I5智能制造的發(fā)展

鐘麗晨 劉思佳 朱潤馳 林書宇 劉瑩 沈陽工學(xué)院

智能制造就是在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、編程思想，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化，操作無人化。智能制造是計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、仿生學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集合，通過傳感器采集的數(shù)據(jù)，在中央處理機(jī)中進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和任務(wù)執(zhí)行輸出處理，利用網(wǎng)絡(luò)將各類狀態(tài)信息、指令傳送給被測物體。智能制造是工業(yè)4.0的催生產(chǎn)物。

1 智能制造的研究內(nèi)容

智能制造這個(gè)名詞在世界上還沒有明確的定義，但是通俗易懂的理解就是器件柔性的集成化，通過機(jī)械勞動取代人力勞動，賦予機(jī)器思想，使之有判決辨認(rèn)的能力。總而言之，智能制造就是人類思維與制造技術(shù)的碰撞和融合。

現(xiàn)在普遍研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：

(1)實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造工作的全面智能化，對傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)所有工業(yè)機(jī)械化

和智能化，減少公司在人力方面的成本，大幅度提高生產(chǎn)效率。

(2)信息和制造智能的集成與共享，強(qiáng)調(diào)智能型的集成自動化。

(3)利用計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用人工智能技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建一個(gè)模擬人類大腦活動的環(huán)境，在該環(huán)境下，對各類事物進(jìn)行辨別、分析，此外繼承科學(xué)家們的制造思想，從而設(shè)計(jì)出自治或半自治生產(chǎn)系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督，及時(shí)獲取生產(chǎn)狀態(tài)和出現(xiàn)的故障問題，對問題做出處理和反饋。

(4)將仿生學(xué)與智能制造連接在一起，使機(jī)器人更加貼近于人，代替人在未知領(lǐng)域拓展研究，幫助人類完成日常生活。

(5)建立一個(gè)IMS統(tǒng)一的概念體系，研究IMS的組成和發(fā)展趨勢，研究IMS接入方式、如何實(shí)現(xiàn)主要功能、給UMTS增加支持多媒體業(yè)務(wù)的操作和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。

(6)制定智能制造技術(shù)研究過程中的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)計(jì)過程、生產(chǎn)過程、經(jīng)濟(jì)效益、市場評估、作品評估等一系列問題進(jìn)行細(xì)化。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從智能制造的體系布局方面來斟酌,智能制造體系的智能表示在個(gè)別制造單位的“自主性”與體系團(tuán)體的“自組織能力”，該體系由若干個(gè)智能模塊構(gòu)成，按照分歧的生產(chǎn)任務(wù)，將各個(gè)智能模塊分成分歧的品級由高到低排列。高智能模塊控制整個(gè)智能車間，他可以隨意調(diào)度車間內(nèi)的設(shè)備，參與車間內(nèi)的生產(chǎn)活動，與其他同等級模塊而言，智能車間內(nèi)的智能設(shè)備也屬于高智能模塊，他們承接加工的任務(wù)。無論是哪一個(gè)級別的模塊，所有模塊之間必須保持緊密的聯(lián)系，與上級控制模塊保持聯(lián)系，及時(shí)反饋管轄范圍內(nèi)的生產(chǎn)狀態(tài)和故障問題。采用這種分級控制，極大程度上保證了生產(chǎn)過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，同時(shí)也可以根據(jù)IMS，將同等級的任務(wù)切割成更多細(xì)節(jié)的小任務(wù)將各個(gè)小任務(wù)分配給相應(yīng)模塊。如果該模塊完成相應(yīng)任務(wù)且此時(shí)空閑，向控制中心發(fā)送一個(gè)信令，表明此任務(wù)各項(xiàng)指標(biāo)完成的情況，完成時(shí)間，加工達(dá)到的精度等。如果多個(gè)模塊同時(shí)發(fā)出信令給控制中心，控制中心會逐一檢測信令中包含的信息，對完成時(shí)間和各項(xiàng)指標(biāo)完成情況進(jìn)行判斷。如果該模塊為基礎(chǔ)模塊只執(zhí)行加工操作，則直接由（AGV）將被加工工件送向選擇的加工設(shè)備，反之，則將子任務(wù)進(jìn)行細(xì)化，重復(fù)上述過程，直至任務(wù)分配給基層模塊。這樣，整個(gè)過程體現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的自主性和自組織能力。

3 I5智能工廠

智能工廠共分為4個(gè)階段：數(shù)字化車間--信息化車間--智能車間---智能工廠。智能制造系統(tǒng)的評估從運(yùn)用的范圍大小、系統(tǒng)的使用技術(shù)等來進(jìn)行判定。智能制造裝備集合了先進(jìn)的制造工藝和信息技術(shù)，具有判決、分析、感知等邏輯思維結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)很多的智能的工作。智能生產(chǎn)線則是將智能裝備進(jìn)行理論與實(shí)際的結(jié)合，根據(jù)智能裝備的物理特性和邏輯結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)線上通過自動化系統(tǒng)對個(gè)智能裝備進(jìn)行合理的分工安排，使其工作協(xié)調(diào)；智能車間是倉庫物流系統(tǒng)和車間管理系統(tǒng)的結(jié)合，它是大量智能生產(chǎn)線規(guī)?；募斜憩F(xiàn)。智能車間的規(guī)模大小和生產(chǎn)效率決定了智能工程的生產(chǎn)效率。若干個(gè)智能工廠構(gòu)成了制造聯(lián)盟，制造聯(lián)盟是在智能工廠的基礎(chǔ)上將所有智能工廠的優(yōu)勢集中，對各地智能工廠進(jìn)行聯(lián)系呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)，實(shí)行異地協(xié)同的生產(chǎn)過程。