智能制造与数字孪生技术.pptx

1、Tianjin University,一、新一代智能制造模式下的思考,天大精益,智能可重构数控系统一,第4页,一、新一代智能制造模式下的思考,Tianjin University,当代智能制造的发展阶段智能制造时代企业如何生存和发展未来智能制造新业态的核心技术,xmr,人机接口,触觉感知,r力俺视觉传感器1a,合系统(CPS)信息物職系坑,Tik3.o应用电了信恩技术进,自幼化.8息化,20世气初,1970年代初,今天,智能机群人,18世紀末,以2.0将人莫帯入分丄叫魂.大批駛生产的波水絞模,工业LO创造机器JJ的“藏汽时代.,A智能制造定义智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融

2、合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式【气 国家智能制造标准体系建设指南201514.0H的应用信息物汽融,1.1当代智能制造的发展阶段,人洋左*Tianjin University,杂住,完备数,增强专家知识,增强感知控制,大数据 数字化制造,物联网 网络制造,智能制造使能技书/AI技术智能制造,智能制造是基？tei弋信息通信技与先进制造技术深度融活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行,.趋势预测深层迭代，自学习、自推理以至于寿命预测、故障溯源综合决策实时性、准确性、多,源（维）重现，多维仿真,深度推演

3、以至于数字率生,多目标优化,令.超前调一理未来事件推演最优决策以至于协调或干预,IMS:主要性能特征,1.1当代智能制造的发展阶段,人咨Tianjin University,1.1当代智能制造的发展阶段,装备智能化,生产智能化制造智能化,智能制造是基于新一代信息通信技术爭进制造技术保度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式.,葩式演进,HCPS1 5,HCPS1 0,网络化,网络化,数字化,数字化,Wr 伐 钮能制造智能化,网络化制造柳施化,智能制造是科技发展的必然阶段/智能制造时代己来，势不可挡！,A,网络化,智

4、能化,数字化制造3*数字化,数字化是基础、网络化是关键、智能化是趋势,1.1当代智能制造的发展阶段,Tianjin University,rv能汁级,1.2智能制造时代企业如何生存和发展,()OZ：I,把握本质积极应对选择核心技术高质量落实口面向未来趋势，把我发展方向,m,“小的生，|*顷,/7777T 泌5,什么是好的智能制造系统?/是满足齿户个性定制生产需钢的目标下，对生产X诰环节讲行精准堵测、规划L并对制造过程的长期健康高藐1显行精益圖1曬珂,/,M A M,X,智能制造的最终标准是人-制造-环境整体质量最优的和谐发展即可持续制造。http:/localhost/cache/805400

5、3121004104/png/a156820371 658106,1.3未来智能制造新业态的核心技术,人洛左*Tianjin University,口装备智能化口生产智能化4-服务智能化,产品片、需求 购所工程,产品,快速 原型制造,使用 报度 与维护 与回收,外脑功能系统复现的关键技术g*SE(Digital Twin)httoS：/5682 1 658,人，籍Tianjin University,二.智能制造与数字挛生技术,2.1数字挛生的概念,人洛Tianjin University,JCheng,HZhang,Fei|.u et al.DT-II:Digital twin enhanc

6、ed Industrial Internet reference framework towards smart manufacturingI.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing,2020,62:1018S1.,2.1数字挛生技术智能机床,Tianjin University,智能机床是对其加工制造过程能够进行自动感知、智能辅助决策,智能监测、智能调节和智能维护的机床，实现加工制造过程的高速,高精、高可靠性和低功耗。,迦等,2.1数字挛生技术一智能机床,C t/t tg(manually operated machinetool,NIC

7、Mt)9t/l&Q?JJPIl oQA%tt&?s?nY-4,k%操控机床，完成零件加工。,-,g?.)/l.?(human-cyber-physical systems,HCPS),B#2?；k”(human)tO)/1(physical)Z B7P ta3w t/g.Y?jj(cyber systeltI)o,感技术开始应用到数控机床的远程服务、状态监控、故障诊断、维护管理等方面C，,2.1数字挛生技术智能机床,Tianjin University,大手合,Mi*r,学可、UK）可 化札,ntl FR化iAVii,MH*4 MM,自主感知与连接、自主学习与建模、自主优化与决策、自主控制与执

8、行新一代人工智能技术融入数控机床，赋予机床学习的能力，可生成并积累知识。人的知识学习型脑力劳动交由数控系统完成。,2.2数字挛生技术智能生产规划,人法,Tianjin University,数字弯生是在虚拟空间中创建物理对象的高保真虚拟模型，以模拟其在现实世界中的行为并提供反馈，反映了双向动态映射过程。.开辟了物理活动与虚拟世界同步的新途径打破了产品生命周期的隔离，提供了完整的产品数字足迹能够更快、更准确地预测和检测物理问题，优化制造流程，提高产品质最,2.2数字挛生技术智能生产规划,数字挛生核心技术数字季生模型-包括结构模型、物理模型、控制模型、数据接口 模型、行为模型、算法模型多源异构信息

9、实时交互,-通过OPOUA、TCP/IP、HTTP等协议实现空间、时间、温度、电信号、振动信号等的实时交互,W9E,全要素仿真现皿人,-将数字李生模型与多源异构信息深度融合，实现物理实体在信息空间中的全要素仿真*好,仓储设.,全生命周期的忠实映射腰W-基于对物理实体全生命周期的实时映射.利用大产5数据分析和人工智能算法.实现对物理实体的迭,代优化与实时决策给定目标下的分析与决策-面向不同需求.选择不同分析工具.结合智能算法给出综合性分析与动态评价,RiyMcalwoHd,B普人Tianjin*UnivKersity,T T T T,AS-运,_ 力功力学.横!8 ww_ 煙制 pid.,WO

10、mra_ 行力tt._ Ki 机,全要素仿真与全生命周期忠实映射,2.2数字挛生技术智能生产规划,Tianjin University,实例1 智能制造系统快速可重构设计,企业联噸企业管,快速可适应规划技术,生产过程执行与管理,控制执行层物理买,2.2数字挛生技术智能生产规划,人洛Tianjin University,懐速可构,媚h 2.2数字享生技术智能生产规划,w 5WTianjin University,智能制造系统快速可重构.可适应工艺购设备快速选型布局场景构建.生产调度与优化数控机床加工仿具.CAM仿夏NCL一速生成动态加工仿真,智能制造系统可视化仿真高度遇真的渲染效果.跚S头仿真.

11、实,项目交付项,2D.3D生成标准化项目件导岀4K高清图像、3D PDF文件,智能制造装番冋络模型庫 丰的模型种类与数量（2400，）权限开放与动态更新 支持多种格式二维图纸和三 维模型导入,机器人示赦仿真基本机器人功能机器人圆弧示敦工具.机器人咦涂可视化,智蹴宣票:充数字 KK支持0PGUA、Tcryip等多种通讯协.PLC交耳（虚拟调试）.湘龄调试、疝的统计和报告,智能制造系统可适应规划仿真平台,Tianjin University,智能制造系统可适应舰别仿乳平u,VE2总体架构,VE2=Visual Engineering x Education该平台为立足国际先进可视化仿真软件内核，自

12、主二次开发的智能制造系统高级仿真软件该平台不仅适用于智能制造装备等工程过程的规划仿真与快速响应设计，还可广泛应用于教学与实训权限开放与动态更新的智能制造装备网络模型库（已有2400+各种机床、机器人、仓储物流组件模型）建模操作简单，模型功能属性完善，支持所有CAD 格式导入:支持OPC-UA等多种通讯协议，实现复杂智能 制造系统数字挛生，实现虚拟装调、测试与维护。,:仿真效果逼真.可导出4K高清图像、3D PDF文件,项案2.3数字挛生平台支撑技术,Tianjin University,自定义个性化模型库 权限开放与动态更新的智能制造模型库（2400+）建模操作简单，模型功能属性完善,夹具库,

13、机床库机器人库自定义模型行为.连接属性,物流仓储设备库:标准CAD模型导入,籟？2.3数字挛生平台支撑技术,虚拟数控系统控制虚拟机床,*玄TianIjin人Univer*sity,：实际数控系统控制虚拟机床,O 2.3数字挛生平台支撑技术,机器人圆弧示教,机器人焊接示教,Tianjin University,机器人抓取示教,机器人识别抓取,V VISUAL J0MP0NEN,2.3数字挛生平台支撑技术,Without PLC connection,Tianjin University,With PLC connection,妨I 2.3数字挛生平台支撑技术,智能制造系统搭建可视化仿真,机械手自

14、动上下料可视化仿真,汽车装配可视化仿真,智能物流可视化仿真,多种形式交互,u3DPDFQ(A,*CADZ,遊賈2.3数字挛生平台支撑技术,人洛灭*Tianjin University,广.）人Tianjin University,三.新一代智能制造高端人才培养,3.1实际工程案例,某工厂自动化孵化车间改造,Tianjin University,:毒3.1实际工程案例,%TSNGMTDZVJqJ.Ky,人洛大*Tianjin University,籟3.2教学案例设计,车铢双工位环形智能制造单zs(l/3),可请应工艺规划,明道侨尊三靈犢型,9?具设计与CAE,CAM仍員与,可视化仿U,II,會

15、盛個思管理系统,设 si&s,CIOUIK,智能制造系统,Tianjin University,客户交互(互Rffl.云平台),一間忸,布局优化,K加工仿貝优化,智能制造系统快速定制规划流程,-INC,一|一 一Ic-制is系线广域资瀝,3.2教学案例设计,车铢双工位环形智能制造单zs(2/3),国人洛火,*,Tianjin University,3.2教学案例设计,：车铢双工位环形智能制造单瓷(3/3),人洋駅*Tianjin University,天大精益,3.3多模块融合学习,柔性智能制造与装配单元,人洛女*Tianjin University,数字李生模块化智能制造系统,柔性智能制造与装配单元(3/3),2.9数字季生技术,Tianjin University,智能制造信息管理与执行系统,天大精益,梅花联轴器柔性智能制造系统实物,人洋左*Tianjin University,2.9数字挛生技术,3.3多模块融合学习,r生产信i息i统计i与管i理 ii,机床状态监测,人洛駅*Tianjin University,仓储设备状态监测,机器人状态监测,3.3多模块融合学习,a D Biw a f X B rttf B：S rtfj D：D Q BS O=w B fiMtf D B+-a2t4My44Twicp.v,Tianjin University,感聆,