智能制造概述

个制造系统具备抗干扰自适应和容错等能力。
人机一体化智能系统
IMS不单纯是 “人工智能”系统, 而是人机一体化智 能系统, 是一种混合智能。人机一体化一方面突出人在制 造系统中的核心地位, 同时在智能机器的配合下, 更好地 发挥了人的潜能, 使人机之间表现出一种平等共事、相互 “理解”、相互协作的关系, 使两者在不同的层次上各显 其能, 相辅相成。因此, 在IMS 中, 高素质、高智能的人将 发挥更好的作用, 机器智能和人的智能将真正地集成在一 起。
system ， IMS) 。
智能制 造
两个概念
智能制造技术：是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、 构思和决策等智能活动, 并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来, 将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统(如经营决策、采购、产品 设计、生产ห้องสมุดไป่ตู้划、制造、装配、质量保证和市场销售等), 以实现整个 制造企业经营运作的高度柔性化和集成化。
自学习和自维护能力
IMS能以原有的专家知识为基础, 在实践中不断进行 学习, 完善系统的知识库, 并删除库中不适用的知识, 使 知识库更趋合理; 同时, 还能对系统故障进行自我诊断、 排除及修复。这种特征使IMS能够自我优化并适应各种 复杂的环境。
自组织和超柔性
IMS中的各种组成单元能够根据工作任务的需要, 自行 集结成一种超柔性最佳结构, 并按照最优的方式运行。
②信息和制造智能的集成与共享，强调智能型的集成自动化。
智能制造系统的特征及框架
自律能力
学习能力与自 我维护能力
人机一体化
自组织与超柔 性
虚拟现实技术
自律能力
IMS具有搜集与理解环境信息及自身的信息, 并进行 分析判断和规划自身行为的能力。强有力的知识库和基于 知识的模型是自律能力的基础。IMS能根据周围环境和自 身作业状况的信息进行监测和处理, 并根据处理结果自行 调整控制策略, 以采用最佳运行方案。这种自律能力使整
虚拟现实技术
这是实现虚拟制造的支持技术, 也是实现高水平人机 一体化的关键技术之一。人机结合的新一代智能界面, 使得 可用虚拟手段智能地表现现实, 它是智能制造的一个显著特 征。综上所述, 可以看出IMS作为一种模式, 它是集自动化、 柔性化、集成化和智能化于一身, 并不断向纵深发展的先进 制造系统。
蒸汽机、电动机曾给机械产品的发展带来革命 数字化：信息化与工业化融合的重要手段 智能化：装备和机械产品的发展趋势
机械化
电气化
数字化
智能化
蒸汽机 机械一代
蒸汽机的发明， 机器动力的应用
普通机床 电气一代
数控机床 数控一代
电动机的发明， • 电能的应用
信息技术特别是 数控技术的应用
智能机床 智能一代
智能制造系统的主要部件
智能加工是一种柔性度和自动化水平更高的制造技术， 它不仅减轻人们的体力劳动，还能减轻人们的脑力劳动， 使产品制造过程能够连续，准确，高速地自动进行。
智能加工设备是智能制造系统的主要加工部件，智能机 床和智能加工中心(IMC)更是智能制造系统中一种典型的 智能加工机器。
制造业发展的几个主要阶段
能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过
程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智 能化和高度集成化。
智能制造技术
(Intelligent manufacturing technology，
IMT )
智能制造系统
( Intelligent manufacturing
英
工装
国 德 驾驶舱和中段
美 国 发动机 西
国机舱内装饰 其它供应商 发动机机架
班
垂直尾翼
牙
智能制造的总体概念
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能机器 和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进
行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智
智能制造
机械电子工程 SX1405086
智能制造提出背景
自20世纪80年代以来，随着产品性能的复杂化及功能的多样化，促 使产品包含的设计信息量猛增，所以对制造设备的要求越来越高。
21世纪，基于信息和知识的产品设计、制造和生产管理将成为知识 经济和信息社会的重要组成部分，是制造科学和技术最重要和最基 本的特征之一，智能制造正是在这一背景下提出并得到学术界和工 业界的广泛关注。
智能技术的应用， 自适应、自我决策
智能加工中心
智能加工中心中，智能数控系统是IMC的神经中枢，其智 能化程度直接决定了整个智能制造系统的智能水平。 智能数控系统具有高级的自主控制功能，能将任务请求、 作业规划、轨迹控制、过程监视与控制、错误自修复等功 能有机结合起来。面向制造系统，它是任务驱动的柔性规 划学习系统，而面对复杂的物流加工环境，它又是“刺激 一反应”型的再励系统，能对来自内部和外界环境的多种 刺激做出理智的决策，从而以最优策略完成目标任务。
智能制造系统：是指基于IMT, 利用计算机综合应用人工智能技术(如人 工神经网络、遗传算法等) 、智能制造机器、代理(agent)技术、材料技 术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、 生命科学和系统工程理论与方法, 在国际标准化和互换性的基础上, 使 整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化, 并使制造系统形成由网 络集成的、高度自动化的一种制造系统。
主要研究内容和目标
由于智能制造技术是指在制造工业的各个环节，以一种高度柔性与高度集成的 方式，通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。
因此，智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业，其主要研究开发目标有 二:
①整个制造工作的全面智能化，它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取 代人的部脑力劳动作为主要目标，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织 能力;
其柔性不仅表现在运行方式上, 还表现在结构形式上。 完成任务后, 该结构自行解散, 以备在下一个任务中集结成 新的结构。自组织能力是IMS的一个重要标志。
智能制造系统框架
整个系统是一个多智能体分布式网络结构，分成四个 部分:中心层、管理层、计划层和生产层。每个层由具有自 治性的多智能体组成，这种多智能体具有相似的结构，但 根据任务的不同而有不同的自学习、自适应、自组织、自 维护功能。智能系统有一定的容错能力，可以在不完整的 信息或偶然误差出现时正常地工作。