智能制造概論（高職）全套教學課件

項目一智能制造總論智能制造概論全套可編輯PPT課件項目1智能制造理論項目2智能制造系統(tǒng)項目3智能制造關鍵技術項目4智能制造裝備與服務項目5智能制造的典型應用項目導讀制造業(yè)作為國民經(jīng)濟的基石，是實現(xiàn)“中國夢”的保障。當今的制造業(yè)正由傳統(tǒng)制造向智能制造轉變。智能制造是互聯(lián)網(wǎng)時代的產(chǎn)物，是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。只有抓住了智能制造，國家和民族的強盛才能有保障。同時，打造具有國際競爭力的智能制造產(chǎn)業(yè)，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。項目目標1.掌握智能制造的概念2.掌握智能制造的特征3.了解智能制造的現(xiàn)狀4.了解智能制造的前景5.了解智能制造的產(chǎn)業(yè)模式1認識智能制造2智能制造的現(xiàn)狀與背景3智能制造的產(chǎn)業(yè)模式目錄CONTENTS

第一部分

認識智能制造PART0101導入新聞中我們經(jīng)常聽到“中國智造”，它是中國智能制造的簡稱。“中國智造”是我國當前和今后一段時間經(jīng)濟工作的重要任務。同時，“中國智造”對加快推進產(chǎn)業(yè)結構調整和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術改造，加快發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，全面提升產(chǎn)業(yè)技術水平和國際競爭力具有重要意義。那么，什么是智能制造？中國的智能制造與其他國家的智能制造有什么區(qū)別與聯(lián)系？智能制造的概念01智能制造基于新信息技術，貫穿設計、生產(chǎn)、管理與服務等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)和模式的總稱。人工智能通過一些算法使機器模仿人類思維與行為的能力，如學習、推理、思考、規(guī)劃、感知等。制造把原材料加工成特定物品的過程，包括材料選擇、加工生產(chǎn)、質量保證等環(huán)節(jié)。廣義的制造還包括管理、營銷等一系列有內在聯(lián)系的運作和活動。智能制造的概念01智能制造的特征02自律能力人機一體化自律性與超柔性智能制造能夠搜集、理解環(huán)境信息和自身信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為，從而保證其以最佳的方案運行。智能制造是人機一體化的工作模式，是混合智能。智能制造的各組織單元能夠按照工作任務的需要，自動組成最適合的組織結構，并依據(jù)最佳方式運行。智能制造的特征智能制造的特征學習能力和自維護能力智能制造以原有知識為基礎，在工作中不斷獲取新知識，并剔除不適用的知識，從而完善知識庫，使知識庫更加合理。虛擬現(xiàn)實技術是通過音像和傳感裝置，將現(xiàn)實生活中的各種景象、物件等虛擬展示出來，使人們的感官感受更接近真實生活。智能制造的特征02虛擬現(xiàn)實智能制造包括智能制造系統(tǒng)與智能制造技術，而智能制造的實現(xiàn)還要依靠基礎硬件的支撐，即智能制造裝備的支撐。智能制造系統(tǒng)智能制造技術智能制造裝備智能制造服務智能制造的結構體系03知識競賽規(guī)則04將全班學生分為10組，進行知識競賽。競賽以搶答的形式進行，分別設置一等獎1名，二等獎2名，三等獎3名，評分細則如下。①競賽只進行1輪，題型分為判斷題、選擇題、問答題。②競賽基礎分為100分，其中判斷題共10題，每題答對得3分，答錯扣1分，共30分；選擇題共10題，每題答對得4分，答錯扣2分，共40分；問答題共5題，每題答對得6分，答錯扣3分，共30分。③主持人宣布“開始”后方可開始舉手搶答，答題時間為30

s。提前舉手搶答和在答題時間內未作答的均按答錯處理，由剩余隊伍繼續(xù)舉手搶答。④答題時，可由本隊任意一位隊員主答，其余隊員可輔助答題，但整隊的最終結果應統(tǒng)一，否則按答錯處理。⑤若有題目沒有隊伍搶答，則此題作廢，并由主持人公布正確答案。一、判斷題1．智能制造能夠搜集并理解環(huán)境信息和自身信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為。（

）2．當今的制造業(yè)正由傳統(tǒng)制造向智能制造轉變。

（

）3．智能制造以原有知識為基礎，在工作中不斷獲取新知識，并剔除原來的知識。（

）4．虛擬現(xiàn)實技術能使人們的感官感受更接近真實生活。

（

）5．“制造系統(tǒng)”的范圍很狹窄，只有大的供需鏈才叫“制造系統(tǒng)”。

（

）知識競賽題目04一、判斷題6．制造就是把原材料加工成特定物品的過程，包括材料選擇、加工生產(chǎn)、質量保證、管理、營銷等步驟。（

）7．智能制造集自動化、智能化和服務化于一身。（

）8．智能制造具有超柔性。（

）9．“柔性”是指實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。（

）10．智能制造是混合智能。（

）知識競賽題目04知識競賽題目04二、選擇題1．關于智能制造以下說法錯誤的是（

）。A．智能制造是指在制造過程中進行智能活動B．智能制造由機器單獨作業(yè)C．智能制造由人工智能和制造相互融合而成

D．智能制造能搜集并理解環(huán)境信息和自身信息2．以下不屬于人工智能三個發(fā)展階段的是（

）。A．計算智能

B．行為智能C．感知智能

D．認知智能知識競賽題目043．關于人機一體化的說法正確的是（

）。A．智能制造要求人與機器要分開工作

B．人機一體化要求人輔助機器工作C．智能制造不是完全摒棄人的工作D．將來機器會完全取代人4．智能制造是（

）的工作模式。A．機器作業(yè)

B．人機一體化C．裝備作業(yè)

D．人工合作知識競賽題目045．虛擬現(xiàn)實技術是通過（

）裝置，將現(xiàn)實生活中的各種景象、物件等虛擬展示出來。A．音像和傳感B．音像和機器人C．機器人和傳感D．音像和攝像頭6．關于自學習和自維護能力說法錯誤的是（

）。A．智能制造以原有知識為基礎B．智能制造在工作中不斷獲取新知識C．智能制造的知識庫一旦定下來就很難變更D．智能制造系統(tǒng)能對自身故障進行診斷、排除和修復知識競賽題目047．以下不是智能制造技術作用的是（

）。A．可實現(xiàn)整個制造企業(yè)經(jīng)營運作的高度柔性化B．可實現(xiàn)整個制造企業(yè)經(jīng)營運作的高度集成化C．取代或延伸制造環(huán)境領域專家的全部腦力勞動D．對制造業(yè)領域專家的智能信息進行收集8．智能制造服務是依托（

）來創(chuàng)造高附加值的服務。A．產(chǎn)品B．智能制造裝備C．專家

D．智能制造技術三、問答題1．人工智能對人的思維模擬從哪兩方面進行？2．智能制造的特征有哪些？3．什么是自組織與超柔性？4．什么是智能制造系統(tǒng)？5．什么是智能制造裝備？知識競賽題目04

第二部分

PART0202智能制造的現(xiàn)狀與前景導入自1946年2月14日第一臺通用計算機ENIAC問世以來，機械制造業(yè)大體沿著傳統(tǒng)制造技術和智能制造技術兩條路線發(fā)展。20世紀50～60年代，硬件數(shù)控（hardNC）廣泛發(fā)展；到70年代則是計算機數(shù)字控制（CNC）的天下；80年代，世界范圍內興起柔性自動化的熱潮，同時開始出現(xiàn)計算機集成制造；如今，制造業(yè)已經(jīng)全面向智能化、個性化邁進，即我們所說的智能制造。那么，智能制造的現(xiàn)狀與前景是怎樣的呢？智能制造的現(xiàn)狀011．德國“工業(yè)4.0”“工業(yè)4.0”最早出現(xiàn)在德國，于2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會上被正式推出，并迅速成為德國的一個標簽，同時也在全球范圍內引發(fā)了新一輪的工業(yè)轉型競賽。智能制造的現(xiàn)狀012．美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略智能制造的現(xiàn)狀01智能制造的現(xiàn)狀01制造業(yè)是中國的支柱產(chǎn)業(yè)，中國制造遍及全球，但要想實現(xiàn)中華民族的偉大復興還需要將“中國制造”轉變?yōu)椤爸袊窃臁?。為實現(xiàn)“中國智造”，中國以智能工廠為發(fā)展方向，開展智能制造試點示范，智能制造的現(xiàn)狀01北京大興國際機場是被外媒評為“新世界七大奇跡”之首的“中國智造”建筑，其各方面都體現(xiàn)了“中國智造”的成果。典型案例人機協(xié)作智能制造的前景02智能制造的發(fā)展離不開機器人，但在某些產(chǎn)品領域和生產(chǎn)線上人工操作仍很重要，人機協(xié)作的作用越來越大。人機協(xié)作智能制造的前景02人與機器人的關系并不是一成不變的，隨著智能制造的發(fā)展，人和機器人必須相互“理解”、相互感知、相互幫助，才能夠緊密地協(xié)作，自然地交互并保障彼此安全。高端裝備智能制造的前景02

高端裝備即生產(chǎn)高技術、高附加值的先進工業(yè)設施設備，它具有技術密集、附加值高、帶動作用強的特點。

我國智能制造的重點發(fā)展領域為高端數(shù)控機床與基礎制造裝備、自動化成套生產(chǎn)線、智能控制系統(tǒng)、智能專用裝備等，旨在實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、智能化、精密化、綠色化，從而帶動整體工業(yè)技術水平的提升。產(chǎn)業(yè)升級智能制造的前景02傳統(tǒng)制造業(yè)由自動化向智能化的升級需要具備實現(xiàn)智能生產(chǎn)所需要

的智能機器人、高度智能化的智能生產(chǎn)線、融合虛擬生產(chǎn)和現(xiàn)實生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、貫穿產(chǎn)品全生命周期的制造信息系統(tǒng)。產(chǎn)品的智能化制造裝備的智能化生產(chǎn)方式的智能化管理的智能化服務的智能化智能制造的前景02傳統(tǒng)的制造企業(yè)將在全球范圍內與信息技術企業(yè)開展合作，動態(tài)調整合作對象，整合優(yōu)勢資源，并逐漸向跨界融合企業(yè)轉變，在研發(fā)、制造、物流等環(huán)節(jié)實現(xiàn)全球分散化生產(chǎn)?？缃缛诤现悄苤圃斓那熬?2①將全班學生分成4組，分別為組1、組2、組3、組4。②安排組1查找國產(chǎn)智能生產(chǎn)線相關內容，組2查找國外生產(chǎn)的智能生產(chǎn)線相關內容，組3查找國產(chǎn)智能設備相關內容，組4查找國外生產(chǎn)的智能設備相關內容。③各組分別總結所查找內容的優(yōu)勢和劣勢。④全班學生進行討論，分別對比國內外智能生產(chǎn)線和智能設備的優(yōu)勢和劣勢，并將對比數(shù)據(jù)和對比結果進行展示。任務實施-比較分析03

第三部分PART0303智能制造的產(chǎn)業(yè)模式導入說起小米手機大家并不陌生，小米手機操作系統(tǒng)按用戶需求快速更新是它的品牌優(yōu)勢。小米公司這種充分聽取用戶聲音，快速試錯，快速迭代系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)模式在營銷上取得了很大的成功。那么，你覺得小米公司的這種產(chǎn)業(yè)模式是智能制造的產(chǎn)業(yè)模式嗎？為什么？個性化定制與生產(chǎn)01個性化定制在智能制造時代，客戶的需求將呈現(xiàn)多樣化、復雜化、個性化的趨勢。而智能制造企業(yè)可以大規(guī)模地滿足客戶的個性化需求。這就要求企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品前對客戶需求進行分析預測，即預測型制造，最終實現(xiàn)整個制造過程中的零故障、零憂患、零意外、零污染。個性化定制將成為智能制造時代市場的主流消費方式，產(chǎn)品的生產(chǎn)方式也將隨之發(fā)生變化。個性化定制與生產(chǎn)01個性化定制隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，消費者可以進行線上購物，但這也不是真正意義上的個性化消費，根本上還是企業(yè)決定了產(chǎn)品。真正意義上的個性化消費應該是產(chǎn)品完全圍繞個人的需求進行設計和制造，為消費者“量身定做”。2．個性化定制智能制造將為產(chǎn)品的生產(chǎn)方式帶來脫胎換骨的變化，“企業(yè)決定產(chǎn)品”的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式將逐漸轉變?yōu)椤跋M者決定產(chǎn)品”的智能生產(chǎn)方式。大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)，使企業(yè)可以實時與消費者進行溝通，了解消費者的需求與消費偏好，進而實施個性化定制。目前，一些產(chǎn)品的個性化定制已經(jīng)存在，但由于其價格高昂，無法實現(xiàn)全民普及。只有大幅度提升個性化產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低成本，才能讓更多消費者選擇個性化消費。個性化定制與生產(chǎn)01課堂討論你覺得個性化定制能實現(xiàn)嗎？個性化生產(chǎn)個性化定制與生產(chǎn)01若想使個性化消費成為現(xiàn)實，則個性化生產(chǎn)是前提。個性化生產(chǎn)是指多樣性的小批量生產(chǎn)，是相對于傳統(tǒng)生產(chǎn)而言的。預測型制造是指生產(chǎn)制造系統(tǒng)能夠對產(chǎn)品制造的全過程及各個制造設備的運行狀況進行智能分析，旨在保障生產(chǎn)制造過程的順利進行，提高生產(chǎn)效率。預測型制造通常用“6C”模式來定義。預測性制造預測型制造02知識鏈接“6C”是指connection（連接）、cloud（云儲存）、cyber（虛擬網(wǎng)絡）、content（內容）、community（社群）和customization（定制化）。工業(yè)制作過程的預測預測型制造02在傳統(tǒng)的工業(yè)制造過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)機器故障，導致制造過程中斷。這些機器故障可能是許多未知因素導致的，無論是何種因素，對于傳統(tǒng)的制造業(yè)，都是在問題發(fā)生后進行分析，然后再解決問題。這種制造方式稱為反應型制造。工業(yè)制造過程的預測需要通過以下三個方面的轉化來實現(xiàn)。1）制造流程價值化2）制造流程智能化3）制造流程透明化預測型制造02任務實施-暢想未來03為滿足產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)的需要，穩(wěn)定生產(chǎn)效率，保證訂單按時完成，現(xiàn)在的制造工廠都采用流水線生產(chǎn)的模式。進入到工廠里你會看到，生產(chǎn)產(chǎn)品所需的各道工序被排列開來組成生產(chǎn)線，產(chǎn)品原材料從第一道工序開始進入生產(chǎn)線，連續(xù)不斷地經(jīng)過各道工序，最后被加工成為產(chǎn)品。而很多工廠自動化水平較低，每道工序都需要工人來作業(yè)。這樣的生產(chǎn)模式離智能制造還很遠，請你想象智能制造時代的工廠會變成什么樣呢？請分小組討論并展示討論結果。謝謝您的觀看！項目二智能制造系統(tǒng)智能制造概論項目導讀

智能制造系統(tǒng)是由若干復雜相關子系統(tǒng)集合而成的一個整體，包括產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)和信息物理系統(tǒng)等。智能制造系統(tǒng)能使企業(yè)按不同的信息化要求將相關數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的整合利用，從而提高企業(yè)的信息化和智能化水平。項目目標1.掌握產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)的概念和功能模塊2.掌握制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念和功能模塊3.掌握企業(yè)資源計劃系統(tǒng)的概念和功能模塊4.掌握信息物理系統(tǒng)的概念和功能模塊5.了解產(chǎn)品全生命周期系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)和信息物理系統(tǒng)的應用和軟件1產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)2制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）3企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)目錄CONTENTS信息物理系統(tǒng)（CPS）4

第一部分

產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)PART0101汽車工業(yè)是一個技術高度密集的成熟產(chǎn)業(yè)，是當今許多新技術的載體。汽車新產(chǎn)品的研發(fā)是汽車工業(yè)的核心，是汽車企業(yè)的核心競爭力。汽車新產(chǎn)品的研發(fā)不是汽車研發(fā)部門獨立完成的，而是需要在各部門的密切配合下完成。但各部門往往從自身利益出發(fā)，容易造成信息流集成不暢、工作流出現(xiàn)很多障礙。所以企業(yè)迫切需要一個進行信息交流的平臺來提供強大的工作流管理功能，而PLM系統(tǒng)恰好能滿足企業(yè)的需求。那么，什么是PLM系統(tǒng)呢導入

汽車工業(yè)是一個技術高度密集的成熟產(chǎn)業(yè)，是當今許多新技術的載體。汽車新產(chǎn)品的研發(fā)是汽車工業(yè)的核心，是汽車企業(yè)的核心競爭力。汽車新產(chǎn)品的研發(fā)不是汽車研發(fā)部門獨立完成的，而是需要在各部門的密切配合下完成。但各部門往往從自身利益出發(fā)，容易造成信息流集成不暢、工作流出現(xiàn)很多障礙。所以企業(yè)迫切需要一個進行信息交流的平臺來提供強大的工作流管理功能，而PLM系統(tǒng)恰好能滿足企業(yè)的需求。那么，什么是PLM系統(tǒng)呢？產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的概念01產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)產(chǎn)品全生命周期是指從人們對產(chǎn)品的需求開始，到產(chǎn)品淘汰報廢的全部生命歷程。PLM系統(tǒng)則能在經(jīng)濟、知識、市場和制造全球化環(huán)境下，對產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息進行管理，從而將企業(yè)的擴展、經(jīng)營和管理與產(chǎn)品全生命周期緊密聯(lián)系在一起。數(shù)據(jù)管理模塊配置管理模塊協(xié)同管理模塊產(chǎn)品行為管理模塊質量管理模塊產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的功能模塊02項目管理模塊數(shù)據(jù)管理模塊產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的功能模塊02數(shù)據(jù)管理模塊是PLM系統(tǒng)實現(xiàn)其核心功能的基礎。其以企業(yè)應用集成技術作為異構系統(tǒng)集成框架，分別應用封裝、構件和中間接口等形式完成PLM與Office、CAX、ERP、CRM、SCM系統(tǒng)的集成，從而實現(xiàn)異構系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流的共享。項目管理模塊項目管理模塊涉及從項目立項到產(chǎn)品的需求分析、設計、制造、銷售及回收等各個環(huán)節(jié)，項目管理模塊主要包括任務管理、多層項目計劃編制、可行性分析、項目執(zhí)行過程跟蹤控制、項目資源管理、多項目管理等功能。產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的功能模塊02配置管理模塊是PLM系統(tǒng)的基礎，具有識別和確定系統(tǒng)配置項，控制、紀實和變更配置狀態(tài)，檢驗配置項正確性和完整性等功能。質量管理模塊質量管理模塊能夠提供PLM系統(tǒng)多環(huán)節(jié)的質量協(xié)同方案，并通過質量規(guī)劃、質量控制和質量完善，使企業(yè)在正確的時間得到質量合格的產(chǎn)品。配置管理模塊產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的功能模塊02協(xié)同管理模塊是在系統(tǒng)集成技術的基礎上，對整個PLM系統(tǒng)進行協(xié)同化管理。它在系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)都要考慮其他各環(huán)節(jié)的因素，從而實現(xiàn)系統(tǒng)內項目管理的動態(tài)協(xié)同和配置管理的靜態(tài)協(xié)同。產(chǎn)品行為管理模塊產(chǎn)品行為管理模塊是在企業(yè)運行規(guī)則和相關標準的基礎上，實現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境、信息安全和產(chǎn)品回收的一致性管理，從而為PLM系統(tǒng)的運行提供可靠保障。協(xié)同管理模塊產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的應用03PLM系統(tǒng)架構產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的應用03轉換工具建模工具通用信息對象集成接口管理工具MDA工具產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的應用03轉換工具建模工具通用信息對象集成接口管理工具MDA工具產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的應用03轉換工具PLM系統(tǒng)能夠使用和積累很多模型，而這些模型是以XML文檔的形式進行保存的。所以需要轉換工具把相應的圖形化模型轉換成對應的XML文檔，并記錄其相應的數(shù)據(jù)，以方便對這些圖形文件進行管理。建模工具主要用來建立各種模型，包括例圖、各種集成供應鏈模型、系統(tǒng)動態(tài)交互模型等。建模工具產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)的應用03PLM系統(tǒng)的一個關鍵功能是與企業(yè)其他應用系統(tǒng)的集成，而通用信息對象集成接口是PLM系統(tǒng)與企業(yè)其他應用系統(tǒng)集成的通道。管理工具主要對不同版本的集成供應鏈模型進行管理，以保證模型版本的正確性。管理工具通用信息對象集成接口MDA工具能用來描述系統(tǒng)靜態(tài)模型、動態(tài)模型、顯示界面，以及與數(shù)據(jù)庫交互的操作模型等。MDA工具產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)軟件04專業(yè)軟件PLM技術的實施需要靠專業(yè)的軟件來支撐，PLM系統(tǒng)軟件是連接企業(yè)各個業(yè)務部門的信息平臺與紐帶，它能為企業(yè)不同的應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的基礎信息符號和操作標準，并提供所有設計數(shù)據(jù)的共享服務。PLM系統(tǒng)軟件需要實現(xiàn)在異構網(wǎng)絡環(huán)境下基于容器的構件化設計，并需要具有跨平臺能力。多數(shù)PLM系統(tǒng)軟件采用J2EE（java2platformenterpriseedition）平臺作為技術支持平臺。1432客戶層包括客戶接口和工具。表示邏輯層是用戶和業(yè)務之間的紐帶。業(yè)務邏輯層用來實現(xiàn)企業(yè)的業(yè)務邏輯。企業(yè)信息層用來存儲和擴展企業(yè)信息。產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)軟件04產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)軟件04西門子PLM系統(tǒng)軟件的主要功能模塊設計管理模塊、文檔管理模塊、BOM管理模塊、流程管理模塊、需求管理模塊、服務管理模塊、制造工藝管理模塊、供應鏈管理模塊、質量管理模塊、成本管理模塊、持續(xù)性管理模塊、系統(tǒng)工程管理模塊等0102030405產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）系統(tǒng)軟件04設計模塊文檔管理模塊BOM管理模塊流程模塊制造工藝模塊任務實施-行動起來05①將全班學生分為5組，每組選擇一種要調查的產(chǎn)品。②每組通過走訪商店或上網(wǎng)查閱資料等方式，調查此產(chǎn)品從上市到現(xiàn)在的銷量。③以時間為橫軸、銷量為縱軸，制作產(chǎn)品的銷量曲線。④各組派代表展示并講解產(chǎn)品的銷量曲線。

第二部分

PART0202制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)導入20世紀80年代后期，全球市場競爭激烈，計劃的適應性問題越來越突出，計劃越來越跟不上變化。面對客戶對交貨期的苛刻要求，面對更多產(chǎn)品的改型和訂單的不斷調整，企業(yè)的決策者逐漸認識到，計劃的制訂和執(zhí)行要依賴市場和實際的生產(chǎn)執(zhí)行狀態(tài)，而不能單純以物料和庫存來控制生產(chǎn)。因此，改善生產(chǎn)計劃的適應性，增加底層生產(chǎn)過程的信息流動，并提高計劃的實時性和靈活性對于企業(yè)的生存和發(fā)展至關重要。這時，研究人員便提出了“制造執(zhí)行系統(tǒng)”的概念。那么，什么是制造執(zhí)行系統(tǒng)？它具有哪些功能？01MES以整個車間制造過程為優(yōu)化對象。02MES能實時采集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)并進行精準分析和處理。03MES是計劃層和控制層信息交互的關鍵紐帶制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的概念01MES是構建軟硬件一體化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的功能模塊02

MES的功能模塊制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的功能模塊02生產(chǎn)單元分配理模塊是通過生產(chǎn)訂單、批量訂單及工作訂單等形式來管理和控制生產(chǎn)單元中的物料流和信息流人力資源管理模塊能夠提供實時更新的員工狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，并結合設備的資源管理來決定最終的優(yōu)化分配?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊負責采集生產(chǎn)現(xiàn)場中各種必要的實時更新的數(shù)據(jù)信息工序調度模塊負責生成工序級詳細生產(chǎn)計劃，并基于指定的生產(chǎn)單元，提供相關的優(yōu)先級、屬性、特征、方法等的生產(chǎn)排序制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的功能模塊02資源分配與狀態(tài)管理模塊是對資源狀態(tài)及分配信息進行管理產(chǎn)品跟蹤模塊能通過監(jiān)視產(chǎn)品在任意時刻的位置和工藝狀態(tài)，來獲取每個產(chǎn)品的歷史記錄，以方便追溯。過程管理模塊在監(jiān)控生產(chǎn)過程的同時，可自動修正生產(chǎn)中的錯誤，提高加工效率和質量質量管理模塊能對生產(chǎn)現(xiàn)場收集到的數(shù)據(jù)進行實時分析，以便控制產(chǎn)品質量和確定生產(chǎn)中需要注意的問題。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的功能模塊02性能分析模塊能提供實時更新的關于實際制造過程的結果報告為保證制造過程的順利進行，設備維護管理模塊將跟蹤和指導企業(yè)進行生產(chǎn)設備的維護文檔管理模塊能夠管理與生產(chǎn)單元相關的記錄或單據(jù)，并對存儲的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行維護。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的應用031．MES的應用領域通過不斷地發(fā)展，MES的研究與開發(fā)技術都取得了長足的進展，其應用領域也在不斷擴大，目前主要應用于流程工業(yè)和離散工業(yè)。流程工業(yè)最突出的特點是生產(chǎn)線自動化程度高，生產(chǎn)過程的信息易于取得，所以流程工業(yè)具備信息數(shù)據(jù)基礎和MES的實施條件。01離散工業(yè)的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中通常被分解成多個并不連續(xù)的加工任務來完成。典型的離散工業(yè)有汽車制造、機械制造等。02制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的應用03冶金工業(yè)MES軟件的功能制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的應用03德國西門子股份有限公司旗下的安貝格工廠是先進的數(shù)字化工廠，其主要生產(chǎn)與可編程控制器相關的產(chǎn)品，其生產(chǎn)車間如圖所示。MES的應用案例制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）軟件04MES軟件即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理軟件，它是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)軟件。作為車間管理系統(tǒng)的核心，MES可以為企業(yè)其他各種應用系統(tǒng)提供現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）軟件04美國通用電氣公司作為軟件行業(yè)堅持創(chuàng)新的知名企業(yè)，也研發(fā)出了自己的MES軟件，即GEProficyMES，其業(yè)務包括企業(yè)連接器、生產(chǎn)調度、工單下達、工單協(xié)調、物料平衡、生產(chǎn)管理、設備管理和效率、能源管理、質量過程控制和生產(chǎn)報表，其業(yè)務流程如圖所示。任務實施-表格匯總05①把全班學生分為6組，3組查找國內MES軟件產(chǎn)品相關資料，3組查找國外MES軟件產(chǎn)品相關資料。②將查找結果匯總并填入下表中。③完成查詢任務后，各小組選派代表展示匯總結果。序號軟件名稱研發(fā)公司應用領域優(yōu)點缺點應用案例1

2

3

4

5

第三部分PART0303企業(yè)資源管理(ERP)系統(tǒng)導入20世紀60年代，計算機技術發(fā)展迅速，為解決制訂計劃時計算量大、過程煩瑣等問題，研究人員開發(fā)了在計算機系統(tǒng)上可對裝配產(chǎn)品進行生產(chǎn)過程控制的物料需求計劃（materialrequirementsplanning，MRP）系統(tǒng)。而隨著市場競爭的加劇，到20世紀90年代，MRP系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足更加開放的市場競爭環(huán)境的要求，而這時企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)應運而生。那么，什么是企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)？它具有哪些功能呢？企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)的概念01ERP系統(tǒng)是在信息技術的基礎上，通過科學、精準及系統(tǒng)化的管理方法，為企業(yè)員工及決策層提供決策手段的管理平臺。它是在論證了各類制造業(yè)在信息時代管理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和變革方向之后，在MRP系統(tǒng)的基礎上被開發(fā)出來的。企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)的功能模塊02產(chǎn)品開發(fā)模塊采購管理模塊生產(chǎn)計劃模塊車間管理模塊人力資源管理模塊倉庫管理模塊財務管理模塊銷售管理模塊企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)的功能模塊02企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)的應用03ERP系統(tǒng)的前身為MRP系統(tǒng)。MRP系統(tǒng)最初是作為一種信息化管理軟件進入我國，主要應用于國有大型工業(yè)企業(yè)。而如今ERP系統(tǒng)已被廣泛應用于生產(chǎn)制造、貿易流通、金融保險、電信服務、能源和交通等行業(yè)。企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)軟件04企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)軟件的分類成品套裝的ERP系統(tǒng)軟件在開發(fā)平臺上研發(fā)的ERP系統(tǒng)軟件在應用設計平臺上研發(fā)的ERP系統(tǒng)軟件企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)軟件04常用的ERP系統(tǒng)軟件案例隨著ERP系統(tǒng)軟件的廣泛應用，很多公司都投入到ERP系統(tǒng)軟件的開發(fā)中。著名的ERP系統(tǒng)軟件品牌有美國的Sage、Oracle、Infor，德國的SAP，中國的用友、管家婆、金蝶等。用友ERP總體架構任務實施-自學成才05①將全班學生分為10組，各小組上網(wǎng)查找排名前十的ERP軟件，并確定要展示的ERP軟件，各小組不要重復。②各小組查找本組要展示ERP軟件的總體架構及主要特點，并進行PPT制作。③各小組派代表進行展示。

第四部分PART0404信息物理系統(tǒng)(CPS)系統(tǒng)導入在現(xiàn)代化城市中，交通擁堵現(xiàn)象十分普遍。要想在現(xiàn)存的交通基礎設施上改善交通擁堵狀況，提高道路的運行效率是行之有效的方法。這時專家學者想到可以結合計算技術和網(wǎng)絡技術，應用信息物理系統(tǒng)（CPS）的理論和設計方法研究出新一代交通系統(tǒng)。與現(xiàn)有交通系統(tǒng)相比，新一代交通系統(tǒng)具有更大的運輸能力，更少的交通擁擠、油料消耗和廢氣排放，且更安全可靠。那么，什么是信息物理系統(tǒng)（CPS）呢？信息物理系統(tǒng)（CPS）的概念01CPS是一種基于嵌入式技術與人工智能技術的智能化信息管理系統(tǒng)，它能將物理空間里面的物理規(guī)律以信息的方式表達出來，即將物理設備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，從而讓整個世界互聯(lián)起來。本質上CPS又稱人-機-物融合系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)人、機、物的有機融合，進而在時間、空間等方面延伸人的控制。1微觀上2宏觀上3CPS通過在物理系統(tǒng)中嵌入計算與通信內核，實現(xiàn)了計算進程與物理系統(tǒng)的一體化。信息物理系統(tǒng)（CPS）的概念01CPS是由運行在不同時間和空間范圍的、分布式的、異構的系統(tǒng)組成的動態(tài)混合系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（CPS）的結構層次02

CPS的5C技術體系架構信息物理系統(tǒng)（CPS）的結構層次021．智能連接層智能連接層的核心在于按照活動目標和信息分析的需求進行數(shù)據(jù)采集，但采集的數(shù)據(jù)要有選擇性和有所側重。智能連接層的工作流程信息物理系統(tǒng)（CPS）的結構層次0202智能分析層可以將來自不同資源的數(shù)據(jù)轉換成可用于實際應用程序的信息，其核心是記憶與分析，并形成自記憶能力。03智能網(wǎng)絡層智能網(wǎng)絡層的實現(xiàn)內容包括空間模型的建立和知識發(fā)現(xiàn)與應用體系的建立兩個部分。04智能認知層智能認知層可對所獲得的有效信息進行進一步的分析和挖掘，以做出更加有效、科學的決策活動。05智能配置與執(zhí)行層能夠將決策信息轉化成各個執(zhí)行機構的控制邏輯，以產(chǎn)生新的感知并將其傳回智能連接層，從而實現(xiàn)從決策到控制器的直接連接，形成CPS五層架構的循環(huán)與迭代成長。信息物理系統(tǒng)（CPS）的結構層次025C體系的目標與技術信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用031．信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用領域01分布式能源系統(tǒng)02新一代交通系統(tǒng)03健康醫(yī)療系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用03信息物理系統(tǒng)（CPS）的應用案例豐田汽車公司在進行軸承健康管理和故障預測的課題研究時，發(fā)現(xiàn)軸承在服役過程中和損壞前均發(fā)生了數(shù)次非常劇烈的振動，對根本原因進行分析后發(fā)現(xiàn)振動的來源是壓縮機自身的喘振現(xiàn)象。為解決這一問題，豐田汽車公司將集成了預測分析工具和智能控制單元的CPS應用于汽車壓縮機的控制系統(tǒng)，使壓縮機具有了在線激流監(jiān)控和優(yōu)化控制能力，從而提升了壓縮機的工作效率信息物理系統(tǒng)（CPS）軟件04捷訊CPS軟件功能模塊CDEF設備物聯(lián)平臺品質追溯控制AB信息物理系統(tǒng)（CPS）軟件04數(shù)字化看板智能物流系統(tǒng)智能倉儲系統(tǒng)智能產(chǎn)線系統(tǒng)任務實施-調查研究05①將全班學生分為若干組，各小組上網(wǎng)或去圖書館查閱CPS應用領域的資料。②每組總結出CPS應用最廣泛的五個領域。③每組列舉出五個領域的應用案例。④每組派代表對調查結果進行展示。謝謝您的觀看！項目三智能制造關鍵技術智能制造概論項目導讀智能制造關鍵技術共分為工業(yè)制造技術、工業(yè)識別技術和新信息技術三大類，只有將各類智能制造技術進行深度融合，才能構造出智能制造系統(tǒng)。同時，制造裝備的智能化也離不開智能制造技術。因此，智能制造技術對實現(xiàn)智能制造至關重要。項目目標1.掌握工業(yè)機器人的組成、特點、分類與關鍵技術2.掌握3D打印技術的概念、原理與應用3.掌握機器視覺技術的概念、組成與應用4.了解射頻識別技術的特征、原理、組成與應用5.了解物聯(lián)網(wǎng)的概念、組成與應用項目目標6.了解人工智能技術的產(chǎn)生、發(fā)展與應用7.了解工業(yè)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、意義、架構與應用8.了解云計算技術的概念、特點、架構與應用9.了解數(shù)字孿生技術與數(shù)字孿生體1工業(yè)制造技術2工業(yè)識別技術3新信息技術目錄CONTENTS

第一部分

工業(yè)制造技術PART0101導入

當你走進智能工廠，會發(fā)現(xiàn)工業(yè)機器人隨處可見，如點焊機器人、碼垛機器人、搬運機器人等。這種在制造生產(chǎn)中應用工業(yè)機器人代替人類工作的技術稱為工業(yè)機器人技術。工業(yè)機器人技術是工業(yè)制造技術的一種，而工業(yè)制造技術還有很多。那么，還有哪些技術屬于工業(yè)制造技術呢？它們又是如何應用的呢？工業(yè)機器人技術01工業(yè)機器人

工業(yè)機器人是指應用于工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的現(xiàn)代化裝備。它能靠自身動力和控制能力來自動執(zhí)行工作，即可以在接受人的指令后，按照設定的程序執(zhí)行運動路徑和作業(yè)。工業(yè)機器人組成一臺完整的工業(yè)機器人包括操作機、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和可更換的末端執(zhí)行器四個部分工業(yè)機器人技術01控制系統(tǒng)末端執(zhí)行器驅動系統(tǒng)操作機即工業(yè)機器人的機械本體，是用來完成各種作業(yè)的執(zhí)行機械。工業(yè)機器人的驅動系統(tǒng)用來驅動操作機運動。控制系統(tǒng)是工業(yè)機器人的核心，決定了工業(yè)機器人的功能和技術水平。工業(yè)機器人的末端執(zhí)行器是直接用于作業(yè)的機構，連接在操作機腕部的機械接口上。工業(yè)機器人技術012513可重復編程擬人化通用性好工業(yè)機器人的特點工業(yè)機器人技術01按作業(yè)用途分類工業(yè)機器人按作業(yè)用途的不同，可分為點焊機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠機器人和裝配機器人等。按操作機的坐標形式分類工業(yè)機器人按操作機坐標形式的不同，可分為直角坐標機器人、圓柱坐標機器人、球坐標機器人和關節(jié)機器人工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人技術01按控制方式分類按編程方式分類工業(yè)機器人的分類工業(yè)機器人按控制方式的不同，可分為點位控制機器人、連續(xù)軌跡控制機器人、力（力矩）控制機器人和智能控制機器人。工業(yè)機器人按控制系統(tǒng)編程方式的不同，可分為直接示教機器人和離線示教（或離線編程）機器人。工業(yè)機器人技術01工業(yè)機器人的應用1）惡劣、危險的工作場合有些領域的工作場合不安全因素很多，有害于身體健康甚至危及生命2）特殊工作場合在某些特殊工作場合中，人無法工作，只有機器人才能工作。3）高復雜性、高強度、高精度的工作場合在某些高復雜性、高強度、高精度的工作場合，需要實現(xiàn)自動化且全年無休的生產(chǎn)工業(yè)機器人技術01靈活操作技術自主導航技術環(huán)境感知與傳感技術人機交互技術工業(yè)機器人的研究方向工業(yè)機器人技術013D打印技術023D打印技術又稱增材制造技術（additivemanufacturing，AM），是相對于傳統(tǒng)機械加工的減材制造而言的。該技術是基于三維數(shù)據(jù)模型，通過增加材料逐層制造的方式，來直接制造三維實體模型的一種制造方法。3D打印技術023D打印技術的原理3D打印技術基于離散-堆積原理，將復雜的三維制造轉化為一系列二維制造的疊加。自由成形制作過程快數(shù)字化驅動累加式的成型方式無須使用刀具、模具就能制造零部件制造工藝流程短、全自動，并可實現(xiàn)現(xiàn)場制造無論是哪種增材制造工藝，都是由三維數(shù)據(jù)直接或間接地驅動設備進行加工的具有較高的復制性和互換性3D打印技術023D打印技術的優(yōu)勢3D打印技術023D打印材料材料是3D打印技術發(fā)展的核心之一，目前常使用的3D打印材料有金屬粉末、光敏樹脂、熱塑性塑料、高分子聚合物、石膏、紙、生物活性高分子等。而隨著科學技術的進步，復合材料、功能梯度材料、智能材料、納米材料等新型材料已經(jīng)成為目前3D打印材料研究的熱點。3D打印設備光固化打印機采用紫外光在液態(tài)光敏樹脂表面進行掃描選擇性激光燒結打印機采用高功率的激光，把粉末加熱燒結在一起形成零件熔融沉積打印機采用熱融噴頭，使塑性纖維材料經(jīng)熔化后從噴頭內擠壓而出，并沉積在指定位置后固化成形黏結劑噴射打印機采用類似噴墨打印機噴頭的工作方式3D打印技術023D打印技術023D打印技術的應用1）設計方案評審2）制造工藝與裝配檢驗3）功能樣件制造4）模具的快速制造5）建筑總體布局、裝修方案的展示和評價6）科學計算數(shù)據(jù)實體可視化3D打印技術023D打印技術的應用7）醫(yī)學與醫(yī)療工程8）首飾和工藝品的快速開發(fā)與個性化定制9）動漫造型設計的指導和評價10）電子器件和光學器件的設計制作任務實施–辯論比賽03以“3D打印技術是否能全面取代傳統(tǒng)制造技術”為題進行辯論比賽，流程如下。①將全班學生分為兩組，每組選出四名代表，并確定好一辯、二辯、三辯和四辯，其余學生為觀眾。②每組派代表抽簽確定正反方。③按照表3-1的流程進行辯論，各方辯手要注意計時員的提醒，注意言行舉止，做到文明禮貌。④辯論結束后觀眾進行提問，正反方各回答觀眾提出的兩個問題，除雙方四辯外，任意辯手作答。⑤觀眾根據(jù)辯手的辯風、臺風、整體配合、語言運用、臨場反應等，對各個辯手進行投票，票數(shù)最高的為最佳辯手。任務實施–辯論比賽03序號程序時間1正方一辯發(fā)言2分30秒2反方一辯發(fā)言2分30秒3正方二辯發(fā)言1分30秒4反方二辯發(fā)言1分30秒5正方三辯發(fā)言1分30秒6反方三辯發(fā)言1分30秒7正方一辯進行小結1分30秒8反方一辯進行小結1分30秒9自由辯論（正方先開始）10分鐘（雙方各5分鐘）10反方四辯總結陳詞3分鐘11正方四辯總結陳詞3分鐘辯論流程

第二部分

PART0202工業(yè)識別技術導入在生活中，付款時使用二維碼支付、坐地鐵時刷卡進出站、坐火車時刷證刷臉進站等都已經(jīng)司空見慣，而這些都需要工業(yè)識別技術的支持。智能制造時代必然也離不開工業(yè)識別技術，如數(shù)據(jù)讀取、圖形采集和工件定位等工作，都需要一些工業(yè)識別技術才能實現(xiàn)。那么，工業(yè)識別技術都包括哪些呢？機器視覺技術01

機器視覺技術機器視覺技術是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來，機器視覺技術就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺技術011圖像的獲取2圖像的處理和分析3圖像的輸出和顯示圖像的獲取可將被測物體的可視化圖像和內在特征轉換成能被計算機處理的一系列數(shù)據(jù)主要是對獲取的視覺信息進行處理將圖像被處理分析的結果存入數(shù)據(jù)庫或用戶指定的位置機器視覺系統(tǒng)的組成機器視覺技術01目前，機器視覺技術廣泛應用于食品加工、制藥、化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車制造等行業(yè)的各個方面，已成為現(xiàn)代加工制造業(yè)不可或缺的部分。機器視覺技術的應用射頻識別技術02射頻識別技術（radiofrequencyidentification，RFID）是一種無線通信技術，它能在RFID閱讀器與RFID標簽之間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，以達到識別目標的目的。射頻識別技術的概念射頻識別技術02RFID標簽

為RFID標簽提供能量、進行讀寫操作的設備，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理的中心射頻識別技術的概念RFID閱讀器

為RFID標簽提供能量、進行讀寫操作的設備，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理的中心1）非接觸識別2）讀取速度快5）可重復使用7）數(shù)據(jù)的記憶容量大6）無屏障讀取射頻識別技術02射頻識別技術的特征3）體積小型化

形狀多樣化4）抗污染能力和耐久性強8）安全性高射頻識別技術023．射頻識別技術的應用RFID的數(shù)字化車間01基于RFID的智能PLM02基于RFID技術的制造物流智能化03物聯(lián)網(wǎng)技術03物聯(lián)網(wǎng)（internetofthings，IOT）是指利用局部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術，把傳感器、控制器、機器、人和物等通過新的方式相互聯(lián)結在一起，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)特征全面感知是指物聯(lián)網(wǎng)能隨時隨地獲取物體的信息。智能處理是指物聯(lián)網(wǎng)利用智能計算技術，對數(shù)據(jù)進行分析和處理，最終實現(xiàn)智能化決策和控制?？煽總鬟f是指物聯(lián)網(wǎng)通過無線通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)融合，能將獲取的物體信息實時、準確地傳遞出去。物聯(lián)網(wǎng)技術03物聯(lián)網(wǎng)技術03物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢01020304（3）過程監(jiān)控與管理（4）物流管理（2）實時售后服務（1）產(chǎn)品智能化物聯(lián)網(wǎng)技術03物聯(lián)網(wǎng)的組成物聯(lián)網(wǎng)技術03物聯(lián)網(wǎng)的組成感知層位于最底層，是物聯(lián)網(wǎng)整體架構的基礎和核心，是信息采集的關鍵部分。網(wǎng)絡層負責將感知層獲取的信息安全可靠地傳輸?shù)綉脤?。應用層位于最上層，它能夠通過云計算平臺對感知層采集的數(shù)據(jù)進行計算、處理和知識挖掘物聯(lián)網(wǎng)技術031）供應鏈管理系統(tǒng)優(yōu)化2）生產(chǎn)工藝優(yōu)化3）產(chǎn)品設備監(jiān)控管理4）環(huán)保監(jiān)測及能源管理5）工業(yè)安全生產(chǎn)管理物聯(lián)網(wǎng)技術的應用任務實施-應用舉例04請全班學生在機器視覺技術、射頻識別技術和物聯(lián)網(wǎng)技術中選擇一種技術進行應用舉例，并對列舉的應用案例進行分析，指出案例的應用技術、應用領域、具體實施過程等。

第三部分PART0303新信息技術導入除了人工智能技術，新信息技術還包括哪些技術呢？小愛、小度等智能音箱，是目前較受歡迎的家用智能電器。利用智能音箱，人們可以語音點播歌曲、上網(wǎng)購物，或了解天氣預報等，這一切都是基于人工智能技術實現(xiàn)的。而人工智能技術作為新信息技術的一種，是實現(xiàn)智能制造的重要技術。人工智能技術概念人工智能（artificialintelligence，AI）是計算機科學的一個分支，旨在使計算機技術朝著越來越智能的方向發(fā)展。人工智能技術01人工智能技術的產(chǎn)生人工智能技術011956年，在由達特茅斯學院舉辦的夏季研討會上，以約翰·麥卡錫為首的專家學者們首次提出了“人工智能”這一術語。后來，這被人們看作是人工智能正式誕生的標志，至此人工智能技術作為一門新興學科開始茁壯成長。人工智能技術01（1）推理搜索（2）知識庫系統(tǒng)建立（3）機器學習（4）深度學習人工智能技術的發(fā)展人工智能技術01人工智能技術的應用商品零售教育培訓醫(yī)療衛(wèi)生物流管理出版?zhèn)髅饺斯ぶ悄芗夹g的應用工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領域信息化應用中所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，即圍繞典型智能制造模式，從客戶需求到計劃等產(chǎn)品制造各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)、相關技術和應用的總稱。工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02工業(yè)大數(shù)據(jù)的“4V”特點工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02工業(yè)大數(shù)據(jù)的架構主要包含了生命周期與價值流、企業(yè)縱向層和IT價值鏈三個維度工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02工業(yè)大數(shù)據(jù)的架構生命周期與價值流維度涵蓋了研發(fā)與設計、生產(chǎn)、物流、銷售、運維與服務五個環(huán)節(jié)工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02企業(yè)縱向層包含信息物理系統(tǒng)（CPS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）和互聯(lián)平臺系統(tǒng)（internet+），分別研究企業(yè)各層為實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)應用及工業(yè)轉型所需要進行的工作。在IT價值鏈維度上，大數(shù)據(jù)的價值通過存放大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡、基礎設施、平臺、應用工具及其他服務來實現(xiàn)。工業(yè)大數(shù)據(jù)的架構工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02工業(yè)大數(shù)據(jù)的關鍵技術1）大數(shù)據(jù)采集技術2）大數(shù)據(jù)預處理技術3）大數(shù)據(jù)存儲技術4）大數(shù)據(jù)分析技術工業(yè)大數(shù)據(jù)技術02大數(shù)據(jù)分析技術（1）可視化分析技術（2）數(shù)據(jù)挖掘技術（3）預測分析與建模技術（4）語義引擎技術云計算技術03云計算的概念云計算（cloudcomputing）是分布式計算的一種，它是通過網(wǎng)絡將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后對這些小程序進行處理和分析，并將處理和分析結果返回給用戶。云計算技術的特點1）超大規(guī)模2）虛擬化4）高可擴展性

3）高可靠性5）極其廉價

云計算技術03云計算技術的特點云計算技術03云計算技術架構主要分為云服務層和云管理層兩大部分。1）云服務層軟件即服務層平臺即服務層基礎設施即服務層云計算技術032）云管理層云管理層包括用戶層、機制層和檢測層三層。（1）用戶層

用戶層主要面向使用云計算的用戶，并通過多種功能來更好地為用戶服務，包括用戶管理、客戶支持、計費管理和服務管理四個模塊云計算技術032）云管理層-機制層（2）機制層機制層主要提供各種用于管理云的機制。通過這些機制，能讓云計算中心內部的管理更自動化、更安全和更環(huán)保。機制層包括運維管理、資源管理、安全管理和容災支持四個模塊云計算技術032）云管理層-檢測層③在應用層面，檢測層主要記錄應用每次請求的響應時間和傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量。①在物理資源層面，檢測層主要監(jiān)控物理資源的運行狀況。②在虛擬資源層面，檢測層主要監(jiān)控虛擬機的CPU使用率和內存利用率等。（3）檢測層檢測層主要從物理資源、虛擬資源和應用三個層面全面監(jiān)控云計算系統(tǒng)的運行。3124數(shù)據(jù)存儲企業(yè)管理產(chǎn)品研發(fā)信息交流云計算技術03云計算技術的應用數(shù)字孿生技術04數(shù)字孿生（digitaltwin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程。數(shù)字孿生數(shù)字孿生體數(shù)字孿生體是指與現(xiàn)實世界中的物理實體完全對應和一致的虛擬模型，可實時模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為和性能，又稱數(shù)字孿生模型。數(shù)字孿生技術數(shù)字孿生技術04產(chǎn)品數(shù)字孿生體是指產(chǎn)品物理實體的工作狀態(tài)和工作進展在虛擬空間的全要素重建及數(shù)字化映射產(chǎn)品數(shù)字孿生體數(shù)字孿生技術04產(chǎn)品數(shù)字孿生體的特性1）虛擬性2）唯一性3）多物理性4）多尺度性5）層次性6）集成性7）動態(tài)性8）超寫實性9）可計算性10）概率性11）多學科性任務實施-問卷調查05隨著科技的發(fā)展，人工智能的普及度越來越高，應用范圍也越來越廣。然而人們對人工智能的看法卻褒貶不一，有人贊成發(fā)展人工智能，因為它會使我們的生活更加方便；有人不贊成繼續(xù)發(fā)展人工智能，認為人工智能將會有取代人類的一天。那么人們對人工智能的看法到底是怎樣的呢？

將全班學生分成5組進行人工智能問卷調查，調查完畢后對結果進行匯總，并派代表進行匯報。謝謝您的觀看！項目四智能制造裝備與服務智能制造概論項目導讀

智能制造裝備是制造業(yè)的基礎硬件，也是智能制造標準體系中的重要一環(huán)。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)肩負著引領和帶動制造業(yè)向中高端發(fā)展的重要使命，是今后較長時期優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局的重中之重。同樣重要的還有智能制造服務，它是智能制造的核心內容之一。產(chǎn)品服務的智能化將為制造企業(yè)帶來更多的利潤，越來越多的制造企業(yè)已經(jīng)開始由生產(chǎn)型制造向生產(chǎn)服務型制造轉變。項目目標1.了解智能制造裝備的概念2.掌握智能制造裝備技術的內容3.了解智能制造服務的概念與未來發(fā)展4.掌握智能制造服務的相關技術1智能制造裝備2智能制造裝備技術3智能制造服務目錄CONTENTS

第一部分

智能制造裝備PART0101導入

2010年，《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》第一次提出了“智能制造裝備”，當時它只是一個重點產(chǎn)業(yè)名稱。而2012年工業(yè)和信息化部出臺的《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，第一次明確了智能制造裝備的定義。近年來，我國智能制造裝備行業(yè)增長勢頭迅猛，初步形成一定的規(guī)模。那么，什么是智能制造裝備呢？它的應用領域和發(fā)展前景又是怎樣的呢？智能制造裝備的概念01智能制造裝備的概念

智能制造裝備是具有預測、感知、分析、推理、決策、控制等功能的各類制造裝備的總稱。它是在數(shù)控裝備基礎上發(fā)展出來的一種更先進、更能提高生產(chǎn)效率和制造精度的裝備。智能制造裝備的概念01智能制造裝備的應用領域021．電力領域2．節(jié)能環(huán)保領域3．農業(yè)生產(chǎn)領域4．資源開采領域5．國防軍工領域6．基礎設施建設領域智能制造裝備的發(fā)展前景031．智能控制系統(tǒng)2．精密和智能儀器儀表與試驗設備3．高端數(shù)控機床與基礎制造裝備4．自動化成套生產(chǎn)線5．智能專用裝備暢想未來舉一個智能制造裝備的例子，并想象一下未來它將會變成怎樣。任務實施-知識查找04①將全班學生分為5組，每組選擇一種自己熟悉的智能制造裝備，上網(wǎng)查找該智能制造裝備的相關知識。②將查找到的智能制造裝備相關知識整理成PPT。③派代表進行PPT講解。④其他組的學生進行提問，每組提一個問題。⑤教師根據(jù)各組完成任務的情況，按下頁表為學生評分并做出評價。任務實施-知識查找04考核內容滿分得分備注收集的資料豐富、翔實20

小組成員協(xié)作良好、任務完成度高30

PPT條理清晰、內容詳盡20

講解流暢、邏輯清晰30

總分100

教師點評：

第二部分

PART0202智能制造裝備技術導入目前，數(shù)控機床己廣泛應用于航空航天、汽車、核電、高新技術等行業(yè)。若數(shù)控機床出現(xiàn)故障后維修人員不能及時找到故障的原因和部位，就不能迅速使其恢復生產(chǎn)，將會給企業(yè)帶來巨大的損失。而應用智能數(shù)控技術可快速解決數(shù)控機床的故障，甚至消除將要出現(xiàn)的故障。智能數(shù)控技術是智能制造裝備技術的一種。那么，什么是智能制造裝備技術？它還包括哪些技術呢？智能制造裝備技術00

智能制造裝備技術

智能制造裝備技術是能使智能制造裝備進行分析、推理、判斷、構思和決策等多種智能活動，并可使各類智能制造裝備進行信息共享的技術。傳感技術01

傳感技術是研究傳感器的材料、設計、工藝、性能和應用等的綜合技術。它以傳感器為核心逐漸外延，與計算機科學等多門學科密切相關，是由多種技術相互滲透、相互結合而形成的新技術密集型工程技術，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的基礎。傳感技術01傳感器

傳感器是智能制造裝備中的基礎部件。在以計算機為控制核心的智能系統(tǒng)中，傳感器就像人的感覺器官，可以感知或采集環(huán)境中的圖形、聲音、光線，以及生產(chǎn)節(jié)點上的流量、位置、溫度、壓力等數(shù)據(jù)。傳感技術013）電感式傳感技術4）壓變式傳感技術1）電阻式傳感技術2)電容式傳感技術典型的傳感技術傳感技術017）熱阻式傳感技術8）光電式傳感技術5）磁電式傳感技術6）熱電式傳感技術傳感技術0111）數(shù)字傳感技術12）智能傳感技術9）半導體傳感技術10）超聲波傳感技術性能預測與智能維護技術021．性能預測成本低運營效率高產(chǎn)品質量穩(wěn)定1）遠程維護系統(tǒng)架構和網(wǎng)絡技術的研究3）多通道同步高速信號采集與高可靠性監(jiān)測技術的研究2）網(wǎng)絡診斷維護標準、規(guī)范的研究性能預測與智能維護技術02智能維護技術4）遠程維護系統(tǒng)架構和網(wǎng)絡技術的研究6）智能分析診斷技術的研究5）基于圖形化編程語言的遠程監(jiān)測軟件的研究性能預測與智能維護技術027）基于網(wǎng)頁的網(wǎng)絡診斷知識庫、數(shù)據(jù)庫和案例庫的研究9）專家會診環(huán)境的研究8）多參數(shù)綜合診斷技術的研究性能預測與智能維護技術02智能工藝技術03智能工藝技術能在人和計算機組成的系統(tǒng)中根據(jù)產(chǎn)品設計環(huán)節(jié)所給信息，通過人機交互或自動的方式，確定產(chǎn)品的加工方法和工藝過程，是連接設計與制造的橋梁。智能工藝技術應用智能工藝技術的計算機程序人機界面智能工藝技術03智能工藝系統(tǒng)的組成智能工藝技術03智能工藝規(guī)劃是指進行輸入產(chǎn)品圖樣信息、擬定工藝路線和工序內容、確定加工設備和工藝裝備、計算工藝參數(shù)、輸出工藝文件的規(guī)劃。智能工藝規(guī)劃的內容包括毛坯的選擇及毛坯圖的生成，定位基準與夾緊方案的選擇，加工方法的選擇，加工順序的安排，工藝裝備的選擇，工藝參數(shù)的計算，工藝裝備設計方案的提出，以及工藝文件的輸出等。3．智能工藝規(guī)劃智能工藝技術03智能工藝決策專家系統(tǒng)是一種在特定領域內具有專家水平的計算機程序系統(tǒng)，它能模擬人類專家解決問題的推理方式和思維過程，運用人類專家的知識和經(jīng)驗對現(xiàn)實中的問題做出判斷和決策。智能工藝決策專家系統(tǒng)的組成4．智能工藝決策專家系統(tǒng)智能數(shù)控技術04智能數(shù)控技術是指數(shù)控系統(tǒng)或部件通過對自身功能結構的自整定改變運行狀態(tài)，從而自主適應外界參數(shù)變化的技術。智能數(shù)控技術智能數(shù)控技術04智能數(shù)控技術的特點智能數(shù)控技術04智能數(shù)控機床1）智能主軸單元2）智能進給驅動單元3）機床本體任務實施-談古論金05數(shù)控技術和裝備是制造業(yè)信息化的重要組成部分。自20世紀50年代誕生以來，數(shù)控技術經(jīng)歷了電子管元器件數(shù)控、晶體管數(shù)控、計算機數(shù)控、微型計算機數(shù)控等多個發(fā)展階段，并將繼續(xù)朝著智能數(shù)控的方向發(fā)展，請據(jù)此完成以下任務。①將全班學生分為5組，上網(wǎng)查閱智能數(shù)控技術的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀。②按照重要時間節(jié)點繪制智能數(shù)控技術發(fā)展歷程的時間軸。③各小組派代表展示講解。④其余學生進行提問。

⑤教師根據(jù)各組完成任務的情況，按下頁表為學生評分并做出評價任務實施-談古論金05考核內容滿分得分備注收集的資料豐富、翔實20

小組成員協(xié)作良好、任務完成度高30

時間節(jié)點全面、內容準確20

講解流暢、邏輯清晰30

總分100

教師點評：

任務實施評價表

第三部分PART0303智能制造服務導入那么，這些服務是智能制造服務嗎？智能制造服務有哪些特點呢？除專賣店外，電子產(chǎn)品的線下體驗店與客戶服務中心也很多。體驗店能讓客戶進行買前體驗，以了解其電子產(chǎn)品；客戶服務中心能為客戶提供各類售前、售后服務。無論是體驗店還是客戶服務中心，都是以服務用戶為目標。人工智能技術概念智能制造服務的概念01智能制造服務是指面向產(chǎn)品的全生命周期，依托于產(chǎn)品創(chuàng)造高附加值的服務。智能制造服務是產(chǎn)品服務和數(shù)字化服務等不同服務類型的組合，是出廠后的智能產(chǎn)品組成的價值鏈。1．服務狀態(tài)感知技術智能制造服務技術02

服務狀態(tài)感知技術是智能制造服務的關鍵技術，產(chǎn)品追溯管理和預測性維護等服務都是以產(chǎn)品的狀態(tài)感知為基礎的。1）基于深度三維圖像的物體識別技術2）物體缺陷自動識別技術2．協(xié)同服務技術智能制造服務技術02協(xié)同制造是基于敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡制造的現(xiàn)代制造模式，它能充分利用網(wǎng)絡技術和信息技術，實現(xiàn)供應鏈內及供應鏈間的企業(yè)產(chǎn)品設計、制造、管理和商務合作。協(xié)同服務技術是協(xié)同制造的重要內容之一，包括設備協(xié)作、資源共享、技術轉移、成果推廣和委托加工等模式的協(xié)作交互。任務實施-舉例分析03①將全班學生分為5組，上網(wǎng)查找智能制造服務的案例。②選擇一個案例，分析它的智能制造服務系統(tǒng)架構、特點和應用技術等，并制作PPT。③各小組派代表展示講解。④其余學生進行提問。⑤教師根據(jù)各組完成任務的情況，按下頁表為學生評分并做出評價。任務實施-舉例分析03考核內容滿分得分備注收集的資料豐富、翔實20

小組成員協(xié)作良好、任務完成度高30

PPT條理清晰、內容詳盡20

講解流暢、邏輯清晰30

總分100

教師點評：

任務實施評價表謝謝您的觀看！項目五智能制造的典型應用智能制造概論項目導讀智能制造正在世界范圍內興起，它是制造技術特別是制造信息技術發(fā)展的必然，是自動化和集成技術縱向發(fā)展的結果，日益成為制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內容。同時，智能制造是我國加快發(fā)展方式轉變，促進工業(yè)向中高端邁進和建設制造強國的重要舉措，也是我國新常態(tài)下打造新國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。因此，國內很多知名制造企業(yè)都應用智能制造生產(chǎn)產(chǎn)品，并取得了良好的成果。項目目標1.了解三一集團的智能制造2.了解雙星集團的智能制造3.了解中車青島四方的智能制造1三一集團的智能制造2雙星集團的智能制造3中車青島四方的智能制造目錄CONTENTS

第一部分

三一集團的智能制造PART0101導入三一集團有限公司（簡稱三一集團）作為工程機械制造領域的佼佼者，秉承“品質改變世界”的使命，致力于將產(chǎn)品升級換代至世界一流水平。三一集團以數(shù)據(jù)為驅動，創(chuàng)新業(yè)務模式、優(yōu)化業(yè)務流程，投身于工程機械智能制造的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和服務轉型，為行業(yè)和國家推動智能制造做出了嘗試。那么，三一集團的智能制造是什么樣的呢？智能工廠的數(shù)字化車間01智能制造裝備的概念三一集團于2009年引進了數(shù)字化車間的理念，建設了國內領先的智能工廠數(shù)字化車間。此車間內的物流、裝配、質檢等各環(huán)節(jié)均實現(xiàn)了自動化，且可將訂單逐級、快速、精準地分解至每個工位，創(chuàng)造了快速制成一臺制造裝備的“三一速度”。智能工廠的數(shù)字化車間011．智能化生產(chǎn)控制中心

三一集團智能工廠數(shù)字化車間智能工廠的數(shù)字化車間012．智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程管控三一集團MES的結構智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程管控采用了MES。智能工廠的數(shù)字化車間013．智能化倉儲、運輸與物流

智能化倉儲、運輸與物流包括智能立體倉庫、AGV小車和公共資源定位系統(tǒng)三部分。智能立體倉庫能夠根據(jù)生產(chǎn)過程監(jiān)控及排產(chǎn)計劃自動提前下庫和依次下架物料，并能夠依據(jù)先進先出原則防止產(chǎn)生滯留物料等AGV小車能進行智能化的分揀、智能引導產(chǎn)品準時配送、供應鏈物料園區(qū)疏導等公共資源定位系統(tǒng)能實現(xiàn)在制品資源跟蹤定位、叉車定位、人員定位、設備資源定位、數(shù)據(jù)采集等。智能工廠的數(shù)字化車間01①智能化加工設備和智能化生產(chǎn)線實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化，提升了生產(chǎn)效率。③智能刀具管理系統(tǒng)能對生產(chǎn)過程中的刀具、夾具和量具進行整體的流程化管理②分布式數(shù)控系統(tǒng)應用物聯(lián)網(wǎng)技術進行數(shù)據(jù)采集4．智能化加工中心與生產(chǎn)線智能制造服務系統(tǒng)02三一集團智能制造服務系統(tǒng)又稱智能制造服務管理云平臺，是以大數(shù)據(jù)技術為基礎搭建的面向產(chǎn)品全生命周期的工程機械運維服務支持系統(tǒng)，其架構如圖所示。任務實施-學以致用03①閱讀關于“泰山玻纖智能制造”的案例，分析此案例中用到的智能制造系統(tǒng)、智能制造裝備、智能制造技術等。②將全班學生分為5組，各組分別進行分析總結，并做成PPT。③各組派代表進行講解。④其他組的學生進行提問，每組提一個問題。⑤教師根據(jù)各組完成任務的情況，按下頁表為學生評分并做出評價?？己藘热轁M分得分備注收集的資料豐富、翔實20

小組成員協(xié)作良好、任務完成度高30

PPT條理清晰、內容詳盡20

講解流暢、邏輯清晰30

總分100

教師點評：

任務實施-學以致用03

第二部分

PART0202雙星集團的智能制造導入雙星集團積極響應中央供給側結構性改革號召，堅持推行“以智能化實現(xiàn)模式極簡，以智能化實現(xiàn)產(chǎn)品極致，以智能化實現(xiàn)與用戶距離極短”的戰(zhàn)略方針，整合了全球頂尖的“工業(yè)4.0”專家和伙伴資源，集成了全球最先進的信息通信技術、數(shù)字控制技術和智能裝備技術，建立了全流程“工業(yè)4.0”智能工廠，并搭建了智能生態(tài)系統(tǒng)。那么，雙星集團的智能工廠和智能生態(tài)系統(tǒng)是什么樣的呢？雙星集團的智能制造00雙星集團的智能制造主要體現(xiàn)在智能制造生產(chǎn)線、智能服務平臺和物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈三個方面。智能制造生產(chǎn)線實現(xiàn)了全流程的智能制造，建立了輪胎及輪胎智能制造裝備、方案和標準的制造生態(tài)圈智能制造服務平臺即遠程運維服務系統(tǒng)，其通過智能服務思維建立了智能服務生態(tài)圈物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈是以上兩者融合而成的，其推動了互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與輪胎產(chǎn)業(yè)的深度融合。智能制造生產(chǎn)線01雙星集團的智能制造生產(chǎn)線對原有的輪胎工藝流程進行了創(chuàng)新，對密煉工序、壓延工序、成形工序、硫化工序等進行了升級，實現(xiàn)了智能排產(chǎn)、智能送料、智能檢測、智能倉儲。智能制造生產(chǎn)線01智能送料主要由AGV