⑴ 智能制造的特点以及技术有哪些
智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,其特点是:
1、虚拟现实技术
这是实现虚拟制造的支持技术,也是实现高水平人机一体化的关键技术之一。虚拟现实技术是以计算机为基础,融合信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真和多媒体技术为一体;
借助各种音像和传感装置,虚拟展示现实生活中的各种过程、物件等,因而也能拟实制造过程和未来的产品,从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。但其特点是可以按照人们的意愿任意变化,这种人机结合的新一代智能界面,是智能制造的一个显着特征。
2、自组织超柔性
智能制造系统中的各组成单元能够依据工作任务的需要,自行组成一种最佳结构,其柔性不仅突出在运行方式上,而且突出在结构形式上,所以称这种柔性为超柔性,如同一群人类专家组成的群体,具有生物特征。
3、学习与维护
智能制造系统能够在实践中不断地充实知识库,具有自学习功能。同时,在运行过程中自行故障诊断,并具备对故障自行排除、自行维护的能力。这种特征使智能制造系统能够自我优化并适应各种复杂的环境。
智能技术:
1、新型传感技术——高传感灵敏度、精度、可靠性和环境适应性的传感技术,采用新原理、新材料、新工艺的传感技术(如量子测量、纳米聚合物传感、光纤传感等),微弱传感信号提取与处理技术。
2、模块化、嵌入式控制系统设计技术——不同结构的模块化硬件设计技术,微内核操作系统和开放式系统软件技术、组态语言和人机界面技术,以及实现统一数据格式、统一编程环境的工程软件平台技术。
3、先进控制与优化技术——工业过程多层次性能评估技术、基于大量数据的建模技术、大规模高性能多目标优化技术,大型复杂装备系统仿真技术,高阶导数连续运动规划、电子传动等精密运动控制技术。
其发展前景:
1、人工智能技术。因为IMS的目标是计算机模拟制造业人类专家的智能活动,从而取代或延伸人的部分脑力劳动,因此人工智能技术成为IMS关键技术之一。IMS与人工智能技术(专家系统、人工神经网络、模糊逻辑)息息相关。
2、并行工程。针对制造业而言,并行工程是一种重要的技术方法学,应用于IMS中,将最大限度的减少产品设计的盲目性和设计的重复性。
3、信息网络技术。信息网络技术是制造过程的系统和各个环节“智能集成”化的支撑。信息网络同时也是制造信息及知识流动的通道。
⑵ 具体到模具行业,现如今其智能化技术与方法在其设计制造领域有哪些应用其未来发展趋势如何
1 国内模具业现状
我国模具工业的发展速度很快。我国模具行业"十一五"头3 年模具工业产值年均增长率为 17.1%, 2003 年全国模具总产值达 450 亿元以上[1], 2005 年总销售额超 600 亿元[2], 从近 3 年多的发展情况来看, 我国模具市场发展前景十分乐观。 按年均增长率为 15%推算, 2010 年全国模具总产值达约 1200 亿元,2020 年约为 3100 亿元。经过 10 年努力我国模具水平到 2010年时将进入亚洲先进水平的行列, 再经过 10 年的努力, 2020 年时基本达到国际水平, 我国不但成为模具生产大国, 而且进入世界模具生产制造强国之列。在模具生产方面, 国内已经能够生产精度达 2μ m的精密多工位级进模; 在汽车模具方面, 已能制造新轿车的部分覆盖件模具。 许多模具企业十分重视技术发展, 增大了用于模具技术进步的投资, 现今从事模具技术研究的机构和院校已有 30 余家,从事模具技术教育培训的院校已超过 50 家。
2世界发达国家的差距
目前全世界模具年产值约为 600 亿美元, 日本、 美国等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业[3]。 虽然中国模具工业近几年设计、 制造技术、 模具质量水平等取得了很大的发展,但与世界发达国家相比仍存在较大的差距。
( 1 ) 模具设计体系 规范模具设计软件系统开发是当务之急。
( 2) 制造工艺水平 国内模具生产厂家工艺条件参差不齐。不少厂家特别是私有企业, 由于设备不配套, 很多工作依赖手工完成, 严重影响精度和质量。 而欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。
( 3) 调试水平 模具属于工艺装备, 生产出合格制品才是最终目的。国内模具的质量、 性能检验大多放在用户处, 易给用户造成大量的损失和浪费。而国外大都拥有自己的试模场所和设备, 可以模拟用户的工作条件试模, 所以能在最短时限达到很好的效果。
( 4) 原材料问题 国产模具多采用 2Cr13 和 3Cr13, 而国外则采用专用模具材料 DINI、 2316, 其综合机械性能、 耐磨、 耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产材料[4]。 材料从根本上影响国产模具的外观质量和使用寿命。
( 5) 价格因素 对用户而言合理的质量价格比是最优选择,所以进口模具价格比国产模具高 8~10 倍, 仍有其市场空间。
( 6) 配套体系 我国模具生产企业往往忽视与其它设备、 原料供应商合作, 无形中使用户走了许多弯路。
3模具设计技术
模具设计长期以来一直依靠人的经验和机械制图来完成,随着国民经济和生产技术的不断发展以及计算机设计技术的开发, 模具设计有了新的发展方向。
3.1 CAD 绘图技术
CAD 绘图技术的出现给模具设计工作带来了方便之门。CAD系统在模具设计中的广泛应用。现阶段使用最多的是 “ Pro/E” 软件的应用, 该软件具有易用性、 高效率、 实用性。
3.2 CAD/CAE/CAM技术
从 20 世纪 90 年代开始发展的模具计算机辅助工程分析(CAE)技术现在也已有许多企业应用, 一些工业发达模具企业应用 CAD技术已从二维设计发展到三维设计, 而且三维设计已达70%以上, 它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显着的作用。CAE 软件的应用国外已较普遍, 国内应用还比较少。
4先进制造技术(AMT)在模具中的应用
4.1 快速原型制造(RP)技术
RP 技术在模具制造领域的应用主要是制作模具设计制造过程中所用的母模, 有时也用于直接制造模具。RP 技术可分为直接快速模具与间接快速模具技术。如 SL、 LOM、 SLS、 SDM。其优点是制造环节简单, 能够较充分地发挥其技术优势; 对于那些需要复杂形状的内流道冷却模具与零件, 采用直接 RT(由 RP 直接制造出使用模具的技术称为直接 RT技术)有着其他方法不能替代的独特优势。间接快速模具制造, 通过快速原型技术与传统的模具翻制技术相结合制造模具。 一方面可以较好地控制模具的精度、 表面质量、机械性能与使用寿命, 另一方面也可以满足经济性的要求。如基于喷射的成型技术, 如 FCM、 3DP、 快速精密铸造模具等。RP 各成形工艺都是基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件.
4.2 虚拟制造技术(VMT)
虚拟制造是采用计算机仿真与虚拟现实技术, 在计算机上实现产品的设计、 工艺规划、 加工制造、 性能分析、 品质检验以及企业各级过程的管理与控制等的产品制造全过程, 是一种通过计算机虚拟模型来模拟生产各场景和预估产品功能、性能及加加工性等各方面可能存在的问题, 从而提高人们的预测和决策水平。 虚拟制造技术是以三维建模和仿真技术为基础, 以虚拟现实技术为支撑的全新的技术。
4.3 反求工程技术 RE
随着检测技术的发展, 将现代测量技术不断融入模具产品设计中, 进一步推动了模具制造产品快速制造的能力。 反求工程是以设计方法学为指导, 以现代化设计理论、 方法、 技术为基础,运用各种专业人员的工程设计经验、 知识和创新思维, 对已有产品进行解剖、 深化和再创造。 反求工程是通过对存在实物模型或零件进行测量, 然后根据数据进行重构设计。
4.4 有限元仿真、 模拟技术的应用
随着计算机技术的迅速发展, 融合了 CAD、数值计算、CAM、 CG等各类技术的数值模拟技术—有限元分析, 逐步应用在模具的设计制造中。数值模拟技术通用或专用的软件各类很多 , 如 DYN - 3D、 OPTRIS、 ANSYS、 MARC、 ANAQUAS、 ALGOR等。可直观地在计算机屏幕上观察到材料变形和流动的详细过程, 了解材料的应变分布、 材料厚度变化、 破裂及皱曲的形成。 设计人员根据已有的经验来调整模具参数及成型工艺、修改毛料形状和尺寸, 极大缩短试模和修模时间, 有效地提高产品质量和生产效率。
4.5 模具中其他的先进制造技术
除了上述模具先进制造技术, 还有模具微细加工、 模具纳米加工、 模具微型机械加工、 模具的敏捷制造技术、 模具柔性制造技术、 模具集成制造技术、 模具企业网络制造联盟技术、 模具制造 CAPP 技术、 模具的智能制造技术等。模具制造技术种类繁多, 大部分的先进制造技术都可以应用到模具制造中, 而且在不断发展之中。
5 模具技术发展趋势
5.1 大力开展并行工程, 快速响应市场需要
在国际上, 模具工业是公认的关键工业, 目前我国已成为世贸组织的新成员, 各类产品都需要提高质量降低成本, 首先要解决模具设计制造周期, 最大限度地缩短生产环节间的过程, 所以模具设计与制造过程的正确方法应该是并行工程的方法。实施模具制造并行工程模式将逐渐取代传统工作模式成为模具制造业中新的主导模式。
5.2 数字化、 自动化、 柔性化、 集成化、 智能化和网络化方向
数字化是模具产业发展的主流, 而自动化则有助于实现操作, 提高加工质量和效率, 快速响应市场需求。柔性化可实现多品种小批量生产。 集成化可充分利用 CAD/CAM、 CIMS等技术实现设计制造一体化、 并行设计、 虚拟制造、 反求工程等。 智能化可利用专家系统、 模糊推理、 人工神经网络、 遗传基因等人工智能技术, 解决知识的重用等问题络化可跨地区、 跨院所实现技术资源的重新整合和共享。
5.3 模具检测、 加工设备向精密高效和多功能方向发展
模具向着精密、 复杂、 大型的方向发展, 对检测设备的要求越来越高。 如美国的高精度三坐标测量机具有数字化扫描功能。实现了从测量实物→建立数学模型→输出工程图纸→模具制造全过程。高速铣削技术, 模具自动加工系统等的研制和开发。
6总结
当今产品的概念不仅仅是满足于产品的功能, 还要求外表美观、 精致、 豪华、 技术含量高、 舒适、 人性化、 绿色化等。因此适应市场对产品多样化的需求, 设计、 加工出造型独特、 尺寸精良批量产品, 就必须进一步提高模具设计加工的技术含量, 为此模具制造难度自然增大。 所以及时了解模具现状与发展动态, 找出差距, 确定目标, 寻求最佳模具设计加工技术, 相信随着计算机技术及信息化技术的不断发展, 模具中先进制造技术相互渗透,必将带动模具技术取得长足的发展。
⑶ 有谁可以普及一下什么是智能制造啊
所谓智能制造,是一种新型生产方式,即源于人工智能的研究,包含智能制造技术和智能制造系统,同时将新一代信息通信技术与先进制造技术进行深度融合,贯穿设计、生产、管理、服务等每个环节,能够实现自感知、自执行、自决策等。
智能制造包括产品智能化、生产智能化、服务智能化、管理智能化。
1.产品智能化
产品智能化主要是依据相应的客户需求,将所需的传感器、处理器、储存器、通讯模块等融入到产品中,使得产品具有记忆、感知、通信、识别定位等功能,更好的提升产品价值。
2.装备智能化
根据人工智能、信息处理等技术和设备融为一体,提高加工精密度,对生产设备进行全生命周期的管理,提高设备稼动率和安全性,帮助企业实现提质、降本、增效。
3.生产智能化
智能制造生产智能化,通过数控机床、工业机器人等生产设备与互联网、大数据的联合应用,对生产过程全方位监控,生产数据全方面采集,使得生产进度透明,实现车间管理可视化,提高生产效率和管理效率。
4.管理智能化
应用ERP、MES、PLM等管理软件,使得企业数据的及时性、完整性、准确性不断提升,对采集的数据进行汇聚、分析、判断,促使管理更科学、合理、准确、高效。
5.服务智能化
以产品智能化为基础,依托产品自身的可感知、可识别属性,跟踪产品状态,拓展后续服务,对产品生命周期进行监管,为用户进行远程运维维保,为用户提供高效、便捷和满意服务,从生产性制造向生产服务型制造转型升级。
⑷ 中国智能制造亟需突破的关键共性技术有哪些
智能制造需统一五方面标准
工信部电子标准化研究院物联网研究中心主任胡静宜表示,智能制造标准体系的制定是一项极为庞大和复杂的工作,需经历从上到下、从概括到具体的过程,从总体内容上看,主要包括基础、安全、管理、评价和可靠性五个方面的标准:
基础标准方面,一是术语定义标准,用于统一智能制造相关概念;二是元数据标准,用于规定产品设计、生产、流通等环节涉及的元数据命名规则、格式、注册要求等,为数据集成、共享奠定基础;三是标识标准,对智能制造中的各类对象进行唯一标识。
安全标准方面,一是信息安全管理标准;二是技术与机制安全标准,包括软件安全、网络安全、数据安全等;三是产品测评以及安全能力评估标准,以服务于第三方测评。
管理标准按其对象主要包括质量、环境、能耗、两化融合等方面的管理标准,这些标准有助于企业降低产品的不良品率和运营成本,提高生产效率和能源利用率,实现绿色制造。
评价标准主要用于对智能制造的应用领域、企业和项目开展评估诊断,为企业提升智能制造水平提供指导。
可靠性标准方面,一是要制定可靠性标准指南,对风险、寿命周期费用、维修和保障等方面做出详细说明和要求;二是制定可靠性技术方法标准,包括可靠性建模与分析、试验技术、筛选技术等技术标准。
工信部电子工业标准化研究院物联网研究中心主任胡静宜认为,建立智能制造的统一标准光靠企业之间的合作是不够的,政府必须发挥好顶层设计的作用,充分做好众多部门、委员会、行业协会的协调工作,使之形成合力,共同推动智能制造统一标准的制定。
⑸ 实现智能制造服务需要哪些关键技术
可以通过以下方法解决问题:
1、自动化专业技术能力、高端自动化设备等。
⑹ 智能制造的管理模型和方法主要是什么
1、工厂总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型,并进行模拟仿真,实现生产流程数据可视化和生产工艺优化。
2、实现对物流、能流、物性、资产的全流程监控,建立数据采集和监控系统,生产工艺数据自动数采率达到90%以上。实现原料、关键工艺和成品检测数据的采集和集成利用,建立实时的质量预警。
3、采用先进控制系统,工厂自控投用率达到90%以上,关键生产环节实现基于模型的先进控制和在线优化。
4、建立生产执行系统(MES),生产计划、调度均建立模型,实现生产模型化分析决策、过程量化管理、成本和质量动态跟踪以及从原材料到产成品的一体化协同优化。建立企业资源计划系统(ERP),实现企业经营、管理和决策的智能优化。
5、对于存在较高安全与环境风险的项目,实现有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控、安全生产的全方位监控,建立在线应急指挥联动系统。
6、建立工厂通信网络架构,实现工艺、生产、检验、物流等制造过程各环节之间,以及制造过程与数据采集和监控系统、生产执行系统(MES)、企业资源计划系统(ERP)之间的信息互联互通。
7、建有工业信息安全管理制度和技术防护体系,具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。建有功能安全保护系统,采用全生命周期方法有效避免系统失效。
通过持续改进,实现生产过程动态优化,制造和管理信息的全程可视化,企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、节能减排及安全生产等方面的智能化水平显着提升。
⑺ 智能制造的三大核心技术
智能制造的三大核心技术工业数据采集、工业物联网、云计算。具体如下:
一、大数据(Big Data):
这个东西叫做投点广告,会自动采集、分析上网记录,根据平时看的东西推给相关的广告。
它属于大数据营销,虽然大家可能无所谓,但是对许多企业来说,确实是个好东西,通过采集收集全国数亿人的信息,知道消费者喜欢什么、想买什么,它就给消费者看什么,省钱省事儿多了。
综上所述:
智能制造需要高性能计算机和网络基础设施,应用大数据分析系统,可以对生产过程自动进行数据采集并分析处理,用过云计算对现场设备进行控制。这些设备除了之前提到的网络存储器和服务器之外,更需要一个可以随身携带的高性能终端,进行远程管理、控制。
去过传统行业工作的人肯定知道,公司要天天开会讨论、出差调查、参考可行性、开会、人工计算收益,最终才能实行方案,真的是太慢了。但现今用户可以使用高性能笔记本,在任何有网络的地方远程使用之前提到的“网络存储器和服务器”,实时掌握庞大的数据、拥有每秒亿次的算力分析,一瞬间得到最好最合适的结果。
⑻ 智能制造包括哪些技术
智能制造包括的技术有:识别技术、实时定位系统、信息物理融合系统、网络安全技术、系统协同技术是智能制造的五大关键技术,在科技的发展进程中起到关键性作用。
1、识别技术。识别功能是智能制造重要的环节之。
2、实时定位系统。可以对多种材料、零件、工具、设备等资产进行实时跟踪管理。
3、信息物理融合系统。信息物理融合系统又被称为“虚拟网络-实体物理”生产系统,彻底改变传统制造业逻辑。
4、网络安全技术。数字化推动了制造业的发展,在很大程度上得益于计算机网络技术。
5、系统协同技术。需要大型制造工程项目复杂自动化系统整体方案设计技术、安装调试技术、统一操作界面和工程工具的设计技术、统一事件序列和报警处理技术、一体化资产管理技术等相互协同来完成。
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