《智能制造技術(shù)基礎(chǔ)》課件-第5章 智能制造系統(tǒng)

智能制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章

智能制造系統(tǒng)本章要點5.1智能制造系統(tǒng)的定義及特征5.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)5.3智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理5.5智能管理與服務(wù)智能制造系統(tǒng)的定義及特征11智能制造系統(tǒng)的產(chǎn)生背景2智能制造系統(tǒng)的定義3智能制造系統(tǒng)的特征4智能制造系統(tǒng)研究的支撐技術(shù)5智能制造系統(tǒng)涉及的研究熱點5.1智能制造系統(tǒng)的定義及特征1、智能制造系統(tǒng)的產(chǎn)生背景智能制造系統(tǒng)概述圖

智能制造系統(tǒng)（IntelligentManufacturingSystem，簡稱IMS）的產(chǎn)生：（1）制造信息的爆炸性的增長，以及處理信息的工作量猛增，要求制造系統(tǒng)表現(xiàn)出更大的智能；（2）發(fā)展中國家專業(yè)人才的缺乏和專門知識的短缺嚴重制約了制造工業(yè)的發(fā)展，而發(fā)達國家由于制造企業(yè)向第三世界轉(zhuǎn)移同樣也造成本國技術(shù)力量的空虛；（3）多變的激烈的市場競爭要求制造企業(yè)在生產(chǎn)活動中表現(xiàn)出更高的敏捷性和智能化；（4）CIMS、ERP及PDM的實施和制造業(yè)全球化的發(fā)展，遇到的“自動化孤島”的聯(lián)接和全局優(yōu)化問題，各國，各地區(qū)的標準、數(shù)據(jù)和人機接口的統(tǒng)一問題的解決依賴于智能制造技術(shù)的發(fā)展。2、智能制造系統(tǒng)的定義5.1智能制造系統(tǒng)的定義及特征

智能制造系統(tǒng)的定義：在制造過程中，采用高度集成且柔性的方式，并利用計算機對人腦的分析、判斷、思考和決策等行為進行模擬，以實現(xiàn)對制造環(huán)境中部分腦力勞動的延伸或取代。智能制造系統(tǒng)由智能制造模式、智能生產(chǎn)和智能產(chǎn)品組成。智能產(chǎn)品可在產(chǎn)品生產(chǎn)和使用中展現(xiàn)出自我感知、診斷、適應(yīng)和決策等一系列智能特征；智能生產(chǎn)是組成智能制造系統(tǒng)最為核心的內(nèi)容，其是指產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝和生產(chǎn)的智能化；智能制造模式是通過將智能技術(shù)和管理方法引入制造車間，以優(yōu)化生產(chǎn)資源配置、優(yōu)化調(diào)度生產(chǎn)任務(wù)與物流、精細化管理生產(chǎn)過程和實現(xiàn)智慧決策。加快推進智能制造，是實施中國制造2025的主攻方向，是落實工業(yè)化和信息化深度融合，打造制造強國的戰(zhàn)略舉措，工信部制定了《國家智能制造標準體系建設(shè)指南》。該指南重點研究了智能制造在兩個領(lǐng)域的幅度與界定：1、基于裝備的硬件智能制造，即智能制造技術(shù)。2、基于管理系統(tǒng)的軟件智能制造管理系統(tǒng)，即智能制造系統(tǒng)。3、智能制造系統(tǒng)的特征

5.1智能制造系統(tǒng)的定義及特征（1）自組織能力

自組織能力是指IMS中的各種智能設(shè)備，能夠按照工作任務(wù)的要求，自行集結(jié)成一種最合適的結(jié)構(gòu)，并按照最優(yōu)的方式運行。（2）自律能力

IMS能根據(jù)周圍環(huán)境和自身作業(yè)狀況的信息進行監(jiān)測和處理，并根據(jù)處理結(jié)果自行調(diào)整控制策略，以采用最佳行動方案。（3）自學(xué)習(xí)和自維護能力IMS能以原有專家知識為基礎(chǔ)，在實踐中，不斷進行學(xué)習(xí)，完善系統(tǒng)知識庫，使知識庫趨向最優(yōu)。同時，還能對系統(tǒng)故障進行自我診斷、排除和修復(fù)。（4）整個制造環(huán)境的智能集成

IMS注重整個制造環(huán)境的智能集成，這是IMS與面向制造過程中的特定環(huán)節(jié)、特定問題的“智能化孤島”的根本區(qū)別。IMS涵蓋了產(chǎn)品的市場、開發(fā)，制造，服務(wù)與管理整個過程，并把它們集成為一個整體，實現(xiàn)整體的智能化。5.1智能制造系統(tǒng)的定義及特征4、智能制造系統(tǒng)研究的支撐技術(shù)(1)人工智能技術(shù)。IMS離不開人工智能技術(shù)(包括專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等)，IMS智能水平的提高依賴于人工智能技術(shù)的發(fā)展。(2)并行工程。并行工程作為一種重要的技術(shù)方法學(xué)應(yīng)用于IMS中,將最大限度地減少產(chǎn)品設(shè)計的盲目性和設(shè)計的重復(fù)性。(3)虛擬制造技術(shù)。用虛擬制造技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計階段就模擬出該產(chǎn)品的整個生命周期，達到產(chǎn)品開發(fā)周期最短，產(chǎn)品成本最低，產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu),生產(chǎn)效率最高的目的。虛擬制造技術(shù)應(yīng)用于IMS為并行工程的實施提供了必要的保證。(4)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是制造過程的系統(tǒng)和各個環(huán)節(jié)“智能集成”化的支撐技術(shù)，也是制造信息及知識流動的通道。(5)人機一體化。IMS不單純是“人工智能”系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能。人機一體化突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能。(6)自組織與超柔性。IMS中的各組成單元能夠依據(jù)工作任務(wù)的需要，自行組成一種最佳結(jié)構(gòu)，使其柔性不僅表現(xiàn)在運行方式上，而且表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類專家組成的群體，具有生物特征。5.1智能制造系統(tǒng)的定義及特征5、智能制造系統(tǒng)涉及的研究熱點(1)制造知識的結(jié)構(gòu)及其表達，大型制造領(lǐng)城知識庫，適用于制造領(lǐng)域的形式語言、語義學(xué)。(2)計算智能在設(shè)計與制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，計算智能是一個門新興的與符號化人工智能相對應(yīng)的人工智能技術(shù)，主要包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法等方法。(3)制造信息模型(產(chǎn)品模型、資源模型、過程模型)。(4)特征分析、特征空間的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。(5)智能設(shè)計、并行設(shè)計。(6)制造工程中的計量信息學(xué)。(7)具有自律能力的智能制造設(shè)備。(8)新的信息處理及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、先進的通信設(shè)備、通信協(xié)議等。(9)推理、論證，預(yù)測及高級決策支持系統(tǒng)，面向加工車間的分布式?jīng)Q策支持系統(tǒng)。(10)生產(chǎn)過程的智能監(jiān)視、智能診斷、智能調(diào)度、智能規(guī)劃、仿真、控制與優(yōu)化等。(11)智能制造管理與服務(wù)體系的建設(shè)。智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)21IMS的總體架構(gòu)2IMS涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)5.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)1、

IMS的總體架構(gòu)圖5-1智能制造系統(tǒng)架構(gòu)主要從生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能三個維度進行構(gòu)建。生命周期由設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價值創(chuàng)造活動組成的鏈式集合;系統(tǒng)層級自上而下分為協(xié)同層、企業(yè)層、車間層、單元層和設(shè)備層；智能功能則包括資源要素、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五個層次。提取各類智能制造應(yīng)用系統(tǒng)共性抽象特征，構(gòu)建一個從上到下分別是協(xié)同層、管理層(含企業(yè)資源計劃(ERP)與產(chǎn)品全壽命周期管理(PLM))、制造執(zhí)行層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層及現(xiàn)場設(shè)備層等構(gòu)成的具有6個層次的智能制造系統(tǒng)系統(tǒng)層級的架構(gòu)。（1）協(xié)同層：協(xié)同層的主要內(nèi)容包括智能管理與服務(wù)、智能電商、企業(yè)門戶、銷售管理及供應(yīng)商選擇與評價、決策投資。智能服務(wù)是利用賽博物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS）全面地監(jiān)管產(chǎn)品的作用及維護，以保證客戶對產(chǎn)品的正常使用，通過產(chǎn)品運行數(shù)據(jù)分析改進產(chǎn)品的設(shè)計和制造。智能電商是根據(jù)客戶訂單的內(nèi)容分析客戶的偏好，了解客戶的習(xí)慣，并根據(jù)大量訂單的商品信息及時補充商品的庫存，預(yù)測商品的市場供應(yīng)趨勢，調(diào)控商品的營銷策略，開發(fā)新的與銷售商品有關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品，將客戶訂購的產(chǎn)品通過智能電商與客戶及各協(xié)作企業(yè)交互溝通，將商務(wù)合同信息、產(chǎn)品技術(shù)要求及問題反饋給管理層的ERP系統(tǒng)處理。1、

IMS的總體架構(gòu)（2）管理層：主要功能是實現(xiàn)智能制造系統(tǒng)資源的優(yōu)化管理，該層分為智能經(jīng)營、智能設(shè)計與智能決策三部分。智能經(jīng)營主要包括企業(yè)資源計劃（ERP）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、客戶關(guān)系管理（CRM）及人力資源管理等系統(tǒng)；智能設(shè)計則包括CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM等工程設(shè)計系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、產(chǎn)品設(shè)計知識庫、工藝知識庫等；智能決策則包括商業(yè)智能、績效管理、其它知識庫及專家決策系統(tǒng)，它利用云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)制造數(shù)據(jù)的分析及決策，并不斷優(yōu)化制造過程，實現(xiàn)感知、執(zhí)行、決策、反饋的閉環(huán)。為了實現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理，管理層的PLM必須與SCM系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)及ERP系統(tǒng)進行集成與融合，在統(tǒng)一的PLM管理平臺下協(xié)同運作，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)與管理過程的動態(tài)智能集成與優(yōu)化。ERP系統(tǒng)將客戶訂購定制的產(chǎn)品信息交由CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM系統(tǒng)、財務(wù)與成本控制系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理（SCM）系統(tǒng)和客戶關(guān)系管理（CRM）系統(tǒng)進行產(chǎn)品研發(fā)、成本控制、物料供給的協(xié)同與配合，并維護與各合作企業(yè)、供應(yīng)商及客戶的關(guān)系；產(chǎn)品研發(fā)制造工藝信息、物料清單（BOM）、加工工藝、車間作業(yè)計劃交由底層的制造執(zhí)行層的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）執(zhí)行。該層獲取下層制造執(zhí)行層的制造信息進行績效管理，同時將高層的計劃傳遞給下層進行計劃分解與執(zhí)行。（3）制造執(zhí)行層：負責(zé)監(jiān)控制造過程的信息，并進行數(shù)據(jù)采集，將其反饋給上層ERP系統(tǒng)，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)清洗、抽取、挖掘、分析、評估、預(yù)測和優(yōu)化后，將優(yōu)化后的指令或信息發(fā)送至設(shè)備層精準執(zhí)行，從而實現(xiàn)ERP與其他系統(tǒng)層級系統(tǒng)的信息集成與融合。（4）網(wǎng)絡(luò)層：該層首先是一個設(shè)備之間互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)。由于現(xiàn)場設(shè)備層及感知層設(shè)備眾多，通信協(xié)議也較多，用最新的無線通信標準（WIA-FA）、RFID的無線通信技術(shù)協(xié)議ZigBee，針對機器人制造的ROBBUS標準及CAN總線等。目前單一設(shè)備與上層的主機之間的通信問題已得到解決，而設(shè)備之間的互聯(lián)問題和互操作性問題尚沒有得到根本解決，最新的工業(yè)無線傳感器WIA-FA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)智能制造過程中生產(chǎn)線的協(xié)同和重組，為各產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型提供理論和裝備支撐。（5）感知層：該層主要由RFID讀寫器、條碼掃描槍、各類速度、壓力、位移傳感器、測控儀等智能感知設(shè)備構(gòu)成，用來識別及采集現(xiàn)場設(shè)備層的信息，并將設(shè)備層接入上層的網(wǎng)絡(luò)層。（6）現(xiàn)場設(shè)備層：該層由多個制造車間或制造場景的智能設(shè)備構(gòu)成，如AGV智能小車、智能搬運機器人、貨架、緩存站、堆垛機器人、智能制造設(shè)備等，這些設(shè)備提供標準的對外讀寫接口，將設(shè)備自身的狀態(tài)通過感知層設(shè)備傳遞至網(wǎng)絡(luò)層，也可以將上層的指令通過感知層傳遞至設(shè)備進行操作控制。企業(yè)資源計劃ERP是IMS的中心，屬于智能經(jīng)營范疇，處于制造企業(yè)的高層，它是美國GartnerGroup公司于20世紀90年代初提出的概念，在制造資源計劃（ManufacturingResourcePlanning，MRPII）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其目的是為制造業(yè)企業(yè)提供了銷售、生產(chǎn)、采購、財務(wù)及售后服務(wù)的整個供應(yīng)鏈上物流、信息流、資金流、業(yè)務(wù)流的科學(xué)的管理模式。ERP系統(tǒng)的主要功能包括：銷售管理、采購管理、庫存管理、制造標準、主生產(chǎn)計劃（MasterProductionSchedule，MPS）、物料需求計劃（MaterialRequirementPlanning，MRP）、能力需求計劃（CapacityRequirementPlanning，CRP）、車間管理、及時生產(chǎn)管理（Just-In-Time，JIT）、質(zhì)量管理、財務(wù)管理、成本管理、固定資產(chǎn)管理、人力資源管理、分銷資源管理、設(shè)備管理、工作流管理以及系統(tǒng)管理等，其核心是MRP。階段企業(yè)經(jīng)營方要解決的問題管理軟件發(fā)展階段基礎(chǔ)理論第1階段20世紀60年代追求降低成本，手工訂貨發(fā)貨，生產(chǎn)缺貨頻繁確定訂貨時間和訂時段式貨數(shù)量時段式MRP系統(tǒng)庫存管理理論，主生產(chǎn)計劃，BOM,期量標準第2階段20世紀70年代計劃偏離實際，人工完成車間作業(yè)計劃保障計劃工作的有效實施和及時調(diào)整循環(huán)式MRP系統(tǒng)能力需求計劃、車間作業(yè)管理，計劃、實施、反饋與控制的循環(huán)第3階段20世紀80年代尋求競爭優(yōu)勢，各子系統(tǒng)缺乏聯(lián)系，矛盾重重實現(xiàn)管理系統(tǒng)一體化MRPⅡ系統(tǒng)系統(tǒng)集成技術(shù)、物資管理和決策模擬第4階段20世紀90年代尋求創(chuàng)新，要求適應(yīng)市場環(huán)境的迅速變化在全社會范圍內(nèi)利用切可利用的資源ERP系統(tǒng)供應(yīng)鏈、混合型生產(chǎn)研究和事前控制第5階段20世紀90年代末到21世紀初尋求創(chuàng)新，要適應(yīng)全球化市場環(huán)境的迅速變化在全球范用內(nèi)利用切可利用的資源ERPⅡ系統(tǒng)商業(yè)智能、商業(yè)法規(guī)和高級生產(chǎn)計劃等ERP發(fā)展的歷程IMS系統(tǒng)架構(gòu)主要系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系圖在IMS中ERP不斷適應(yīng)知識經(jīng)濟的新的管理模式和管理方法。如敏捷制造、虛擬制造、精益生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、云制造及智能制造等不斷融入ERP系統(tǒng)。以ERP為核心衍生出的供應(yīng)鏈管理（SupplyChainManagement，SCM）、客戶關(guān)系管理（CustomerRelationshipManagement，CRM）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecuttingSystem，MES）也較好的補充了新的需求，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用、大數(shù)據(jù)技術(shù)等在ERP系統(tǒng)中不斷加強。ERPII系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的關(guān)系圖如今企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用系統(tǒng)ERP與知識管理（KnowledgeManagement，KM）、辦公自動化（OfficeAutomation，OA）日益交互，以及成為密不可分的一個集成系統(tǒng)；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement，PDM），先進制造技術(shù)（AdvancedManufacturingTechnology，AMT）與ERP的數(shù)據(jù)通信與集成度也不斷加強；供應(yīng)鏈、CRM、企業(yè)信息門戶（EnterpriseInformationPortal，EIP）等處于內(nèi)部信息與外部互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的結(jié)合處，使得面向互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如電子商務(wù)、協(xié)同商務(wù)）與企業(yè)信息化日益集成構(gòu)建了全面信息集成體系（EnterpriseApplicationIntegration，EAI），這些變化形成了ERPII系統(tǒng)。

（1）無線射頻技術(shù)（RFID）2、IMS涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)5.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)近年來，趨于成熟的RFID技術(shù)是一種非接觸式自動識別技術(shù)，它通過無線射頻信號自動識別制造車間中的移動對象，如物料、運輸小車、機器人等。RFID從其讀取方式、讀取范圍、信息儲量及工作環(huán)境等方面，可取代傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)。RFID可實現(xiàn)動態(tài)快速、高效、安全的信息識別和存儲，其在制造業(yè)中應(yīng)用較廣泛。無線射頻技術(shù)概述圖RFID射頻卡具有體積小、非接觸式、重復(fù)使用、復(fù)制仿造困難、安全性高、適應(yīng)惡劣環(huán)境、多標簽同時識別讀寫、距離遠速度快等諸多優(yōu)點。一個基本的RFID系統(tǒng)由射頻卡（標簽）、射頻閱讀器、射頻天線及計算機通信設(shè)備等組成。其中射頻卡是一種含有全球唯一標識的標簽，標簽內(nèi)含有無線天線和專用芯片。按供電方式分為有源標簽及無源標簽；按載波頻率分為低頻、中頻及高頻，其中低頻主要適合于車輛管理等，中頻主要應(yīng)用于物流、智能貨架等，而高頻應(yīng)用于供應(yīng)鏈、生產(chǎn)線自動化、物料管理等；按標簽數(shù)據(jù)讀寫性可分為只讀卡及讀寫卡；射頻閱讀器也稱讀卡器，通過RS232等總線與通信模塊相連，其功能是提供與標簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌冢瑢ι漕l卡進行讀寫操作，通過射頻天線完成與射頻卡的雙向通信。（2）智能機床5.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)智能機床通過各類傳感器實時監(jiān)測制造的整個過程，在知識庫和專家系統(tǒng)的支持下，進行分析和決策，控制、修正在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類偏差。數(shù)控系統(tǒng)具有輔助編程、通信、人機對話、模擬刀具軌跡等功能。未來的智能機床都會成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的一個終端，具有與信息物理系統(tǒng)CPS聯(lián)網(wǎng)的功能。對機床故障能進行遠程診斷，能為生產(chǎn)提供最優(yōu)化方案，并能實時計算出所用切削刀具、主軸、軸承和導(dǎo)軌的剩余壽命。2、IMS涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)智能機床一般具有如下特征：（1）人機一體化特征智能機床首先是人機體化系統(tǒng)，它將人、計算機、機床有機地結(jié)合在一起。機器智能與人的智能將真正地集成在一起，互相融合，保證機床高效、優(yōu)質(zhì)和低耗的運行。（2）感知能力智能機床與數(shù)控機床的主要區(qū)別在于智能機床具有各種感知的能力，通過力、溫度、振動、聲、能量、液、工件尺寸、機床部件位移、身份識別等傳感器采集信息，作為分析、決策及控制的依據(jù)。（3）知識庫和專家系統(tǒng)為了智能決策和控制，除了有關(guān)數(shù)控編程的知識庫、智能化數(shù)控加工系統(tǒng)及專家系統(tǒng)外，還要建立故障知識庫和分析專家系統(tǒng)、誤差智能補償專家系統(tǒng)、3D防碰撞控制算法、在線質(zhì)量檢測與控制算法、工藝參數(shù)決策知識、加工過程數(shù)控代碼自動調(diào)整算法、振動檢測與控制算法、刀具智能檢測與使用算法以及加工過程能效監(jiān)測與節(jié)能運行等。（4）智能執(zhí)行能力在智能感知、知識庫和專家系統(tǒng)支持下進行智能決策。決策指令通過控制模塊確定合適的控制方法，產(chǎn)生的控制信息通過NC控制器作用于加工過程，以達到最優(yōu)控制，實現(xiàn)規(guī)定的加工任務(wù)。（5）具有接入CPS的能力智能機床要具備接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的能力，實現(xiàn)物物互聯(lián)。在CPS環(huán)境下實現(xiàn)機床的遠程監(jiān)測、故障診新、自修復(fù)、智能維修維護、機床運行狀態(tài)的評估等。同時具有和其他機床、物流系統(tǒng)組成柔性制造系統(tǒng)的能力。5.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)智能機器人至少要具備以下3個要素：一是感覺要素，用來認識周圍環(huán)境狀態(tài);二是運動要素，對外界做出反應(yīng)性動作:三是思考要素，根據(jù)感覺要素所得到的信息，思考采用什么樣的動作。（3）智能機器人2、IMS涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)智能機器人與工業(yè)機器人的根本區(qū)別在于，智能機器人具有感知功能與識別、判斷及規(guī)劃功能。外部環(huán)境智能感知系統(tǒng)由一系列外部傳感器（包括視覺、聽覺、觸覺、接近覺和紅外、超聲及激光等）進行傳感信息處理、實現(xiàn)控制與操作的能力，如碰撞傳感器、遠紅外傳感器、光敏傳感器、麥克風(fēng)、光電編碼器、超聲傳感器、連線測距紅外傳感器、溫度傳感器等。內(nèi)部智能感知系統(tǒng)主要用來檢測機器人本身狀態(tài)的傳感器。包括實時監(jiān)測機器人各運動部件的各個坐標的位置、速度、加速度、壓力和軌跡等，監(jiān)測各個部件的受力、平衡、溫度等。多種類型的傳感器獲取的傳感信息必須進行綜合、融合處理，即傳感器融合。傳器的融合技術(shù)涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、知識工程、模糊理論等信息、檢測、控制領(lǐng)域的新理論和新方法。智能控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序及從外部、內(nèi)部傳感器反饋的信號，經(jīng)過知識庫和專家系統(tǒng)去辨識、應(yīng)用不同的算法，發(fā)出控制指令，支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和決策。如何分析處理這些信息并做出正確的控制決策，需要專家系統(tǒng)的支持。專家系統(tǒng)解釋從傳感器采集的數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出機器人狀態(tài)描述，從給定的狀態(tài)推導(dǎo)并預(yù)測可能出現(xiàn)的結(jié)果，通過運行狀態(tài)的評價，診斷出系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障。5.2智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)（4）常用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議概述圖在智能制造系統(tǒng)環(huán)境中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不可缺少，智能功能的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)幾乎應(yīng)用于系統(tǒng)層級的各個層次中，它通過有線、無線等通信技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備之間、設(shè)備與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。在網(wǎng)絡(luò)層中，設(shè)備與設(shè)備的通信存在兩類協(xié)議：第一類協(xié)議是接入?yún)f(xié)議（也稱傳輸協(xié)議），負責(zé)子網(wǎng)內(nèi)設(shè)備間的組網(wǎng)及通信，這類協(xié)議包括：ZigBee，WiFi，藍牙；第二類協(xié)議是通信協(xié)議，負責(zé)通過傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器、APP或設(shè)備進行交換數(shù)據(jù)，包括HTTP，MQTT，WebSocket、XMPP、COAP。2、IMS涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化制造車間生產(chǎn)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖數(shù)字化制造車間的生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要由現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、人機接口單元、機柜及電源等組成，該控制系統(tǒng)具備開放的體系結(jié)構(gòu)和多層開放數(shù)據(jù)接口，支持多種現(xiàn)場總線標準以適應(yīng)未來的擴充需要。數(shù)字化制造車間采用分散控制系統(tǒng)，通信網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)各種制造過程的控制變量、報警、報告等信息的傳遞，它具有一個完善的通信系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、控制單元及相互間的高度自治、透明、分散。智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制31流水排序調(diào)度算法2基于分配律的生產(chǎn)車間調(diào)度優(yōu)化算法5.3智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制智能制造系統(tǒng)的調(diào)度控制是一個基于狀態(tài)反饋的自動控制系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)涉及調(diào)度的場合一般都具備動態(tài)性、實時性、離散事件、具有強烈的隨機擾動性，因此調(diào)度控制問題一直沒有得到最優(yōu)的解決方案。對于一般性的調(diào)度控制問題已找到許多求可行解的方法。如基于排序理論的調(diào)度方法、基于規(guī)則的調(diào)度方法、基于離散事件系統(tǒng)仿真的調(diào)度方法、基于人工智能的調(diào)度方法等。5.3智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制1、流水排序調(diào)度算法關(guān)于這類問題的排序調(diào)度算法有很多，但權(quán)威的算法是約翰遜算(Johnson算法)。雖然約翰遜算法只適應(yīng)于機器數(shù)m=2的特殊情況，但是卻給很多新算法的提出奠定了基礎(chǔ)。

約翰遜算法專門用于解決以最大完工時間為目標的若干零件在兩臺機器上加工的排序問題。約翰遜算法問題描述如下:假設(shè)有n個零件，每個零件有兩道工序，分別在機器M1和M2上加工，且規(guī)定每個零件都先在M1上加工第一道工序，在M2上加工第二道工序。用約翰遜算法求解最優(yōu)調(diào)度的步驟如下:步驟1:在零件的所有工序中找加工時間最小的零件。步驟2:若加工時間最小的工序為零件的第一道工序,則將該零件安排在最前面加工；若加工時間最小的零件工序為第二道工序，則將該零件安排在最后加工。如果兩個零件的某道工序加工時間相同，則安排在前面還是后面均可。步驟3:將剩下的零件按照步驟1和步驟2繼續(xù)排序，直到所有零件排序完畢。5.3智能制造系統(tǒng)調(diào)度控制2、基于分配率的生產(chǎn)車間調(diào)度優(yōu)化算法問題描述:有一個零件和一個機器的集合，每個零件有若干道工序，每道工序都要在事先安排好的機器上加工，且加工過程中不允許中斷；每臺機器每次只能加工一道工序，同一道工序能在一臺機器上加工。調(diào)度的目標就是把每道工序分配給機器上的某個時間段，找到最短完工時間的調(diào)度。智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理41制造業(yè)供應(yīng)鏈管理概念2智能供應(yīng)鏈管理3多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理1、制造業(yè)供應(yīng)鏈管理概念制造業(yè)供應(yīng)鏈是一種將供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商、直至最終客戶連成一個整體的功能網(wǎng)鏈模式，使整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)成本達到最小，而將供應(yīng)商、制造商、倉庫、配送中心和渠道商有效地組織在一起，共同進行產(chǎn)品制造、轉(zhuǎn)運、分銷及銷售的管理方法。供應(yīng)鏈主要包括：（1）供應(yīng)鏈的參與者：主要包括供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商、最終客戶（消費者）（2）供應(yīng)鏈的活動：原材料采購、運輸、加工在制品、裝配成品、銷售商品、進入客戶市場（3）供應(yīng)鏈的四種流：物料流、信息流、資金流及商流。物料因在供應(yīng)鏈上加工、運輸?shù)然顒佣鲋担o供應(yīng)鏈上的全體成員都帶來了收益。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理

供應(yīng)鏈具有以下主要特征：（1）動態(tài)性

供應(yīng)鏈網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)中的節(jié)點企業(yè)經(jīng)常進行動態(tài)的調(diào)整（新加入、退出或調(diào)整層次），因而供應(yīng)鏈具有明顯的動態(tài)特性。（2）復(fù)雜性

供應(yīng)鏈上的節(jié)點往往由多個不同類型、不同層次的企業(yè)構(gòu)成，因而結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。（3）面向用戶性

供應(yīng)鏈的形成、運作都是以用戶為中心而發(fā)生的。用戶的需求拉動是供應(yīng)鏈中物流、資金流以及信息流流動的動力源。（4）跨地域性

供應(yīng)鏈網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)中的節(jié)點成員超越了空間的限制，在業(yè)務(wù)上緊密合作,在信息流和物流的推動下，可進一步擴展為全球供應(yīng)鏈體系。（5）結(jié)構(gòu)交叉性

某一節(jié)點企業(yè)可能分屬為多個不同供應(yīng)鏈的成員，多個供應(yīng)鏈形成交叉結(jié)構(gòu)，這無疑增加了協(xié)調(diào)管理的復(fù)雜度。（6）借助于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、信息化等技術(shù)，供應(yīng)鏈正向敏捷化、智能化方向快速發(fā)展。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來，制造業(yè)供應(yīng)鏈管理存在以下問題：（1）供應(yīng)鏈管理水平低供應(yīng)鏈上的節(jié)點企業(yè)普遍存在供應(yīng)鏈管理粗放的問題，制訂的供應(yīng)鏈計劃往往是一個靜態(tài)的、分散的、不連續(xù)的、按臺套的計劃，不能進行合理的通用件合并，投資重金開發(fā)的ERP系統(tǒng)只停留在供銷存和財務(wù)管理的層面，市場響應(yīng)速度慢。CRM、供應(yīng)商關(guān)系管理（SupplierRelationshipManagement,SRM）、電子商務(wù)的應(yīng)用水平還很低。（2）采購計劃制訂不科學(xué)采購計劃沒有遵循物料需求計劃結(jié)果，導(dǎo)致庫存數(shù)據(jù)、消耗定額數(shù)據(jù)、在制品數(shù)據(jù)、采購在途量不準確、不及時。（3）缺乏物流管理很多企業(yè)只是使用了ERP中財務(wù)加供銷存模塊，物流管理無法為生產(chǎn)計劃、財務(wù)、成本提供準確及時的物流信息。（4）經(jīng)營管理信息化、智能化水平低很多企業(yè)雖然應(yīng)用信息化、智能化技術(shù)，但是受限于現(xiàn)有的管理模式和業(yè)務(wù)流程，“穿新鞋走老路”，管理變革不到位，實施的效果不佳。（5）不重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理物料代碼、物料主數(shù)據(jù)、物料清單（BillofMaterial，BOM）、工藝路線、加工中心數(shù)據(jù)和工時定額不準確，嚴重影響供應(yīng)鏈計劃、車間作業(yè)計劃、成本核算的準確性。（6）系統(tǒng)集成性差，開放利用不足多數(shù)企業(yè)的單個信息系統(tǒng)如CAD、設(shè)備管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)等應(yīng)用較好，但系統(tǒng)之間的集成性較差，如產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)與ERP、MES、CRM、SRM之間的集成度；ERP系統(tǒng)內(nèi)部各個子系統(tǒng)之間、ERP系統(tǒng)與MES、CRM、SRM之間的集成度等。系統(tǒng)出現(xiàn)許多斷點，以及不必要的重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率差、出錯率高。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理2、

智能供應(yīng)鏈管理

針對制造業(yè)供應(yīng)鏈的現(xiàn)狀及問題，企業(yè)必須建立供應(yīng)鏈科學(xué)的管控體系及協(xié)同商務(wù)系統(tǒng)，并建立全價值鏈的集成平臺。智能供應(yīng)鏈管理是一種以多種信息技術(shù)、人工智能為支撐的先進管理軟件和技術(shù)，它將先進的電子商務(wù)、數(shù)據(jù)挖掘、協(xié)同技術(shù)等緊密集成在一起，為企業(yè)產(chǎn)品策略性設(shè)計、資源的策略性獲取、合同的有效洽談以及產(chǎn)品內(nèi)容的統(tǒng)一管理等提供了優(yōu)化、雙贏的解決方案。智能供應(yīng)鏈與智能經(jīng)營集成的總體框架智能供應(yīng)鏈系統(tǒng)以客戶為中心，將供應(yīng)鏈上的客戶、供應(yīng)商、協(xié)作配套廠商、合作伙伴從戰(zhàn)略高度進行組織，使其共享利益、共擔(dān)風(fēng)險、共享信息。實現(xiàn)SRM、ERP、CRM、PM的優(yōu)化和信息化。這些模塊包括供應(yīng)鏈計劃管理、協(xié)同商務(wù)管理、庫存管理、采購管理、銷售管理、生產(chǎn)管理、分銷管理、財務(wù)成本管理、人力資源管理、設(shè)備管理、績效管理以及商業(yè)智能等。SRM目標是通過與供應(yīng)商建立長期、緊密的業(yè)務(wù)關(guān)系，并通過對雙方資源和競爭優(yōu)勢的整合來共同開拓市場，擴大市場需求和份額，降低產(chǎn)品前期的高額成本，實現(xiàn)雙贏的企業(yè)管理模式。具體的功能包括供應(yīng)商管理（包括供應(yīng)商準入的管理、供應(yīng)商評價管理、供應(yīng)商退出管理）、招投標管理、采購管理、工程管理（包括物料管理、BOM管理、加工中心管理、工藝管理等）及電子商務(wù)采購等功能。供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中最重要、應(yīng)用最困難、成功率最低是供應(yīng)鏈計劃與控制及協(xié)同商務(wù)。（1）供應(yīng)鏈計劃與控制供應(yīng)鏈的計劃與控制是供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的核心，也是智能制造系統(tǒng)中智能經(jīng)營分支的核心。它由客戶需求計劃、項目計劃、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)計劃、MPS、MRP、JIT、運輸計劃等構(gòu)成適應(yīng)不同生產(chǎn)類型要求的計劃控制體系。目的是在有限資源（庫存、在制、計劃政策、提前期、加工能力等）條件下，根據(jù)客戶的需求，對企業(yè)內(nèi)外供應(yīng)鏈上的成員（供應(yīng)商、協(xié)作配套廠商、合作伙伴、企業(yè)內(nèi)部上下工序車間之間）需求做出合理的安排，最大限度地縮短采購和生產(chǎn)周期，降低庫存和在制品資金的占用，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，準時供貨，快速響應(yīng)客戶需求。供應(yīng)鏈計劃隨著生產(chǎn)類型的不同而不同。制造業(yè)的生產(chǎn)類型分為離散型制造和流程制造兩類。離散型制造分為訂單生產(chǎn)、多品種小批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)、大規(guī)模定制及再制造生產(chǎn)等五種方式。多品種小批量生產(chǎn)是當(dāng)今制造業(yè)主要生產(chǎn)模式，適合使用ERP系統(tǒng)制訂供應(yīng)鏈計劃，其它生產(chǎn)類型是在多品種小批量生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)之上制訂供應(yīng)鏈計劃的。多品種小批量生產(chǎn)模式的供應(yīng)鏈計劃制訂流程圖產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)集成原理（2）協(xié)同商務(wù)產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)是建立在網(wǎng)絡(luò)化制造、基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的網(wǎng)狀系統(tǒng)平臺，各個企業(yè)必須在核心企業(yè)或盟主的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，彼此協(xié)同合作才能完成機遇產(chǎn)品的開發(fā)。產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)可以與ERP進行集成，各個合作企業(yè)的ERP系統(tǒng)的信息能夠提取至系統(tǒng)商務(wù)平臺中的協(xié)同數(shù)據(jù)庫中進行集成，從而實現(xiàn)協(xié)同企業(yè)高效交互，增強供應(yīng)鏈的核心競爭力。產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)具有如下的特點：（1）動態(tài)性?？紤]到合作企業(yè)的選擇、確定協(xié)作關(guān)系，在產(chǎn)品的全生命周期會調(diào)用不同的協(xié)作實體。（2）組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為實現(xiàn)資源的快速重組，要求合作體更具有靈活性、開放性和自主性的組織結(jié)構(gòu)，一般采用扁平化的組織結(jié)構(gòu)。（3）分散性。參與合作體的實體群在地理位置上是分散的，需要互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的支撐及數(shù)據(jù)交換標準的制訂。（4）協(xié)同性。協(xié)同關(guān)系反映在企業(yè)內(nèi)部的協(xié)同、企業(yè)之間的協(xié)同以及企業(yè)與其它組織的協(xié)同。（5）競爭性。合作體成員之間既合作又競爭，此外合作體與其它合作體之間也存在群體之間的競爭，合作體內(nèi)部也存在類似資源的競爭。（6）知識性。協(xié)同商務(wù)鏈是協(xié)同商務(wù)發(fā)展的方向，其特征具有知識流、物流、信息流、資金流，其中知識流可以與知識機構(gòu)，如科研院所等進行協(xié)同，協(xié)同的內(nèi)容包括知識的描述、知識的建模、知識的存儲、知識的使用及知識的優(yōu)化等。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理3、多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用

隨著企業(yè)信息化和業(yè)務(wù)數(shù)字化應(yīng)用的日益深入，特別是線上業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營范圍的不斷擴大，信息的處理規(guī)模、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性以及供需的動態(tài)特征等因素已經(jīng)成為供應(yīng)鏈管理的難題。

多智能體（Multi-Agent，MA）技術(shù)具有分布性、自治性、移動性、智能性和自主學(xué)習(xí)性等優(yōu)點比較適用于跨越企業(yè)邊界的、處于復(fù)雜環(huán)境的供應(yīng)鏈管理，進而滿足企業(yè)間可整合、可擴展的需求，集成供應(yīng)鏈上各個節(jié)點企業(yè)的核心能力和價值創(chuàng)造能力。Agent結(jié)構(gòu)類型Agent的結(jié)構(gòu)由環(huán)境感知模塊、執(zhí)行模塊、信息處理模塊、決策與智能控制模塊以及知識庫和任務(wù)表組成。環(huán)境感知模塊、執(zhí)行模塊和通信模塊負責(zé)與系統(tǒng)環(huán)境和其他Agent進行交互；信息處理模塊負責(zé)對感知和接收到的信息進行初步地加工、處理和存儲；決策與智能控制模塊是賦予Agent智能的關(guān)鍵部件，它運用知識庫中的知識對信息處理模塊處理所得到的外部環(huán)境信息和其他Agent的通信信息進行進一步的分析、推理，為進一步的通信或從任務(wù)表中選擇適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)供執(zhí)行模塊執(zhí)行做出合理的決策。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理3、多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用多智能體系統(tǒng)（Multi-AgentSystem，MAS）及其特征MAS是由多個相互聯(lián)系、相互作用的自治Agent組成的一個較為松散的多Agent聯(lián)盟目標。特征如下：（1）每個Agent都擁有解決問題的不完全的信息或能力；（2）每個Agent之間相互通信、相互學(xué)習(xí)、協(xié)同工作，構(gòu)成一個多層次、多群體的協(xié)作結(jié)構(gòu)，使整個系統(tǒng)的能力大大超過單個Agent；（3）MAS中各Agent成員自身目標和行為不受其他Agent成員的限制；（4）MAS中的計算是分布并行、異步處理的，因此性能較好；（5）MAS把復(fù)雜系統(tǒng)劃分成相對獨立的Agent子系統(tǒng)，通過Agent之間的合作與協(xié)作來完成對復(fù)雜問題的求解，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理3、多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用多Agent供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)概述及構(gòu)成多Agent供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)里，嵌入多Agent技術(shù)、使企業(yè)主體的業(yè)務(wù)建模、量化分析、知識管理和決策支持等任務(wù)由Agent承擔(dān)，實現(xiàn)動態(tài)的合作體與信息共享。其核心策略是根據(jù)優(yōu)勢互補的原則建立多個企業(yè)的可重構(gòu)、可重用的動態(tài)組織集成方式以支持供應(yīng)鏈管理的智能化，并滿足顧客需求的多樣化與個性化。實現(xiàn)敏捷供應(yīng)鏈管理智能集成體系。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理3、多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中的供應(yīng)商、制造單位、客戶、銷售和產(chǎn)品管理等均具備獨立的Agent的特征，因此制造企業(yè)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中的人、組織、設(shè)備間的合作交互、共同完成任務(wù)的各種話動可以描述為agent之間的自主作業(yè)活動。根據(jù)多Agent供應(yīng)鏈各節(jié)點的功能，可將這些節(jié)點劃分為供應(yīng)商Agent、采購Agent、原材料庫存Agent、生產(chǎn)計劃Agent、制造Agent、產(chǎn)品庫存Agent、訂單處理Agent、運輸Agent以及分銷商Agent等。多Agent供應(yīng)鏈系統(tǒng)架構(gòu)MAS供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)框架的組成包括以客戶為中心的Agent、以產(chǎn)品為中心的Agent、以供應(yīng)商為中心的Agent、以物流為中心的Agent四個部分。以客戶為中心的Agent主要負責(zé)處理客戶信息管理；以產(chǎn)品為中心的Agent負責(zé)利用客戶信息分析客戶在什么時候需要何種產(chǎn)品；以供應(yīng)商為中心的Agent負責(zé)為原材料和組件選擇更好的供應(yīng)商；以物流為中心的Agent負責(zé)為制造商調(diào)度材料和產(chǎn)品。每個Agent在整個供應(yīng)鏈中都獨立地承擔(dān)一個或多個職能，同時每個Agent都要協(xié)調(diào)自己與其他Agent的活動。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理3、多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用MAS供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的架構(gòu)多Agent供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的協(xié)同機制在一個具有動態(tài)性，交互性和分布性的供應(yīng)鏈中，各合作體之間一般采用合同網(wǎng)協(xié)議實現(xiàn)?；诤贤W(wǎng)的協(xié)議是一種協(xié)同機制，供應(yīng)鏈中各合作體使用它進行合作，完成任務(wù)的計劃、談判、生產(chǎn)、分配等。整個申請過程可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺上完成。5.4智能制造系統(tǒng)供應(yīng)鏈管理3、多智能體在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用多Agent供應(yīng)鏈的協(xié)同申請機制（圖中的數(shù)字(1)~(8)代表了供應(yīng)鏈合作伙伴之間的通信順序）（1）生產(chǎn)商通過供應(yīng)商Agent向所有潛在供應(yīng)商機供外部訂單。（2）接收到外部訂單后，潛在供應(yīng)商做出投標決策。（3）如果供應(yīng)商決定投標，實施投標申請。（4）供應(yīng)商投標是在供應(yīng)商接口代理平臺上進行。（5）接收到投標申請之后，制造商將會通過供應(yīng)商管理Agent對參與投標的供應(yīng)商給出一個綜合的評估，根據(jù)評價結(jié)果選擇較合適的供應(yīng)商。（6）生產(chǎn)商通過供應(yīng)商接口的Agent宣布中標者，同時回復(fù)所有未中標的供應(yīng)商。（7）中標供應(yīng)商對收到的訂單實施生產(chǎn)（8）供應(yīng)商將其生產(chǎn)的最終原料發(fā)送給生產(chǎn)商。智能管理與服務(wù)51智能服務(wù)系統(tǒng)2智能管理系統(tǒng)5.5智能管理與服務(wù)

在全球經(jīng)濟一體化的今天，國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和分工日益加劇，新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命正在興起，客戶對產(chǎn)品及服務(wù)的要求越來越高。中國已經(jīng)是制造業(yè)大國，但仍不算是制造強國。因為制造業(yè)強國掌握著產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計技術(shù)、工藝設(shè)計技術(shù)及核心零部件的制造技術(shù)并提供相應(yīng)的服務(wù)，依靠強大的營銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系，占領(lǐng)著價值鏈的高端。在這個全球化的價值鏈中，我國處于價值鏈的低端，位于價值鏈高端的制造業(yè)企業(yè)，其服務(wù)型收入已經(jīng)遠遠產(chǎn)品的銷售收入。因此，要想實現(xiàn)制造業(yè)強國夢，提升制造業(yè)核心競爭力，必須從傳統(tǒng)的生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型。要實現(xiàn)服務(wù)型制造，離不開互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的支撐環(huán)境，離不開遠程監(jiān)控、及時服務(wù)、運行維護知識庫及專家系統(tǒng)的建設(shè)，需要提升產(chǎn)品智能化水平和智能管理水平。制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的形式多樣，按照工信部《發(fā)展服務(wù)型制造專項行動指南》（工信部聯(lián)產(chǎn)業(yè)[2016]231號）文件的精神，體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計的增值服務(wù)、提高產(chǎn)品效能的增值服務(wù)、產(chǎn)品交易便捷化的增值服務(wù)以及產(chǎn)品集成的增值服務(wù)四種形式。產(chǎn)品設(shè)計的增值服務(wù)是提高附件價值、產(chǎn)品品牌價值的重要手段，內(nèi)容包括產(chǎn)品功能設(shè)計、外觀設(shè)計、以消費者為中心的個性化定制設(shè)計服務(wù)、基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計等；提高產(chǎn)品效能的增值服務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的連接，實現(xiàn)遠程診斷服務(wù)、遠程在線服務(wù)，通過維修知識庫實現(xiàn)預(yù)防性維護，從而提升產(chǎn)品的效能、延長產(chǎn)品的服務(wù)周期，降低維修成本。產(chǎn)品交易便捷化的增值服務(wù)則包括智能供應(yīng)鏈管理服務(wù)、產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)服務(wù)、便捷的電子商務(wù)服務(wù)等，從而提高交易的效率，降低交易成本。產(chǎn)品集成的增值服務(wù)描述了從提供單機的服務(wù)向系統(tǒng)集成、交鑰匙工程轉(zhuǎn)型，按照用戶要求，提供設(shè)計、規(guī)劃、制造、施工、培訓(xùn)、維護、運營一體化的集成服務(wù)和解決方案。5.5智能管理與服務(wù)1、智能服務(wù)系統(tǒng)在線智能服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計目標是在互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的支撐下，將遠程終端設(shè)備通過感知設(shè)備進行物物互聯(lián)，并通過互聯(lián)網(wǎng)將客戶、服務(wù)提供商及供應(yīng)商集成在一起，使用維修服務(wù)知識庫、數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)，構(gòu)建在線服務(wù)體系，提供遠程監(jiān)測、診斷、在線、及時、周到的高質(zhì)量服務(wù)。基于云計算平臺的在線智能服務(wù)系統(tǒng)的總體架構(gòu)從下往上分為設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、企業(yè)信息系統(tǒng)層、在線云平臺層及應(yīng)用層等五個部分設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層及企業(yè)信息系統(tǒng)等三層屬于制造商內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)平臺制造商內(nèi)部的各種設(shè)備首先經(jīng)傳感器、RFID及嵌入式系統(tǒng)等感知設(shè)備獲取設(shè)備運行的數(shù)據(jù)，再通過內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)層傳輸至企業(yè)內(nèi)部的管理信息系統(tǒng)中，并經(jīng)過云平臺篩選、提煉出有用的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。云平臺具有快速開發(fā)應(yīng)用、計算資源共享、管理方便、降低初始投資、滿足不同的業(yè)務(wù)需求、降低風(fēng)險等優(yōu)勢。5.5智能管理與服務(wù)2、智能管理系統(tǒng)

智能管理（IntelligentManagement,IM）是人工智能與管理科學(xué)、知識工程與系統(tǒng)工程、計算技術(shù)與通信技術(shù)、軟件工程與信息工程等多學(xué)科、多技術(shù)相互結(jié)合、相互滲透而產(chǎn)生的一門新技術(shù)、新學(xué)科。它研究如何提高計算機管理系統(tǒng)的智能水平及應(yīng)用智能管理系統(tǒng)的設(shè)計理論、方法與實現(xiàn)技術(shù)。

智能管理是現(xiàn)代管理科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新動向。智能管理系統(tǒng)是在管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem,MIS）、辦公自動化系統(tǒng)（OfficeAutomationSystem，OAS）、決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportSystem,DSS）的功能集成、技術(shù)集成的基礎(chǔ)上，應(yīng)用人工智能專家系統(tǒng)、知識工程、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法和技術(shù)，進行智能化、集成化、協(xié)調(diào)化、設(shè)計和實現(xiàn)的新一代的計算機管理系統(tǒng)。智能管理正逐步在企業(yè)管理中發(fā)揮應(yīng)有的作用，如制造企業(yè)車間級的制造生產(chǎn)管理系統(tǒng)、智能化產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)、車間智能調(diào)度系統(tǒng)、智能物流管理系統(tǒng)、商務(wù)智能系統(tǒng)等。智能管理強調(diào)“人因素”和“人機協(xié)調(diào)”的高效整合和實現(xiàn)“人機協(xié)調(diào)”。智能化物料管理系統(tǒng)，是通過在生產(chǎn)現(xiàn)場布置專用設(shè)備，如LED生產(chǎn)看板、條碼采集器、PLC、傳感器、I/O、DCS、RFID、PC等，對從原材料上線到成品入庫的生產(chǎn)過程進行實時數(shù)據(jù)采集、控制和跟蹤的信息系統(tǒng)。通過控制包括物料、倉庫設(shè)備、人員、品質(zhì)、工藝、流程指令和設(shè)備在內(nèi)的所有工廠資源來提高制造競爭力，它提供了一種在統(tǒng)一平臺上集成工藝派工單、質(zhì)量控制、NC代碼、智能調(diào)度、設(shè)備管理等功能的模式，從而實現(xiàn)企業(yè)實時化的信息系統(tǒng)。下面以智能倉儲物料管理系統(tǒng)為例，描述智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。1、物料管理系統(tǒng)的功能描述智能倉儲物料管理主要表現(xiàn)在物料采購入庫、庫存管理、領(lǐng)料出庫等過程，傳統(tǒng)的出入庫管理由手工登記物料的出入庫信息，易出錯且效率低。智能倉儲物料管理將RFID技術(shù)應(yīng)用于物料管理，能做到物料信息采集的及時性、準確性和可追溯性，根據(jù)物料管理的特點。（1）物料初始化：供應(yīng)商或車間來料后，倉庫管理員根據(jù)物料檢驗結(jié)果使用發(fā)卡器對等待入庫的物料進行初始化，將卡編號與物料號對應(yīng)信息記錄至物料表中，并將射頻卡附著在物料上。（2）入庫處理：物料入庫時，安裝在入口處的閱讀器讀取射頻卡中的物料號，并將入庫單號與卡進行綁定，將物料號、貨位號、數(shù)量等信息記錄至入庫明細表及庫存表中，物料狀態(tài)設(shè)為“入庫”，完成入庫過程。（3）出庫處理：物料出庫時，安裝在出口處的閱讀器讀取射頻卡中的物料號，并將出庫單號與卡進行綁定，將物料號、數(shù)量等信息記錄至出庫明細表，更新庫存表，物料狀態(tài)設(shè)為“出庫”，完成出庫過程。（4）庫存盤點：每隔一定時間，員工就會啟動安裝在倉庫各個貨架上RFID設(shè)備，對每個貨位實際物料進行清點，統(tǒng)計各物料實際數(shù)量，與庫中的庫存量進行比對，產(chǎn)生物料盤點表，為補貨及缺貨登記服務(wù)。（5）查詢與統(tǒng)計：按照查詢統(tǒng)計條件對入庫、出庫、庫存、盤點等信息進行查詢與統(tǒng)計，為制訂需求計劃服務(wù)。物料管理的功能描述如下：2、物料管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計根據(jù)物料管理系統(tǒng)功能，確定員工、入庫單、入庫單明細、出庫單、出庫單明細、供應(yīng)商、物料、庫存及貨架等9個實體，其中員工與入庫單、員工與出庫單、入庫單與入庫單明細、出庫單與出庫單明細、供應(yīng)商與物料、貨架與庫存都是一對多的關(guān)系；而物料與庫存是一對一的關(guān)系。智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程3、智能物料的硬件架構(gòu)設(shè)計根據(jù)RFID的工作原理及物料系統(tǒng)功能需求，設(shè)計一個典型的硬件組成架構(gòu)。該系統(tǒng)自下向上分為設(shè)備層、感知層、通信層及服務(wù)層四層，各層的作用描述如下：（1）設(shè)備層。與物料管理有關(guān)的設(shè)備如物料、貨架等，射頻卡或標簽一般安裝或附在物料等識別對象上，隨識別對象移動而移動。（2）感知層。該層主要由RFID讀寫器、條碼掃描儀等智能感知設(shè)備構(gòu)成，用來識別設(shè)備層的物料對象，將獲取的射頻信息傳送至通信模塊端。（3）通信層。該層主要由ZigBee通信主、副模塊構(gòu)成。（4）服務(wù)層。該層主要由組成局域網(wǎng)的RFID控制器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及智能物流管理系統(tǒng)若干終端構(gòu)成。智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程4、智能物料系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計該系統(tǒng)的軟件架構(gòu)自下向上分為數(shù)據(jù)庫層、數(shù)據(jù)訪問層及用戶表示層三層，其中數(shù)據(jù)訪問層是系統(tǒng)的核心，用戶表示層是用戶與系統(tǒng)交互的人機界面。系統(tǒng)有14個模塊，其中物料識別模塊運行在RFID控制器上，其它模塊主要完成對相應(yīng)數(shù)據(jù)表的增加、刪除、更改與查詢統(tǒng)計功能，運行在管理終端上。智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程5、相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)描述由于物料系統(tǒng)涉及到射頻卡數(shù)據(jù)格式及讀寫方式等關(guān)鍵技術(shù)。射頻卡采用ISO18000-6C標準RFID認證協(xié)議，卡的安全性較好。根據(jù)協(xié)議規(guī)定將射頻卡存儲空間分為保留內(nèi)存區(qū)、EPC存儲區(qū)、TID存儲區(qū)和用戶存儲區(qū)四種，其中TID區(qū)存儲卡的ID，是唯一不可更改的，用戶區(qū)存儲量較大（96位），用來存儲物料的相關(guān)數(shù)據(jù)，保留內(nèi)存區(qū)存儲殺死口令和訪問口令，EPC區(qū)用來存儲自定義可改變的卡號，該卡號與用戶區(qū)存儲的信息對應(yīng)。。智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程6、庫存盤點功能模塊的實現(xiàn)以庫存盤點模塊為例，描述盤點實現(xiàn)的過程，物料在庫存中按照物料ABC分類，存儲在不同的區(qū)間。盤點時采用手持或固定的RFID閱讀器讀取貨架上每個物料的庫存中的數(shù)量與實際盤點數(shù)量進行比對，消除差值，確保庫存的準確可靠。智能物流管理系統(tǒng)全部模塊采用C#與Or