造2025”的主体,只有激发更多的企业以市场为导向,进行各种试错、努力、实验,才有可能产生满足人类未来需求,并在市场占有率、创造力上处于优势地位的各种制造业产品和制造业企业。需要警惕的是,过往,中国不少行业的成功者,靠的不仅仅是产品。

智能制造范文第5篇

在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

2智能化技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大。可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群拉系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。

(4)实时智能化。

早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。

2.2功能发展方向

(1)用户界面图形化。

用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术,也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化。

科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语育表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化。

多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC。

数控系统内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形圈或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能,编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧,用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用。

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3体系结构的发展

(1)集成化。

采用高度集成化CPU,RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度,应用LED平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,掘高系统的可靠性。

(2)模块化

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化,根据不同的功能需求,将基本模块,如CPU、存储器、位置伺服,PLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。

(3)网络化

机床联网可进行远程控制和无人化操作,通过机床联网,可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。