智能制造技術(shù)

1、第 1 章 概論1.1 智能制造技術(shù)發(fā)展和意義1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵、特征、目標(biāo)及發(fā)展趨勢1.3 智能制造技術(shù)體系1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義智能制造技術(shù)：是融入了人工智能技術(shù)的 制造技術(shù)。發(fā)展過程、基礎(chǔ)、驅(qū)動(dòng)因素技術(shù)內(nèi)涵、特征技術(shù)體系涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱（全生命周期過程）原材料產(chǎn)品工藝 能源知識 技能 工具制造生產(chǎn)車間內(nèi)與物流有關(guān)的原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程（產(chǎn)品的加工過程）狹義制造廣義制造“智能制造”所涉及的制造更多指 “大制造”概念1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義制造特點(diǎn)：大制造、全過程、多學(xué)科背景

2、制造技術(shù)萌芽：石器時(shí)代、青銅器和鐵器時(shí)代，手工作坊式的生產(chǎn)方式，制造技術(shù)用于農(nóng)業(yè)發(fā)展；工業(yè)革命：18世紀(jì)70年代，蒸汽機(jī)的改進(jìn)引發(fā)了第一次工業(yè)革命，產(chǎn)生了近代工業(yè)化生產(chǎn)方式，手工勞動(dòng)被機(jī)器生產(chǎn)代替；電氣化：19世紀(jì)中葉，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生，電作為新的動(dòng)力源大大改變了機(jī)器結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效率，電氣技術(shù)與制造技術(shù)的融合推動(dòng)制造技術(shù)快速發(fā)展；大批量生產(chǎn)：20世紀(jì)初，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明引發(fā)了制造業(yè)的又一次革命，制造業(yè)進(jìn)入了以汽車制造為代表的大批量生產(chǎn)時(shí)代，出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線；減低成本、提高效率的剛性、自動(dòng)化制造技術(shù)和科學(xué)管理方式得到很大發(fā)展；1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義背景多品種中小批量生產(chǎn)：進(jìn)入20世紀(jì)70年代后

3、，計(jì)算機(jī)、微電子、信息和自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，推動(dòng)制造技術(shù)的快速發(fā)展，形成一批新型先進(jìn)制造技術(shù)，如數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)等；且隨著市場競爭加劇，規(guī)模生產(chǎn)逐步向多品種、中小批量生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。同時(shí)現(xiàn)代化生產(chǎn)管理模式，如準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理開始應(yīng)用于制造業(yè)。信息化和全球化：20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)、信息、電子、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了制造業(yè)中自動(dòng)化技術(shù)的成熟和完善。產(chǎn)品市場的全球化和用戶需求的多樣化，使得市場競爭日益激烈，出現(xiàn)了許多新的制造技術(shù)和方法。如并行工程、敏捷制造、精益生產(chǎn)、智能制造等。 1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義背景制造模式是一個(gè)制造企業(yè)的生產(chǎn)模式、組織模式、管

4、理模式、信息模式的總稱。高效、自動(dòng)化集成經(jīng)營生產(chǎn)方式70年代以來精益生產(chǎn)、柔性、計(jì)算機(jī)集成制造、敏捷制造、自動(dòng)化大批量生產(chǎn)方式50年代開始規(guī)模效應(yīng)自動(dòng)化、組合、專用線剛性模式大批量生產(chǎn)方式19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉，內(nèi)燃機(jī)科學(xué)管理制造模式網(wǎng)絡(luò)全球化智能化生產(chǎn)方式未來方向智能制造、全球制造、手工與單件 生產(chǎn)方式1765年蒸汽機(jī)原始機(jī)械1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義背景時(shí)代前工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代（19世紀(jì)20年代20世紀(jì)60年代）發(fā)達(dá)工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代（20世紀(jì)7080年代）知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代（20世紀(jì)90年代以來）經(jīng)濟(jì)模式規(guī)模經(jīng)濟(jì)速度經(jīng)濟(jì)知識經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式規(guī)模生產(chǎn)集成生產(chǎn)集約生產(chǎn)生產(chǎn)要素勞動(dòng)力密集型設(shè)備與資本密集型信息

5、與知識密集型生產(chǎn)方式少品種大批量生產(chǎn)多品種小批量生產(chǎn)個(gè)性化彈性批量生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)可互換制造柔性流水線柔性自動(dòng)化與智能自動(dòng)化競爭焦點(diǎn)成本成本、質(zhì)量、時(shí)間、服務(wù)、環(huán)境產(chǎn)品創(chuàng)新管理方式集中、固定管理分布、自治管理協(xié)同、創(chuàng)新管理與資源和環(huán)境的關(guān)系利用資源、破壞環(huán)境節(jié)約資源、關(guān)系環(huán)境主動(dòng)更新資源和美化環(huán)境1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義制造業(yè)各主要發(fā)展階段的生產(chǎn)模式和經(jīng)營策略背景以用戶的需求為中心；市場為導(dǎo)向新的生產(chǎn)模式的主要特征如何使制造業(yè)盡可能少地污染環(huán)境，以綠色制造為代表的環(huán)保型制造系統(tǒng)也受到了廣泛的關(guān)注。如何提高制造業(yè)資源利用率，如何使制造過程高度智能化可控、能快速響應(yīng)。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義

6、背景1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義 1能源和資源利用效率 是競爭力的決定性因素更短的創(chuàng)新周期更為復(fù)雜的產(chǎn)品更大的數(shù)據(jù)量個(gè)性化大規(guī)模生產(chǎn)快速變化的市場更高的生產(chǎn)效率提升效率提升競爭力 2 3縮短生產(chǎn)周期提高柔性背景蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)曾給機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展帶來革命數(shù)字化：信息化與工業(yè)化融合的重要手段智能化：裝備和機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 蒸汽機(jī)的發(fā)明，機(jī)器動(dòng)力的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，電能的應(yīng)用信息技術(shù)特別是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用智能技術(shù)的應(yīng)用，自適應(yīng)、自我決策機(jī)械一代蒸汽機(jī)機(jī)械化智能一代數(shù)控一代電氣一代普通機(jī)床電氣化數(shù)控機(jī)床數(shù)字化智能機(jī)床智能化背景1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義制造業(yè)生產(chǎn)規(guī)模 小批量

7、少品種大批量多品種變批量大規(guī)模定制制造業(yè)資源配置 勞動(dòng)密集設(shè)備密集信息密集知識密集制造技術(shù)的生產(chǎn)方式 手工機(jī)械化單機(jī)自動(dòng)化剛性自動(dòng)化柔性自動(dòng)化并行工程、集成、敏捷、虛擬制造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化、智能化制造背景1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義智能制造技術(shù)現(xiàn)代制造技術(shù)人工智能技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)傳統(tǒng)制造技術(shù)信息技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)代管理技術(shù)專家系統(tǒng)、機(jī)器推理、知識庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等（人類思想的具體化）互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)編程技術(shù)、硬件支撐、高速大容量存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論、物理化學(xué)理論、統(tǒng)計(jì)分析決策、新材料、硬件制造加工工藝技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、 、裝備、工具、工藝、管理、信息處理、材

8、料、智能制造技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)發(fā)展1.1 智能制造的發(fā)展背景國際金融危機(jī)后，實(shí)體經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略意義再次凸顯。美國、德國、日本等世界發(fā)達(dá)國家紛紛實(shí)施以重振制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略。直接原因?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略意義再次凸顯智能制造是制造業(yè)發(fā)展的重要方向發(fā)展1.1 智能制造的發(fā)展背景“再工業(yè)化”，并不是簡單的制造業(yè)回歸，而是對制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行重構(gòu)，是制造業(yè)的升級和以發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)為核心的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。發(fā)達(dá)國家以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，力圖依靠科技創(chuàng)新，搶占國際制造業(yè)競爭的制高點(diǎn)、謀求未來發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。智能制造是制造業(yè)發(fā)展的重要方向直接原因?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略意義再次凸顯發(fā)展1.1 智能制造的發(fā)展背景激烈的全球

9、化競爭和多樣化的市場需求，迫切需要企業(yè)迅速、高效制造新產(chǎn)品、動(dòng)態(tài)響應(yīng)市場需求以及實(shí)時(shí)優(yōu)化供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)在動(dòng)力企業(yè)提高核心競爭能力的要求智能制造是制造業(yè)發(fā)展的重要方向發(fā)展內(nèi)在動(dòng)力企業(yè)提高核心競爭能力的要求1.1 智能制造的發(fā)展背景智能制造的發(fā)展可實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品需求、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)的全生命周期的高效運(yùn)行，以最小資源消耗獲取最高生產(chǎn)效率。智能制造是制造業(yè)發(fā)展的重要方向發(fā)展1.1 智能制造的發(fā)展背景技術(shù)基礎(chǔ)新一代信息技術(shù)的高速發(fā)展傳感技術(shù)、智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的發(fā)展，特別是新一代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)加上新能源、新材料、生物技術(shù)等方面的突破，為智能制造提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。必

10、然趨勢機(jī)械化電氣化數(shù)字化智能化工業(yè)發(fā)達(dá)國家已走過前三個(gè)階段，具備了向智能制造階段轉(zhuǎn)型的條件。智能制造是制造業(yè)發(fā)展的重要方向發(fā)展1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義智能制造將引發(fā)制造業(yè)的革命：1）產(chǎn)品創(chuàng)新：生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化 將數(shù)字技術(shù)和智能技術(shù)融入制造所必需的裝備及產(chǎn)品中，使裝備和產(chǎn)品的功能極大提高。 2）制造過程創(chuàng)新：制造過程的智能化（設(shè)計(jì)和工藝）3）管理創(chuàng)新：管理信息化 管理的信息化將使企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式發(fā)生明顯變化。4）制造模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)發(fā)生顛覆性變革 以數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)為基礎(chǔ)，在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的支持下，制造模式、商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)將發(fā)生重大變化。意義1.1智能

11、制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述20世紀(jì)70 80年代興起1988年，美國紐約大學(xué)Wright Paul K.出版首本專著Manufacturing Intelligence。同年，由德國、法國和英國發(fā)起的主題為“未來的工廠”的尤里卡項(xiàng)目，將解決敏捷智能制造方面的研究與開發(fā)作為重點(diǎn)。1989年由D.A.Boume完成了首臺智能加工工作站的樣機(jī)，具有產(chǎn)品三維實(shí)體建模、創(chuàng)成式工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)、NC程序自動(dòng)生成、加工過程智能監(jiān)控等一系列智能功能，它的完成被認(rèn)為是智能制造機(jī)器發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。 1990年，創(chuàng)辦智能制造領(lǐng)域著名國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Intelligent Manufactur

12、ing。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述1993年4月在美國底特律由美國工程師協(xié)會召開的第22屆可編程控制國際會議中，提出了“智能制造，新技術(shù)、新市場、新動(dòng)力”的口號。1993年，中國在自然科學(xué)基金委設(shè)立重大項(xiàng)目“智能制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”，但大規(guī)模應(yīng)用探索研究并未開展。1993年，日本東京大學(xué)工程系，提出“智能制造系統(tǒng)”國際合作研究計(jì)劃。1994年，歐盟啟動(dòng)新研發(fā)項(xiàng)目，選擇了39項(xiàng)核心技術(shù)；其中，在信息、分子生物學(xué)、先進(jìn)制造這三項(xiàng)核心技術(shù)中均突出了智能制造的地位。20世紀(jì)90年代緩慢推進(jìn)美國“再工業(yè)化”國家制造技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟使用本國頁巖氣和石油德國保持工業(yè)領(lǐng)先地位持續(xù)創(chuàng)新機(jī)制高出口量工業(yè)4.0

13、為新的指導(dǎo)原則中國發(fā)展高端技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級工資上漲質(zhì)量驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化需求節(jié)能立法1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述21世紀(jì)爆發(fā)式發(fā)展1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述美國是智能制造思想的發(fā)源地，以智能制造新技術(shù)引領(lǐng)“再工業(yè)化”。2009年12月，推出重振美國制造業(yè)框架；2012年2月，推出先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃。21世紀(jì)爆發(fā)式發(fā)展第三次浪潮第一次浪潮工業(yè)革命機(jī)器和工廠出現(xiàn)推動(dòng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域擴(kuò)展第二次浪潮互聯(lián)網(wǎng)革命計(jì)算機(jī)技術(shù)和分布式信息網(wǎng)絡(luò)的崛起工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能機(jī)器、高級分析和工作人員三種元素的深度融合美國GE三次浪潮1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述2013年4月，德國政府宣布啟動(dòng)“工業(yè)

14、4.0”國家級戰(zhàn)略規(guī)劃，這是德國版的“再工業(yè)化” 戰(zhàn)略。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述2015年3月25日，李克強(qiáng)召開國務(wù)院常務(wù)會議，部署加快推進(jìn)實(shí)施“中國制造2025”，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)升級。 2015年5月8日，國務(wù)院正式印發(fā)中國制造2025。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述制造業(yè)是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，也是今后我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的主戰(zhàn)場。打造具有國際競爭力的制造業(yè)，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國的必由之路。中國制造2025的提出1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述中國制造2025的提出我國已經(jīng)成為一個(gè)制造

15、大國20012012 年世界各國制造業(yè)增加值1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述中國制造2025的提出已具備建設(shè)制造強(qiáng)國的基礎(chǔ)條件：（1）擁有巨大市場；（2）具備強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；（3）掌握核心關(guān)鍵技術(shù)（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化）；（4）獨(dú)特人力資源優(yōu)勢；（5）自主創(chuàng)新方面成就輝煌（上天、入地、下海、高鐵、輸電、發(fā)電、國防裝備等）我國制造業(yè)規(guī)模自2011年連續(xù)多年位居世界第一，但仍“大而不強(qiáng)”，核心競爭力與美、德等發(fā)達(dá)國家存在較大差距；全員勞動(dòng)生產(chǎn)率創(chuàng)新能力關(guān)鍵技術(shù)自給率資源能源消耗（利用率）美國德國中國增加值率世界對中國產(chǎn)品的印象“低精度、低可靠性”現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)發(fā)展不良，價(jià)值鏈高端缺位制造資源

16、能耗大、效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力差核心技術(shù)對外依存度較高，產(chǎn)業(yè)配套能力不強(qiáng)，關(guān)鍵零部件和元器件、關(guān)鍵材料等大多依賴進(jìn)口。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述產(chǎn)業(yè)升級壓力勞動(dòng)力成本上升能耗排放壓力哥本哈根中國減排目標(biāo)1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述2015年中國長三角地區(qū)的制造成本僅比美國低5%1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述￥400￥200成都￥250佛山東莞 惠州深圳常熟昆山 上海杭州1992年臺灣￥9501988年富士康下一步遷往何處？￥410秦皇島天津 大連煙臺￥320廊坊晉城 90年代末鄭州武漢重慶￥12902013年-貴陽￥1030￥200印度尼西亞最低￥67

17、01.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述國際形式：深陷前堵后追的兩面夾擊困境歐美發(fā)達(dá)國家推行“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，謀求在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)方面繼續(xù)領(lǐng)先優(yōu)勢，搶占制造業(yè)高端，進(jìn)一步拉大與我國的距離。印度、越南等發(fā)展中國家則以更低的勞動(dòng)力成本承接勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，搶占制造業(yè)中低端。2009年，中科院在“中國至2050年先進(jìn)制造科技發(fā)展路線圖”提出了“基于泛在信息的智能制造系統(tǒng)”；2010年中國機(jī)械工程學(xué)會啟動(dòng)“中國機(jī)械工程技術(shù)路線圖”編制工作，其中“智能制造技術(shù)路線圖”是六大專題之一；2012年7月，國務(wù)院正式發(fā)布智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃2015年國務(wù)院公布并推進(jìn)實(shí)施“中國制造2025”規(guī)劃，是實(shí)

18、現(xiàn)制造業(yè)升級和“制造強(qiáng)國”戰(zhàn)略的必然選擇。世界工廠：中國中國制造中國智造1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述中國制造2025：三步走戰(zhàn)略目標(biāo)1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述“中國制造2025”是升級版的中國制造，體現(xiàn)為四大轉(zhuǎn)變和一條主線，四大轉(zhuǎn)變：一是由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變二是由低成本競爭優(yōu)勢向質(zhì)量效益競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?nèi)怯少Y源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變四是由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變一條主線是兩化融合，以體現(xiàn)信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的智能制造制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主攻方向，以及綠色制造（降低能耗、提高效率）。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述我國當(dāng)前所處階段，

19、制造企業(yè)總體仍處于電氣化、數(shù)字化并存的階段，發(fā)展智能制造的基礎(chǔ)和條件有待大幅度提升，因此，推行智能制造不可能一步到位?，F(xiàn)階段應(yīng)強(qiáng)調(diào)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化并行，最終目標(biāo)是推行智能制造。1.1智能制造技術(shù)發(fā)展和意義發(fā)展概述1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義智能制造：是人工智能技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 制造與智能工況感知與識別智能制造圖形化建模與仿真智能人機(jī)交互自動(dòng)工藝決策與NC編程智能化功能部件工藝知識與智能控制如同人腦如同人感官如同人四肢裝備系統(tǒng)人工智能：是智能機(jī)器執(zhí)行與人類智能有關(guān)的功能，如：判斷、推理、識別、感知、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、問題求解等思維活動(dòng)。1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義人工智能分

20、為計(jì)算智能、感知智能、認(rèn)知智能三個(gè)階段：計(jì)算智能：即快速計(jì)算和記憶存儲能力感知智能：視覺、聽覺、觸覺等感知能力認(rèn)知智能：能理解、會思考（機(jī)器與人差距最大的領(lǐng)域）1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義關(guān)于智能制造定義已形成的共識1）是新一代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)相融合的產(chǎn)物。2）核心特征是信息感知、優(yōu)化決策、控制執(zhí)行功能。3）涵蓋產(chǎn)品全生命周期，包括設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)等過程。4）以實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、柔性、綠色生產(chǎn)，提高企業(yè)對市場快速響應(yīng)能力為目標(biāo)。5）是一種智能機(jī)器與人一體化的智能系統(tǒng)，它擴(kuò)大、延伸、部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義 面向產(chǎn)品的

21、全生命周期，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以制造裝備、制造單元、制造車間、制造企業(yè)和企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等不同層次的制造系統(tǒng)為載體，在其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有一定自主性的感知、學(xué)習(xí)、分析、決策、通信與協(xié)調(diào)控制、執(zhí)行能力，能動(dòng)態(tài)地適應(yīng)制造環(huán)境的變化，從而實(shí)現(xiàn)有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運(yùn)營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗等目標(biāo)。 智能制造的定義1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義定義解釋（1）智能制造面向產(chǎn)品全生命周期、而非狹義的加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)。（2）智能制造以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等。（3）智能制造技術(shù)的應(yīng)用針對制造系統(tǒng)的關(guān)

22、鍵環(huán)節(jié)或過程，而不一定是全部。1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義（4）智能制造的載體是制造系統(tǒng)；制造系統(tǒng)從微觀到宏觀有不同的層次，比如：制造裝備、制造單元、制造車間、制造企業(yè)和企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，等。智能制造系統(tǒng)的層次1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義 具備一定的感知、決策、學(xué)習(xí)、通信、協(xié)調(diào)控制能力； 能動(dòng)態(tài)適應(yīng)制造環(huán)境的變化。（5）“智能制造系統(tǒng)”與“自動(dòng)化制造系統(tǒng)”、“數(shù)字化制造系統(tǒng)”的區(qū)別：1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義自主決策關(guān)鍵技術(shù)：多功能感知 智能Agent 語音識別信息融合關(guān)鍵技術(shù)：工況識別感知控制算法及策略自適應(yīng)工況人機(jī)交互關(guān)鍵技術(shù)：環(huán)境感知路徑規(guī)劃智能識別自主決策無人機(jī)無人駕駛汽車回收信息

23、原材料 信息設(shè)計(jì) 信息制造 信息物流 信息銷售 信息產(chǎn)品全生命周期個(gè)性化定制與服務(wù)1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義特征：大型性、復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性、不確定性、人為因素性、等級層次性、信息結(jié)構(gòu)能通性。1）大系統(tǒng)1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義智能制造系統(tǒng)特征2）感知分析決策執(zhí)行與反饋大閉環(huán)3）系統(tǒng)進(jìn)化和自學(xué)習(xí)5）虛擬與物理的融合4）人與機(jī)器的融合1.2 智能制造技術(shù)內(nèi)涵與定義智能制造發(fā)展趨勢制造全系統(tǒng)、全過程應(yīng)用建模與仿真技術(shù)重視使用機(jī)器人和柔性生產(chǎn)線物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)中作用日益突出普遍關(guān)注供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)管理、整合與優(yōu)化增材制造技術(shù)與作用發(fā)展迅速1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025的智能制造側(cè)重制造

24、全過程、產(chǎn)品全生命周期的智能化中國機(jī)械工程技術(shù)路線圖的智能制造側(cè)重產(chǎn)品制造過程中的智能化1.3 智能制造技術(shù)體系智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)為智能制造系統(tǒng)提供支撐；智能制造系統(tǒng)是智能制造技術(shù)的載體，包括智能產(chǎn)品、智能制造過程、智能制造模式。中國制造2025是指深度嵌入信息技術(shù)（傳感器、控制系統(tǒng)、通信接口等），在其制造、物流、使用、服務(wù)過程中，能夠體現(xiàn)出自感知、自診斷、自適應(yīng)、自決策等智能特征的產(chǎn)品。1）智能產(chǎn)品1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025面向使用過程的產(chǎn)品智能化技術(shù)典型產(chǎn)品：智能制造裝備，比如智能機(jī)床它將專家的知識和經(jīng)驗(yàn)融入感知、決策、執(zhí)行等制造活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)零件的自學(xué)自律制造。1）智

25、能產(chǎn)品1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025面向使用過程的產(chǎn)品智能化技術(shù)典型產(chǎn)品：無人駕駛汽車、無人機(jī)、智能手機(jī)智能體現(xiàn)：自主決策（如環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、智能識別等），自適應(yīng)工況（控制算法及策略等），人機(jī)交互（多功能感知、語音識別、信息融合等），信息通信，等。1）智能產(chǎn)品1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025面向制造過程的產(chǎn)品智能化技術(shù)典型產(chǎn)品：原材料，零配件，刀具，等智能體現(xiàn)：可自動(dòng)識別、可精確定位、可全程追溯、可自主決定路徑和工藝、可主動(dòng)報(bào)告自身狀態(tài)、可感知并影響環(huán)境，等。關(guān)鍵技術(shù)：無線射頻識別（RFID）等自動(dòng)識別技術(shù)、CPS 技術(shù)、移動(dòng)定位技術(shù)，等。1）智能產(chǎn)品1.3 智能制造技術(shù)

26、體系中國制造2025智能制造過程包括設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、服務(wù)過程的智能化。2）智能制造過程1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025通過數(shù)據(jù)分析手段，獲取設(shè)計(jì)需求，通過智能創(chuàng)成方法，進(jìn)行概念生成，通過智能仿真和優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能提升，通過智能并行協(xié)同策略，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造信息的有效反饋，從而大幅縮短研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)品質(zhì)。2）智能制造過程智能設(shè)計(jì)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025面向多源海量數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)需求獲取技術(shù)設(shè)計(jì)概念的智能創(chuàng)成技術(shù)基于模擬仿真的智能設(shè)計(jì)技術(shù)面向“性能優(yōu)先”的智能設(shè)計(jì)技術(shù)2）智能制造過程智能設(shè)計(jì)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025裝備能對自身和加工過程進(jìn)行自感知，對裝備

27、狀態(tài)、工件和環(huán)境等信息進(jìn)行自分析，根據(jù)零件設(shè)計(jì)要求與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行自決策，依據(jù)決策指令進(jìn)行自執(zhí)行，通過“感知分析決策執(zhí)行與反饋”大閉環(huán)過程，實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)及安全可靠的加工。2）智能制造過程智能裝備與工藝1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025從“數(shù)字裝備與工藝”到“智能裝備與工藝”的進(jìn)化過程。2）智能制造過程智能裝備與工藝1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025（智能裝備平臺自行模塊化運(yùn)輸車）關(guān)鍵技術(shù)工況自檢測通過對加工過程中的力和熱、刀具變形和磨損、主軸振動(dòng)等一系列物理量，以及刀具工件夾具之間熱力行為產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，為工藝知識學(xué)習(xí)、制造過程自主決策提供支撐。2）智能制造過

28、程智能裝備與工藝1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025關(guān)鍵技術(shù)工藝知識自學(xué)習(xí)建立工況和工件質(zhì)量之間映射關(guān)系的聯(lián)想記憶知識模板，通過工藝知識的自主學(xué)習(xí)理論，實(shí)現(xiàn)基于模板的知識積累和工藝模型的自適應(yīng)進(jìn)化，并將獲得的工藝知識存儲于工藝知識庫中，供工藝優(yōu)化使用，為制造過程自主決策提供支撐。2）智能制造過程智能裝備與工藝1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025關(guān)鍵技術(shù)自主決策和自律執(zhí)行通過將工藝知識融入裝備控制系統(tǒng)決策單元，根據(jù)在線檢測識別加工狀態(tài)，由工藝知識對參數(shù)進(jìn)行在線優(yōu)化并驅(qū)動(dòng)生成過程控制決策指令，對主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等工藝參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)控，使裝備工作在最佳狀態(tài)。2）智能制造過程智能裝備與工藝1.3

29、 智能制造技術(shù)體系中國制造2025針對工廠或車間，引入智能技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源最優(yōu)化配置、生產(chǎn)任務(wù)和物流實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度、生產(chǎn)過程精細(xì)化和智能化管理。2）智能制造過程智能生產(chǎn)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025制造系統(tǒng)的適應(yīng)性技術(shù)基于實(shí)時(shí)反饋信息的智能動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)預(yù)測性制造技術(shù)2）智能制造過程智能生產(chǎn)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025將工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，應(yīng)用于生產(chǎn)管理服務(wù)、產(chǎn)品售后服務(wù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的管理決策，提升供應(yīng)鏈運(yùn)作效率、能源利用效率，并拓展價(jià)值鏈，為企業(yè)創(chuàng)造新價(jià)值。2）智能制造過程智能服務(wù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025智能物流與供應(yīng)鏈管理技術(shù)智能能源管理技術(shù)產(chǎn)品智

30、能服務(wù)技術(shù)2）智能制造過程智能服務(wù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025先進(jìn)制造基礎(chǔ)技術(shù)先進(jìn)制造工藝技術(shù)如：增材制造技術(shù)（3D打?。陔x散-堆積原理，由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)直接制造零件。由于增材制造的靈活性，人們在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，可以更多的關(guān)注產(chǎn)品的物理性能、而非可實(shí)現(xiàn)性。3）智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025先進(jìn)制造基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)字建模與仿真技術(shù)以三維數(shù)字量形式，對產(chǎn)品、工藝、資源等進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)將數(shù)字模型貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、服務(wù)等產(chǎn)品生命周期全過程，用于計(jì)算、分析、仿真與可視化。3 ）智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025新一代信息

31、技術(shù)智能感知技術(shù)：傳感器網(wǎng)絡(luò)，RFID，圖像識別，等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：泛在感知，網(wǎng)絡(luò)通信，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，等云計(jì)算技術(shù)：分布式存儲，虛擬化，云平臺，等3 ）智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025新一代信息技術(shù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：CPS，服務(wù)網(wǎng)架構(gòu)，語義互操作，移動(dòng)通信，移動(dòng)定位，信息安全，等虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)：構(gòu)建三維模擬空間或虛實(shí)融合空間，在視覺、聽覺、觸覺等感官上讓人們沉浸式體驗(yàn)虛擬世界3 ）智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025人工智能技術(shù)讓機(jī)器或軟件系統(tǒng)具有如同人類的智能，并將其應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工過程控制、故障診斷等各個(gè)環(huán)節(jié)。人工智能的實(shí)現(xiàn)離不開感知、學(xué)習(xí)、推理、決策等基本環(huán)節(jié)，其中知識獲取、表達(dá)和利用是關(guān)鍵。3 ）智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025大數(shù)據(jù)分析與決策支持技術(shù)工業(yè)大數(shù)據(jù)來源：設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、質(zhì)量在線檢測、遠(yuǎn)程維護(hù)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、運(yùn)營，等。通過大數(shù)據(jù)分析，可提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常趨勢，分析質(zhì)量問題產(chǎn)生的根源，發(fā)現(xiàn)制約生產(chǎn)效率的瓶頸，從而為工藝優(yōu)化、質(zhì)量改善、設(shè)備預(yù)防性維護(hù)等提供決策支持。3 ）智能制造基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)1.3 智能制造技術(shù)體系中國制造2025 1.3 智能制造技術(shù)體系中國機(jī)械工程技術(shù)路線圖中的智能制造技術(shù)體系主要包括制造智能技術(shù)、智能