智能制造技术基础配套课件PPT推荐.pptx

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,01智能制造概念的产生、兴起和发展,当前，信息技术、新能源、新材料、生物技术等重要领域和前沿方向的革命性突破和交叉融合，正在引发新一轮产业变革。

英国学者保罗麦里基在报告制造业和创新：

第三次工业革命中认为，新一轮工业革命的核心是以机器人、3D打印机和新材料等为代表的智能制造业。

这一轮产业革命本质可概括为“一主多翼”：

“一主”就是信息技术和生产服务领域的深度融合，出现数字化、网络化和智能化生产；

所谓“多翼”是包括新能源、生物技术以及新材料等新的发展领域。

当前及今后一段时间最重要的表现形式还是“一主”，“多翼”的主要影响则在其后。

因此，计算机及其衍生的信息通信和智能技术革命是本轮工业革命的标志或原因。

装备制造业、研发部门及其生产性服务业作为新一轮工业革命主导产业，凸显了制造业“智能化”革命的重要性，这些部门的核心工作就是使整个国民经济系统智能化，因此智能化将成为新一轮工业革命的本质内容之一。

01智能制造概念的产生、兴起和发展世界主要国家对智能制造的政策计划,01智能制造概念的产生、兴起和发展四国制造业发展动态,02智能制造的概念、内涵和特征,1988年，美国纽约大学的怀特教授（PKWright）和卡内基梅隆大学的布恩教授（DABourne）出版了智能制造一书，首次提出了智能制造的概念，并指出智能制造的目的是通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器控制对制造技工的技能和专家知识进行建模，以使智能机器人在没有人工干预的情况下进行小批量生产。

日本在1989年提出一种人与计算机相结合的“智能制造系统（intelligentmanufacturingsystem，IMS）”，并且于1994年启动了IMS国际合作研究项目，率先拉开了智能制造的序幕。

早期的“智能制造系统”将人工智能（AI）视为核心技术，以“智能体（Agent）”为智能载体，其目的是试图用技术系统突破人的自然智力的局限，达到对人脑智力的部分代替、延伸和加强。

02智能制造的概念、内涵和特征,人工智能历史上有三个学派：

符号主义、联结主义与行为主义。

这三派智能理论中，符号主义关注人脑的抽象思维的特性；

联结主义只模仿人的形象思维；

行为主义则着眼于人类或人造系统智能行为特性及进化过程，它们都从不同的角度致力于推动机器智能接近人的智能水平。

行为主义在工业界的影响是更大的。

由于人的智能是多功能、多层次、多侧面、全方位的，而三派AI的模型原理本身存在门户之别，并未走向统一和融合。

此外AI在学习算法、稳定性分析、商业化应用等方面屡屡遭遇技术的“瓶颈”，始终制约着系统“智能化”水平与智能制造技术的提升，也导致一度兴旺的IMS在其发源国日本被政府和工业界放弃。

近年来，随着机器学习尤其是深度学习技术的突破，AI热潮再度兴起。

最为经典的案例是谷歌公司的“阿尔法狗”，仅仅通过一年多的学习进化，就在最复杂的博弈游戏围棋中迅速战胜了中日韩顶尖高手。

AI的最新进展再度让智能制造燃起新的希望。

02智能制造的概念、内涵和特征,人工智能是由机器和智能控制系统组成的工作系统，所以也称叫机器智能，它是由计算机科学，机械设计制造学、信息传感收集与处理科学、语言学、生命科学等多个领域互相交叉发展形成的一门综合的科学。

人工智能是以计算机系统为基础，通过各种信息收集、信息处理、执行命令，以达到模拟人类的判断和活动是人类的智能和工作能力得以延伸的科学。

广义而论，智能制造是一个大概念，是先进制造技术与新一代信息技术的深度融合，贯穿于产品、制造、服务全生命周期各个环节，以及制造系统集成，实现制造业数字化、网络化，智能化不断提升企业产品质量，效益服务水平，推动制造业创、绿色、协调、开放、共享发展。

美国能源部对智能制造的定义：

是先进传感、仪器、监测、控制和过程优化的技术和实际的组合，它们将信息和通信技术与制造环境融合在一起，实习工厂和企业中能量、生产率和成本的实时管理。

02智能制造的概念、内涵和特征,当今，智能制造一般指综合集成信息技术、先进制造技术和智能自动化技术，在制造企业的各个环节（如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量保证、市场销售和售后服务等）融合应用，实现企业研发、制造、服务、管理全过程的精确感知、自动控制、自主分析和综合决策，具有高度感知化、物联化和智能化特征的一种新型制造模式。

02智能制造的概念、内涵和特征,智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是以新一代信息技术为基础，配合新能源、新材料、新工艺，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。

智能制造技术是制造技术与数字技术、智能技术及新一代信息技术的融合，是面向产品全生命周期的具有信息感知、优化决策、执行控制功能的制造系统，旨在高效、优质、柔性、清洁、安全、敏捷地制造产品和服务用户。

虚拟网络和实体生产的相互渗透是智能制造的本质：

一方面，信息网络将彻底改变制造业的生产组织方式，大大提高制造效率；

另一方面，生产制造将作为互联网的延伸和重要结点，扩大网络经济的范围和效应。

以网络互连为支撑，以智能工厂为载体，构成了制造业的最新形态，即智能制造。

这种模式可以有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。

从软硬结合的角度看，智能制造即是一个“虚拟网络+实体物理”的制造系统。

02智能制造的概念、内涵和特征,智能制造的特征是将智能活动融合到生产制造全过程，通过人与机器协同工作，逐渐增大、拓展和部分替代人类在制造过程中的脑力劳动，已由最初的制造自动化扩展到生产的柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造不仅采用新型制造技术和设备，而且将由新一代信息技术构成的物联网和服务互联网贯穿整个生产过程，在制造业领域构建的信息物理系统，将彻底改变传统制造业的生产组织方式，它不是简单地用信息技术改造传统产业，而是信息技术与制造业融合发展和集成创新的新型业态。

智能制造要求实现设备之间、人与设备之间、企业之间、企业与客户之间的无缝网络链接，实时动态调整，进行资源的智能优化配置。

它以智能技术和系统为支撑点，以智能工厂为载体，以智能产品和服务为落脚点，实现大幅度提高生产效率、生产能力。

02智能制造的概念、内涵和特征,智能制造包括智能制造技术与智能制造系统两大关键组成要素和智能设计、智能生产、智能产品、智能管理与服务4大环节。

其中智能制造技术是指在制造业的各个流程环节，实现了大数据、人工智能、3D打印、物联网、仿真等新型技术与制造技术的深度融合。

它具有学习、组织、自我思考等功能，能够对生产过程中产生的问题进行自我分析、自我推理、自我处理，同时对智能化制造运行中产生的信息进行存储，对自身知识库不断积累、完善、共享和发展。

智能制造系统就是要通过集成知识工程、智能软件系统、机器人技术和智能控制等来对制造技术与专家知识进行模拟，最终实现物理世界和虚拟世界的衔接与融合，使得智能机器在没有人干预的情况下进行生产。

智能制造系统相较于传统系统更具智能化的自治能力、容错功能、感知能力、系统集成能力。

智能制造的内容包括：

制造装备的智能化、设计过程的智能化、加工工艺的优化、管理的信息化和服务的敏捷化/远程化。

02智能制造的概念、内涵和特征,在2010年前，中文的“智能制造”主要是指传统智能制造。

IM是20世纪80年代末随着计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystems，CIMS）的研究开始兴起的，核心是借助IM系统实现制造过程的自测量、自适应、自诊断、自学习，达到制造柔性化、无人化。

制造智能主要表现在智能调度、智能设计、智能加工、智能操作、智能控制、智能工艺规划、智能测量和诊断等多方面。

02智能制造的概念、内涵和特征,在2010年后，中文的“智能制造”是指IM或SmartManufacturing（SM）或两者。

SM又被译为智慧制造。

2008年，IBM提出“智慧地球”的概念，从而拉开了新一代信息技术应用的大幕，先是物联网技术，接着是移动宽带、云计算技术、信息物理系统，然后是大数据。

这些新一代信息技术具有诸多有别于传统IT技术的特点，将其应用于制造系统将从根本上改变当前的制造模式发展格局，从诸多方面改变制造业信息化建设的路径，使得智能制造范畴有了较大扩展。

新一代信息技术极大地推动了新兴制造模式的发展，其中具有代表性的先进制造模式有：

以社会化媒体Web2.0为支撑平台的社会化企业、以云计算为使能技术的云制造、以物联网（InternetofThings）为支撑的制造物联、以泛在计算（UbiquitousComputing）为基础的泛在制造、以信息物理系统（CyberPhysicalSystems，CPS）为核心的工业4.0下的智能制造，以大数据为驱动力的预测制造乃至主动制造等。

02智能制造的概念、内涵和特征,智能制造的特点：

第一，生产过程高度智能。

智能制造在生产过程中能够自我感知周围环境，实时采集、监控生产信息。

第二，资源的智能优化配置。

信息网络具有开放性、信息共享性，由信息技术与制造技术融合产生的智能化、网络化的生产制造可跨地区、跨地域进行资源配置，突破了原有的本地化生产边界。

第三，产品高度智能化、个性化。

智能制造产品通过内置传感器、控制器、存储器等技术具有自我监测、记录、反馈和远程控制功能。

智能制造模式和技术体系,智能制造模式和技术体系,智能制造模式,智能制造技术体系,智能制造关键技术,01智能制造模式,1、社会化企业社会化企业是将Web2.0应用于企业而引伸出来的概念，并将其定义为“企业内部、企业与企业之间，以及企业与其合作伙伴/用户间对社会软件的运用”。

企业借助Web2.0等社会化媒体工具，使用户能够参与到产品和服务活动中，通过用户的充分参与来提高产品创新能力，形成新的服务理念与模式。

Web2.0通过社会性软件拓展和延伸了社会世界，使人们的相互沟通交流、知识共享和协作等产生了革命性变化。

社会化企业背景下产生了众包生产、产品服务系统等制造模式。

01智能制造模式,社会化企业具有以下特点：

开放协作：

社会化企业破除了传统企业和外部的边界，面向更广泛的群体、面向整个社会，充分利用外部优质资源，以此博采众长和资源共享，在全社会范围内对产品研发、设计、制造、营销和服