《智能制造概论》课件 第4章 制造的智能化

智能制造概论12第4章制造的智能化4.1产品的智能化34.1.1智能化产品概念

产品的智能化就是把传感器、处理器、存储器、通信模块、传输系统融入到各种产品中，使得产品具备动态存储、感知和通信能力，实现产品的可追溯、可识别、可定位、可管理，能加快产品创新和提高产品附加值。4.1产品的智能化44.1.2智能化产品主要特征智能性网络性沟通性智能化产品特征4.2设计的智能化54.2.1智能设计概念

智能设计就是通过人工智能与人类智能相融合，通过人与计算机的协同，高频率地、集成地实现建模、综合、分析、优化和协同环节，完成能全面满足用户需求的产品的生命周期设计。（1）以设计方法学为指导。（2）以人工智能技术为实现手段。（3）以传统CAD技术为数值计算和图形处理工具。（4）面向集成智能化。（5）提供强大的人机交互功能。4.2设计的智能化64.2.2智能设计系统智能设计系统是设计型专家系统和人机智能化设计系统的统称。

最简单的智能设计系统是严格意义下的设计型专家系统，它只能处理单一设计领域知识范畴的符号推理问题；最完善的智能设计系统是人机高度和谐、知识高度集成的人机智能设计系统，具有自组织能力、开放的体系结构和大规模的知识集成化处理环境。大量的设计系统介于这两种模式之间，能对设计过程提供或多或少的智能支持。4.2设计的智能化74.2.2智能设计系统4设计过程的再认识1235设计知识表示多专家系统协同技术再设计与自学习机制多种推理机制的综合应用6智能化人机接口智能设计系统关键技术4.2设计的智能化84.2.3典型的智能设计方法1.基于规则智能设计方法4.2设计的智能化94.2.3典型的智能设计方法2.基于案例智能设计方法4.2设计的智能化104.2.3典型的智能设计方法3.基于原型智能设计方法4.2设计的智能化114.2.3典型的智能设计方法4.基于约束满足智能设计方法

基于约束满足设计（constraint-satisfieddesign，CSD）方法是把设计视为一个约束满足问题（CSP）来求解。人工智能技术中，CSP的基本求解方法是通过搜索问题的解空间来查找满足所有问题约束的问题解。但是智能设计与一般的CSP存在一些不同，在一个复杂设计问题中，往往设计众多变量，搜索空间十分巨大，这使得通常很难通过搜索方法获得设计问题的解。因而，CSD常常借助其他智能设计方法产生一个设计方案，然后再来判别其是否满足设计问题中的各方面约束，而单纯搜索的方法一般只用于解决设计问题中的一些局部子问题。4.3加工的智能化124.3.1加工工艺智能优化加工工艺的智能规划加工性能智能预测加工参数智能优选加工工艺智能优化4.3加工的智能化134.3.2加工智能监测1.加工监测内容及监测系统一般结构4.3加工的智能化144.3.2加工智能监测2.监测方法传统监测方法：传统监测方法基于加工系统模型，并根据模型参数的变化或系统响应的变化来监测研究对象状态，称为基于模型方法。智能检测方法：许多信号无法确定其系统模型，此时采用传统的建模方法无法获得准确的结果，必须引入人工智能，采用黑箱处理方法，即忽略复杂的过程分析，仅对系统的输入和输出进行观测，建立其等价模型。4.3加工的智能化154.3.2加工智能监测3.机器视觉检测控制技术4.3加工的智能化164.3.3加工智能化关键技术加工过程仿真与智能优化123制造过程智能监控与误差补偿基于机器视觉的加工质量智能检测加工智能化关键技术4.4装配的智能化174.4.1装配精确定位

装配过程精确定位是智能装配中的关键技术，也是保证复杂产品装配质量与装配效率的重要因素。（1）装配物料精确定位（2）工装夹具精确定位（3）装配机器人精确装配操作4.4装配的智能化184.4.2装配工艺规划在既定设计方案的前提下，探寻符合设计约束与生产要求的合理可行的装配序列。装配序列规划装配路径规划在装配模型与装配序列的基础上，针对装配作业，利用装配信息，对装配路径配置进行分析，构建合理、可行的装配路径。4.4装配的智能化194.4.3装配智能化关键技术人机结合的虚拟装配技术123专用智能装配工艺装备的设计制造技术装配过程在线检测与监控技术装配智能化关键技术智能装配制造执行技术44.5服务的智能化204.5.1智能服务的概念

智能服务是智能制造的重要服务支撑。智能服务是指对智能制造的各个阶段、各个节点提供数据挖掘服务和知识推送服务。智能服务在集成现有的信息技术及其应用基础上，以用户需求为中心，实现自动辨识用户的显性和隐性需求，并且主动、高效、安全、绿色地满足其需求。主动即主动辨识用户需求，从而主动提供服务；高效即用户获得的服务响应时间最短，体现智能服务的高效率；安全是智能服务的基础；绿色即节能环保，以较低的消耗获得较高的效果。4.5服务的智能化214.5.2智能服务分层结构及技术支撑智能层存储与检索技术、特征识别技术、行为分析技术、数据挖掘技术、商业智能技术、人工智能技术、SOA相关技术等传送层弹性网络技术、可信网络技术、深度业务感知技术、无线网络技术、IPv6等交互层视频采集技术、语音采集技术、环境感知技术、位置感知技术、时间同步技术、多媒体呈现技术、自动化控制技术等4.6生产线及工厂的智能化221．智能生产线及工厂概念

生产线是按照对象原则组织起来，完成产品工艺过程的一种生产组织形式。随着产品制造精度、质量稳定性和生产柔性化要求不断提高，制造生产线正向自动化、数字化和智能化的方向发展。智能生产线将先进工艺技术、先进管理理念集成融合到生产过程，实现基于知识的工艺和生产过程全面优化、基于模型的产品全过程数字化制造以及基于信息流、物流集成的智能化生产管控，以提高生产线运行效率，提升产品质量的稳定性。

智能工厂将智能设备与信息技术在工厂层级完美结合，涵盖企业生产、质量、物流等环节，是智能制造的典型代表，主要解决工厂、生产线（车间）以及产品设计到制造实现的转换过程。智能工厂将设计规划从经验和手工方式，转化为计算机辅助数字仿真与优化的精确可靠的规划设计，在管理层，ERP系统实现企业层面针对质量管理、生产绩效、依从性、产品总谱和生命周期管理等提供业务分析报告；在控制层，由MES系统实现对生产状态的实时掌控，快速处理