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智能制造系统都有哪些特征?

更新时间:2021-01-15 17:34发布人:和记娱乐 来源:和记h88点击次数:字号:T|T

  钛浩机械是以挖机属具、铲车属具、移动破碎机、打桩机、压机、机床附件等为公司的主打产品;钛浩机械,品质保障!欢迎朋友莅临参观、指导和业务洽谈!智能制造系统(IntelligentManucturingSystem---IMS)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造中人的部分脑力劳动,同时,收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。由于这种制造模式,突出了知识在制造活动中的价值地位,而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式,所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。智能制造和传统的制造相比,智能制造系统具有以下特征:

  即搜集与理解信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力。具有自律能力的设备称为“智能机器”,“智能机器”在一定程度上表现出性、自主性和个性,甚至相互间还能协调运作与竞争。强有力的知识库和基于知识的模型是自律能力的基础。

  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。基于人工智能的智能机器只能进行机械式的推理、预测、判断,它只能具有逻辑思维(专家系统),最多做到形象思维(神经网络),完全做不到灵感(顿悟)思维,只有人类专家才真正同时具备以上三种思维能力。因此,想以人工智能全面取代制造过程中人类专家的智能,承担起分析、判断、决策等任务是不现实的。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,更好地发挥出人的潜能,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,使二者在不同的层次上各显其能,相辅相成。

  因此,在智能制造系统中,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,互相配合,相得益彰。

  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。虚拟现实技术是以计算机为基础,融信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真和多技术为一体;借助各种音像和传感装置,虚拟展示现实生活中的各种过程、物件等,因而也能拟实制造过程和未来的产品,从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。但其特点是可以按照人们的意愿任意变化,这种人机结合的新一代智能界面,是智能制造的一个显著特征。

  智能制造系统中的各组成单元能够依据工作任务的需要,自行组成一种最佳结构,其柔性不仅表现在运行方式上,而且表现在结构形式上,所以称这种柔性为超柔性,如同一群人类专家组成的群体,具有生物特征。

  智能制造系统能够在实践中不断地充实知识库,具有自学习功能。同时,在运行过程中自行故障诊断,并具备对故障自行排除、自行的能力。这种特征使智能制造系统能够优化并适应各种复杂的。

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  广义而论,智能制造是一个大概念,是先进信息技术33e4b893e5b19e735与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成,旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源消耗,推动制造业创新、绿色、协调、、共享发展。

  数十年来,智能制造在实践演化中形成了许多不同的相关范式,包括精益生产、柔性制造、并行工程、敏捷制造、数字化制造、计算机集成制造、网络化制造、云制造、智能化制造等,在指导制造业技术升级中发挥了积极作用。但同时,众多的范式不利于形成统一的智能制造技术线,给企业在推进智能升级的实践中造成了许多困扰。面对智能制造不断涌现的新技术、新、新模式,有必要归纳总结提炼出基本范式。

  智能制造的发展伴随着信息化的进步。全球信息化发展可分为三个阶段:从20世纪中叶到90年代中期,信息化表现为以计算、通信和控制应用为主要特征的数字化阶段;从20世纪90年代中期开始,互联网大规模普及应用,信息化进入了以互联为主要特征的网络化阶段;当前,在大数据、云计算、移动互联网、工业互联网集群突破、融合应用的基础上,人工智能实现战略性突破,信息化进入了以新一代人工智能技术为主要特征的智能化阶段。

  综合智能制造相关范式,结合信息化与制造业在不同阶段的融合特征,可以总结、归纳和提升出三个智能制造的基本范式(图1),也就是:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。

  智能制造的概念最早出现于20世纪80年代,但是由于当时应用的第一代人工智能技术还难以解决工程实践问题,因而那一代智能制造主体上是数字化制造。

  20世纪下半叶以来,随着制造业对于技术进步的强烈需求,以数字化为主要形式的信息技术广泛应用于制造业,推动制造业发生性变化。数字化制造是在数字化技术和制造技术融合的背景下,通过对产品信息、工艺信息和资源信息进行数字化描述、分析、决策和控制,快速生产出满足用户要求的产品。

  数字化制造的主要特征表现为:第一,数字技术在产品中得到普遍应用,形成“数字一代”创新产品;第二,广泛应用数字化设计、建模仿真、数字化装备、信息化管理;第三,实现生产过程的集成优化。

  需要说明的是,数字化制造是智能制造的基础,其内涵不断发展,贯穿于智能制造的三个基本范式和全部发展历程。这里定义的数字化制造是作为第一种基本范式的数字化制造,是一种相对狭义的定位。国际上也有若干关于数字化制造的比较广义的定义和理论。

  20世纪末互联网技术开始广泛应用,“互联网+”不断推进互联网和制造业融合发展,网络将人、流程、数据和事物连接起来,通过企业内、企业间的协同和各种社会资源的共享与集成,重塑制造业的价值链,推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造转变。

  数字化网络化制造主要特征表现为:第一,在产品方面,数字技术、网络技术得到普遍应用,产品实现网络连接,设计、研发实现协同与共享;第二,在制造方面,实现横向集成、纵向集成和端到端集成,打通整个制造系统的数据流、信息流;第三,在服务方面,企业与用户通过网络平台实现连接和交互,企业生产开始从以产品为中心向以用户为中心转型。

  “工业4.0战略计划”报告和美国GE公司“工业互联网”报告完整地阐述了数字化网络化制造范式,精辟地提出了实现数字化网络化制造的技术线。

  近年来,在经济社会发展的强烈需求以及互联网的普及、云计算和大数据的涌现、物联网的发展等信息急速变化的共同驱动下,大数据智能、人机混合增强智能、群体智能、跨智能等新一代人工智能技术加速发展,实现了战略性突破。新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合,形成新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造将重塑设计、制造、服务等产品全生命周期的各环节及其集成,催生新技术、新产品、新业态、新模式,深刻影响和改变人类的生产结构、生产方式乃至生活方式和思维模式,实现社会生产力的整体跃升。新一代智能制造将给制造业带来性的变化,将成为制造业未来发展的核心驱动力。

  智能制造的三个基本范式体现了智能制造发展的内在规律:一方面,三个基本范式次第展开,各有自身阶段的特点和重点解决的问题,体现着先进信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征;另一方面,三个基本范式在技术上并不是绝然分离的,而是相互交织、迭代升级,体现着智能制造发展的融合性特征。对中国等新兴工业国家而言,应发挥后发优势,采取三个基本范式“并行推进、融合发展”的技术线。

  在日益全球化和移动互联、人工智能技术日趋普及的趋势下,优势企业之间的最高阶段的竞争,不能局限于硬技术的竞争,而是体现在企业软实力的竞争,亦即思想的竞争。面对今天的市场格局及为未来趋势,你的企业应该有什么样的价值判断,应该有什么样的思想基础,应该发出什么样的声音,这才是关键。

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  智能制造系统是全新的人机协作系e69da5e887aa2统,不仅能够在实践中不断地充实知识库,而且还具有自学习功能,能够搜集与理解信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力。

  智能制造发展至今,业界普遍认为,智能制造系统具备自律能力、人机一体化、自组织超柔性、虚拟现实技术、学习与等综合特征。而根据中发智造最新研究,智能制造系统的典型特征,可以总结为以下五点:

  工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用,使工厂无人化制造成为可能。数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他柔性制造单元,让“无人工厂”更加触手可及。

  当下信息技术渗透到了制造业的各个环节,条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术广泛应用,数据也日益丰富,对数据的实时性要求也更高。这就要求企业制造的趋势,利用大数据技术,实时纠偏,建立产品虚拟模型以模拟并优化生产流程,乃至降低生产能耗与成本。

  物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

  构建绿色制造体系,建设绿色工厂,实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化,是我国“智能制造”的重要战略之一。传统制造业,在生产过程中会产生繁多的纸质文件,不仅产生大量的浪费现象,也存在查找不便、共享困难、追踪耗时等问题。实现无纸化管理之后,工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息,大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转,从而杜绝了文件、数据丢失,进一步提高了生产准备效率和生产作业效率,实现绿色、无纸化生产。

  推进制造过程智能化,通过建设智能工厂,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制,进而实现整个过程的智能管控,是中国制造2025的重大战略。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等行业,企业建设智能工厂的模式为推进生产设备(生产线)智能化,目的是拓展产品价值空间,基于生产效率和产品效能的提升,实现价值增长。

  随着科技的不断进步,智能制造系统也将越来越先进,这种全新的人机协作系统,不仅能够在实践中不断地充实知识库,而且还具有自学习功能,能够搜集与理解信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力。

  具有什么样的特征才称得上智能制造?至少有五点:人机一体化,虚拟现实,具有自组织和超融性的能力,具有学习能力和能力,有自律的能力。

  一个机器,一个设备要能够自律,首先它一定要能够,和理解信息和自身信息,并进行分析和判断来规划自身的行为和能力。具有自律能力的设备称为智能机器,智能机器在一定程度上表现出性、自主性、个性,甚至相互之间能够协调、运行、竞争,要有自律的能力,能够的变化,能够跟随的变化自己作出决策来调整行动。要做到这一点,一定要有强有力的支持度和记忆支持的模型为基础,它才可能具有自律能力。

  智能制造系统不单纯是一个人工智能系统,而是人机一体化的智能系统,它不仅有逻辑思维、形象思维,而且具有灵感。它能够地承担起分析、判断、决策的任务。人机一体化的智能系统,在智能机器的配合下能够更好的发挥出人的潜力,使人机之间表现出一种平等共事、互相理解、互相协作的关系。因此,在智能制造系统当中,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能真正的集成在一起,相互配合、相得益彰,永远是人机一体化的。

  实现虚拟现实技术也是实现高水平的人机一体化的关键技术之一,虚拟现实技术是以计算机为基础,融合信号处理、动画技术、智能推理、预测、反真多技术为一体,借助多种音像和传感器,虚拟展示现实生活当中各种过程、部件,因而能够模拟制造过程和未来的产品。从感官和视觉上给人获得完全如真实的感受,它的特点是可以按照人的意志、来变化,这种人机结合的新一代的智能界面是智能制造的显著特征。

  自组织和超融性,在智能制造系统当中,各组成单元能够根据任务的需要自行的组成一种结构,它的容性不仅表现在运行方式,而且表现在结构形式上,所以称这种融性叫超融性。就好像一群人类专家组成的群体,它具有一种生物的特征。根据的变化,它可以有自组织的能力。

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