文档介绍：I HefeiUniversity 题目: 先进制造技术系别: 机械工程系专业: 机械设计制造及自动化学制: 四年姓名: 学号: 导师: 2017 年1月9日 2 智能制造摘要:介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标,人工智能与 IMT 、 IM的关系,IM S和CIMS, 智能制造的物质基础及理论基础,智能制造系统的特征及框架结构,并简要介绍了智能加工中心 IMC, 智能制造技木的发展趋势,以及智能制造系统研究成果及存在问题。关键词:智能制造, IMS,IMC,IMT 。 1. 主要研究内容和目标智能制造在国际上尚无公认的定义。目前比较通行的一种定义是,智能制造技术是指在制造工业的各个环节,以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。因此,智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业,其主要研究开发目标有二:①整个制造工作的全面智能化,它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取代人的部脑力劳动作为主要目标,,强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力;②信息和制造智能的集成与共享,强调智能型的集成自动化。目前,IMT 和IMS 的研究方向已从最初的人工智能在制造领域中的应用发展到今天 IMS, 研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、信息管理、设备维护等技术型环节的自动化,发展到今天的面向世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力,包括制造智能处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能生产管理信息系统、多级竞争式控制网络、全球通讯与操作网等。 2. 人工智能与 IMT , IMS 人工智能的研究一开始就未能摆脱制造机器生物的思想,即“机器智能化”。这种以“自主”系统为目标的研究路线, 严重地阻碍了人工智能研究的进展。许多学者已意识到这一点、钱学森从计算机角度出发, 提出了人与计算机相结合的智能系统概念。目前国外对多媒体及虚拟技术研究进行大量投资, 以及日本第五代智能计算机研制计划的搁浅等事例, 就是智能系统研究目标有所改变的明证。人工智能技术在机械制造领域中的应用涉及市场分析、产品设计、生产规划、过程控制、质量管理、材料处理、设备维护等诸方面。结果是开发出了种类 3 繁多的面向特定领域的独立的专家系统、基于知识的系统或智能辅助系统,形成一系列的“智能化孤岛”。随着研究与应用的深入,人们逐渐认识到,未来的制造自动化应是高度集成化与智能化的人—机系统的有机融合, 制造自动化程度的进一步提高要依赖于整个制造系统的自组织能力。如何提高这些“孤岛”的应用范围和在实际制造环境中处理问题的能力,成为人们的研究焦点。在80年代末和90年代初,一种通过集成制造自动化、新一代人工智能、计算机等科学技术而发展起来的新型制造工程—— IMT 和新——代制造系统—— IMS 便脱颖而出。人工智能在制造领域中的应用与 IMT 和IMS 的一个重要区别在于,IMS 和IMT 首次以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标,而不再仅起“辅助和支持”作用,在一定范围还需要能独立地适应周围环境,开展工作。四IMS 和CIMS 发展的道路不是一帆风顺的。今天,CIMS 的发展遇到了不可逾越的障碍, 可能是刚开始时就对CIM S提出了过高的要求,也可能是CIM S本身就存在某种与生俱来的缺陷, 今天的 CIMS 在国际上已不像几年前那样受到极大的关注与广泛地研究。从CIM S 的发展来看, 众多研究者把重点放在计算机集成上, 从科学技术的现状看, 要完成这样一个集成系统是很困难的。 CIMS 作为一种连接生产线中的单个自动化子系统的策略, 是一种提高制造效率的技术。它的技术基础具有集中式结构的递阶信息网络。尽管在这个递阶体系中有多个执行层次, 但主要控制设施仍然是中心计算机。 CIMS 存在的一个主要问题是用于异种环境必须互连时的复杂性。在 CIM S 概念下, 手工操作要与高度自动化或半自动化操作集成起来是非常困难和昂贵的。在CIMS 深入发展和推广应用的今天,人们已经逐渐认识到,要想让 CIMS 真正发挥效益和大面积推广应用, 有两大问题需要解决:①人在系统中的作用和地位; ②在不作很大投资对现有设施进行技术改造的情况下亦能应用 CIMS 。现有的 CIMS 概念是解决不了这两个难题的。今天, 人力和自动化是一对技术矛盾, 不能集成在一起, 所能做的选择, 或是昂贵的全自动化生产线, 或是手工操作, 而缺乏的是人力和制造设备之间的相容性, 人机工程只是一个方面的考虑, 更重要的相容性考虑要体现在竞争、技能和决策能力上。人在制造中的作用需要被重新定义和加以重视。 3 .智能制造的物质基础及理论基础 . 智能制造系统的物质基础主要有: 4 (1) 数控机床和加工中心美国于 1952