先進(jìn)制造技術(shù)論文智能制造

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1、HefeiUniversity題目:先進(jìn)制造技術(shù)系別：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化學(xué)制：四年姓名：朱浩學(xué)號(hào)：1306013004導(dǎo)師：?jiǎn)虛P(yáng)172017年1月9日17智能制造摘要：介紹了智能制造提出的背景、主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo),人工智能與IMT、IM的關(guān)系,IMS和CIMS,智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ),智能制造系統(tǒng)的特征及框架結(jié)構(gòu),并簡(jiǎn)要介紹了智能加工中心IMC,智能制造技木的發(fā)展趨勢(shì)，以及智能制造系統(tǒng)研究成果及存在問(wèn)題。?關(guān)鍵詞：智能制造，IMS,IMC,IMT。1.主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)智能制造在國(guó)際上尚無(wú)公認(rèn)的

2、定義。目前比較通行的一種定義是,智能制造技術(shù)是指在制造工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),以一種高度柔性與高度集成的方式,通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類專家的制造智能活動(dòng)。因此,智能制造的研究開(kāi)發(fā)對(duì)象是整個(gè)機(jī)械制造企業(yè),?其主要研究開(kāi)發(fā)目標(biāo)有二:?①整個(gè)制造工作的全面智能化,它在實(shí)際制造系統(tǒng)中首次提出了以機(jī)器智能取代人的部腦力勞動(dòng)作為主要目標(biāo),，強(qiáng)調(diào)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程大范圍的自組織能力;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(dòng)化。目前,IMT和IMS的研究方向已從最初的人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展到今天IMS,研究課題涉及的范圍由最

3、初僅一個(gè)企業(yè)內(nèi)的市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、制造加工、過(guò)程控制、信息管理、設(shè)備維護(hù)等技術(shù)型環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,發(fā)展到今天的面向世界范圍內(nèi)的整個(gè)制造環(huán)境的集成化與自組織能力,包括制造智能處理技術(shù)、自組織加工單元、自組織機(jī)器人、智能生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、多級(jí)競(jìng)爭(zhēng)式控制網(wǎng)絡(luò)、全球通訊與操作網(wǎng)等。2.人工智能與IMT，IMS人工智能的研究一開(kāi)始就未能擺脫制造機(jī)器生物的思想,即“機(jī)器智能化”。這種以“自主”系統(tǒng)為目標(biāo)的研究路線,嚴(yán)重地阻礙了人工智能研究的進(jìn)展。許多學(xué)者已意識(shí)到這一點(diǎn)、錢學(xué)森從計(jì)算機(jī)角度出發(fā),提出了人與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的智能系

4、統(tǒng)概念。目前國(guó)外對(duì)多媒體及虛擬技術(shù)研究進(jìn)行大量投資,以及日本第五代智能計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃的擱淺等事例,17就是智能系統(tǒng)研究目標(biāo)有所改變的明證。人工智能技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用涉及市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、過(guò)程控制、質(zhì)量管理、材料處理、設(shè)備維護(hù)等諸方面。結(jié)果是開(kāi)發(fā)出了種類繁多的面向特定領(lǐng)域的獨(dú)立的專家系統(tǒng)、基于知識(shí)的系統(tǒng)或智能輔助系統(tǒng),形成一系列的“智能化孤島”。隨著研究與應(yīng)用的深入,人們逐漸認(rèn)識(shí)到,未來(lái)的制造自動(dòng)化應(yīng)是高度集成化與智能化的人—機(jī)系統(tǒng)的有機(jī)融合,制造自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提高要依賴于整個(gè)制造系統(tǒng)的自組織能力

5、。如何提高這些“孤島”的應(yīng)用范圍和在實(shí)際制造環(huán)境中處理問(wèn)題的能力,成為人們的研究焦點(diǎn)。在80年代末和90年代初,一種通過(guò)集成制造自動(dòng)化、新一代人工智能、計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的新型制造工程——IMT和新——代制造系統(tǒng)——IMS便脫穎而出。人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用與IMT和IMS的一個(gè)重要區(qū)別在于,IMS和IMT首次以部分取代制造中人的腦力勞動(dòng)為研究目標(biāo),而不再僅起“輔助和支持”作用,在一定范圍還需要能獨(dú)立地適應(yīng)周圍環(huán)境,開(kāi)展工作。四IMS和CIMS發(fā)展的道路不是一帆風(fēng)順的。今天,CIMS的發(fā)展遇到了不可逾越的障礙

6、,可能是剛開(kāi)始時(shí)就對(duì)CIMS提出了過(guò)高的要求,也可能是CIMS本身就存在某種與生俱來(lái)的缺陷,今天的CIMS在國(guó)際上已不像幾年前那樣受到極大的關(guān)注與廣泛地研究。從CIMS的發(fā)展來(lái)看,眾多研究者把重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)集成上,從科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀看,要完成這樣一個(gè)集成系統(tǒng)是很困難的。CIMS作為一種連接生產(chǎn)線中的單個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)的策略,是一種提高制造效率的技術(shù)。它的技術(shù)基礎(chǔ)具有集中式結(jié)構(gòu)的遞階信息網(wǎng)絡(luò)。盡管在這個(gè)遞階體系中有多個(gè)執(zhí)行層次,但主要控制設(shè)施仍然是中心計(jì)算機(jī)。CIMS存在的一個(gè)主要問(wèn)題是用于異種環(huán)境必須互連時(shí)的復(fù)雜性。在CI

7、MS概念下,手工操作要與高度自動(dòng)化或半自動(dòng)化操作集成起來(lái)是非常困難和昂貴的。在CIMS深入發(fā)展和推廣應(yīng)用的今天,人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到,要想讓CIMS真正發(fā)揮效益和大面積推廣應(yīng)用,有兩大問(wèn)題需要解決:①人在系統(tǒng)中的作用和地位;②在不作很大投資對(duì)現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造的情況下亦能應(yīng)用CIMS?，F(xiàn)有的CIMS概念是解決不了這兩個(gè)難題的。今天,人力和自動(dòng)化是一對(duì)技術(shù)矛盾,不能集成在一起,所能做的選擇,或是昂貴的全自動(dòng)化生產(chǎn)線,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造設(shè)備之間的相容性,人機(jī)工程只是一個(gè)方面的考慮,更重要的相容性考慮要體現(xiàn)在

8、競(jìng)爭(zhēng)、技能和決策能力上。人在制造中的作用需要被重新定義和加以重視。173．智能制造的物質(zhì)基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ)?3.1.智能制造系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)主要有：(1)數(shù)控機(jī)床和加工中心美國(guó)于1952年研制成功第一臺(tái)數(shù)控銑床,使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生一次技術(shù)革命。數(shù)控機(jī)床和加工中心是柔性制造的核心單元技術(shù)。(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短產(chǎn)品