學(xué)科前沿-智能制造裝備結(jié)業(yè)論文

..-..-可修遍-學(xué)科前沿論文智能制造裝備與系統(tǒng)目錄摘要1一、智能制造裝備1〔一〕智能制造裝備的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)技術(shù)1〔二〕麥斯鐵MPFMS系列汽車縱梁板數(shù)控沖孔柔性加工生產(chǎn)線2二、智能制造系統(tǒng)3〔一〕智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)技術(shù)3〔二〕IMS-WMS智能制造系統(tǒng)3三、結(jié)語4參考文獻(xiàn)：5...-可修遍-智能制造裝備與系統(tǒng)摘要：上世紀(jì)90年代國外幾個擁有先進(jìn)制造業(yè)的國家就提出了智能制造系統(tǒng)〔IntelligentManufacturingSystem，IMS〕的概念，而我國的智能制造〔IntelligentManufacturing，IM〕起步相對較晚，技術(shù)相對于其他幾個興旺國家還不太成熟，但經(jīng)過10多年的開展，也取得了大量的成果。本論文將對于國外的智能制造裝備〔IntelligentManufacturingEquipment，IME〕和智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)展介紹，舉例介紹兩個當(dāng)今先進(jìn)的智能制造裝備和系統(tǒng)，并對智能制造的重要意義進(jìn)展分析。關(guān)鍵詞：智能制造，智能制造裝備，智能制造系統(tǒng)引言：作為保障國家開展和改善人民生活的重要力量的制造業(yè)，一直是國家重點關(guān)注的事業(yè)。2002年中科院啟動了知識創(chuàng)新工程重大工程"數(shù)字化智能制造裝備與系統(tǒng)技術(shù)〞，2010年國家通過第十二個五年規(guī)劃，要求形成完整的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系，2012年三部委實施智能制造裝備開展專項，加快智能制造裝備的創(chuàng)新開展和產(chǎn)業(yè)化，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級?，F(xiàn)如今，作為國家支柱產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)已經(jīng)逐步邁向智能化，而研究具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備和將智能制造裝備與人類聯(lián)系起來的智能制造系統(tǒng)，也成為了我國制造業(yè)開展的重要方向。一、智能制造裝備 智能制造裝備是指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。智能制造裝備表達(dá)了制造業(yè)的智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的開展要求，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)開展的裝備根底，是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的重要保障?！惨弧持悄苤圃煅b備的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)技術(shù)對于智能制造裝備目前面臨的關(guān)鍵技術(shù)總共分為12條：〔1〕新型傳感器共性關(guān)鍵技術(shù)采用新原理、新效應(yīng)的傳感技術(shù)；傳感器微型化/芯片化技術(shù)；傳感器陣列和多傳感參數(shù)復(fù)合的集成技術(shù)；傳感器數(shù)字化和智能化技術(shù)；傳感器的強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；傳感器數(shù)字通信總線技術(shù)；傳感器的應(yīng)用技術(shù)?！?〕工業(yè)控制系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計技術(shù)高端DCS、FCS、PLC等自動化控制裝備體系構(gòu)造優(yōu)化技術(shù)；不同構(gòu)造的模塊化硬件設(shè)計技術(shù)；高可靠性、高穩(wěn)定性、高環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)；創(chuàng)立單元電路硬件庫?！?〕工業(yè)控制系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計技術(shù)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計技術(shù)；微核操作系統(tǒng)和開放式系統(tǒng)軟件技術(shù)；組態(tài)語言和人機(jī)界面技術(shù)；統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一編程環(huán)境的工程軟件平臺技術(shù)；實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)；應(yīng)用軟件的工程化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)；系統(tǒng)集成技術(shù)以及集成支撐技術(shù)；高可靠軟件編制流程研究?！?〕工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性技術(shù)可靠性綜合分析設(shè)計技術(shù)；自動化控制裝備可靠性建模技術(shù)；多環(huán)境因子檢測技術(shù)；可靠性加速試驗方法研究；故障診斷、壽命預(yù)測和評估技術(shù)；預(yù)測故障發(fā)生位置、時間、程度及故障修復(fù)技術(shù)；〔5〕工業(yè)控制系統(tǒng)功能平安技術(shù)智能裝備硬件、軟件的功能平安分析、設(shè)計、驗證方法與技術(shù)；建立功能平安驗證測試平臺；自動化系統(tǒng)整體功能平安評估技術(shù)；自動化控制系統(tǒng)的核平安性和功能平安驗證技術(shù)?！?〕高可靠平安計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)三重冗余的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)；控制系統(tǒng)元件的故障識別、故障自動排除及自修復(fù)技術(shù)?！?〕先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)工業(yè)過程多層次性能評估技術(shù)；基于海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)習(xí)建模技術(shù)；大規(guī)模高性能多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)；高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)運動規(guī)劃、多軸連續(xù)插補(bǔ)、電子齒輪與電子凸輪等精細(xì)運動控制技術(shù)?！?〕系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)大型制造工程工程復(fù)雜自動化系統(tǒng)整體方案設(shè)計技術(shù)以及安裝調(diào)試技術(shù)；統(tǒng)一操作界面和工程工具的設(shè)計技術(shù)；統(tǒng)一事件序列和報警處理技術(shù)；一體化資產(chǎn)管理技術(shù)?！?〕故障診斷與安康維護(hù)技術(shù)裝備在線或遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)；裝備自愈合調(diào)控與損傷智能識別技術(shù)；裝備安康維護(hù)技術(shù)；重大裝備的壽命測試和剩余壽命預(yù)測及壽命評估技術(shù)?！?0〕高可靠實時通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；高可靠無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)；工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)信息平安〔security〕技術(shù)；異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)間信息無縫交換技術(shù)；工業(yè)通信協(xié)議認(rèn)證技術(shù)；工業(yè)通信協(xié)議轉(zhuǎn)化為國際標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)安裝調(diào)試與維護(hù)技術(shù)?！?1〕特種工藝與精細(xì)制造技術(shù)多維精細(xì)加工工藝；精細(xì)成型工藝，焊接、粘接、燒結(jié)等特殊連接技術(shù)；微機(jī)電系統(tǒng)〔MEMS〕制造技術(shù)；準(zhǔn)確可控?zé)崽幚砑夹g(shù)；精細(xì)鍛造技術(shù)?！?2〕高端分析檢測技術(shù)質(zhì)譜分析檢測技術(shù)；光譜分析檢測技術(shù)；能譜分析檢測技術(shù)。[1]〔二〕麥斯鐵MPFMS系列汽車縱梁板數(shù)控沖孔柔性加工生產(chǎn)線麥斯鐵數(shù)控機(jī)床設(shè)計制造的MPFMS系列汽車縱梁板數(shù)控沖孔柔性加工生產(chǎn)線是為汽車的縱梁平板沖孔而設(shè)計的一種高效、高精度的板材自動化加工設(shè)備。上料、下料、板料的定位及送進(jìn)、模具的選擇、沖壓過程的實現(xiàn)以及故障報警等均能夠通過數(shù)控系統(tǒng)控制自動完成。該生產(chǎn)線有如下特點：〔1〕板料完全自動化加工。圖形顯示功能?！?〕可選增獨有的漏孔檢測裝置，防止因為模具的損壞引起的誤工。

〔3〕模具采用直線式構(gòu)造，通過氣缸推動模塊機(jī)構(gòu)選擇不同的模具參與沖壓，加快了選模速度，提高了工效；整體式上下模腔成對加工，保證了模具同心度，極延長了模具的使用壽命；模具采用鑲套式構(gòu)造，維修更換方便?！?〕模具既可以整體更換，也能夠單個更換?！?〕配有集中自動潤滑裝置，可將潤滑油直接送入各潤滑點，減少了運動付的摩擦，提高了運動部位的可靠性，延長機(jī)器使用壽命?！?〕自動編程系統(tǒng)操作簡單功能齊全，可以直接識別二維CAD圖。圖SEQ圖\*ARABIC1麥斯鐵MPFMS系列汽車縱梁板數(shù)控沖孔柔性加工生產(chǎn)線二、智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)具有如下特征：〔1〕多信息感知與融合；〔2〕知識表達(dá)、獲取、存儲和處理〔包括識別、設(shè)計、計算、優(yōu)化、推理與決策〕；〔3〕具有聯(lián)想記憶功能〔AssociateMemory〕；〔4〕具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自維護(hù)功能；〔5〕具有自優(yōu)化功能〔系統(tǒng)越用越好用〕；〔6〕智能的分解與集成；〔7〕容錯；〔8〕智能控制。[2]〔一〕智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)技術(shù)智能制造系統(tǒng)與人類的知識密切相關(guān)，其技術(shù)包括以下4點：〔1〕智能設(shè)計技術(shù)利用CAD/CAPP/CAM等技術(shù)幫著專家對產(chǎn)品進(jìn)展分析、判斷、決策?！?〕智能診斷技術(shù)除計算機(jī)的自診斷功能外，還可以進(jìn)展故障分析、原因查找和故障的自動排除?！?〕自適應(yīng)技術(shù)在加工過程中自動檢測并適應(yīng)因材料材質(zhì)、加工余量的不均勻、環(huán)境的變化而帶來的一系列問題?！?〕遠(yuǎn)程控制技術(shù)通過有線、無線網(wǎng)絡(luò)等方式，對系統(tǒng)進(jìn)展監(jiān)控、分析、控制等。[3]在某些智能制造裝備中由于不是每個制造功能都自動化，但必須允許所有的功能完全集成在智能化制造系統(tǒng)操作。所以要在設(shè)計和制造功能之間的主要連接元件，自動化和優(yōu)化的工藝規(guī)劃函數(shù)創(chuàng)立一個更強(qiáng)大的環(huán)境，使整個過程的優(yōu)化。特別是，能夠整合特征識別和操作順序優(yōu)化的制造系統(tǒng)鏈，是有助于集成設(shè)計與制造系統(tǒng)的自動化和靈活性的重要元素。[4]〔二〕IMS-WMS智能制造系統(tǒng)IMS-WMS〔IMS-WarehouseManagementSystem〕是一款基于電子智能制造管理和倉庫管理資訊化的現(xiàn)代化倉庫管理系統(tǒng)。是以精益生產(chǎn)〔JIT〕為理論根底，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)、影象識別技術(shù)、條碼技術(shù)、API技術(shù)〔應(yīng)用程序接口〕、OLAP技術(shù)〔在線事務(wù)所處理〕和相應(yīng)的通信機(jī)制與外部系統(tǒng)的對接集成，能有效地對倉庫流程和空間進(jìn)展管理，實現(xiàn)批次管理、快速出入庫和動態(tài)盤點。并快速幫助企業(yè)的倉庫管理人員對庫存物品的入庫、出庫、移動、盤點、配料等操作進(jìn)展全面的控制和管理，有效的利用倉庫存儲空間，提高倉庫的倉儲能力，在物料的使用上實現(xiàn)先進(jìn)先出，最終提高企業(yè)倉庫存儲空間的利用率及企業(yè)物料管理的質(zhì)量和效率，提高倉庫庫存管理水平和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)物料防錯和追溯管理、降低企業(yè)庫存和人力本錢，提升企業(yè)市場競爭力。此系統(tǒng)包括8個模塊：AOS管理模塊、數(shù)據(jù)接口模塊、IQC檢驗管理模塊、設(shè)備倉庫管理模塊、配送管理模塊、智能盤點模塊、報表管理模塊、生產(chǎn)方案管理模塊。WMS系統(tǒng)不僅對結(jié)果進(jìn)展處理，而且通過對作業(yè)動作的指導(dǎo)和規(guī)保證作業(yè)的準(zhǔn)確性、速度和相關(guān)記錄數(shù)據(jù)的自動登記〔入計算機(jī)系統(tǒng)〕，增加倉庫的效率、管理透明度、真實度降低本錢。三、結(jié)語提升國家實力必須大力開展智能制造技術(shù)，現(xiàn)在智能制造技術(shù)還不是中心科學(xué)技術(shù)，但智能化已是所有高新科學(xué)技術(shù)的開展方向。美國為什么能控制全世界，不是因為她的價值觀、軍事力量、跨國公司，而是他大量的智能化高新科學(xué)技術(shù)，比方曼哈頓方案、阿波羅方案、星球大戰(zhàn)方案、信息高速公路方案、導(dǎo)彈防御系統(tǒng)等。美國依靠這一系列的高新科學(xué)技術(shù)〔當(dāng)前特別是依靠智能化信息科學(xué)技術(shù)〕實現(xiàn)了軍事、科技、經(jīng)濟(jì)的全面開展。而制造技術(shù)是所有這些高新科學(xué)技術(shù)的實現(xiàn)技術(shù)。例如美國的波音777/787飛機(jī)的制造就采用了智能制造技術(shù)，在制作周期、飛機(jī)質(zhì)量等方面有很大的優(yōu)勢。再例如，目前，密歇根大學(xué)工程研究中心大學(xué)〔ERC〕正在開發(fā)一種新型的重構(gòu)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)被設(shè)計成按需要可以加以改變，包括改變其機(jī)械和控制的構(gòu)造。而重構(gòu)系統(tǒng)的根底就是智能制造裝備，智能制造裝備執(zhí)行某些局部輸送，焊接，裝配，每個加工站和機(jī)制被稱為一個站，并執(zhí)行必要的部件的整體生產(chǎn)特定過程。[5]重構(gòu)系統(tǒng)技術(shù)是未來智能制造的一個重要領(lǐng)域，它可以更加靈活的適應(yīng)不同生產(chǎn)加工需求，而美國在這一方面處于領(lǐng)先地位。我國早就意識到智能制造的重要性，并指出智能制造裝備將是未來開展的重點。隨著我國開場向高端裝備制造業(yè)快速布局，重型機(jī)械、核電、高鐵、航空、中高端數(shù)控機(jī)床、海洋工程等領(lǐng)域已成為產(chǎn)業(yè)開展熱點，各項扶持政策已開場陸續(xù)出臺，智能制造在未來幾年必將有很大的開展。參考文獻(xiàn)：[1]經(jīng)信委裝備工業(yè)處.裝備制造業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)開展指南(2011)[EB/OL].[2]朱劍英〔航空航天大學(xué)〕.智能制造的意義、技術(shù)與實現(xiàn)[J].航空制造技術(shù),2013(23).[3]王紅巖,蔡衛(wèi)東,史錦屏.智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[D].大學(xué),2001.[4]Gelgele,LemuH.HybridIntelligentSystemsinManufacturingOptimization[D].Norgesteknisk-