什么是智能制造?

能制造定义每个国家有稍微区别,但是重要程度都不言而喻,根据德勤就先进制造技术在未来重要性的排名来看,“智能工厂”在美国、欧洲、中国三大地区的重要性排名分别为第4位、第1位与第2位,突显出其在未来智能制造技术中的重要地位:中国:智能制造定义为基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称”。美国:“智能制造创新研究院”对智能制造的定义是:智能制造是先进传感、仪器、监测、控制和过程优化的技术和实践的组合,它们将信息和通信技术与制造环境融合在一起,实现工厂和企业中能量、生产率、成本的实时管理。德国:“工业4.0”的内涵就是数字化、智能化、人性化、绿色化,产品的大批量生产已经不能满足客户个性化订制的需求,要想使单件小批量生产能够达到大批量生产同样的效率和成本,需要构建可以生产高精密、高质量、个性化智能产品的智能工厂。综合来看,智能制造并没有严格的定义,一般可以理解在工厂管控基础之上利用信息技术、物联网技术、设备监控等技术对工厂计划、资源、执行等业务进行有效管控,及时了解生产现状,减少因为信息沟通不畅而造成的窝工现象,降低因为人手工在纸质单据中录入引起的质量数据错误的风险。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能、绿色环保、成本可控、质量可追的现代工厂。

1.智能工厂智能工厂重点研究智能化生产系统和过程,以及网络化分布式生产设施的实现。智能工厂是智能制造中的一个关键主题,其主要内容可从多个角度来描述。首先数字工厂是工业化与信息化融合的应用体现。它借助于信息化和数字化技术,通过集成、仿真、分析、控制等手段为制造工厂的生产全过程提供全面管控的整体解决方案。它不限于虚拟工厂,更重要的是实际工厂的集成,包括产品工程、工厂设计与优化、车间装备建设及生产运作控制等。其次数字互联工厂是指将物联网技术全面应用于工厂运作的各个环节,实现工厂内部人、机、料、法、环、测的泛在感知和万物互联,互联的范围甚至可以延伸到供应链和客户环节。而智能工厂从范式维度看,智能工厂是制造工厂层面的信息化与工业化的深度融合,是数字化工厂、网络化互联工厂和自动化工厂的延伸和发展。它通过将人工智能技术应用于产品设计、工艺、生产等过程,使得制造工厂在其关键环节或过程中能够体现出一定的智能化特征,即自主性的感知、学习、分析、预测、决策、通信与协调控制能力,能动态地适应制造环境的变化,从而实现提质增效、节能降本的目标。2.智能生产智能生产是智能制造中的另一个关键主题。在未来的智能生产中,生产资源(生产设备、机器 人、传送装置、仓储系统和生产设施等)将通过集成形成一个闭环网络,具有自主、自适应、自重构等特性,从而可以快速响应、动态调整和配置制造资源网络和生产步骤。智能生产的研究内容主要包括:(1)MOM 生产网络基于制造运营管理系统的生产网络,生产价值链中的供应商通过生 产网络可以获得和交换生产信息,供应商提供的全部零部件可以通过智能物流系统,在正确的时间以正确的顺序到达生产线。(2)基于数字孪生的生产过程设计、仿真和优化通过数字孪生将虚拟空间中的生产建模仿真与现实世界的实际生产过程完美融合,从而为真实世界里的物件(包括物料、产品、设备、生产过程、工厂等)建立一个高度真实仿真的“数字孪生”,生产过程的每一个步骤都将可在虚拟环境 (即赛博系统)中进行设计、仿真和优化。(3)基于现场动态数据的决策与执行利用数字孪生模型,为真实的物理世界中物料、产 品、工厂等建立一个高度真实仿真的“孪生体”,以现场动态数据驱动,在虚拟空间里对定制信息、生产过程或生产流程进行仿真优化,给实际生产系统和设备发出优化的生产工序指令,指挥和控制设备、生产线或生产流程进行自主式自组织的生产执行,满足用户的个性化定制需求。

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