智能制造的技术路线及关键技术研究

智能制造的技术路线及关键技术研究
智能制造近年来成为了重要的发展方向之一，它通过应用新兴的信息技术来提
高制造的效率和质量，实现工业生产与数字化的融合。

智能制造由于其可持续发展的潜力和未来前景而受到全球的高度重视。

在实现智能制造的过程中，技术路线和关键技术的研究则是必不可少的。

一、概念解读
智能制造通过虚拟化、数字化、网络化、智能化，对生产制造全流程实施集成
化及优化调度，实现了整个制造业生态的高质量、高效、智能、可持续发展。

智能制造的四个基本特征如下：
一是智能过程控制，以灵活的组合方式调度生产过程。

二是自适应制造，包括制造过程、产品设计上的自适应。

三是自组织网络，以导向和资助OWR（开放、分布、协作）变成网络型企业。

四是数字化孪生工厂，保证了数据和能力在现实与虚拟的真实性和同步性。

二、技术路线
智能制造的技术路线分为以下三个阶段：数字化制造、虚拟物理制造和智能化
制造。

1. 数字化制造
数字化制造是基于传统的数据库技术和仿真技术发展而来的。

其要点是建立全
面和系统的制造数据分析平台，并通过原始数据的分析开展制造过程优化与决策。

数字系统涵盖了全生命周期数据，包括设计、工艺、设备和维护等。

数字工厂是数字化制造的重要组成部分。

其主要内容是利用全生命周期的数字
化技术来促进产品生命周期管理（PLM）、工艺规划、工作安排、计划模拟和协
同性制造。

数字化制造将制造系统内各部分信息进行整合、优化、数据化，真正
实现信息化和数据化管理。

2.虚拟信息制造
虚拟制造在数字化制造的基础上进一步发展，包含制造过程中的各个信息层次：产品设计、工艺设计和制造流程设计。

运用可见性分析、在线仿真和操作性模型，解决了设计、规划和排程的问题。

仿真技术可以帮助决策者预测制造系统的性能、比较不同设计和工艺方案的优缺点。

此外，虚拟制造还可以有效的利用多种信息模型技术，如系统性设计模型、数据模型和对象模型等。

虚拟信息制造的主要任务是将数字化制造系统形成的数据和对象实体，转化为
产品的制造过程中的模拟运行。

虚拟化制造所实现的产品是虚拟实体，而不是真实的物理制品，更准确地反应了最终产品的生产过程。

这样能够快速发现问题、提高生产品质与生产效率。

3. 智能化制造
智能制造的核心是采用人工智能和物联网技术实现制造系统的智能化。

这样，可以使各种自适应、自组织、智能算法在制造过程中应用更加广泛和强大。

具有跨平台、量身定制、自动化的生产方式，可以更好地解决产品个性化和现代制造业的快速应变性。

“智能化制造”除了充分利用新的信息技术，更应着重优化生产过程，尤其关注自动化系统开发及机器设备智能化。

三、关键技术
1.云计算与大数据
云计算与大数据技术可以快速处理大量的数据，加以分析研究，发现生产过程
中出现的各种异常情况或瓶颈。

同时，云计算也能够控制生产过程或者升级生产规
模，比如增加生产线等。

单独的云计算和大数据未能真正实现智能制造，因此，这两项技术需要与统一的制造平台相结合，实现综合智能生产管理和成本优化。

2. 物联网技术
物联网技术是现代制造的重要组成部分，也是智能制造基础设施的一部分。

现
代化的工厂和生产线会拥有大量的传感器和执行器，物联网技术支持大量传感器和执行器数据的快速处理、临时存储、远程传输和应用编程接口的定义，从而实现自适应生产、自动化生产、智能化生产。

3.人工智能技术
人工智能技术包括各种智能算法和智能决策。

最常用的算法是神经网络和模糊
逻辑推理。

在规划、预测和控制等制造领域中，人工智能技术可以与制造现场的实时数控技术相结合，实现自动控制和智能调整。

4.机器学习技术
机器学习技术可以处理各种制造数据，从而自动生成生产过程的知识。

机器学
习算法通过分析大量数据，可探测到制造过程中的缺陷和调整措施。

当机器学习算法大量运行时，制造模型在适应多元的生产环境下，能够发现和纠正不可能用人力实现的生产过程中的错误。

结语
智能制造的技术路线和关键技术将在未来的制造加速智能化转型和能力提升中
发挥重要作用。

在智能制造技术路线的发展进程中，应该注重实现虚拟化、数字化、网络化、智能化的有机结合。

希望新一代技术的使用和推广，能够为全球制造业的发展带来更为广阔的前景！。