《智能制造技术导论》2.1-智能制造系统概述

2023/9/24智能制造技术导论工业和信息化精品系列教材——智能制造技术

*智能制造技术导论

第二章智能制造系统第二节智能制造系统的自动化第三节智能制造系统的信息化第四节典型案例第一节智能制造系统概述2023/9/24智能制造系统的概述1第一节2023/9/24智能制造系统的定义智能制造系统架构智能制造系统特点智能制造系统典型特征2023/9/24一、智能制造系统的定义智能制造系统是指基于智能制造技术，综合运用人工智能技术、信息技术、自动化技术、制造技术、并行工程、生命科学、现代管理技术和系统工程理论方法，在国际标准化和互换性的基础上，使得制造系统中的经营决策、产品设计、生产规划、制造装配和质量保证等各个子系统分别实现智能化的网络集成的高度自动化制造系统，即智能制造系统。2023/9/24高安全性是智能服务的基础，没有安全保障的服务是没有意义的，只有通过端到端的安全技术和法律法规实现了对用户信息的保护，才能建立用户对服务的信任，进而形成持续消费和服务升级。节能环保也是智能服务的重要特征，在构建整套智能服务系统时，如果最大程度降低能耗、减小污染，就能极大地降低运营成本，使智能服务多、快、好、省，产生效益，一方面更广泛地为用户提供个性化服务，另一方面也为服务的运营者带来更高的经济和社会价值。一、智能制造系统的定义2023/9/24所谓智能制造，就是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造系统构成包括哪些？两化（信息化＋自动化）融合的制造业就是智能制造。德国版本叫工业4.0，美国叫工业互联网。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统。二、智能制造系统架构2023/9/24智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成，主要解决智能制造标准体系结构和框架的建模研究。二、智能制造系统架构2023/9/24图2-1智能造系统架构2023/9/241.生命周期生命周期是由设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动组成的链式集合。生命周期中各项活动相互关联、相互影响。不同行业的生命周期构成不尽相同。2.系统层级系统层级自下而上共五层，分别为设备层、控制层、车间层、企业层和协同层。智能制造的系统层级体现了装备的智能化和互联网协议（IP）化，以及网络的扁平化趋势。3.智能功能智能功能包括资源要素、系统集成、互联互通、信息融合和新兴业态等五层。2023/9/244.示例解析智能制造系统架构通过三个维度展示了智能制造的全貌。为更好的解读和理解系统架构，以可编程逻辑控制器、工业机器人和工业互联网为例，分别从点、线、面三个方面诠释智能制造重点领域在系统架构中所处的位置及其相关标准。2023/9/242023/9/24一个智能制造系统兼具哪些的特点才堪称智能制造？最少有五点：人机集成一体化，虚拟现实技术，兼具自组织和超融性的能力，兼具自学能力和自身系统维护能力，有严格自律的能力。三、智能制造系统特点2023/9/24智能功能包括资源要素、系统集成、互联互通、信息融合和新兴业态五层。（1）资源要素包括设计施工图纸、产品工艺文件、原材料、制造设备、生产车间和工厂等物理实体，也包括电力、燃气等能源。此外，人员也可视为资源的一个组成部分。（2）系统集成是指通过二维码、射频识别、软件等信息技术集成原材料、零部件、能源、设备等各种制造资源。由小到大实现从智能装备到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂乃至智能制造系统的集成。四、智能制造系统基本要素2023/9/24（3）互联互通是指通过有线、无线等通信技术，实现机器之间、机器与控制系统之间、企业之间的互联互通。（4）信息融合是指在系统集成和通信的基础上，利用云计算、大数据等新一代信息技术，在保障信息安全的前提下，实现信息协同共享。（5）新兴业态包括个性化定制、远程运维和工业云等服务型制造模式。2023/9/24五、智能制造系统典型特征1自组织能力2自律能力3学习能力和自我维护能力4人机一体化2023/9/242023/9/24自组织能力是指信息管理系统（InformationManagementSystem，IMS）中的各种智能设备，能够按照工作任务的要求，自行集结成一种最合适的结构，并按照最优的方式运行。自律能力即搜集与理解环境信息的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。IMS能以原有的专家知识为基础，在实践中，不断进行学习，完善系统知识库，并