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智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇一
課程代碼：020242024
課程英文名稱：
intelligent
manufacturing
of
vehicle
課程總學(xué)時(shí)：24
講課：24
實(shí)驗(yàn)：
0
上機(jī)：0
適用專業(yè)：車輛工程
大綱編寫(xiě)（修訂）時(shí)間：2017.9
一、大綱使用說(shuō)明
（一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo)
本課程是車輛工程專業(yè)的一門(mén)專業(yè)選修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解工業(yè)4.0智能制造在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過(guò)相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握汽車智能制造理論、智能制造工藝、智能制造設(shè)備、智能管理系統(tǒng)等方面的知識(shí)，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到汽車生產(chǎn)制造中的前沿思想和技術(shù)，緊緊的把握汽車生產(chǎn)制造的發(fā)展方向。
（二）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握智能制造在汽車生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，包括：智能制造在機(jī)械加工、冶金及塑料成型的應(yīng)用；智能制造在發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、連桿、曲軸及裝配中的應(yīng)用；智能制造在底盤(pán)懸架、軸類、制動(dòng)系統(tǒng)、車輪及裝配中的應(yīng)用；智能制造在車身沖壓、裝焊、涂裝中的應(yīng)用；智能制造在總裝中的應(yīng)用。重點(diǎn)掌握制造設(shè)備、工藝及其管理系統(tǒng)。使學(xué)生能夠掌握工業(yè)發(fā)展的前沿知識(shí)，具備將前沿技術(shù)與汽車實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合能力。
（三）實(shí)施說(shuō)明
1．教學(xué)方法：以講授教學(xué)為主，包括對(duì)主要原理和理論的講解，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，采用實(shí)例教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶，并增加學(xué)生的互動(dòng)環(huán)節(jié)，如分組討論并進(jìn)行講解，課堂提問(wèn)等形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性及課堂的參與度。
2．教學(xué)手段：結(jié)合本課程內(nèi)容特點(diǎn)，以多媒體教學(xué)為主，通過(guò)電子講義展示智能制造相關(guān)的內(nèi)容、視頻及圖片，使學(xué)生能夠直觀的學(xué)習(xí)工業(yè)4.0的智能制造，避免教材內(nèi)容晦澀，不直觀的缺點(diǎn)，提高課堂信息量及學(xué)生學(xué)習(xí)效率。
（四）對(duì)選修課的要求
本課程的教學(xué)必須在完成先修課程之后進(jìn)行。本課程主要的先修課程有：汽車構(gòu)造，汽車?yán)碚?，汽車制造工藝學(xué)。
（五）對(duì)習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求
對(duì)課堂所講授的重要知識(shí)點(diǎn)，在課堂上安排習(xí)題或者思考題，增強(qiáng)學(xué)生的思考能力和解決問(wèn)題能力，通過(guò)對(duì)習(xí)題或思考題的講解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶。
（六）課程考核方式
1．考核方式：考查
2．考核目標(biāo)：重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)智能制造的理解及智能制造在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用。
3．成績(jī)構(gòu)成：本課程的總成績(jī)主要由兩部分組成：平時(shí)成績(jī)（包括課堂表現(xiàn)、出勤情況等）占30%，期末成績(jī)占70%(期末成績(jī)以小論文或者課堂測(cè)試的方式進(jìn)行)
按優(yōu)、良、中、及格、不及格五等級(jí)給出最終成績(jī)。
（七）參考書(shū)目
《智能制造之路：數(shù)字化工廠》，陳明等編，機(jī)械工業(yè)出版社，2016
《汽車制造工藝及裝備》，丁柏群等編，中國(guó)林業(yè)出版社，2014
二、中文摘要
課程圍繞汽車智能制造的相關(guān)知識(shí)展開(kāi)，涵蓋了智能制造在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)零部件、車身制造、總裝等方面的應(yīng)用，通過(guò)課堂講解及演示，使學(xué)生學(xué)習(xí)智能制造在汽車未來(lái)生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)智能制造的認(rèn)識(shí)和理解。
三、課程學(xué)時(shí)分配表
序號(hào)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)時(shí)
講課
實(shí)驗(yàn)
上機(jī)
2.1
機(jī)械加工
2.2
冶金及塑料成型
3.1
箱體類零件制造
3.2
連桿、曲軸制造
3.3
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配
4.1
底盤(pán)零部件制造
4.2
底盤(pán)總成裝配
車身智能制造
5.1
車身沖壓
5.2
車身裝焊
5.3
車身涂裝
汽車智能總裝
合計(jì)
四、大綱內(nèi)容
第1部分
總學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)
講課
2學(xué)時(shí)
實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)
上機(jī)0學(xué)時(shí)
具體內(nèi)容：
重
點(diǎn)：
難
點(diǎn)：
習(xí)題內(nèi)容：
第2部分
總學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)
講課
4學(xué)時(shí)
實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)
上機(jī)0學(xué)時(shí)
第2.1部分
機(jī)械加工（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）智能制造在鑄造、鍛造中的應(yīng)用
2）智能制造在沖壓、焊接、切削中的應(yīng)用
重
點(diǎn)：
智能鑄造系統(tǒng)，智能切削技術(shù)的設(shè)備及加工過(guò)程
難
點(diǎn)：
習(xí)題內(nèi)容：
智能切削技術(shù)可以應(yīng)用于汽車哪些零部件的加工？
第2.2部分
冶金及塑料成型（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
重
點(diǎn)：
智能化設(shè)計(jì)在鋼鐵冶煉中的應(yīng)用，3d打印技術(shù)在塑料成型中的應(yīng)用
難
點(diǎn)：
鋼鐵冶煉中管控架構(gòu)及物理架構(gòu)
習(xí)題內(nèi)容：
智能化鋼鐵冶煉有哪些優(yōu)勢(shì)?
第3部分
總學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)
講課
6學(xué)時(shí)
實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)
上機(jī)0學(xué)時(shí)
第3.1部分
箱體類零件制造（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）數(shù)控技術(shù)在箱體加工中的應(yīng)用
2）柔性生產(chǎn)線在箱體加工中的應(yīng)用
重
點(diǎn)：
柔性生產(chǎn)線的組成，數(shù)控技術(shù)加工箱體的具體方式
難
點(diǎn)：
柔性生產(chǎn)線的原理
習(xí)題內(nèi)容：
柔性生產(chǎn)線與傳統(tǒng)生產(chǎn)線的主要區(qū)別?
第3.2部分
連桿、曲軸制造（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）智能制造在連桿加工中的應(yīng)用
2）智能制造在曲軸加工中的應(yīng)用
重
點(diǎn)：
曲軸、連桿加工中的智能制造設(shè)備，工藝及流程
難
點(diǎn)：
曲軸線自動(dòng)監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本原理
習(xí)題內(nèi)容：
第3.3部分
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線智能管理
2）發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線智能設(shè)備
重
點(diǎn)：
發(fā)動(dòng)機(jī)混流裝配線的智能管理，智能檢測(cè)裝配系統(tǒng)
難
點(diǎn)：
發(fā)動(dòng)機(jī)混流裝配線管理策略
習(xí)題內(nèi)容：
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線智能設(shè)備有哪些？
第4部分
總學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)
講課
4學(xué)時(shí)
實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)
上機(jī)0學(xué)時(shí)
第4.1部分
底盤(pán)零部件制造（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
3）智能制造在制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用
4）智能制造在車輪、輪胎中的應(yīng)用
重
點(diǎn)：
減振器，彈簧的智能加工，輪胎的智能加工
難
點(diǎn)：
制動(dòng)系統(tǒng)的智能加工
習(xí)題內(nèi)容：
懸架智能加工設(shè)備有哪些？
第4.2部分
底盤(pán)總成裝配（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）底盤(pán)總成裝配的自動(dòng)化生產(chǎn)
2）底盤(pán)總成裝配的智能設(shè)備
重
點(diǎn)：
底盤(pán)總成裝配自動(dòng)化流程，底盤(pán)總成裝配主要設(shè)備及原理
難
點(diǎn)：
自動(dòng)化生產(chǎn)的基本原理
習(xí)題內(nèi)容：
智能制造如何應(yīng)用在底盤(pán)總成裝配過(guò)程中？
第5部分
車身智能制造
總學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)
講課
6學(xué)時(shí)
實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)
上機(jī)0學(xué)時(shí)
第5.1部分
車身沖壓（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）計(jì)算機(jī)輔助沖壓技術(shù)
2）模具智能制造工藝
重
點(diǎn)：
計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)
難
點(diǎn)：
模塊式?jīng)_壓技術(shù)基本原理
習(xí)題內(nèi)容：
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是如何提高沖壓質(zhì)量的？
第5.2部分
車身裝焊（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）焊接機(jī)器人
2)
裝焊生產(chǎn)線
重
點(diǎn)：
裝焊機(jī)器人組成及分類，裝焊機(jī)器人在裝焊線的應(yīng)用
難
點(diǎn)：
裝焊生產(chǎn)線機(jī)器人布局策略
習(xí)題內(nèi)容：
裝焊生產(chǎn)線機(jī)器人一般如何布局？
第5.3部分
車身涂裝（講課
2學(xué)時(shí)）
具體內(nèi)容：
1）智能涂裝材料及工藝
2)
涂裝生產(chǎn)線智能控制
3）涂膠機(jī)器人
4）噴涂機(jī)器人
重
點(diǎn)：
水性涂裝材料，柔性運(yùn)輸系統(tǒng)，生產(chǎn)線能耗控制
難
點(diǎn)：
涂裝生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)控
習(xí)題內(nèi)容：
智能生產(chǎn)線如何對(duì)能耗進(jìn)行控制？
第6部分
汽車智能總裝
總學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)
講課
2學(xué)時(shí)
實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)
上機(jī)0學(xué)時(shí)
具體內(nèi)容：
1）總裝自動(dòng)化
2）物流系統(tǒng)智能控制
重
點(diǎn)：
總裝自動(dòng)化設(shè)備及生產(chǎn)線布局，數(shù)字化物流配送系統(tǒng)及其設(shè)備
難
點(diǎn)：
數(shù)字化物流的信息監(jiān)控原理
習(xí)題內(nèi)容：
agv系統(tǒng)的基本構(gòu)成
智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇二
摘要：智能制造專業(yè)強(qiáng)調(diào)多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識(shí)融合.在有限學(xué)時(shí)內(nèi),完成眾多專業(yè)課程學(xué)習(xí)難度較大.合理設(shè)置課程及授課內(nèi)容,有針對(duì)性的服務(wù)于綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),最后,通過(guò)綜合訓(xùn)練的方法強(qiáng)化學(xué)生對(duì)多學(xué)科知識(shí)的共用能力.
關(guān)鍵詞：智能制造;專業(yè)課程;綜合訓(xùn)練
近年來(lái),在工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025的時(shí)代背景下,眾多高校依據(jù)就業(yè)市場(chǎng)需求和行業(yè)發(fā)展需要,紛紛設(shè)立智能制造相關(guān)專業(yè).這一舉措,在提高畢業(yè)生專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí),為高校設(shè)立專業(yè)培養(yǎng)方案提出了更高的要求.在強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合的今天,如何利用有限的學(xué)時(shí)數(shù),使學(xué)生能夠充分的掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí),成為當(dāng)前培養(yǎng)計(jì)劃制定工作的一大難題.
對(duì)此,筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),針對(duì)智能制造專業(yè)特點(diǎn),提出了專業(yè)課程設(shè)置的設(shè)想,力求合理利用學(xué)時(shí),最大程度地提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解能力.
當(dāng)前,我國(guó)本科專業(yè)設(shè)置強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉.智能制造作為極為典型的交叉學(xué)科,涉及的專業(yè)領(lǐng)域極其廣泛,要求學(xué)生對(duì)機(jī)械、電子電器、信息技術(shù)、材料科學(xué)、自動(dòng)化等專業(yè)領(lǐng)域均有一定了解.但受到學(xué)時(shí)數(shù)限制,在實(shí)際操作過(guò)程中很難使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)了解眾多學(xué)科的核心知識(shí).
對(duì)此,結(jié)合理論課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,設(shè)立合理有效的綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是解決上述問(wèn)題的有效方式.在制定上述課程的教學(xué)大綱時(shí),要有意識(shí)的偏重于綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)所涉及的內(nèi)容,然后通過(guò)時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)多學(xué)科、多領(lǐng)域的交叉互融,讓學(xué)生做到對(duì)所學(xué)各學(xué)科內(nèi)容的融會(huì)貫通.
2.1機(jī)械類專業(yè)課程
機(jī)械學(xué)科為所有制造類專業(yè)的基礎(chǔ),即便是在高度強(qiáng)調(diào)智能控制的今天,機(jī)械學(xué)科的相關(guān)知識(shí)依然為制造類專業(yè)的根本.此類專業(yè)課主要涵蓋課程有：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)和液壓與氣壓傳動(dòng)等課程.針對(duì)新專業(yè)提出的新要求,此類課程在制定教學(xué)大綱時(shí),著重強(qiáng)調(diào)對(duì)基本傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理及應(yīng)用的講解,弱化對(duì)復(fù)雜理論知識(shí)的學(xué)習(xí)（如球面漸開(kāi)線等知識(shí)點(diǎn),當(dāng)前錐齒輪加工已經(jīng)高度規(guī)范化,學(xué)生只需知道如何選用參數(shù)即可）.此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),可時(shí)學(xué)生對(duì)智能制造系統(tǒng)的末端執(zhí)行方式有一定程度的認(rèn)識(shí).
2.2控制類專業(yè)課程
機(jī)電結(jié)合是智能制造最為基本的要求,而以往制造類專業(yè)中“機(jī)電分離”的問(wèn)題較為突出.對(duì)此,在開(kāi)展電工電子技術(shù)、電機(jī)拖動(dòng)、控制原理等課程教學(xué)時(shí),課程內(nèi)容重點(diǎn)偏向于電機(jī)控制、邏輯控制等知識(shí)點(diǎn),與機(jī)械類專業(yè)課程高度結(jié)合.同時(shí),弱化對(duì)模擬電路等知識(shí)的學(xué)習(xí),原因是在電子產(chǎn)品高度模塊化的今天,繁雜的模擬電路相關(guān)知識(shí)對(duì)使用者來(lái)說(shuō)已經(jīng)并不重要.
2.3信息類專業(yè)課程
計(jì)算機(jī)學(xué)科為現(xiàn)代智能制造系統(tǒng)的大腦,因此,信息類學(xué)科在智能制造類專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中也扮演著極為重要的角色.此類學(xué)科主要為各類程序語(yǔ)言與算法的學(xué)習(xí).以往此類課程的學(xué)習(xí)基本為簡(jiǎn)單的上級(jí)操作,缺乏對(duì)實(shí)際設(shè)備的編程控制.對(duì)此,在制定教學(xué)大綱時(shí),加強(qiáng)了對(duì)實(shí)際機(jī)電一體化設(shè)備的編程訓(xùn)練,為后續(xù)的綜合訓(xùn)練打下基礎(chǔ).
脫離綜合性的實(shí)踐教學(xué),各學(xué)科的知識(shí)難以做到互融.結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有資源,對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性訓(xùn)練具有非常重要的意義.在學(xué)生具備一定專業(yè)基礎(chǔ)后,對(duì)其開(kāi)展選題內(nèi)容豐富的實(shí)踐教學(xué),考查學(xué)生對(duì)多學(xué)科知識(shí)交叉運(yùn)用的能力.例如車間智能物流生產(chǎn)線的實(shí)踐環(huán)節(jié),學(xué)生可利用實(shí)驗(yàn)室中物流線、機(jī)器人等設(shè)備,完成工裝設(shè)計(jì)與制造、電路搭建、控制策略制定與程序編寫(xiě)等工作,將各學(xué)科所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中,大大提高了理論聯(lián)系實(shí)際的能力.
通過(guò)合理設(shè)置專業(yè)課程及針對(duì)性的制定課程大綱,結(jié)合有效的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),有效提高了智能制造專業(yè)學(xué)生對(duì)各學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力,縮短了課堂到工作崗位的距離,提高了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力.
參考文獻(xiàn)
[1]王宇.智能制造實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究與探索[j].教育進(jìn)展,2019,9（05）：596-601.
[2]黃鳳霞.我國(guó)機(jī)械制造的智能化發(fā)展.信息科技探討,2019,（9）：162-163.
此文總結(jié)，此文為一篇關(guān)于對(duì)不知道怎么寫(xiě)智能和制造和相關(guān)和本科和專業(yè)和課程和規(guī)劃論文范文課題研究的大學(xué)碩士、智能制造本科畢業(yè)論文智能制造論文開(kāi)題報(bào)告范文和文獻(xiàn)綜述及職稱論文的作為參考文獻(xiàn)資料.
智能制造引用文獻(xiàn):
[1]智能制造論文范文智能制造類有關(guān)專升本論文范文2000字[2]智能制造論文范文智能制造方面有關(guān)論文范文檢索10000字[3]智能制造論文范文智能制造有關(guān)論文范文素材8000字
智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇三
馮劍龍 1043115257 摘要
本文評(píng)述了智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)，指出了智能制造確系21世紀(jì)的制造技術(shù)，分析了智能制造在發(fā)展中的問(wèn)題，提出我國(guó)智能制造的近期研究重點(diǎn)應(yīng)為其關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。
3.1.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境與設(shè)計(jì)方法學(xué)ims的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)方法將有別于現(xiàn)有任何制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，因?yàn)閕ms是面向整個(gè)制造過(guò)程的系統(tǒng)和各個(gè)環(huán)節(jié)的“智能化”的 因此.有必要研究ims的設(shè)計(jì)策略和開(kāi)發(fā)環(huán)境(包括開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具等)必須強(qiáng)調(diào)ims設(shè)計(jì)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和通用化。
3.1.3 評(píng)價(jià)技術(shù)研究制造過(guò)程中的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、生產(chǎn)評(píng)價(jià)、材料評(píng)價(jià)、管理評(píng)價(jià)、市場(chǎng)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、報(bào)價(jià)評(píng)價(jià)和功能評(píng)價(jià)等問(wèn)題。
3.2 制造智能理論及處理技術(shù)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)作為一個(gè)有機(jī)整體不僅是指各制造環(huán)節(jié)之間存在的技術(shù)型聯(lián)系，而且還表現(xiàn)在人類專家的制造智能的統(tǒng)一體特性方面。制造智能理論及處理技術(shù)就是要研究整個(gè)制造環(huán)境中的各種智能源的開(kāi)發(fā)、描述、集成、共享與處理，最后生成智能機(jī)器的智能活動(dòng)，具體研究?jī)?nèi)容包括： 3.2.1 制造環(huán)境的描述與建模研究描述制造環(huán)境的一致性概念體系、制造過(guò)程建模，影響制造過(guò)程的多因素分析與不確定性處理。
3.2.3 智能活動(dòng)的生成與融合研究智能活動(dòng)的生成策略，智能活動(dòng)的機(jī)器化技術(shù)。3.3 智能制造單元技術(shù)的集成近10年來(lái)，人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用研究取得較大進(jìn)展，建立了一些智能制造單元技術(shù)。為了應(yīng)用于實(shí)際制造過(guò)程和面向21世紀(jì)制造工業(yè)，這些單元技術(shù)除了需要進(jìn)一步完善與發(fā)展外，更重要的是研究如何集成這些單元技術(shù)。
3.3.1 并行智能設(shè)計(jì)并行工程方法學(xué)這一概念是1986年由美國(guó)國(guó)防部定義，并首先應(yīng)用于美國(guó)軍事武器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)剞dos cals的。.為了制造過(guò)程的設(shè)計(jì)階段能有效地模仿由來(lái)自各環(huán)節(jié)制造專家組成的專家組(expeit team)的智能行為，集成和共享各環(huán)節(jié)與各方面的制造智能，并行地開(kāi)展產(chǎn)品環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，必須研究并行智能設(shè)計(jì)的支撐環(huán)境、產(chǎn)品描述的統(tǒng)一模型、設(shè)計(jì)智能交互和并行智能設(shè)計(jì)方法學(xué)。
3.3.2 生產(chǎn)過(guò)程的智能調(diào)度、規(guī)劃、仿真與優(yōu)化現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程要面臨多信息源、多因素、多對(duì)象的及時(shí)處理問(wèn)題，生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)度與規(guī)劃中的智能決策問(wèn)題的研究是迫在眉睫的。仿真與優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和過(guò)程評(píng)估的有效途徑。目前，更強(qiáng)調(diào)對(duì)設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用、維修等過(guò)程的優(yōu)化與動(dòng)態(tài)仿真。3.3 產(chǎn)品質(zhì)量信息的智能處理系統(tǒng)研究整個(gè)制造過(guò)程的“全質(zhì)量(total quality)模型和建立相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)，研究質(zhì)量狀態(tài)的智能決策和質(zhì)量過(guò)程的智能控制.3.3.4 制造過(guò)程與系統(tǒng)的智能監(jiān)視、診斷、補(bǔ)償與控制研究面向在強(qiáng)干擾、多因素條件下監(jiān)視與診斷模型，研究制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)辨識(shí)與自適應(yīng)技術(shù)。
3.3.5 生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)管理的智能決策系統(tǒng)研究多因素、多目標(biāo)智能決策模型，研究生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)，研究產(chǎn)品市場(chǎng)評(píng)估與預(yù)測(cè)模型。
3.4 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是制造過(guò)程的系統(tǒng)與各環(huán)節(jié)“集成智能化”的支撐，在imt＆ims研究中占有重要地位。
3.4.1 分布式異構(gòu)聯(lián)想知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)研究知識(shí)庫(kù)異構(gòu)、知識(shí)庫(kù)分布式策略與維修、知識(shí)庫(kù)聯(lián)想和分布數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。
3.4.2 信息控制與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)研究ims中各種信息的交換接el、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、系統(tǒng)操作控制策略。
3.5 智能機(jī)器的設(shè)計(jì)智能機(jī)器是ims中模仿人類專家智能活動(dòng)的工具之一，是新一代的制造工具，因而，研究智能機(jī)器的設(shè)計(jì)方法及其相關(guān)技術(shù)將有劃時(shí)代的意義。
3.5.1 機(jī)器人智能技術(shù)智能機(jī)器人將在ims中占有重要的地位，主要體現(xiàn)在機(jī)器的視覺(jué)和機(jī)器^控制兩個(gè)方面。有必要研究智能機(jī)器眼(視覺(jué))、信息感知與智能傳感器、智能機(jī)器手(控制)和智能機(jī)器的自適應(yīng)定位與夾具設(shè)計(jì)等技術(shù)。
3.5.2 機(jī)器自學(xué)習(xí)與自維護(hù)技術(shù)研究智能機(jī)器的自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型，系統(tǒng)誤差的自動(dòng)恢復(fù)與維護(hù)技術(shù)。
3.5.3 智能制造單元機(jī)的設(shè)計(jì)與制造研究智能制造單元機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)方法、新型材料的應(yīng)用技術(shù)。
3.6.1 人一系統(tǒng)柔性交互技術(shù)研究人一系統(tǒng)柔性、聯(lián)想、容錯(cuò)交互模型以及交互環(huán)境。3 6.2 未來(lái)制造環(huán)境的設(shè)計(jì)研究人在未來(lái)制造環(huán)境中的地位和作用以及未來(lái)舒適、友好的制造環(huán)境的設(shè)計(jì)。
3.6.3 人才培養(yǎng)與教學(xué)系統(tǒng)研究面向imt＆ims的^才培養(yǎng)計(jì)劃.研制教學(xué)示范系統(tǒng)。
智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇四
21世紀(jì)以來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們開(kāi)始走向智能化的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)以及各種各樣的智能設(shè)備充斥著我們的日常生活，這不僅使我們的生活越來(lái)越有效率，也對(duì)制造企業(yè)做出了很大貢獻(xiàn)。
縱觀當(dāng)今社會(huì)，智能制造技術(shù)無(wú)疑是世界制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向之一。所謂智能制造技術(shù)，是指在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程、制造過(guò)程和制造裝備智能化，是信息技術(shù)和智能技術(shù)與裝備制造過(guò)程技術(shù)的深度融合與集成。接下來(lái)，我們談?wù)勎覈?guó)的智能制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的一些問(wèn)題。
一．我國(guó)智能制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)對(duì)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代末。在最初的研究中在智能制造技術(shù)方面取得了一些成果，而進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)的十年當(dāng)中智能制造在我國(guó)迅速發(fā)展，在許多重點(diǎn)項(xiàng)目方面取得成果，智能制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)也初具規(guī)模。我國(guó)已取得了一批相關(guān)的基礎(chǔ)研究成果和長(zhǎng)期制約我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能制造技術(shù)，如機(jī)器人技術(shù)、感知技術(shù)、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、可靠性技術(shù)、機(jī)械制造工藝技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與數(shù)字化制造復(fù)雜制造系統(tǒng)、智能信息處理技術(shù)等；攻克了一批長(zhǎng)期嚴(yán)重依賴并影響我國(guó)產(chǎn)業(yè)安全的核心高端裝備，如盾構(gòu)機(jī)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、高端加工中心等。建設(shè)了一批相關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心、國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心等研發(fā)基地，培養(yǎng)了一大批長(zhǎng)期從事相關(guān)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)工作的高技術(shù)人才。
隨著信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)展，我國(guó)智能制造裝備的發(fā)展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系已經(jīng)初步形成，一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能制造裝備也實(shí)現(xiàn)了突破。
二．我國(guó)智能制造技術(shù)存在的問(wèn)題
近年來(lái)，我國(guó)智能制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，并取得了較為顯著的成效。然而，制約我國(guó)智能制造快速發(fā)展的突出矛盾和問(wèn)題依然存在，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。
1.智能制造基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系建設(shè)滯后
智能制造的發(fā)展側(cè)重技術(shù)追蹤和技術(shù)引進(jìn)，而基礎(chǔ)研究能力相對(duì)不足，對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收力度不夠，原始創(chuàng)新匱乏?？刂葡到y(tǒng)、系統(tǒng)軟件等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)薄弱，技術(shù)體系不夠完整。先進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)前沿領(lǐng)域發(fā)展滯后，在先進(jìn)材料、堆積制造等方面差距還在不斷擴(kuò)大。
2.智能制造中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略缺失
金融危機(jī)以來(lái)，工業(yè)化發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛將包括智能制造在內(nèi)的先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略。盡管我國(guó)也一直重視智能制造的發(fā)展，及時(shí)發(fā)布了《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，但智能制造的總體發(fā)展戰(zhàn)略依然尚待明確，技術(shù)路線圖還不清晰，國(guó)家層面對(duì)智能制造發(fā)展的協(xié)調(diào)和管理尚待完善。
3.高端制造裝備對(duì)外依存度較高
目前我國(guó)智能裝備難以滿足制造業(yè)發(fā)展的需求，我國(guó)90%的工業(yè)機(jī)器人、80%的集成電路芯片制造裝備、40%的大型石化裝備、70%的汽車制造關(guān)鍵設(shè)備、核電等重大工程的自動(dòng)化成套控制系統(tǒng)及先進(jìn)集約化農(nóng)業(yè)裝備嚴(yán)重依賴進(jìn)口。船舶電子產(chǎn)品本土化率還不到10%。關(guān)鍵技術(shù)自給率低，主要體現(xiàn)在缺乏先進(jìn)的傳感器等基礎(chǔ)部件，精密測(cè)量技術(shù)、智能控制技術(shù)、智能化嵌入式軟件等先進(jìn)技術(shù)對(duì)外依賴度高。
4.關(guān)鍵智能制造技術(shù)及核心基礎(chǔ)部件主要依賴進(jìn)口
構(gòu)成智能制造裝備或?qū)崿F(xiàn)制造過(guò)程智能化的重要基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵零部件主要依賴進(jìn)口，如新型傳感器等感知和在線分析技術(shù)、典型控制系統(tǒng)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高性能液壓件與氣動(dòng)原件、高速精密軸承、大功率變頻技術(shù)、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。許多重要裝備和制造過(guò)程尚未掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)與核心制造技術(shù)，如精密工作母機(jī)設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)技術(shù)、百萬(wàn)噸乙烯等大型石化的設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝包等均未現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。幾乎所有高端裝備的核心控制技術(shù)嚴(yán)重依賴進(jìn)口。
綜上所述，我國(guó)的智能制造技術(shù)還存在著一些問(wèn)題，需要我們?nèi)ネ诰蚋行У姆椒▉?lái)解決，我們更應(yīng)該著重于思路的創(chuàng)新性，與國(guó)際化接軌。目前，世界各國(guó)都對(duì)智能制造系統(tǒng)進(jìn)行了各種研究，未來(lái)智能制造技術(shù)也會(huì)不斷地發(fā)展。目前，以3d打印為代表的“數(shù)字化”制造技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，未來(lái)智能制造技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用也會(huì)貫穿制造業(yè)全過(guò)程，世界范圍內(nèi)智能制造國(guó)家戰(zhàn)略將會(huì)空前高漲，這對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一項(xiàng)挑戰(zhàn)也是巨大的動(dòng)力。
智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇五
智能制造作為信息化技術(shù)衍生的產(chǎn)物，是我國(guó)工業(yè)制造的發(fā)展方向，受到了全社會(huì)的廣泛關(guān)注與各行業(yè)的重視。為了滿足現(xiàn)代社會(huì)日漸增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求，也為了推動(dòng)我國(guó)工業(yè)制造的可持續(xù)發(fā)展，有必要將傳統(tǒng)的工業(yè)制造與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)密切結(jié)合，實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)的成功轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升工業(yè)制造水平?；诖耍疚膶⒘⒆阒悄苤圃鞎r(shí)代背景，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向展開(kāi)討論。
智能制造;機(jī)械設(shè)計(jì);自動(dòng)化技術(shù)
機(jī)械設(shè)計(jì)作為我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，除了能夠?yàn)槲覈?guó)的工業(yè)制造帶來(lái)強(qiáng)大的技術(shù)支持基礎(chǔ)外，同時(shí)也能全面提升國(guó)民生產(chǎn)效率。而隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多更先進(jìn)的智能化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，有效改善了以往勞動(dòng)力投入過(guò)大、勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)高等不足，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化與智能化制造[1]。在如今的智能制造時(shí)代背景下，我國(guó)近年來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，不過(guò)相對(duì)于技術(shù)起步更早且更加成熟的發(fā)達(dá)國(guó)家而言還存在一定差距，所以有必要探明我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向，持續(xù)推動(dòng)我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)的健康發(fā)展。
智能制造背景下的機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)應(yīng)用到智能集成化技術(shù)、智能柔性自動(dòng)化技術(shù)、虛擬自動(dòng)化技術(shù)等，涉及的技術(shù)內(nèi)容極為豐富。下文便以應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)為例，對(duì)其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)分析[2]。
2.1多功能調(diào)試臺(tái)
利用多功能調(diào)試臺(tái)構(gòu)建的穩(wěn)定支撐試驗(yàn)平臺(tái)，具備多旋轉(zhuǎn)功能，基本用在繼電保護(hù)設(shè)備的組裝與調(diào)試生產(chǎn)中。將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，能夠顯著縮小電機(jī)體積與重量，進(jìn)而提升設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。此外，在對(duì)多功能調(diào)試臺(tái)的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)中加入自動(dòng)化控制程序(plc)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)性能的實(shí)時(shí)化試驗(yàn)與調(diào)試，保障系統(tǒng)運(yùn)行的整體可靠性。
2.2基于多功能調(diào)試臺(tái)的機(jī)械設(shè)計(jì)
采用了自動(dòng)化技術(shù)的多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)，將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要借助于調(diào)試臺(tái)的持續(xù)性升降功能，保證位于不一樣高度的繼電保護(hù)裝置能夠配備到位，并且能實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的測(cè)試效果。在此過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)全面分析系統(tǒng)故障檢測(cè)及隔離保護(hù)功能。在多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采取多元化控制方式以及應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)，借助plc編程邏輯控制，構(gòu)建單片機(jī)控制體系，確保工業(yè)控制機(jī)能夠控制到位[3]。在全方位考量控制要求之后，應(yīng)構(gòu)建多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)，確保plc控制模式能實(shí)現(xiàn)。多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，需要重視多模塊的組建，其中包含控制、通信、檢測(cè)及輸出等模塊，同時(shí)畫(huà)出詳細(xì)的系統(tǒng)構(gòu)架圖。該控制系統(tǒng)主要應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)展開(kāi)測(cè)量，分為直接測(cè)量與間接測(cè)量。其中，直接測(cè)量能夠測(cè)得所設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的規(guī)格尺寸，結(jié)合參數(shù)變化達(dá)到控制機(jī)床技術(shù)模塊的效果;而間接測(cè)量則是利用控制模塊中的刀具去建立刀具部件運(yùn)行機(jī)制，比如根據(jù)待測(cè)表面的差異，對(duì)待測(cè)裝置的斷續(xù)表層、平面等多項(xiàng)參數(shù)予以檢測(cè)，具體如圖1所示。我們以圖1中的輸出與檢測(cè)兩大主要模塊舉例，起初需要借助輸出模塊對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行分析，構(gòu)建自動(dòng)化編碼與框架系統(tǒng)，并且預(yù)先設(shè)計(jì)故障預(yù)警電路，主要應(yīng)用plc輸出接口對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)電路予以控制，同步傳輸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖控制量，保證伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向更加精準(zhǔn)。同時(shí)，還應(yīng)構(gòu)建起基于信息反饋的閉環(huán)控制機(jī)制以及智能自動(dòng)化框架系統(tǒng)，保證框架的高度、水平度都能精準(zhǔn)調(diào)位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的故障內(nèi)容予以分析。自動(dòng)化技術(shù)在其中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)框架高度、水平度的合理控制，保證一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，plc仍然能夠保證警報(bào)信號(hào)輸出的正常[4]。此外便是檢測(cè)模塊，在該模塊中包含位移與傾角兩類傳感器，plc模擬量輸入模塊接口能夠保證傾角傳感器的信號(hào)正常傳送，對(duì)位置閉環(huán)控制的參考量予以優(yōu)化。立足設(shè)計(jì)全局視角來(lái)看，多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)構(gòu)建的是一種驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)體系，既能計(jì)算重要參數(shù)，確保旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的合理性以及工作到位，同時(shí)也能避免過(guò)載情況發(fā)生。此外，還要重點(diǎn)考量驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的所需因素，參考電機(jī)的體積、重量、功率等特性，構(gòu)建負(fù)載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，構(gòu)建具備框架大負(fù)載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)調(diào)整可回轉(zhuǎn)裝置組件及過(guò)渡件的效果，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)電機(jī)且做好量化計(jì)算，比如對(duì)電機(jī)經(jīng)由減速器且傳送到絲桿力矩位置的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算，保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一直具備較高的冗余度。
3.1重視產(chǎn)品數(shù)據(jù)的收集與共享
在智能制造時(shí)代背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)主要利用智能化手段完成，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與自動(dòng)化技術(shù)之間的關(guān)系極為密切，因此在未來(lái)發(fā)展中需要提高對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的收集與共享工作的重視度。一方面，利用智能系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的合理性進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與模擬，形成資源共享平臺(tái)，通過(guò)智能化識(shí)別，機(jī)械制造控制系統(tǒng)能夠直接儲(chǔ)存與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時(shí)也能根據(jù)生產(chǎn)批次的規(guī)格要求去分析操作狀態(tài)。如果生產(chǎn)過(guò)程中察覺(jué)出問(wèn)題，在信號(hào)傳感器的加持下會(huì)第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警信號(hào)，那么機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員則會(huì)能通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的排查找出問(wèn)題所在。另一方面，借助機(jī)電控制模塊對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析，還可通過(guò)分析所采集的數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)器運(yùn)行速度、生產(chǎn)狀態(tài)展開(kāi)全面檢查，并且能通過(guò)模擬機(jī)械設(shè)計(jì)制造加工的過(guò)程，精準(zhǔn)地判斷出操作狀態(tài)[5]。為了實(shí)現(xiàn)智能制造，需要高度重視產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造與技術(shù)的結(jié)合，將智能數(shù)據(jù)共享中心設(shè)置為獨(dú)立監(jiān)控設(shè)備，在各類傳感器的配置下做出動(dòng)態(tài)化分析，然后借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)予以共享，方便機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)的及時(shí)調(diào)整。
3.2重視節(jié)能環(huán)保
隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國(guó)也逐漸邁進(jìn)了經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)現(xiàn)已成為企業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在“碳中和”的時(shí)代背景下，企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)健康的可持續(xù)發(fā)展，必定要在未來(lái)發(fā)展中不斷改革升級(jí)，擯棄用犧牲環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)效益的想法與做法。所以，在智能制造背景下，未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展要重視如下幾點(diǎn)：其一，加強(qiáng)對(duì)新材料的研發(fā)，機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要滿足智能制造功能要求，而且要保證使用更加節(jié)能環(huán)保的材料;其二，做好機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的噪音污染控制工作，盡量減少或舍棄噪音污染較大的機(jī)械設(shè)備;其三，要重視廢棄設(shè)備的回收利用。機(jī)械設(shè)備在工作一段時(shí)間后會(huì)因?yàn)檫_(dá)不到生產(chǎn)要求而被淘汰，但其回收價(jià)值依舊較高，需要做好資源的二次利用。
3.3重視人工智能的引入
人工智能一定是未來(lái)工業(yè)制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，能夠完成機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過(guò)程中的復(fù)雜程度較高的工作。另外，隨著我國(guó)人口老齡化程度不斷加深，人口紅利逐漸消失，人工成本自然會(huì)不斷提升，通過(guò)人工智能技術(shù)的引入能夠冥想降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時(shí)為產(chǎn)品質(zhì)量提供更強(qiáng)大的保障。在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，人工智能的引入需要注意如下幾點(diǎn)：其一，機(jī)械設(shè)計(jì)方案中的不同部件生命周期同樣需要展開(kāi)智能化分析，通過(guò)大量方案的比較進(jìn)行優(yōu)選;其二，機(jī)械設(shè)計(jì)需要綜合考量對(duì)產(chǎn)品性能提出的要求，盡量進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì);其三，機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中要關(guān)注產(chǎn)品使用壽命，關(guān)注可能需要拓展的模塊與性能，方便產(chǎn)品今后在功能與網(wǎng)絡(luò)方面的升級(jí)。
綜上所述，智能制造作為工業(yè)制造的未來(lái)發(fā)展方向，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)不僅能夠提升生產(chǎn)可控性，降低人為干預(yù)誤差，同時(shí)也能收集到更多且精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化與智能化。在今后的機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中，需要重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品數(shù)據(jù)收集與共享、節(jié)能環(huán)保、人工智能的引入等方向。唯有將傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)與智能制造有機(jī)結(jié)合，才能促使我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)煥發(fā)新的活力以及實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的突破，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)的健康發(fā)展。
[1]安仲舉.智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)研究[j].中國(guó)設(shè)備工程，2020(06)：25-27.
[2]劉金鋒，朱鈺萍，田桂中，王筱蓉.面向智能制造的機(jī)械制造工藝裝備課程改革探討[j].教育現(xiàn)代化，2019.6(08)：46-48.
[3]蔡志容.智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)研究[j].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019(22)：195-196.
[4]白劍森.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向分析[j].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020(08)：226-227.
[5]李峰.智能制造背景下機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向研究[j].農(nóng)機(jī)使用與維修，2021(07)：45-46.
智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇六
智能制造作為信息化技術(shù)衍生的產(chǎn)物，是我國(guó)工業(yè)制造的發(fā)展方向，受到了全社會(huì)的廣泛關(guān)注與各行業(yè)的重視。為了滿足現(xiàn)代社會(huì)日漸增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求，也為了推動(dòng)我國(guó)工業(yè)制造的可持續(xù)發(fā)展，有必要將傳統(tǒng)的工業(yè)制造與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)密切結(jié)合，實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)的成功轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升工業(yè)制造水平?；诖耍疚膶⒘⒆阒悄苤圃鞎r(shí)代背景，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向展開(kāi)討論。
機(jī)械設(shè)計(jì)作為我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，除了能夠?yàn)槲覈?guó)的工業(yè)制造帶來(lái)強(qiáng)大的技術(shù)支持基礎(chǔ)外，同時(shí)也能全面提升國(guó)民生產(chǎn)效率。而隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多更先進(jìn)的智能化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，有效改善了以往勞動(dòng)力投入過(guò)大、勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)高等不足，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化與智能化制造[1]。在如今的智能制造時(shí)代背景下，我國(guó)近年來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，不過(guò)相對(duì)于技術(shù)起步更早且更加成熟的發(fā)達(dá)國(guó)家而言還存在一定差距，所以有必要探明我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向，持續(xù)推動(dòng)我國(guó)工業(yè)制造行業(yè)的健康發(fā)展。
智能制造背景下的機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)應(yīng)用到智能集成化技術(shù)、智能柔性自動(dòng)化技術(shù)、虛擬自動(dòng)化技術(shù)等，涉及的技術(shù)內(nèi)容極為豐富。下文便以應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)為例，對(duì)其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)分析[2]。
多功能調(diào)試臺(tái)
利用多功能調(diào)試臺(tái)構(gòu)建的穩(wěn)定支撐試驗(yàn)平臺(tái)，具備多旋轉(zhuǎn)功能，基本用在繼電保護(hù)設(shè)備的組裝與調(diào)試生產(chǎn)中。將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，能夠顯著縮小電機(jī)體積與重量，進(jìn)而提升設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。此外，在對(duì)多功能調(diào)試臺(tái)的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)中加入自動(dòng)化控制程序(plc)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)性能的實(shí)時(shí)化試驗(yàn)與調(diào)試，保障系統(tǒng)運(yùn)行的整體可靠性。
基于多功能調(diào)試臺(tái)的機(jī)械設(shè)計(jì)
采用了自動(dòng)化技術(shù)的多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)，將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要借助于調(diào)試臺(tái)的持續(xù)性升降功能，保證位于不一樣高度的繼電保護(hù)裝置能夠配備到位，并且能實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的測(cè)試效果。在此過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)全面分析系統(tǒng)故障檢測(cè)及隔離保護(hù)功能。在多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采取多元化控制方式以及應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)，借助plc編程邏輯控制，構(gòu)建單片機(jī)控制體系，確保工業(yè)控制機(jī)能夠控制到位[3]。在全方位考量控制要求之后，應(yīng)構(gòu)建多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)，確保plc控制模式能實(shí)現(xiàn)。多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，需要重視多模塊的組建，其中包含控制、通信、檢測(cè)及輸出等模塊，同時(shí)畫(huà)出詳細(xì)的系統(tǒng)構(gòu)架圖。該控制系統(tǒng)主要應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)展開(kāi)測(cè)量，分為直接測(cè)量與間接測(cè)量。其中，直接測(cè)量能夠測(cè)得所設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的規(guī)格尺寸，結(jié)合參數(shù)變化達(dá)到控制機(jī)床技術(shù)模塊的效果;而間接測(cè)量則是利用控制模塊中的刀具去建立刀具部件運(yùn)行機(jī)制，比如根據(jù)待測(cè)表面的差異，對(duì)待測(cè)裝置的斷續(xù)表層、平面等多項(xiàng)參數(shù)予以檢測(cè)，具體如圖1所示。我們以圖1中的輸出與檢測(cè)兩大主要模塊舉例，起初需要借助輸出模塊對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行分析，構(gòu)建自動(dòng)化編碼與框架系統(tǒng)，并且預(yù)先設(shè)計(jì)故障預(yù)警電路，主要應(yīng)用plc輸出接口對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)電路予以控制，同步傳輸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖控制量，保證伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向更加精準(zhǔn)。同時(shí)，還應(yīng)構(gòu)建起基于信息反饋的閉環(huán)控制機(jī)制以及智能自動(dòng)化框架系統(tǒng)，保證框架的高度、水平度都能精準(zhǔn)調(diào)位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的故障內(nèi)容予以分析。自動(dòng)化技術(shù)在其中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)框架高度、水平度的合理控制，保證一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，plc仍然能夠保證警報(bào)信號(hào)輸出的正常[4]。此外便是檢測(cè)模塊，在該模塊中包含位移與傾角兩類傳感器，plc模擬量輸入模塊接口能夠保證傾角傳感器的信號(hào)正常傳送，對(duì)位置閉環(huán)控制的參考量予以優(yōu)化。立足設(shè)計(jì)全局視角來(lái)看，多功能調(diào)試臺(tái)控制系統(tǒng)構(gòu)建的是一種驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)體系，既能計(jì)算重要參數(shù)，確保旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的合理性以及工作到位，同時(shí)也能避免過(guò)載情況發(fā)生。此外，還要重點(diǎn)考量驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的所需因素，參考電機(jī)的體積、重量、功率等特性，構(gòu)建負(fù)載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，構(gòu)建具備框架大負(fù)載旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)調(diào)整可回轉(zhuǎn)裝置組件及過(guò)渡件的效果，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)電機(jī)且做好量化計(jì)算，比如對(duì)電機(jī)經(jīng)由減速器且傳送到絲桿力矩位置的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算，保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一直具備較高的冗余度。
重視產(chǎn)品數(shù)據(jù)的收集與共享
智能制造技術(shù)基礎(chǔ)篇七
作者：王玉石
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(aim)發(fā)展到今天ims,研究課題涉及的范圍由最初僅一個(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), feigenbaum、newell、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, 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。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,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cims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。
3．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)品生產(chǎn)周期,改變了傳統(tǒng)用手工繪圖、依靠圖紙組織整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的技木管理模式。
(3)工業(yè)控制技術(shù)、微電子技術(shù)與機(jī)械工業(yè)的結(jié)合———機(jī)器人開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)生產(chǎn)的新局面,使生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化,使制造過(guò)程更富于柔性擴(kuò)展了人類工作范圍。
(4)制造系統(tǒng)為智能化開(kāi)發(fā)了面向制造過(guò)程
中特定環(huán)節(jié)、特定問(wèn)題的“智能化孤島”,如專家系統(tǒng)、基干知識(shí)的系統(tǒng)和智能輔助系統(tǒng)等。
制造業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的基礎(chǔ),被稱為“立國(guó)之本”。而我國(guó)的制造工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,差距很大,主要表現(xiàn)為自主開(kāi)發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱,核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)仍依賴進(jìn)口。對(duì)此,我國(guó)已引起重視,在“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中,將先進(jìn)制造技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。進(jìn)入21世紀(jì),經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程日益加快,制造業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇,而競(jìng)爭(zhēng)的核心是先進(jìn)制造技術(shù)。在此環(huán)境下,我們只有抓住機(jī)遇,迎接挑戰(zhàn),利用先進(jìn)制造技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新及人才創(chuàng)新,才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)躋身世界制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
