智能制造装备与集成 课件 02 智能制造架构与装备.pptx

高等学校智能制造工程专业系列教材-智能制造装备与集成智能制造装备与集成INTELLIGENTMANUFACTURINGEQUIPMENTANDINTEGRATION

高等学校智能制造工程专业系列教材-智能制造装备与集成2.1智能制造架构2.2智能制造装备概述2.3智能机床2.4工业机器人2.5增材制造装备2.6智能生产线第二章智能制造架构与装备

2.1智能制造架构2.1.1智能制造的核心要素智能制造系统核心要素为6M：Material——材料，包括特性和功能等Machine——机器，包括精度、自动化、和生产能力等Methods——方法，包括工艺、效率、和产能等Measurement——测量，包括六西格玛、传感器监测等Maintenance——维护，包括使用率、故障率、和运维成本等其区别与传统制造系统最重要的因素在于第六个M，即建模（Modeling——数据和知识建模，包括监测、预测、优化和防范等），并且正是通过建模来驱动其他5个要素，从而解决和避免制造系统的问题。

2.1智能制造架构2.1.2智能工厂实现智能制造的利器就是数字化、网络化的工具软件和制造装备，包括以下类型：计算机辅助工具：如CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、CAPP（计算机辅助工艺设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试，如ICT信息测试、FCT功能测试）等；计算机仿真工具：如物流仿真、工程物理仿真（包括结构分析、声学分析、流体分析、热力学分析、运动分析、复合材料分析等多物理场仿真）、工艺仿真等；工厂/车间业务与生产管理系统：如ERP（企业资源计划）、MES（制造执行系统）、PLM（产品全生命周期管理）/PDM（产品数据管理）等；智能装备：如高档数控机床与机器人、增材制造装备（3D打印机）、智能炉窑、反应釜及其他智能化装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等；新一代信息技术：如物联网、云计算、大数据等。

2.1智能制造架构2.1.2智能工厂在智能工厂中，借助于各种生产管理工具/软件/系统和智能设备，打通企业从设计、生产到销售、维护的各个环节，实现产品仿真设计、生产自动排程、信息上传下达、生产过程监控、质量在线监测、物料自动配送等智能化生产。智能工厂模型

2.1智能制造架构2.1.3制造环节智能化数字化：数字化是指将信息载体（文字、图片、图像、信号等）以数字编码形式（通常是二进制）进行储存、传输、加工、处理和应用的技术途径。数字化本身指的是信息表示方式与处理方式，但本质上强调的是信息应用的计算机化和自动化。在智能制造领域，数字化是指借助于各种计算机工具，一方面在虚拟环境中对产品物体特征、生产工艺甚至工厂布局进行辅助设计和仿真验证；另一方面，对生产过程进行数字化管理。网络化：网络化是指使用相同或不同的网络将工厂/车间中的各种计算机管理软件、智能装备连接起来，以实现设备与设备之间、设备与人之间的信息互通和良好交互。智能化可分为两个阶段，当前阶段是面向定制化设计，支持多品种小批量生产模式，通过使用智能化的生产管理系统与智能装备，实现产品全生命周期的智能管理，未来愿景则是实现状态自感知、实时分析、自主决策、自我配置、精准执行的自组织生产。智能化：

2.1智能制造架构2.1.4网络互联互通智能制造的首要任务是信息的处理与优化，工厂/车间内各种网络的互联互通则是基础与前提。没有互联互通和数据采集与交互，工业云、工业大数据都将成为无源之水。图2-1智能工厂/数字化车间典型网络结构

2.1智能制造架构2.1.5端到端数据流数据/信息交换要求从底层现场层向上贯穿至执行层甚至计划层网络，使得工厂/车间能够实时监视现场的生产状况与设备信息，并根据获取的信息来优化生产调度与资源配置。也要涉及到协同制造单位（如上游零部件供应商、下游用户）的信息改变，这就需要用互联网实现企业与企业数据流动。图2-2智能制造端到端数据流

2.2智能制造装备概述智能制造装备是智能制造技术的重要载体。智能制造装备融合了先进制造技术、数字控制技术、现代传感技术以及人工智能技术，具有感知、学习、决策和执行等功能，是实现高效、高品质、节能环保和安全可靠生产的下一代制造装备。智能制造装备主要包括高端数控机床、工业机器人、智能测控装置、成套自动化生产线、增材制造装备等。

2.2智能制造装备概述2.2.1智能制造装备的特征自我感知能力智能制造装备具有收集和理解工作环境信息、实时获取自身状态信息的能力。自主规划和决策能力智能制造装备能够依据不同来源的信息进行分析、判断和规划自