智能化制造

智能化制造（共12篇）

智能化制造 篇1

近年来, 制造业所面临的竞争日趋激烈, 客户端的需求也相对多样化, 拥有“差异性”的定制化产品逐渐成为市场的主流, 其中少量多样的生产方式隐含许多复杂不定的变因, 因此关于生产合格率的控制、备料库存的压力以及产销流程管控的相关项目, 已经成为急需面对的首要课题。

20146月20日, 由台湾贸易中心、财团法人中卫发展中心主办, 财团法人精密机械研究发展中心协办、金属加工杂志社承办的“台湾机床智能制造整合技术研讨会”在北京中国国际展览中心 (新馆) 如期举办。台湾贸易中心萧惠君顾问、财团法人中卫发展中心张启人处长、台湾区机床暨零组件工业同业公会黄建中秘书长、机械工业信息研究院副总工程师兼金属加工杂志社社长栗延文先生、财团法人中卫发展中心游志华经理、精密机械研究发展中心智慧整合开发部姚克昌经理, 以及来自全国各地、各行业的90多位行业专家、用户企业代表和媒体代表共同出席研讨会。来自台湾地区厂商的技术专家与大家共同分享其智能化制造的相关应用技术。

论坛由《金属加工》杂志执行主编梅峰主持, 张启人处长致辞。台湾区机床暨零组件工业同业公会黄建中秘书长说明了机床及零组件之创新技术;设备制造行业庆鸿机电股份有限公司王陈鹏协理、乔崴进科技股份有限公司陈松江总经理以及零组件行业台达电子工业股份有限公司李光友经理, 分别从不同的角度就“智能化制造”在各个不同专业领域之应用作不同方向的诠释。论坛在推广台湾地区既有智能化增值技术的同时, 与国际性的厂商进行技术方面的良性互动, 进而逐渐累积形成“智能工厂”的概念, 使得厂商从单纯的制造业转型成为“服务型”的创新产业。

“智能化制造”的目标, 概括地说就是将人工智能融入于所有的加工环节当中, 系统可以自动监控生产制造的过程, 更甚者能够自动调整产品线加工过程或做优化的处理动作;详细地说指的是一个透过人与机器所共同组成的系统, 系统在制造过程中协助“人”进行分析、推理、判断和决策, 取代了“人”在原本系统中所占有的部分劳力与脑力。

本次技术研讨的内容概括为几个方向:第一, 制程控管可视化;第二, 全方位系统监控;第三, 制造绿色化。

“制程控管可视化”是指管控者可以全盘掌握制程的现况, 并将相关资讯呈现于管控者眼前, 举例来说像是机床生产的开动率或是机床警报的资讯履历都能够让管控者实时地做出相对应的处理。“全方位系统监控”的部分着重在于系统和传感器之间的链接, 在设备上安装传感器, 将搜集到的数据加以分析处理后做出相对应的决策, 也就是所谓的机床感知功能。实际案例像是温升热补偿功能, 避免机床在长时间加工后产生的热变形造成精度误差。另外, 像是颤振回避功能, 由加工时的振动或音频自动判断颤振发生并排除此现象的不良影响。最后是“制造绿色化”的部分, 可透过ICT (Information and Communication Technology) 的增值应用做供应链的管理, 有效地将废弃物回收甚至再利用, 或者可透过特殊的回路设计, 使得输出和回生的能源可以充分再利用, 达到节能的效果, 不仅节省成本, 也具绿色化之环保概念。

乔崴进科技股份有限公司陈松江总经理分享了“龙门型机械生产信息整合技术及应用”, 并展示了其发展蓝图:人机接口设计技术 (2013~2014) ;几何公差在线量测 (2014) :便利的在线量测功能, 为客户的加工质量把关, 增加制造技术的信心;生产效能云端服务 (2014) :快速回报准确的生产质量, 协助客户提升生产的效率与时程预估, 并且可以整合客户生产管理之需求;温升热补偿建模技术 (2014) :克服制造环境的适应性, 在温度变化的加工环境中也能够保障产品的加工质量;3D虚拟 (模拟) 加工技术 (2015) ;Chartter Pro颤振抑制技术 (2015) 。对机械设备使用者而言, 龙门型机械生产信息整合技术及应用能协助其提供给客户相对于过去更实时完整的生产信息。

庆鸿机电股份有限公司王陈鹏协理分享了“线性马达技术运用于线切割放电加工机之成果”。线型马达是直接给予直线运动的驱动装置, 庆鸿自行成功开发线性马达驱动系统, 并将其成功应用于庆鸿系列产品上, 其优势明显, 具体表现为无接触、无摩擦、无振动和无背隙;高速位移速度;高定位精度;高长效使用寿命。

台达电子工业股份有限公司李光友经理分享了“台达CNC系统应用于高速攻牙机”以及DELTA高速刚性攻牙最佳解决方案:NC311+ (A2-N+ECMC) + (S+ECMS) 。其中, ASDA-S+ECMS高速永磁主轴马达具有高响应、低同动误差、展现高性能的攻牙特性。台达CNC数控系统应用在高速攻牙机时, 可以节省超过50%的能源。

本次技术论坛, 将台湾地区机床与相关产业产品之智能化制造技术以及制造服务化的概念介绍给全球买主, 通过国际间的技术交流, 激发出更加具竞争力和生产力的技术能量。

智能化制造 篇2

3.1机制制造智能化技术可持续发展的优势

一项技术、一个产业能够实现可持续发展必然具有其不可取代的价值，即核心竞争力。对于机械制造智能化技术来讲，其自身优势正是维持其可持续发展的动力。从技术价值来看，机械制造行业与智能化技术的结合，顺应了未来科学技术发展的潮流趋势。随着计算机技术的飞速发展，人工智能成为当今乃至未来科技发展的一个重要方向。机构制造智能化将人工智能技术、软件系统、自动化控制技术完美地融合在一起。从技术角度实现了无人干预生产，运用机械制造智能化代替了人工劳动，避免了生产过程中因人为因素导致的失误;同时也规范了生产过程，使机械制造真正意义上步入了自动化和精准化生产的时代，大大提高了生产效率。对于一项技术来讲，技术价值无疑是其最为核心的竞争力，但使其广泛应用并最终形成经济效益和社会效益的还是其经济价值。机械制造智能化解放了劳动力的同时，也为生产企业节省了人工成本，改变了机械制造行业原来依靠密集劳动力实现盈利的模式。同时机械制造智能化技术也大大提高机械产品的精确度，高质量产品带动了市场运作的规范化发展，也为生产企业带来了高额利润，使生产企业在技术研发方面投入更多的资金。而研发能力已成为当今工业企业一项重要的核心竞争力，也是我国乃至世界机械制造行业发展的趋势。

3.2机械制造智能化发展方向分析

结合当前我国机械制造智能化发展现状，以及其固有的技术价值与经济价值，综合分析之下，我国机械制造智能化技术未来将向三个主要方向发展：第一，人机交互方向。随着计算机技术的发展，“人机交互”这个工业上的常用术语已不再是人类的美好憧憬，早在数年前就已成为现实。人机交互(Human-ComputerInteraction,简写HCI)指人与计算机通过某种语言实现对话，并采取“有来有往”的交互式对话方式，在人与计算机之间形成“信息”交换的过程。在机械制造智能化领域中，人与计算机共同承担生产任务，甚至在工作中形成了默契的伙伴关系。计算机为人类提供了人机交互接口，也可以把它理解为人、机对话的数据线。操作人员先将制造任务中需要运用到的数据按照一定程度通过人机交互平台输入计算机中，完成了“人机对话”的第一步;计算机在接收到人类传输的数据后进行数据处理，计算制造加工中需要用到的数据以及技术可行性分析，并迅速向操作人员反馈结果。通过这样的“人机对话”实现了数据的快速处理，也提高了制造加工效率。目前我国机械制造智能化技术采取最多的是CAD、UG等软件设计和编写加工程序的方法。这些软件不但可提供数据测算和三维成型等技术，还可通过加工演示环节展示制造过程中的不足之处，便于操作人员第一时间修改参数和设计方案，实现图纸的优化。在未来，这种技术和制造模式仍然占有绝对的优势。尤其在制造过程演示方面需进一步完善三维成像效果，增加声音模拟、数据纠错、图文处理等功能;并就加工过程进行实时监控，对其中的故障问题进行检测、处理，强化“人机交互”平台对生产过程的监控、管理。第二，柔性发展趋势。所谓柔性是专指制造系统用于满足个性化生产条件而进行变化的能力。智能化技术本身既具备了满足生产条件变化的能力，计算机技术提高了机械制造的精准度，也使原有的机械制造技术灵活度大幅提高，能够满足不同生产需求的需要。柔性技术发展较早，从数控技术发展时代就已经开始了。尤其在发达国家，工业技术发展超前，数控技术发展相对成熟，尤其一些加工中心对于医疗机械、精密仪器加工都具备了极高水准，能够满足用户越来越高的要求，并使柔性化技术形成一种长期发展的趋势。第三，精密发展趋势。当机械制造技术水平达到一定程度、且大众化机械产品的市场饱和度逐渐提高后，机械制造行业必然走向精密化发展之路。机械制造智能化技术依赖电子技术、微加工技术、精密加工技术的发展，大幅提高了机械产品的精密度的加工实效性，减少了人力加工时代残次品率，使机械制造产业步入了精密加工时代。目前发达国家已由传统机械制造行业向精密制造行业转型，而这也必将成为未来机械制造产业的主流趋势。同时，人工智能技术的融入提高了机械制造过程中的处理环节，提高了机械制造的实效性，也成为未来机械制造行业的发展趋势。机械制造作为工业经济时代产物，智能化发展将为我国机械制造行业带来新的发展机遇，增强了人机互动功能，实现了柔性制造技术，同时也提高了制造精度与可靠性，为我国机械制造行业参与国际竞争奠定了基础。

参考文献：

[1]赵宇龙.金属加工自动化:智能化―机床自动化发展的高级形式[J].金属加工:冷加工,(13):7-9.

[2]郭睿.浅谈智能化技术[J].山西建筑,,35(1):70-71.

中国制造2025，主攻智能制造 篇3

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。5月19日，备受瞩目的《中国制造2025》正式对外公布，标志着我国在全面推进实施制造强国战略的征途中迈出了关键性一步，中国制造也再次站到了转型升级、创新驱动的风口上。

国家统计局数据显示，2005年～2013年，我国制造业总产值年均增长20%左右，2012年我国制造业增加值为2.08 万亿美元，在全球制造业占比约20%，成为世界上名副其实的“制造大国”。

我国工业如今在全球竞争中的优势更多地体现为拥有完整的产业链条。根据联合国工业发展组织数据，我国是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类（39个工业大类、191个中类、525个小类）的国家，形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系。同样是来自于联合国工业发展组织数据，目前，中国工业竞争力指数在136个国家中排名第七位，制造业净出口居世界第一位。

按照国际标准工业分类，在22个大类中，中国在7个大类中名列第一，钢铁、水泥、汽车等220多种工业品产量居世界第一位。2013年，我国装备制造业产值规模突破20万亿元，占全球比重超过1/3；2013年，发电设备产量达1.2亿千瓦，约占全球总量的60%；造船完工量达4534万载重吨，占全球比重的41%；汽车产量达2211.7万辆，占全球比重的25%；机床产量达95.9万台，占全球比重的38%，我国制造业占世界的1/3强。

当前，我国经济发展进入新常态，制造业面临产能过剩、大而不强的困局，转型升级犹如逆水行舟，不进则退。可以说，现在我国比以往任何时候都更需要强大的制造强国战略。因为“中国制造”在世界上成了“低端廉价”的代名词，技术含量较低，加上中国的人口红利优势即将消失，现在制造企业的利润率普遍只有10%左右，有的甚至更低，大量中小制造企业苦苦挣扎在死亡线上。

5月13日，在中国工程院、工信部和中科院主办的“2015智能制造国际会议”上，原全国人大常委会副委员长、两院院士、中国机械工程学会荣誉理事长路甬祥在主旨报告中称，2014年中国装备制造产值占全球比重1/3，机电产品进出口额2.16万亿美元，占进出口总额55.7%，已成为全球制造大国。整体而言，发展主要依靠要素投入和低成本优势，付出了沉重的资源与环境代价，仍处于价值链的低中段，还不是制造强国。

的确，中国制造业与先进国家相比还有较大差距。主要表现在：自主创新能力弱，关键核心技术与高端装备对外依存度高，以企业为主体的制造业创新体系不完善；产品档次不高，缺乏世界知名品牌；资源能源利用效率低，环境污染问题较为突出；产业结构不合理，高端装备制造业和生产性服务业发展滞后；信息化水平不高，与工业化融合深度不够；产业国际化程度不高，企业全球化经营能力不足。

2008年国际金融危机之后，面对新一轮科技革命和产业变革，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球贸易投资新格局。一些发展中国家也在加快谋划和布局，积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，拓展国际市场空间。“前有堵截，后有追兵”，我国制造业面临发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻挑战。

没有强大的制造业，我国很难突破“中等收入陷阱”，也无法从大国走向强国。建设制造强国，必须紧紧抓住战略机遇，积极应对挑战，加强统筹规划，突出创新驱动，制定特殊政策，发挥制度优势，以我为主，跨越发展。

《中国制造2025》是中国第一次从国家战略层面描绘建设制造强国的宏伟蓝图，确立了发展世界制造业强国的战略目标，同时提出两个实施阶段、三步走战略目标、五项重大工程、九大战略任务和十个重点领域。

中德制造业战略殊途同归

“中国制造2025”和“德国工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下，针对制造业发展提出的重要战略举措，具有相同的战略使命和核心理念。战略使命方面，两国新战略都是为了应对新一轮科技革命和产业变革。

在理念层面，两国新战略都是推进信息技术与制造技术的深度融合。德国工业4.0着眼于高端装备，提出建设信息物理系统，并积极布局智能工厂，推进智能生产。《中国制造2025》提出以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，构建信息化条件下的产业生态体系和新型制造模式。

从不同点来看，中德两国新战略无论是发展基础、产业阶段还是战略任务都具有各自特点。在发展基础方面，德国制造业具有强大的技术基础，在两化（工业化和信息化）融合、“互联网+”方面都具有优势，而且德国是世界制造业强国和领先的工业制成品出口大国，制造业研发投入强度超过美国和日本 ，树立了德国制造的品牌形象。中国是制造大国，但还不是制造强国，依然处于产业链“微笑曲线”的中间，核心技术和品牌价值薄弱。

在产业阶段方面，德国工业4.0是在顺利完成工业1.0、工业2.0，基本完成工业3.0之后，提出的发展战略，是自然的串联式发展。中国制造业尚处于工业2.0和工业3.0并行发展的阶段，必须走工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范的并联式发展道路，不仅要兼顾自己传统产业的转型升级，同时还要实现在高端领域的跨越式发展，所以我国的任务就比德国实现工业4.0更加复杂、更加艰巨。

在战略任务方面，德国工业4.0就是瞄准新一轮科技革命制定的措施，主要聚焦制造业的高端产业和高端环节。《中国制造2025》不是专门为应对新一轮科技革命制定的规划，是对制造业转型升级的整体谋划，不仅要提出培育发展新兴产业的路径和措施，还要加大对量大面广的传统产业的改造升级力度，同时还要解决制造业创新能力、产品质量、工业基础、节能环保等一系列阶段性的突出矛盾和问题。

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所以在未来的《中国制造2025》“1+X”的规划体系里，将专门制定一个跟“德国工业4.0”相类似的规划，比如说智能制造的规划、或者两化融合的规划等。

据工信部副部长苏波今年3月在国新办举行的发布会上介绍说，中德两国政府在加强“工业4.0”领域合作已经形成了六点共识：一是建立合作机制，在中德两国政府间要建立“工业4.0”的对话机制，落实中德合作行动纲领；二是联合开展基础性、前瞻性的研究；三是“工业4.0”很重要的一点，就是标准的制定，会合作制定一些新的标准；四是加强工业设计领域的合作；五是加强智能制造、试点示范的合作；六是大力开展人才交流方面的培训和合作。苏波指出，中德在“中国制造2025”和“工业4.0”方面的合作是双赢的，将会取得很好的成果。

九大任务和十个重点领域

《中国制造2025》提出了通过“三步走”实现制造强国的战略目标，并明确了九项战略任务和十大重点领域。

“三步走”的第一步，到2025年，迈入制造强国行列；第二步，到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步，到新中国成立一百年时，我制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。

九大战略任务分别是，提高国家制造业创新能力、推进信息化与工业化深度融合、强化工业基础能力、加强质量品牌建设、全面推行绿色制造、大力推动重点领域突破发展、深入推进制造业结构调整、积极发展服务型制造和生产性服务业、提高制造业国际化发展水平。

从具体行业来看，《中国制造》2025推动十大重点领域突破发展：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。

落实《中国制造2025》要实施五大工程，包括制造业创新中心建设工程、智能制造工程、工业强基工程、绿色制造工程、高端装备创新工程。建设制造业创新中心主要是指，围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、增材制造、新材料、生物医药等领域创新发展的重大共性需求，形成一批制造业创新中心（工业技术研究基地），重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化、人才培训等工作。到2020年，重点形成15家左右制造业创新中心（工业技术研究基地），力争到2025年形成40家左右制造业创新中心（工业技术研究基地）。

智能制造工程是指，紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。支持政产学研用联合攻关，开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。

到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。

工业强基就是要支持核心基础零部件（元器件）、先进基础工艺、关键基础材料的首批次或跨领域应用。组织重点突破，针对重大工程和重点装备的关键技术和产品急需，支持优势企业开展政产学研用联合攻关，突破关键基础材料、核心基础零部件的工程化、产业化瓶颈。强化平台支撑，布局和组建一批"四基"研究中心，创建一批公共服务平台，完善重点产业技术基础体系。

到2020年，40%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解，航天装备、通信装备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通装备、家用电器等产业急需的核心基础零部件（元器件）和关键基础材料的先进制造工艺得到推广应用。到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，80种标志性先进工艺得到推广应用，部分达到国际领先水平，建成较为完善的产业技术基础服务体系，逐步形成整机牵引和基础支撑协调互动的产业创新发展格局。

绿色制造是指，组织实施传统制造业能效提升、清洁生产、节水治污、循环利用等专项技术改造。开展重大节能环保、资源综合利用、再制造、低碳技术产业化示范。实施重点区域、流域、行业清洁生产水平提升计划，扎实推进大气、水、土壤污染源头防治专项。制定绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业标准体系，开展绿色评价。

到2020年，建成千家绿色示范工厂和百家绿色示范园区，部分重化工行业能源资源消耗出现拐点，重点行业主要污染物排放强度下降20%。到2025年，制造业绿色发展和主要产品单耗达到世界先进水平，绿色制造体系基本建立。

高端装备创新就是要组织实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天、智能绿色列车、节能与新能源汽车、海洋工程装备及高技术船舶、智能电网成套装备、高档数控机床、核电装备、高端诊疗设备等一批创新和产业化专项、重大工程。开发一批标志性、带动性强的重点产品和重大装备，提升自主设计水平和系统集成能力，突破共性关键技术与工程化、产业化瓶颈，组织开展应用试点和示范，提高创新发展能力和国际竞争力，抢占竞争制高点。

到2020年，上述领域实现自主研制及应用。到2025年，自主知识产权高端装备市场占有率大幅提升，核心技术对外依存度明显下降，基础配套能力显著增强，重要领域装备达到国际领先水平。

智能制造是主攻方向

目前中国企业智能化水平参差不齐，仅有10%左右的大企业智能制造水平较高。工信部部长苗圩在今年两会期间公开的数据表明，智能制造应用在企业研发设计、生产线上比重较大。近五年，中国工业企业在研发设计方面应用数字化工具普及率已经达到54%，在规模以上的工业企业中，生产线上数控装备比重达到30%，上述两个领域智能化应用年均增长4个百分点。

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根据德勤与中国机械工业联合会2013年调研200家制造企业所发布的首份中国智造现状及前景报告显示，中国智能制造处于初级发展阶段，同样也是大部分处于研发阶段，仅16%的企业进入智能制造应用阶段；从智能制造的经济效益来看，52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%，60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。

而90%的中小企业智能制造实现程度较低的原因在于，智能化升级成本抑制了企业需求，其中缺乏融资渠道影响最大。德勤的调研显示，年收入小于5亿元人民币的企业中，50%的企业在智能化升级过程中采用自有资金，25%为政府补贴，银行贷款和资本市场融资各占11%。而企业收入规模大于50亿元人民币的企业，其智能化升级资金来源中自有资金占67%，银行贷款占比25%。整体而言，中小微型企业的银行贷款比例低于大中型企业，占企业数量绝大多数的中小企业只能依靠自有资金进行智能化改造。

所以，《中国制造2025》明确把智能制造作为两化深度融合的主攻方向，并在保障措施中提出要完善金融扶持政策和中小微企业政策，加大财税政策支持力度，包括运用政府和社会资本合作（PPP）模式，引导社会资本参与制造业重大项目建设、企业技术改造和关键基础设施建设；加快设立国家中小企业发展基金等。

智能制造是基于新一代信息技术，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。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可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。

智能制造需要顺应“互联网+”的发展趋势，促进移动互联网、工业互联网、云计算、大数据在企业全流程和全产业链的综合集成应用，改造提升中国制造业。

中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平认为，《中国制造2025》对经济向“双中高”（中高速增长、向中高端水平）迈进具有重要意义，互联网将帮助中国推进智能制造，提高工艺水平和产品质量，促进生产性服务业与制造业融合发展，提升制造业层次和核心竞争力。

4月23日，由浪潮联合20多家机构发起的“中国智能制造信息化推进联盟”在北京成立。该联盟致力于打造协同创新平台与成果转化应用推广联合体，共同推动国家智能制造产业相关标准制定和推广工作。联盟首批成员包括中国航天科技集团、大连船舶重工集团、江南造船、山东常林、北京神舟航天软件等20多家机构，其中也包括天职国际会计师事务所、赛迪顾问等咨询机构。

浪潮集团执行总裁王兴山在会上表示，传统制造业与互联网的融合正在加快，智能制造成为当前热点，这也是中国从制造大国通往制造强国的必由之路。

为推进智能制造发展，2015年3月9日，工业和信息化部印发了《关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知》，并下发了《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》（下称《实施方案》），决定自2015年启动实施智能制造试点示范专项行动，以促进工业转型升级，加快制造强国建设进程。

根据《实施方案》，将分类开展流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6方面试点示范专项行动。

第一，针对生产过程的智能化，主要涉及流程制造和离散制造。根据《实施方案》，在石化、化工、冶金、建材、纺织、食品等流程制造领域，选择有条件的企业，推进新一代信息技术与制造技术的融合创新，开展智能工厂、数字矿山试点示范项目建设，全面提升企业的资源配置优化、实时在线优化、生产管理精细化和智能决策科学化水平；在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器及电子信息等离散制造领域，组织开展数字化车间试点示范项目建设，推进装备智能化升级、工艺流程改造、基础数据共享等试点应用。

第二，针对装备和产品的智能化。也就是把芯片、传感器、仪表、软件系统等信息技术嵌入到装备和产品中去，使得装备和产品具备动态感知、存储、处理和反馈能力，实现产品的可追溯、可识别、可定位。《实施方案》提出，加快推进高端芯片、新型传感器、智能仪器仪表与控制系统、工业软件、机器人等智能装置的集成应用，提升工业软硬件产品的自主可控能力，在高档数控机床、工程机械、大气污染与水治理装备、文物保护装备等领域开展智能装备的试点示范，开展3D打印、智能网联汽车、可穿戴设备、智能家用电器等智能产品的试点示范。

第三，针对制造业中的新业态新模式的智能化，即工业互联网方向。根据《实施方案》，在家用电器、汽车等与消费相关的行业，开展个性化定制试点示范；在电力装备、航空装备等行业，开展异地协同开发、云制造试点示范；在钢铁、石化、建材、服装、家用电器、食品、药品、稀土、危险化学品等行业，开展电子商务及产品信息追溯试点示范。

第四，针对管理的智能化。在物流信息化、能源管理智慧化上推进智能化管理试点，从而将信息技术与现代管理理念融入企业管理。物流信息化试点示范，主要是指加快无线射频识别（RFID）、自动导引运输车（AGV）等新型传感、识别技术的推广应用。

第五，针对服务的智能化。移动互联网蓬勃发展，开放、去中心化的互联网思维已经潜移默化到各行各业，用户的需求更加多元化。根据《实施方案》，在工程机械、输变电、印染、家用电器等行业，开展在线监测、远程诊断、云服务及系统解决方案试点示范。工信部电子信息司副司长安筱鹏认为，服务的智能化，既体现为企业如何高效、准确、及时挖掘客户的潜在需求并实时响应，也体现为产品交付后对产品实现线上线下（O2O）服务，实现产品的全生命周期管理。两股力量在服务的智能化方面相向而行，一股力量是传统的制造企业不断拓展服务业务，一股力量是互联网企业从消费互联网进入到产业互联网。

前者的案例有海尔，2012年底，海尔集团进入了网络化发展战略阶段，并致力于由传统企业向平台型企业转型。在这样的战略指导下，海尔服务也在积极转型，时刻以用户为中心不断演进与升级，从单纯的售后服务转型为打造全流程的用户最佳体验。

后者的案例是阿里巴巴。今年3月，阿里巴巴与富士康宣布合作，富士康基于阿里云将其包括专利、测试、工程制造经验等制造能力开放出来助力中小企业加速智能制造。还是在这个月，阿里巴巴宣布与上海汽车集团共同出资10亿元设立“互联网汽车基金”，组建合资公司，围绕互联网汽车、车联网等展开合作，未来研发的技术成果与服务平台将开放给其他汽车制造企业。

智能化制造 篇4

无论是能源、材料、生物还是其他领域, 都面临着用新的信息技术使产业发生改变, 这正是第三次工业革命和前两次不一样的地方。工业化与信息化融合已成为科技进步的必然, 成为发展现代产业体系的重要途径, 为企业创新发展带来了新机遇, 开辟了应对资源环境挑战的新方式。工业化是信息化的物质支撑和主要载体, 信息化是工业化的推动引擎和提升动力, 只有两者深度融合, 才能达到科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的要求, 实现工业革命。

在荷兰飞利浦电子公司的一家工厂里, 128部具备高超柔韧性的工业机器人在永不停息地工作着, 从事着工人无法完成的精细工作

全球工业格局悄然变化

“新一轮的工业革命正在深化, 西方发达国家在振兴制造业上走出一条新路子。他们依靠科技创新, 以数字化和智能化为核心, 抢占国际竞争制高点, 提高经济发展核心竞争力, 谋求未来发展的主动权。甚至有国外学者称, 新技术的出现, 很可能导致中国制造业在未来20年中出现困境。我们对此应该有强烈的忧患意识。”中国工程院院长周济对制造业数字化智能化的论述, 同样传达出我国广大科技工作者对其在第三次工业革命中的重要性拥有清醒认识。

看看当今全球顶级企业, 受益于数字化智能化技术的典型案例比比皆是。苹果公司就是通过产品模式创新、各种最新技术的集成创新, 成功引领了信息产品的发展方向。又如美国页岩气开发技术的突破, 引起了一场页岩气革命, 对世界能源格局乃至政治、经济发展都产生了深刻影响。相反, 一些辉煌一时的国际顶尖企业, 则因为没有及时把握住新一轮工业革命浪潮, 正在经受前所未有的发展困境。

我国经过几十年的努力奋斗, 在制造业方面实现了历史性的跨越式发展, 制造业生产总值已跻身世界第一。但“大而不强”一直是我国制造业亟待突破的瓶颈。其中, 自主创新能力不强, 在技术方面一直处在跟踪和追赶状态, 许多关键核心技术还没有掌握, 是导致我国制造业综合竞争力弱的最主要因素。如果能够在中国制造前面加上“中国设计、中国创造”, 我国的经济和产业格局就会发生根本性变化。因此, 紧抓第三次工业革命契机, 努力在创新和综合竞争力上步入世界前列, 是我国制造业未来发展的重点所在。

挑战与机遇同在, 我国制造业要实现跨越式发展, 也具备了许多良好条件。周济指出:“一是我国制造业拥有巨大市场需求。二是我国制造业有着世界最为完整的体系。三是我国一直坚持信息化与工业化融合发展, 在制造业数字化方面掌握了核心关键技术, 具有强大的技术基础。四是我国在制造业人才队伍建设方面已经形成了独特的人力资源优势。五是我国制造业在自主创新方面已经取得了一些辉煌成就, 上天、入地、下海等等, 都显示出我国制造业巨大的创新力量。”

当然, 与发达国家相比, 我国在自主创新, 尤其是信息技术原始性创新方面还有很大差距。今后, 在制造业数字化、智能化的核心技术方面, 我国制造业还需要实现战略性的重点突破。

我国自主研制的海洋石油981深海平台, 能够在3000米深海平稳钻井, 即使钻入地下1.2万米, 也能在大风大浪中岿然不动

数控技术优势巨大

第三次工业革命的核心技术是制造业数字化和智能化, 它主要涉及产品创新、制造技术创新和产业模式创新三个方面。其中, 以数控与智能的机械产品为代表的产品创新至关重要。

数码相机就是应用数字化技术对传统产品进行创新的典范:昔日胶片行业的霸主柯达公司曾在1975年研发出世界上第一台数码相机, 但由于战略性决策失误, 它并没有及时将这一技术创新成果市场化。最终, 伴随着传统胶片产业被数字化技术颠覆的阵痛, 柯达公司于今年宣告破产。

事实证明, 只有充分认清产品创新对企业以及制造业的终端重要性, 才能适应当前激烈的市场竞争格局。

数控机床是应用数控技术创新机械产品的典范之一。以注塑机的数控化和智能化为例, 我国是全球最大的注塑机生产国, 产量占据世界年产能70%以上, 但在高端产品方面, 远远落后于世界先进水平。注塑机发展已向全电动型演变, 这种数控技术创新可以实现能量的按需供给, 减少40%至80%的电能消耗, 并具有加工精度与稳定性高、生产效益高、噪音低、没有污染等优点。而进一步产生的智能型数控注塑机, 进一步实现了工艺自动优化、产品自动分拣、过程自动监控等功能, 达到更高的效率、精度和节能效果。

“数控技术正在使机械工业由电气化时代跃升为数字化时代, 在可以预见的将来, 智能化技术将使机械工业由数字化时代进入智能化时代。”周济说。

数控技术已经为机械产品带来深刻革命, 由于数控化机械增加了“大脑”, 可使其功能和性能发生质的飞跃, 并最终实现智能化, 引发机械工业的升级。

在可以预见的未来, 数控产品会适用于各行各业机械产品的全面创新, 从食品、饮料、农副产品、日用化工等专用设备, 到火车、汽车、轮船、飞机等交通运输设备, 乃至工程、农业、港口、医药机械等等。对于我国中低档机械产品的升级换代, 提升各种产品性能和市场竞争力, 数控技术将会发挥巨大优势。

我国广东省东莞大朗镇年产毛衣3亿多件, 用工最多时需50万人。如果全部使用数控编织机, 3万至5万人就可以生产出同样数量但质量更好的毛衣

中国制造亟须迎头奋起

数控化可使机械产品“大脑”更精密, 这同样为我国高端机械产品开辟了创新的广阔空间。以信息装备制造当中最关键、最复杂、最昂贵的光刻机精密工作台的研制为例, 超精密的工作台是光刻机的核心关键装置, 其精度几乎接近物理极限。要实现光刻机高速、大行程、自由度纳米级精度运动, 除合理的运动结构和精密检测技术外, 关键在于数字化控制, 核心在于数字化补偿。经过补偿控制, 我国成功研制出100纳米光刻机的工作台, 实现了高速、高清的高端设备技术要求。

周济表示:“以数字化技术为基础, 在互联网、物联网、云计算、大数据等技术的强力支持下催生的产业模式创新, 也会使制造业的产业模式发生根本性变化。”在第三次工业革命中, 生产型服务业将得到全面快速发展, 大中型企业正在走向“产品+服务”的模式, 从产品制造商向系统集成和服务商的方向转变。对应于制造业数字化智能化带来的产品制造技术与管理技术的进步, 新型的生产组织模式, 以及企业的商业模式等众多方面, 都在发生根本性变化。

实际上, 西方某些学者提出的第三次工业革命, 很大程度上是从产业模式的角度考虑。

他们认为, 第三次工业革命会形成多品种、小批量、定制式的新型生产模式。但无论从哪个角度考虑, “制造业数字化智能化”都是公认的第三次工业革命的核心技术。因此, 要实现到2020年我国机械产品全面应用数控技术, 实现一定程度智能化的奋斗目标, 就需要将科技创新与产业发展紧密融合, 努力促进产业结构调整, 全面提升核心竞争力, 并进行有组织创新、集成创新和协同创新, 最大限度地推进科学技术成果的工程化产业化。

公司智能制造规划 篇5

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目录 1.概述..........................................................2.需求分析......................................................

2.1 仓储....................................................2.2 生产....................................................2.3 其他....................................................3.企业信息化现状分析............................................

4.智能制造方案..................................................

4.1 系统架构................................................4.2 子系统耦合关系分析......................................4.3 工业大数据中心方案......................................4.3.1 工业大数据平台框架..................................4.3.2 工业大数据平台特点..................................4.4 现场层系统..............................................4.4.1 数据采集方案........................................4.4.2 机器视觉检测系统....................................4.4.3 生产测试管理平台....................................4.5 应用层系统..............................................4.5.1 智能仓储系统方案....................................4.5.2 项目管理系统方案....................................4.5.3 设备管理系统方案....................................4.5.4 PLM 系统方案.........................................4.5.5 能耗管理系统........................................4.5.6 CRM 系统方案.........................................4.5.7 GIS+BIM 构建虚拟车间.................................5.系统建设路线..................................................

5.1 实施策略................................................5.2 实施路线（建议）

........................................版本信息 日期 作者 版本 备注 2016.10.24 蒋中能 PA1 初版方案 2016.10.25 蒋中能 PA2 修改实施路线内容；在第一章前增加“阅读说明”

阅读 说明

1.概述：简述背景和本案的基本内容； 2.需求分析：主要描述现场调研情况及简要分析； 3.企业信息化现状：描述企业现阶段的信息化系统及使用情况，作出简要分析； 4.智能制造方案：描述总体架构；按照三个层级（数据层、现场层、应用层）进行系统方案描述； 5.系统建设路线：阐述天衡电科的智能制造实施策略，针对九州实际情况给出简要的实施路线建议。

1.概述 在工业 4.0、互联网+以及大数据、机器人和人工智能等技术日趋成熟的背景下，智能工厂建设的可能性逐渐明朗。

根据目前的技术成熟度，当前制造业转型的现实目标应当是建设数字化工厂、探索数字化管理和重构优化工作流程以满足数字化的要求。其主要原因有二：

其一：人工智能方法的成熟度上不能完全被可靠的利用到制造过程中，在当前只能通过数据感知获取一些知识，而判断的工作依然需要人来完成。因此，希望一步到位的实现智能工厂还不现实。但实现全数字化的工厂，将所有环节的数据采集和流转全部实现虚拟化并提供交互功能是完全可以做到的，这种形态的工厂即数字化工厂。

其二：数字化工厂是走向智能化工厂的必经道路。目前科学界普遍的共识是通过数据感知是获取智能的途径，因此数据是智能工厂最为核心和关键的部分，也是实现智能的基础。

而数字化工厂建设最为核心的内容是数据平台的建设。包括了数据的采集、传输、预处理、分类、规约、访问控制、相干性保证等诸多方面的内容；需要动用传感器技术、信号处理技术、数据通信技术、分布式计算技术、数据存储技术、软件技术、WEB 技术等众多 ICT 领域的关键技术。

数据平台的建设是一个有意义而又有挑战的工作。

在这一背景下，本案拟对数字化工厂的数据平台建设作一个方案规划。为数据平台建设的实施提供指导和依据。

本案的主要内容包括：

1.数据平台架构介绍：一般意义上的框架性介绍，建立一个基本的广泛适应性的数据平台框架，并标明其关键技术。

2.数据平台的应用背景：针对实际的应用，对企业的规模、业务过程、数据采集的类型和要求、数据量等具体应用相关情况进行描述。

3.数据平台方案规划：依据框架和具体的应用背景，具体给出某企业的数据平台的方案，指明需要的数据类型、数量以及实现方法等。

4.软硬件部署设计：对系统部署实施阶段所需的软件和硬件环境做出规定。

2.需求 分析

2.1 仓储 调研情况 ：

1.储藏类型有三种：器件、半成品（原材料）、成品 2.所有三种类型的产品都存在外购和自产。

3.入库流程为：待验——检验——入库。其中待验环节主要是核对物料信息（外包装铭牌）以及抽样检查数量；检验为全检。

4.出库分为领料和销售出库两种。

5.领料流程为：技术中心下发 BOM 清单——PMC 部做计划单，发送领料单——库管发料——生产配套区 6.销售流程为：营销公司——运输中心——库管 7.入库数据为人工在 ERP 软件中录入对应号码。

分析 ：

1.出入库数据需人工在 ERP 软件中录入，较繁琐。

2.仓库堆料为人工，存在摆放不合理以及快速查找响应慢等问题。

2.2 生产 调研情况 ：

1.有 11 条产线，每条产线独立工作。

2.每条产线的生产情况由人工统计，在现场表现为小黑板展示，在后台为人工输入电脑。

3.华为专线生产线有 MES 系统，并配套扫码枪。

4.PCM 部向生产部门下发总生产计划，生产部门根据实际产线情况制定排产计划。

5.PCM 部下发的 BOM 清单会在生产部做一次比对，如果发现有问题则反追溯；如果没问题，则实施配料。

6.新产线数据目前已做到在上位机进行数据读取，使用的是设备配套的软件，读取的信息类型较丰富；旧产线数据能否读取尚不清楚。

7.新产线设备的数据传递口为 LAN 口。

分析 ：

1.PLM 系统产生的 BOM 清单在修改时，由于系统间传递信息的时间不对称，会造成生产部门的 BOM 清单与最新的 BOM 清单不匹配的问题，使配料环节产生问题。

2.华为专线的 MES 系统据现场工作人员反应，并不好用，原因有几点：

a)数据统计不准确，主要原因为扫码枪有时读取不到产品信息。

b)MES 系统上线仓促，在流程和功能匹配度上存在问题。

2.3 其他 1.提供制造前端的物理量数据采集；如各类传感器数据。

2.提供制造前端各种设备（装备）的状态数据、过程数据和工艺数据等关心的数据采集（针对现阶段没有的设备）

3.提供制造前端所需的数据录入和搜集所需的人机交互界面，实现人工录入信息的采集。

4.保证数据采集过程中的数据传输安全。

5.保证设备接入网络后的工作状态可靠和信息安全。

6.提供数据存储、查询、分析等所需的软件。

7.提供该数据平台与其他应用系统集成时所需的软件接口。

8.数据采集前端的类型、数量能够在不影响原有数据平台的基础上扩展。

9.数据接口完全开发，具备自生长和可扩展性。

3.企业信息化 现状 分析 现状：

1.具备五个系统，分别是：ERP（金蝶 K3，12.3 版）、OA（大通 2015）、PLM（金蝶 13.1 版）、条形码系统、MES 系统。

2.ERP 系统上线于 2007 年，功能：

a)供应链 b)生产制造（生产计划、BOM 清单、车间管理）

c)财务结算 d)基础数据（与 PLM 系统的 BOM 清单同步）

3.OA 系统上线于 2015 年，功能：

a)审批流 b)财务报销

c)初步的 BI 分析（财务报表）

d)集成应用（物资借用、付款申请、基础资料）

4.PLM 系统上线于 2014 年，功能：

a)资料电子化（审批流程）

b)资料数据化（BOM）

c)物料申请（与 ERP 系统同步）

d)项目管理（下一步目标）

5.条形码系统上线于 2005 年，功能：

a)成品下线、质检、出入库、售后 b)物料信息、出入库单与 ERP 系统同步 6.MES 系统上线于 2015 年，功能：

a)SMT 管理（追溯物料，板卡与批次绑定）

b)DIP（插件）追溯 c)组测包（生产过程管控）

d)库存发货管理 e)物料信息、出入库单、BOM 与 ERP 系统同步 分析 ：

1.所有系统以 ERP 系统为核心，其余系统与 ERP 系统进行部分数据交互，由于各系统中有自己独立的流程，所以在数据共时性上会存在数据同步的问题。

2.每个系统有独立的数据库和自身的数据格式，在进行系统间数据传递时有报错的风险（目前九州内部采用各系统中加审批流程来进行规避）。

4.智能 制造 方案 4.1 系统 架构

工业人工智能引擎生产计划管理平台集中采购管理平台物料管理平台生产过程管理平台生产质量管理平台生产测试管理平台用电侧能耗管理平台MES系统自动化运维平台……存储服务 计算服务工业大数据中心工业网络安全系统机器视觉检测系统现场电子测量系统智能装备 自动化设备 机器人现场数据采集系统应用层数据层现场层图 4-1 数字化制造系统架构图 按照工业大数据平台构建数字系统的思路，数字化工厂的总体框架和子系统划分定义如下图所示：

图 4-2 数字化工厂的总体框架 上图给出了该车间可能用到的系统模块。按照功能关系划分为三大部分，每一个部分的功能也稍作了细化。

子系统 1.1~1.8 都是部署在现场的各种软硬件系统。

子系统 2.1 是大数据平台。

子系统 3.1~3.7 是应用软件系统。

需要指出：1.1~1.8 之外，还可以扩展其他的现场应用系统，只要其数据接口和通信协议与大数据平台的要求相符即可；3.1~3.7 之外，还可以扩展其他应用管理系统，包括 ERP、OA 等相关功能都可以在这一层实现扩展。

4.2 子系统 耦合关系分析 表 4-1 子系统耦合关系表

从耦合关系可以看出，前端系统（1.x）各个部分之间耦合很小，应用系统（3.x）各个部分之间的耦合也很小。所有的耦合关系都集中在大数据平台，因此大数据平台的建设是最为关键的步骤。

4.3 工业 大数据中心 方案 4.3.1 工业大数据平台 框架 4.数据中心各类数据库（关系、非关系数据库）网络服务器计算服务器3.数据网1.前端数据采集系统2.工业防火墙1.前端数据采集系统2.工业防火墙1.前端数据采集系统2.工业防火墙1.前端数据采集系统2.工业防火墙 …… …… 企业网其他应用系统（MES、ERP、CRM、PDM、PLM等）图 4-3 工业大数据平台一般性框架 工业大数据平台分为三部分：

1.前端数据采集系统：包括数据采集器、嵌入式软硬件、已经必要的数据调理设备等。实现前端的各种数据提取，并进行传输编码、协议封装等

预处理工作。

2.工业防火墙：实现前端设备与数据网中其他设备之间的隔离，以保护设备本身工作状态稳定可靠，不受威胁。PLC、RTU 等设备在过去一般是不接入网络的，自然也不需要安全防护，但在数字化工厂建设的大背景下，设备接入网络是不可回避的问题，因此安全隔离自然也成为必须要考虑的要素。

3.数据网：指工业现场的各种传输协议，常见的有 RS485、MODBUS 等总线形式，大多数采用通用的协议控制器连接即可，技术很成熟，不再赘述。

4.数据中心：数据中心的主要任务是:1）数据的存储 2）数据计算 3）数据请求服务响应。在数字化工厂建设的背景下，要求各个业务端的数据能够实现实时流转、实时交叉分析，对数据的逻辑关系和时间关系的正确性提出了严格的要求，只有用大数据技术的方法来实现数据的整体统筹才能解决这个问题。同时，鉴于数字化工厂网智能工厂进化的过程中，需要不断的增加各种数据，添加系统功能等，这要求数据平台具有可扩展性，或者称之为自生长性。因此，本案采用大数据架构来搭建数据中心，可以保证系统良好的开放性，为未来扩展做好准备。

4.3.2 工业 大数据平台 特点 该数据平台架构的主要特点有：

1.采用大数据平台架构，保证系统的开放性。如此一来，其他的数据应用系统都可以随时方便的接入到该平台上。同时，也可以保证整个系统的功能可扩展性。因此，这是一个可生长的平台。

2.引入工业防火墙。在保证数据采集全面的情况下，兼顾设备运行的安全性。制造型企业设备运行可靠性一旦受到威胁，其后果和损失十分巨大，因此必须仔细考虑前端的信息安全防护。

3.采用分布式计算架构。有两层含义：1）采集前端部署计算资源，对现场数据采集所需的信号处理、协议封装、数据预处理或必要的实时处理进行直接计算，将结果直接反馈给数据中心；2）数据中心中，采用虚拟化的方法，实现并行的分布式计算，提高系统运行和计算效率。

4.平台软件采用 SOA 架构。以服务为中心，将数据与应用软件剥离开，在软件功能增加、修改的时候不影响数据；使系统的可维护性和可扩展性大大增强。

4.4 现场层系统 4.4.1 数据 采集方案 4.4.1.1 生产 数据采集 生产数据包括但不限于：

1)产品型号 2)产品批次号 3)产品原料来源 4)产品数量 5)产品质检结论 6)产品生产时间戳 数字化工厂生产数据的采集来源于四种：

1)设备自读取：具备通信接口的设备有自带软件将产品生产信息导出，该数据的格式存在不确定性，可能需要规约之后放入系统数据库。

2)传感器采集：在生产关键节点加装传感器进行数据采集，这种方式应科学规划传感器的部署，否则可能会造成数据记录遗漏或错误。

3)电子计数设备：例如扫码枪等，其原理与(2)类似。

4)其他系统导入：通过开放的数据接口，从其他系统导入或导出。

4.4.1.2 设备 数据采集 设备数据包括但不限于：

1)设备运行数据：来源于设备本身，以时间戳来标示 2)设备状态数据：异常信息记录 3)设备档案数据：设备 PDM 系统 4)设备维护数据：设备保养、维修数据记录 4.4.1.3 环境 数据采集 环境数据的采集有三种：

1.无线 传感模块

无线传感模块集成了大量传感器，如：烟雾传感器、灰尘传感器、湿度

传感器、温度传感器、热释电传感器、光线传感器、气体传感器等。其通信方式采用 WIFI、ZigBee、MQTT 等，根据需要也可采用有线以太网通信的方式。

模块由嵌入式处理器控制，尺寸小巧，架设方便。在接入网络后直接将现场环境数据采集上传至数据中心，数据的应用场景不限于安防、环境监控、工厂虚拟再现等。

图 4-4 无线传感器模块 2.生物 识别

生物识别技术，常见的是指纹、虹膜、脸相等一系列生物特征提取和识别方法。本案中，采用人体手掌静脉识别技术作为身份识别和授权依据，具有更高的安全性。

该技术的主要优点如下：

1)活体识别：掌静脉图像只有活体才有，非活体是得不到掌静脉特征的；因此无法伪造。

2)无损伤：采用非接触式被动方法获取生物内部特征，对生物体无任何损害。

3)安全级别高：由于无法伪造，且提取的是生物体的内部特征，其总体安全级别是目前所有生物识别技术中安全级别最高的一种。

生物识别技术可用于车间出入人员管理，设备使用授权等，其授权记录也被纳入大数据平台中。

3.室内 定位

Position 室内定位系统采用超宽带技术，对现场人员动行动轨迹进行记录。其接入点可达上万个，选用多维定位模式，定位精度达到厘米级并提供开放的软件接口。

在车间安防应用中，其采集的数据可用轨迹回溯、互监放单，多样报警等。在保密性较高的场合尤为适用。

4.4.1.4 数据 服务  数据库

制造现场属离散制造，其数据基数适中，可采用 Orale 或 Mssql 数据库

作数据存储。Mssql 可搭建于 Windows Server 操作系统上，便于后期维护管理。

数据库采用主备架构，该架构可提供了一个高效、全面的灾难恢复和高可用性解决方案。自动故障切换和易于管理的转换功能允许主数据库和备用数据库之间的快速角色转换，从而使主数据库因计划中和计划外的中断所导致的停机时间减到最少。主备数据库可在两台服务器上分别布置，见下图：

图 4-5 Oracle Data Guard 系统  工业 防火墙

在工业现场，对智能设备的安全防护是必不可少的，在通信技术高速发展，设备智能化不断提高的同时，也带来了安全隐患。

尤其是在自动化程度较高的制造现场，如果设备受到恶意代码的攻击，其带来的损失将不堪设想。所以，在设备与网络接口之间架设工业防火墙是十分必要的。

工业防火墙的目的是提供一套可控、可靠、可管理的工控网络纵深安全防御体系。工控防火墙可信网络管理平台的功能包括：检测流经的异常数据，收集、管理黑白名单、智能学习、漏洞挖掘和制定相应安全策略。结合监控、审计模块，有效组织恶意攻击的渗透，实现整个工作站的“白环境”。

图 4-6 工业控制系统安全保障体系 4.4.2 机器 视觉检测系统 4.4.2.1 总体 架构 完整的视觉检测系统主要由三部分构成：现场工作站、视觉算法层以及数据中心。

首先是现场工作站，它是视觉检测的一个关键环节，也是整个软件系统的基础。现场工作站主要由一些光学设备及自动化运行系统构成。光学系统一般包括工业相机、光源、棱镜等。工业相机一般采用触发式，由检测平台发出的信号触发拍照。自动化设备主要负责传送带运行和筛选环境，这部分可以根据实际情况简化。光学系统的选型和布置是和待测件密切相关的，应根据待测件的状态选择合适的光学配置，这样就可以减少软件系统在处理过程中的压力，提高系统运行效率。

高性能电脑则是视觉算法的载体，它将负责与现场工业相机通信，获取图片，并执行检测。除此之外，它还负责将检测结果反馈给控制器，并如对实时性要求较高，则可能需要高性能的处理器及 GPU。视觉检测系统总体方案见下图：

图 4-7 视觉检测系统总体方案 4.4.2.2 工作 流程 当物料经过相机时，传感器将触发一个脉冲信号通知相机进行拍照。视觉软件的数据接收线程将通过千兆以太网或 USB 从相机中异步获取图片数据。在实时性要求较高的场合，相机应根据需要慎重选择。图片的分辨率、清晰度、物体在图中的大小、图像曝光度及图像的颜色通道等都应该被综合考虑，拍摄的照片应尽可能的减少图像算法的预处理工作量，以保证对运行时间的优化集中在软件层面，下图为 LED 视觉检测流程示意：

图 4-8 LED 视觉检测软件流程图 软件将在现场终端上实现。在收到图片信息后，接收线程准备异步读取下一张图片，并等待残次检测完毕。同时，缺陷检测线程池内的线程将被激活，开始对图片数据进行分析，图形算法的主体将在此过程中完成。

线程池采用等待句柄保持同步，即当某一线程执行完毕后将结果放入传输队列，随即被挂起，等待其他所有线程进入终止态。当所有检测线程进入终止态后，数据处理线程被激活，同时触发下一次图像采集。

数据处理线程将在第一时间判断是否存在瑕疵，根据瑕疵优先级向 PLC 发出对应 NG 信号，数据同时被送往其他线程。这些数据包括每项检测的基本参数指标、瑕疵品的细节参数、时间戳以及产品批次等信息。这些数据将存放在大数据中心，供其他系统调用，向企业管理者和工艺人员提供产线状态报告。

4.4.2.3 数据 集成 图 4-9 视觉系统在企业生态圈示意图 机器视觉核心是视觉算法，而经过的复杂算法产出的珍贵数据应该被充分的利用起来。将检测结果发给自动化设备完成视觉筛选是视觉系统的主要职责，但是这样并没有对产品出现残次的根源进行进一步的挖掘。所以视觉算法产出的数据应当被放入企业数据中心，从中提取有用数据。

例如，对于每件检测到的残次品，它的批次、产品制造工艺、原料供应商、缺陷类型、缺陷程度、生产人员等信息都将在数据中心中体现。其中视觉系统提供与缺陷相关的参数，这便和企业原有的产品管理、供应商管理、客户管理、制造执行等系统互联起来。通过分布式计算从中发掘出有用的信息，从而进一步提升产品的质量及生产效率。

4.4.2.4 实际 应用 激光 IO 触发的方式通常要求机械臂在抓取待测件前待测件的姿态保持固定。因为系统中不存在反馈，机械臂只知道有待测件进入测试区域，并不知道待测件的姿态，这就要求在传送带末端设计相应的机械结构是的 IO 触发时被测件处于特定姿态，让机械臂进行准确的抓取和放置。

图 4-10 待测物体识别 图 4-11 抓取位置获取 引入机器视觉系统可以很好的解决这个问题。机器人和工业相机的结合使整套系统形成了一个闭环网络。无论待测件以什么姿态进入，工业相机和机械臂都可形成一条的反馈回路，实时追踪被测件的位置和姿态，从特定的位置抓起被测件并插入测试槽中。即使有多个被测件进入，视觉系统也能从容应对。如有杂物进入识别区，还可将其识别触发报警，避免可能带来的损失。

针对本案，测试平台可采用固定式相机搭配线性光源的结构，易于安装和配置。视觉系统同样采用千兆以太网通信，其数据吞吐量大，不但可以与机械臂协同工作，还可以将出现的异常或测试不过的图像信息经工业以太网发送至云端数据中心。

视觉机器人系统可以充分发挥信息自动化的优势，实现与大数据平台和 MES系统对接，为技术人员提供完备的数据流，从而形成更加系统的测试体系。

4.4.3 生产 测试 管理平台 4.4.3.1 总体 框架 图 4-12 测试互联网架构 从图中可以看到，每个测试台被当做一个数据生产终端，通过互联网进行连接，构成测试互联网。

测试台之间通过通用的工业互联网协议实现数据交互，而每一个测试台内部则采用 VISA（Virtual Instrument Software Architecture）协议实现控制指

令和数据交互，而支持的主要总线形式包括 RS232、RS485、USB、GPIB、TCP/IP等。

系统的功能逻辑关系见下图：

测试台1测试上位机及自动测试软件VISA测试仪器温箱其他测试设备测试台2测试上位机及自动测试软件VISA测试仪器温箱其他测试设备测试台n测试上位机及自动测试软件VISA测试仪器温箱其他测试设备… … 交换机安全隔离数字化工厂数据平台 测试数据库 产品数据库 其他数据库服务器图 4-13 测试互联网功能逻辑框图 4.4.3.2平台 功能 在数字化工厂的测试管理平台不能单纯的当做一个个独立工作的测试台来考虑，另外，测试管理平台的软件功能也不再只是实现简单的自动化测试和数据采集，而是应当把被测产品的信息、测试工具管理、测试数据管理、测试任务管理等功能进行融合，满足测试工作在数字化工厂运作方式中的要求。

本案的测试管理平台软件的主要功能有：

1.测试任务管理功能：根据生产的需要，对指定型号的产品进行测试任务定义和下发，并跟踪测试过程，检查测试任务进展的状态。

2.被测产品信息管理：将被测产品与测试数据进行融合，便于未来对测试数据与产品之间的交叉分析。如果企业已有 PDM 系统，则可以与之对接，直接使用其提供的产品信息。

3.测试软件工具集成化管理：该软件平台提供一个综合的集成图形界面，将测试过程中需要使用的各种测试工具都“包”在该界面中，类似于一

个软件容器，用户可以通过该用户界面对测试工具进行访问，避免测试工具的碎片化，易于管理。且测试工具的添加和删除可以根据用户的需求进行增减。

4.测试设备状态管理：产线中的测试设备由于使用频率高，维护频率也远高于研发使用场景。该软件同时提供测试设备的健康状态管理，以协助用户对测试设备进行维修、校准等维护。

5.测试数据管理：该软件以大数据架构的工业数据平台作为数据管理支撑，为用户提供数据的存储、查询、导出、计算等功能。

6.测试数据分析功能：为用户提供数据的常见统计、交叉、可视化等处理软件工具。

7.自动报表功能：自动生成用户需要的测试报告，并自动存入数据平台中，便于未来查阅和追溯。

测试数据管理平台软件界面截图如下：

图 4-14 测试数据管理平台软件截图 4.4.3.3平台 特点 1.是一个完全按照数字化工厂需求设计的基于互联网架构的测试平台。

2.采用 VISA 架构设计测试工具软件，对仪器设备的型号有广泛的支持性。

3.采用分布式部署架构，特别适合生产测试场景。

4.集成化的测试工具和数据管理客户端软件，将生产测试过程中的各种过程数据采集工具都进行了整合，避免了工具的碎片化。

5.以大数据架构的数据平台支撑测试数据的后处理，可以很方便的与工厂的数据平台进行对接和融合。

6.系统架构为开放式。可以不影响原有系统工作的情况下自由的增加测试台或测试软件工具。

7.是一个以测试数据为核心设计的测试管理平台。一开始的时候就是为测试数据的采集和利用设计的，数据的后处理功能和可扩展性好。

8.仪器驱动层为开放式设计。可以很方便的添加新的仪器型号，或利用原有的仪器设备，而不需要对测试流程管理软件进行修改。

9.SOA 软件架构。

4.4.3.4 操作 自动化 方案 操作自动化的主要目标是实现将待测件从传送带入口到测试平台再到传送带出口的过程。整个过程无需人工干预，结合自动化测试设备，最终实现无人测试。

图 4-15 自动测试流程图 当被测件加工完毕后，从传送带上被分配到测试子系统，在进入测试系统范围后通过激光或机器视觉发出一个就位信号。这时机械臂开始动作，将待测件抓起，准确放置到指定地点，测试过程启动。测试完成后将返回测试结果，如果不通过则机械臂将其分配到残次品流水线，合格则分配到良品流水线。在这期间产生的所有流程数据、测试数据都将被记录。

图 4-16 自动测试平台结构示意图 采用工业机器人作为生产与自动测试平台间的桥梁，不仅可以提高效率，还为今后进一步升级改造打下了基础，其带来的优势主要有：

1)快速、准确、高效； 2)便于集成，提供以太网口，可与大数据平台及 MES 系统高效融合； 3)安装角度自定； 4)编程门槛低，灵活度高，可根据具体需求进行二次开发； 5)可搭配机器视觉等子系统，持续升级。

工业领域中使用的四轴、六轴的小型机器人已具有很高的灵活性和快速性，同时兼顾了准确性，其重复定位精度通常可达±0.02mm，可满足九州公司中对测试件抓取、放置，甚至接插的需求。

小型机器人的负载通常在 3KG 至 10KG，可根据待测件类型进行考虑，如成品测试通常比板测要求负载量更大。末端的抓取结构可根据被测件选用机器爪或真空气泵，在对空气气体洁净度需求较高的场合，通常选用前者，当然也可以选用实验室级别的机械臂。

4.4.3.5 测试 自动化方案 测试台的自动化主要通过两个渠道来实现：

1.通过矩阵开关和适配器实现被测件和测试设备之间连线关系的自动化切换。

2.通过软件控制被测件、矩阵开关、适配器和测试仪器实现测试流程，完成自动化的测试和数据采集，并通过数据通信接口将测试数据上传到数据中心。

测试台的系统逻辑构成框图如下：

图 4-17 测试台系统构成逻辑框图 测试平台为面向各种不同型号的被测件，需要充分考虑被测信号与测试仪表的连接和路由问题。通常采取通用开关矩阵解决测试信号与仪表的路由问题、采取专用适配器解决被测件信号与通用开关矩阵连接问题。示意图如下：

图 4-18 通用开关矩阵及适配网络路由方式示意图 开关矩阵采用 MxN 的网络形式，可以将开关矩阵两侧的任意两个端口或多个端口进行路由和导通。为控制矩阵规模和可靠性考虑，将测试信号按频率的高低进行划分，高频信号配备高频开关矩阵网络，低频信号配备低频开关矩阵网络。开关一般由 TTL 电平进行控制，而 TTL 电平的产生由控制电路板构成。控制电路板的输入接口是 RS232、GPIB、USB 或 TCP/IP 等常见的 VISA 协议，其输出口是GPIO，可以配置为需要的 TTL 电平输出。

专用适配器作为被测件与通用开关矩阵的接口转换匹配模块，可以将不同被测件的借口类型转换为高频、低频信号连接端口集合，与通用开关矩阵相连。因此，针对不同型号的被测件，需要专门设计专用适配网络，以匹配不同信号被测件的不同接口形式和数目的要求。专用适配网络的设计示意如下：

图 4-19 接插线适配器设计示意图 航空电子设备模块的接口类型和数量较多，更换被测模块时相关的连线操作较为繁琐和浪费时间。适配器的接口设计和特定模块的接头类型、位置、数量相对应的相匹配，将模块的所有接头集成在适配器上，通过操作适配器，一次性完成对整个模块的接插线操作。通过适配器内部的转换，可以将各个信号经由相对比较统一的接线簇与通用开关矩阵相连。同时，可以将各模块测试所需的一些外部配件，如衰减器、功分器、合路器、滤波器等集成在专用适配盒内，最大程度避免接线难度。

4.5 应用层 系统 4.5.1 智能仓储 系统 方案

4.5.1.1 仓储 管理 仓库管理的目标如下：

1.系统联网运行，仓库的库存信息能够实时地、准确地共享,方便各部门、科室、人员的查询和使用。

2.实现仓库对物料的信息化管理,将区位化和等精细化管理思想运用于系统中，相关人员通过对系统的查询，均能够得到所需查询物料准确的数量信息和精确的位置信息。

3.系统的库存信息可以实时反馈给数据流上游的采购部门、财务部门等,具体信息由系统按规范格式自动生成，从而减少相关人员对物料信息的人工输入，大大降低由人工二次输入引起的错误。

4.系统能够保证信息的安全性，区分各类人员对系统的使用范围和操作权限，权责明晰。

仓库管理可分为 5 个主要功能模块：出入库管理、库存管理、盘存管理、库存预警管理。

 出入库管理 主要分为出库管理和入库管理两个部分。入库管理又可以分为入库和入库记录查询。入库是指对库存进行一次增加操作，入库记录查询指的是对历史的入库操作信息进行查询。出库管理与入库管理类似，也包括出库和出库记录查询。

图 4-20 出入库管理用例图  库存 管理 库存管理模块主要是对仓库信息、物料信息的维护,以及库存信息的展示。仓库信息、物料信息的维护主要包括仓库信息和物料信息的添加、删除、修改等功能。库存信息的展示包括当前库存状态以及库存查询统计和各种报表生成。其中当前库存状态能提供即时库存；信息查询要提供对各类信息的综合查询功能，主要包括仓库基本信息查询，物料基本信息查询，库存信息查询以及出入库记录查询。

图 4-21 库存管理用例图 其中信息查询又包括仓库基本信息查询，货物基本信息查询，库存

信息查询以及出入库记录查询。

图 4-22 库存信息查询用例图  盘存管理：

：

库存盘点是库存管理的日常工作。该模块主要分为库存盘点和物料报损两部分，其中库存盘点又包括冻结盘点和循环盘点两种。库存盘点提供年终、月终结算处理；支持按数量、单价、金额的明细核算及统计分析；完成物料收发存的成本核算，能够正确及时的核算出材料成本；提供暂估入出库成本计算、差异核算、出库差异分摊、凭证生成等业务处理；提供业务和财务的对帐功能能与业务及财务系统实时集成，保证业务财务信息的一致。

图 4-23 盘存管理用例图  库存 预警管理：

适量的库存是保证生产不间断进行的重要保证,随着生产过程的持续进行,物料不断的被消耗。由于物料的采购通常要受到供方生产周期、货运周期等诸多因素的影响,因此从采购指令下达到物料进入库房之间存在着一个提前期。所以,物料补充指令的下达应该在提前期之前做出。因此,为了确保在最合适的时间发出物料补充指令,从而保证供应安全,必须对库存进行监测。另一方面,如果有库存过量,会造成资金的极大占用和浪费,因此在库存管理过程中,一方面要预防缺货的发生,另一方面还要防止出现库存积压状态。

图 4-24 库存预警管理用例图 关于库存的控制有多种方法,其中定期订货法需要对库存进行固定周期的监测,由于这种检测方法的固有周期性,其监测结果经常会出现尚未到达临界订货点即进行补充的状况；MRP 对库存的控制则是基于对物料需求进行统筹、有效的科学分析基础之上的；JIT 则是在库存管理高度有效运转的前提下追求零库存控制策略。

4.5.1.2 备料 辅助 传统的仓库具有空间利用率低、灵活性差、差错率高、扩展性能差、联动性差等缺点。

在数字化仓库建设中，备料辅助系统（可看做是仓储物流系统）的作用是快速存放和取用所需的器件或产品。其结构如下图：

备料辅助系统自动化高架库 自动化输送 自动物料追踪 人机交互 仓储综合管理端拾器具存储 端拾器具输送 端拾器具追踪 人员操作指示仓库管理相关内容图 4-25 备料辅助系统结构图  自动化高架库：用自动化堆垛机、货架系统实现物料存取；  自动化输送系统：用自动化输送装备实现物料的交接和搬运；  自动物料追踪系统：用 RFID 实现物料操作过程的追踪； 下图为一个自动化备料系统仿真设计图：

图 4-26 自动化备料系统仿真示意图 在系统设计中需要考虑的因素有如下：

 托盘物品：存放对象、物料重量、物料尺寸等  空托盘垛：存放位置、顶层高度等  组合式货架：材料、尺寸、间隙等  堆垛机：载荷参数、控制方式、速度  输送机：AGV 小车参数、传送带参数 下图为一个备料系统硬件组成示意图：

图 4-27 自动化备料系统物理组成示意图 自动化备料系统的软件设计以物料管理系统提供的信息为参考，在生产计划阶段，下发命令到仓库，取料，并更新仓储数据；在采购阶段，物料入库数据自动更新，并反馈给生产计划部门以准备生产。

4.5.2 项目 管理 系统 方案 4.5.2.1 项目 管理 项目管理的一般流程见下图：

图 4-28 项目管理一般流程

项目管理包括如下内容：

1.项目任务管理 根据企业情况，项目任务的来源分为订单来源和生产预估计划来源。订单来源指企业接收到新产品订单后，成立项目管理小组，任命项目经理对该项目的全过程进行管理，其过程包括研发规划、设计定型、产品试制、生产准备、小批量生产、批量生产。生产预估计划来源，指企业根据往年情况，能预估其固化产品在今年的需求量，从而指导生产计划的制定，对于这种项目来源，项目流程一般仅为批量生产。

2.项目状态管理 项目立项之后，项目组成员即可根据对应权限对项目状态进行管理。包括项目状态及进度查询、项目状态更新、项目暂停、项目终止、项目内容更改、项目负责人更改、项目合并等。

4.5.2.2 成本 管理 成本控制是企业的一项重要的工作内容。企业通过对成本的计划、控制、监督、考核和分析等来促使企业各单位与部门加强管理，不断优化资源的利用，努力降低成本，提高经济效益。成本管理系统就是通过对于成本的不同方式的确认、计量、分析和比较，确保这种系统控制能最终落实到资源消耗上。使得企业的管理者能够得到更加准确和及时的数据。

成本管理 ER 关系见如下几图：

图 4-29 成本用例示意图 图 4-30 成本核算分析用例示意图 图 4-31 多系统集成管理用例示意图 成本管理系统承担的工作是计算出生产计划中，成本消耗和产品的产出之间的投入产出比。针对产品和项目核算出产品料工费，可以统计出单位产品的材料成本消耗。另外成本管理系统还可以根据采购的原材料而把成本细分，根据产品的工序和结构，对产品进行成本细化分析。

图 4-32 项目成本信息 ER 图 同时，根据产品的常规投入，制定产品的成本标准，这个标准是在一定的物价水平和劳动力价格下制定的成本标准，而根据标准成本，在每一批次的产品中

计算出实际成本在各项之间，计算出实际成本和标准成本之间的数据差额，从而改进成产工序等，从而更好的实现产品成本或者项目成本的更好控制。

图 4-33 产品成本信息 ER 图 在项目的成本核算分析中，根据项目的周期，首先进行事前成本分析，根据项目的程度，对项目进行事前的成本的预估计，对包括劳动力、原材料成本、车床损耗、生产损耗等进行预先的成本估计，以期对项目的成本进行大概的预估计。

然后在项目进行的过程中，分阶段，分周期的对项目成本进行阶段性分析，对之前的成本花费进行汇总，并且根据原先制定的计划，对成本花费与以后的花费进行修正或者调整，以使其按照预先估计的方向进行发展。最后，项目的完成阶段，对成本进行事后分析，对项目成本的事后分析，包括多方面的分析，包括对项目中花费的汇总和总结，对项目进行完整的成本分析。

同时，每一个产品是由多个工序实现的，在计算整体生产成本的同时，还需要对每一步骤，或者分产品进行投入产出分析，以使其达到最高的成本效率控制。同时，对产品成本和项目的成本分析结果都应该在多系统子模块之间进行数据共享。使各个模块都可以对产品或者项目的成本进行更好的把握和掌控，最终实现整个生产效率的完美提高。

4.5.2.3 风险 管理 项目风险管理是指对项目风险从识别到分析乃至采取应对措施等一系列过程，它包括将积极因素所产生项目风险管理流程的影响最大化和使消极因素产生的影响最小化两方面内容。

风险管理的主要内容是风险识别，包含两方面内容：

1.识别哪些风险可能影响项目进展及记录具体风险的各方面特征。风险识别 不是一次性行为，而应有规律的贯穿整个项目中。

2.风险识别包括识别内在风险及外在风险。内在风险指项目工作组能加以控制和影响的风险，如人事任免和成本估计等。外在风险指超出项目工作组控制力和影响力之外的风险，如市场转向或政府行为等。

风险管理的工具和方法如下：

1.核对表一般根据风险要素编纂。包括项目的环境，其它程序的输出，项目产品或技术资料，以及内部因素。

2.流量表能帮助项目组易于理解风险的缘由和影响。

3.风险量化。

风险控制的基本措施为：

1.对风险对策控制的输入项  风险管理方案。?  实际风险事件。有些已识别了的风险事件会发生，有些则不会。发生了的风险事件是实际风险事件或说是风险的起源，而项目管理人员应总结已发生的风险事件以便进行进一步的对策研究。?  附加风险识别。当项目进程受到评价和总结时，事先未被识别的潜在风险事件或风险的起源将会浮出水面。

2.风险对策实施控制的工具和方法  工作区：对消极的风险事件而言，工作区是一种不列入方案的对策。所谓不列入方案是指在感觉上它并未定义在风险事件发生前。?  附加风险策略研究。如果风险事件未被预料到，或后果远大于预料，那么计划的风险策略将会不充分，这时就有必要再次重复进行风险对策研究甚至风险管理程序。

3.风险对策实施控制输出项  校正行为：校正行为首先包括实施已计划的风险对策（比如实施预防性计划或工作区计划）。

实时调整风险管理计划。一个预料之中的风险事件发生或没发生，对实际风险事件后果的评估，对风险系数和风险机率的评估，以及风险管理方案的其它方面，都应进行实时的更新调整。

4.5.3 设备 管理系统方案 设备状态管理主要包括：设备档案管理、运行监控、保养及维修管理等。

 设备档案管理 设备档案管理将基础信息分类与查询-型号，采购价格，供应商信息，设备折旧信息，关键参数信息，产品说明书，维修手册，提供设备档案与之关联，形成数字化模型进行设备的档案管理。同时提供计算设备在其全生命周期过程中发生的采购费用、折旧费用、保险费用、保修费用，为财务提供全面的成本信息。

 设备运行监控 设备运行监控包括运行相关数据，便于实时掌握各类设备的运行状态，发生故障时及时报警，统计设备运行负荷信息，实现保养提醒。

该功能为一线的生产运行人员提供设备运行情况的数据记录与查询功能，使运行管理人员准确记录设备的运行情况，发现设备故障时及时报修。

其方式包括：

1.调取视频监控画面和现场数据采集 设备运行监控与现场的视频监控集成，同时与众多工程现场的自动控制系统进行集成。视频监控的调取不但可以立体显示标定所有视频监视设备的安装位置，而且可以远程遥控视频设备的云台控制视角和景深，通过网络链接使控制中心能及时了解现场的情况。

2.设备运行数据直观展示与分析 通过对设备运行数据的分析，可以通过相应设备对应的三维模型进行颜色的区分，以及设备运行曲线等直观方式展示设备运行状态，对于处于亚健康以及报警预警设备进行及时的提醒和分析。

3.设备运行健康状态自诊断、自适应 该功能利用设备，环境，操作，维修，保养，供应商等多个类型的数据，准确预测设备故障，提升设备效能，降低维护成本。正是因综合不同数据源的数据，并自动检测故障模式，主动部署维护和维修资源，可大大节省下游成本。

自适应自诊断，包括电子系统自动诊断和模块式置换装置，把远距离设备的传感器数据连续提供给中央工作站。通过这个工作站，维护专家可以得到专家系统和神经网络的智能支持，以完成决策任务。然后将向远方的现场发布命令，开始维护例行程序，这些程序可能涉及调整报警参数值、启动机器上的试验振动装置、驱动备用系统或子系统。

 保养及维修管理 设备保养及维修管理贯彻“预防为主”和“维护与计划检修相结合”的原则，通过平台设备保养和维修管理，做到正确使用、精心维护，使设备经常处于良好状态，以保证设备的长周期、安全稳定运转，并可通过历史数据对设备进行保养和维修周期提示。

4.5.4 PLM 系统方案 4.5.4.1 数据 关系管理 图 4-34 产品数据 ER 图 产品数据包括：

1.需求数据：主要指产品在设计前期从各渠道得到的技术需求，包括功能及技术指标等。

2.设计数据：产品在实际开发过程中的所有数据。包括文档、图纸、技术参数、BOM 清单等。

3.质量数据：产品在开发完成之后的质检数据，一般以报表的形式展现。

文档 数据 版本 管理规则 文档作为 PLM 系统中最为常见的数据形式，其生命周期管理是最为关键的部分。而实现其生命周期管理的途径是版本管理。

图 4-35 文档版本管理流程 产品 分层编号规则

在常见的 PLM 系统中，为了实现产品的层级管理，一般需要按照一定的规则对本单位所使用的各种产品按照层级编号，这样才能按照 BOM 有序的索引到所有的产品，并进行管理。

一般而做法是通过前缀来实现产品的分级区分，而为了控制系统的复杂度，产品的层级划分一般不超过 4 级。下图是一个 4 级结构的产品层级划分示意图：

图 4-36 产品层级划分 数据 关系管理规则

一般而言，在 PLM 系统中，以产品和项目两种实体作为数据关系实体的纲领，这种方法是十分清晰和易于管理的方式。所有的工程数据以文档的形式体现，因此在 PLM 系统中的 Data 指的就是文档，这一点首先需要明确。至此，已经可以明确的确定 PLM 系统的任务是处理产品、项目和文档三者之间的关系。其逻辑关系见下图：

图 4-37 产品、项目、文档逻辑关系图

PLM 系统中，产品和文档都有版本跟踪，项目需要有状态变化和跟踪；也就是说，产品、项目和文档的状态都随时在发生改变，怎样实现版本关系的跟踪是系统设计中需要考虑的问题。详细的处理过程见下图：

图 4-38 版本跟踪处理 其中的基本原则如下：

 在项目或产品状态开放时间区间内才能建立或修改文档与之对应的关系；  项目或产品状态一旦锁定，关联关系同时被锁定；  只有被批准过的文档才能与项目状态或产品状态相关联； 4.5.4.2 PLM 系统 PLM 系统设计原则包括：功能定制化、开放性、易维护性和可靠性。

产品数据管理系统，主要任务是管理如下数据：

1.产品相关技术文档，包括但不限于：设计需求、CAD 图纸、工艺要求规范、BOM 表、验证规范、验证报告； 2.零部件相关技术文档，包括但不限于：零部件规格资料、零部件图纸； 3.项目文档，包括但不限于：项目预算、项目结算报告、项目时间计划、项目风险管理、项目总结；（该部分主要针对以研发项目进行开发设计的企业）

4.运维文档，包括但不限于：维修记录、产品缺陷报告、产品使用反馈调查表。

关于机械制造的智能化技术探析 篇6

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技術发展趋势

1、性能发展方向

(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。

2、功能发展方向

(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

3、体系结构的发展

(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。

(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。

三、智能化新一代PCNC数控系统

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。

智能化制造 篇7

中国制造2025, 是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领, 就是使“中国制造”加速向“中国智造”转型, 实现中国的第四次工业革命。这对于我国物流行业来说, 无疑也是一个新的机遇。过去的中国具有低成本竞争优势, 而随着企业用工成本却不断攀升, 经济发展放缓, 中国经济“高成本时代”逐渐来临, 这些都给企业带来了前所未有的巨大压力。这种背景正是传统物流向智能物流发展的强大动力。

近年来, 已有包括德马、北自所等国内物流装备技术行业领头羊在物流智能化领域进行了探索, 或发布其智能化战略, 或实施了智能物流项目。不久前, 圆通速递获得阿里巴巴联手云峰基金的战略投资更是引人关注, 此次战略投资完成后, 菜鸟网络将与圆通开展更深层面合作, 依托双方的地位和品牌, 打造整个互联网和快递行业的升级版, 以满足越来越大的市场需求。作为智慧物流、智能流通的“急先锋”, 在阿里巴巴的菜鸟网络体系之下, 智慧物流的“天网”和“地网”正在铺开———“天网”是指物流信息的云端数据收集、分析系统;“地网”则是在全国各个物流中心区域建设仓储中心, 搭建联通全国的高标准仓储体系。一场围绕智能化的产业革命正席卷整个物流行业。

而在这背后, “中国制造2025”究竟是什么?提出这一战略是出于怎样的考虑?会使我国制造业出现哪些改变?与德国提出的“工业4.0”有哪些异同等等成为业内关注的焦点。

与德国工业4.0的异同

工业和信息化部部长苗圩认为, 2010年中国成为世界第一制造业大国, 但中国还不是制造业强国———还有一批重大技术、重大装备亟待突破, 还缺少一大批具有国际竞争力的骨干企业, “我们还需要从制造业大国向制造业强国去转化。

“中国制造业传统的成本优势不再, 但在互联网领域与国际先进水平差距却并不明显。”中国电子信息产业发展研究院信息化研究中心副主任肖拥军表示, “这是‘中国制造2025’提出的大背景。”他说, 以移动互联网、大数据、云计算等为代表的信息技术在各个领域创新应用, 已经催生出活跃的信息、通信和技术产业、繁荣的社交网络以及全球最大的网络零售市场, 并且越来越多地融入到我国的商业生态系统中, 成为我国在未来实现弯道超车的关键驱动力。“正是在这样的大背景下, 我国提出了‘中国制造2025’, 以加快从制造大国向制造强国转变的进程。”

在“中国制造2025”中, 最受关注的无疑是智能制造, 而“智能物流”是其中的重要方面, 即通过互联网+和物联网, 整合物流资源, 发挥现有物流资源供应方的效率。归根结底, 就是通过人、设备、产品的实时联通与有效沟通, 最终实现生产者和消费者直连状态。

目前美国处于全球制造业第一方阵, 德国、日本处于第二方阵, 中英法韩处于第三方阵。苗圩认为, “中国制造2025”与德国工业4.0既有很多相同之处, 也有很多不同之处。从时间段上看, 德国实现工业4.0大体需要8~10年, 和“中国制造2025”基本在一个时期。从内容上看, 德国工业4.0和中国提出的工业化和信息化深度融合、发展物联网或工业互联网有异曲同工之处。“不同点就是我们的发展阶段、发展水平不同。德国总体处在从3.0到4.0发展的阶段, 我们的工业企业有些可能还要补上从2.0到3.0发展的课, 然后才能向4.0发展。我们要结合中国工业企业的实际, 把发展的路径选择好, 走一条更好更快的发展道路。”工业4.0本质上是一场生产模式的变革, 从自动化到智能化, 跳不出的三个要素就是人、设备和产品。而从我国制造业的现状来看, “人”是中国走向工业4.0面临的最大障碍:一方面是长期处在2.0工业思维之下的技术工程师和管理人员, 技术与思维亟需模式相对滞后;另外一方面是, 中国缺乏精神传承, 没有几代人的努力, 德国与日本的工业化也不可能领先。

因此苗圩表示, “‘中国制造2025’规划纲要就是‘三步走’的第一个十年的行动纲领、路线图和时间表。我们希望通过这十年的努力, 中国能进入全球制造业的第二方阵。”

中国智造任重道远

然而, 中国制造迈向中国智造之路还需经过多方面的变革, 中国电子信息产业发展研究院院长罗文认为, 第一个变革是生产制造方式的变革, 这就是要使智能制造成为新兴的生产方式。

第二个变革是组织形态的变革。生产的小型化、智能化和专业化成为企业组织一个新的特征。要着力培育新型产业组织, 一是要引导制造企业向互联网的生产方式转型, 建立以用户为中心的、平台化和社会化参与的新兴产业组织, 二是制造企业要积极应用移动电子商务、O2O等新型业务模式。

第三个变革是产业结构的变革。制造业服务化已成为产业变革新的方向。要推动这种服务化, 首先要大力发展服务型制造, 引导企业围绕拓展产品功能、提升交易效率、增加集成能力, 向服务环节延伸产业链。例如, 制造企业做供应链金融, 就是大力发展服务型制造, 发展壮大第三方的物流服务业、发展电子商务、发展企业的检验检测认证, 就是大力发展生产性服务业。

第四个变革是产业创新方式的变革。协同创新已成为产业技术创新的新模式。按照《中国制造2025》, 要加快完善我们国家制造业的创新体系。这其中, 一是加快构建以企业为主体的产学研用的协同创新网络, 即建一批面向区域、全国的国家制造业创新体系;二是支持重点行业, 建设公共服务平台和工程数据中心;三是集中资金、力量突破一批关键核心技术, 像高端通用芯片、基础软件、集成电路等。

而中国国际经济交流中心副研究员张茉楠认为, “中国制造2025”能否让中国从制造大国走向强国有几点核心关键不容忽视。

首先, 围绕战略性新兴产业集聚科技资源, 对战略性新兴产业上下游的核心、关键以及共性技术进行攻关, 通过创新链驱动, 突破一批关键技术, 使战略性新兴产业实现跨越式发展;围绕传统优势产业链部署创新链条, 以创新链为引导, 增强传统优势产业的自主创新能力, 推动拥有核心技术和关键技术的传统企业集聚优势资源加速发展, 从而带动整个传统优势产业转型升级。

其次, 制造强国战略的核心是布局高端制造业。高端装备制造业是“国之重器”。实施制造强国战略必须高度重视高端装备制造业发展, 加快推进重点行业结构调整。要促进智能制造装备、海洋工程装备、先进轨道交通装备、新能源汽车等新兴产业快速发展, 增强企业的国际竞争力。

第三, 坚持标准先行, 把制订智能制造标准化作为智能制造的优先领域。把握智能制造发展特点和规律, 整合国内标准化资源, 借鉴德国工业4.0标准化路线图以及美国先进制造和工业互联网标准建设的工作思路和组织方式, 加快智能制造标准化体系建设。

智能化制造 篇8

当前, 中国的制造系统在数字化、信息化方面尚处于发展阶段。随着计算机辅助加工技术的普及应用, 数控机床的应用范围正在日益扩大, 其产生的经济效益与社会效益十分明显。但是, 在当前的很多制造企业的生产制造过程中, 由于企业生产制造信息化管理系统要么没有要么落后, 造成制造过程中信息的不对称, 无法将所需的制造信息及时、正确地传递到指定场所和机床, 造成先进的数控设备和落后的信息管理相结合的现象, 不能很好地发挥先进设备的优点, 提高设备的利用率, 使先进的设备成为摆设, 不能在真正意义上提高企业的整体效益。

Factory Manager是日本大昭和精机株式会社集20年研究开发的成果, 在日本已拥有500多个用户, 如图1所示。Factory Manager是通过对加工信息及工具等诸多因素的综合统一管理, 正确、迅速地完成加工前的准备, 使机床的使用率大幅提高, 并且完成加工技术的积累。该软件有多个子软件系统, 涉及到生产系统中的各个方面, 在日本已经帮助很多企业实现生产效率的大幅度提升, 降低生产成本, 实现生产制造系统信息一体化。

Factory Manager系列软件包括有丰富的功能模块, 可以满足现代生产制造过程中的信息化要求并提高生产效率。

Factory Manager软件已经实现了对各种数控系统的连接和控制功能, 可以通过使用F M软件来实现对数控系统的准确控制, 具有很灵活的集成性, 可以很容易地直接将这套管理系统应用于实际生产线中, 降低系统部署成本, 提高效益。

Factory Manager软件系统实现了从生产计划到制造过程的准确自动化管理, 很好地实现了对生产制造过程中各种工具的跟踪和管理, 如对刀具、夹具、量具及附具的管理和跟踪, 使生产过程更加透明化。

通过对加工信息及工具等的管理, 正确、迅速地完成加工前的准备, 使机床的使用率大幅提高。

Factory Manager不但实现对各种工具的管理, 还包括对各种制造信息的统筹管理, 比如图样的管理和N C加工程序的统筹调度等。

生产信息管理

在实际加工生产过程中, 有大量的工艺信息需要进行管理, 以往的管理方法靠人工、经验等方式, 人为的错误在所难免, 工艺中的一丝错误都直接影响到产品的品质, 对于现代化的生产加工而言, 落后的管理方式已经成为生产制造企业发展的瓶颈。

借助Factory Manager系统, 工艺信息的管理变得简单和方便了。F M软件提供工艺信息数据库, 工艺人员将做好的工艺信息直接输入到数据库中共享, 在工厂任何需要加工的场所, 都可以随时获取生产工艺信息。F M的工艺信息管理结合多媒体信息, 使用视频、图片、图形和声音等各种方式对加工信息全面管理, 有助于加工信息的快速应用和向下传承。加工过程中会用到刀具、夹具、工件和加工程序等各种资源, Factory M a n a g e r可以对这些信息进行合理地管理。F a c t o r y Manager系统保证生产信息快速、正确地流动, 提高生产效率和产品质量, 如图2所示。

数控机床管理

F M系统可以对数控机床进行控制和管理终端用软件, 是为了实现N C装置信息的输入输出等客户需要的、必要的、机能的软件。例如通过工具IC代码系统实现刀具信息自动登录到数控机床, 实现N C程序的高速传输并监视工作效率, 如图3所示。它具有下列特性:

(1) 将刀具安装在机床上时、可以不必考虑刀位号, 能顺利进行刀具的安装。

(2) 通过工具I C代码系统, 刀具不在机床上时, 能自动录入刀具信息 (刀具号码, 寿命值、补偿值等) 。

(3) 实现刀具的位置跟踪和管理。

(4) 能实现从电脑到N C装置的自动传输, 并且能在CNC存储器上进行NC程序的显示、编辑、删除。

(5) 配备有C N C显示器, 能确认C N C的加工状况。

(6) 将加工中心上工作状况做成“加工中”、“警报”、“加工待机中”及“停止中”等容易分开的图标形式, 监控机床的工作状态。

(7) 能进行加工中心警报的履历管理。

(8) 能对录像、照片、图样等多媒体信息进行管理。

(9) 可以向FMC或者FMS扩展。

使用F M生产系统管理软件, 使数控机床的使用更加简化, 去除了一些繁杂的步骤。它可以自动完成一些设置步骤, 使用方便。使用F M可以很方便地向数控机床传输N C程序和预设参数, 并且从数控机床里读取信息, 处理过程简单, 提高工作效率, 如图4所示。

刀具管理:工具IC代码系统

R F I D射频识别是一种非接触式的自动识别技术, 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据, 识别工作无须人工干预, 适于各种恶劣环境, 操作快捷方便。

工具IC代码系统 (IC Code System) 是日本大昭和精机株式会社研发的一套无线射频识别 (RFID) 系统, 已成熟应用于很多需个性化识别的领域, 尤其是在生产制造行业。IC代码系统应用于生产加工过程中的刀具管理, 实现对每一把刀具的识别、追踪, 完成对刀具信息的数字化管理。借助工具IC代码系统, 生产制造过程管理更加简便和准确无误。

在工厂和车间中可将工具I C代码系统应用于工具的管理过程和工具等部件位置跟踪等方面。IC芯片内部存储着惟一的标识性信息, 通过安装IC芯片给每一个工具部件分配惟一的识别信息, 在生产过程中, 通过读取IC代码信息, 就可以准确获取该刀具的型号、尺寸、寿命、结构及切削参数等各种信息。通过工具IC代码系统也可以实现对刀具部件的位置管理, 实现信息完全共享并顺畅流通。除此之外, 工具IC代码系统也可以应用于生产物流过程, 实现对托盘等的识别和管理。

工具IC代码系统的数字化管理方案为企业MES (制造执行系统) 的实施打下基础, 如图5、图6所示。其特点如下:

(1) 非接触读、写识别, 识别距离长。和同类产品相比, 该系统读写距离较长。IC芯片嵌入到金属内部后, 读写识别距离可以达到20mm。

(2) 读、写速度快, 可靠性强, 信息量大。

(3) 可应用于恶劣的环境中。相对于条形码识别系统, 该系统不用担心识别表面的清洁状况, 如刀具在加工时有切削液、油污的情况下, 也能顺利被识别。

(4) 没有磨损, 使用寿命长。该系统通过电磁场完成信息的读写, 不需要直接的物理接触。

(5) 提供通信接口, 快速和用户现有的系统整合, 完成系统的升级, 应用方便。

库存管理系统FM-BS-WEB

在各种企业中都存在库存产品管理的难题, 尤其是生产制造企业存在着成千上万的工具资源等, 对这些工具库合理、准确、快速地管理摆在了管理者的面前。以前的人工管理方式效率低下, 难以应付现在庞大的管理数量, 企业需要信息化的管理。

F M-B S-W E B是日本大昭和精机会社的一套用于库存管理的软件系统, 该系统是Factory Manager企业实现生产制造信息化系统的一个组成部分, 可以和Factory Manager配合使用, 也可以单独用于库存管理。FM-BS-W E B功能强大、使用简单, 特别适用于对库存品的精确管理。该系统使管理者对各种库存品的状况实际掌握, 消除错误的管理和浪费, 降低管理成本, 如图7所示。

管理库存对象包括刃具、夹具、附件、刀柄、毛坯及量具。针对生产过程中使用到的各种部品, 该系统可以完成对各种不同部品的区分化管理。从刃具到毛坯, 包含了所需的各种库存品, 同时, 针对不同的管理对象, 配合以不同的管理功能, 使管理更加方便和快捷。

智能化制造 篇9

报告预测了2015年两化融合发展十大趋势, 其中之一是智能制造成为两化深度融合主攻方向。报告指出, 新一轮科技革命和产业变革热度高企, 航空航天、飞机制造、汽车制造、电子制造等行业纷纷涉足智能制造。中航科工二院将3D打印应用于复杂零部件研发生产过程中。九江石化开始建设智能工厂。预计2015年地方将密集出台一批相关配套方案, 全国将掀起智能制造模式、推广智能制造应用的热潮。

“十大趋势”还包括: 智能机器人和高端装备制造业爆发式增长; 工业互联网发展拉开序幕; 传统企业加快拥抱互联网新模式; 工业大数据应用初步发展; 制造业服务化步伐将进一步加快; 多地探索协同高效制造业创新平台; 越来越多的制造业将涉足跨境电子商务; 自主可控软硬件产品对两化融合的支撑能力日趋增强; 宽带网络对两化融合的支撑能力进一步增强。

会上还发布了“2014年中国信息化与工业化融合发展水平评估报告”。报告表明, 2014年我国区域两化融合发展水平呈现四大特点: 一是2014年全国两化融合发展总指数持续增长。二是基础环境发展水平提升受政策因素驱动明显。三是两化融合带动电子信息产业发展的能力明显增强。四是东中西部两化融合发展水平差距有小幅缩小。

智能化制造 篇10

金融危机以来,世界各国尤其是欧美发达国家重新认识了实体经济的重要性,尤其是先进制造业以及制造业服务业在促进创新、平衡虚拟经济、创造就业等方面的价值,他们将制造业再回归、重振或确保先进制造业优势地位作为国家战略,并提出了各自的愿景和发展路线图。进入本世纪第二个十年,世界制造业强国如德国和美国在制造业发展的理论和实践方面都有新的突破。2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等学术界和产业界提出的。德国工业革命4.0战略。为其十大项目之一,并在2013年4月汉诺威工业博览会期间正式推出。“德国工业革命4.0”以CPS(Cyber-Physical System,信息物理系统)和物联网为技术基础,并提出了八大关键领域的行动计划。美国在推动先进制造业发展方面也是动作频频,其中有三大标志性事件,其一,2012年2月,国家科学和技术委员会正式发布《国家先进制造战略》;其二,2013年1月奥巴马政府推出《全国制造业创新网络设计规划》;其三,2013年5月奥巴马政府宣布投入2亿元成立三个国家制造业创新研究所,同时希望国会批准一次性投入10亿美元在全美建立15个制造业创新研究所。在2013年9月30日中央政治局以实施创新驱动发展战略为题举行第九次集体学习时,习总书记敏锐地指出:当前从全球范围看,科学技术越来越成为推动经济社会发展的主要力量,创新驱动是大势所趋。新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,一些重要科学问题和关键核心技术已经呈现出革命性突破的先兆,带动了关键技术交叉融合、群体跃进,变革突破的能量正在不断积累。

与此同时,中国在超越美国成为世界第一制造大国并取得经济的连续高增长之后,面临一系列复杂的、深层次的、结构化的矛盾,对可持续发展带来了严峻挑战,但新科技产业革命也为我们带来极为难得的创新跨越机遇。中国制造业的产业转型升级是从低附加值转向高附加值升级,从高能耗高污染转向低能耗低污染升级,从粗放型转向集约型升级,从“中国制造”迈向“中国智造”或“中国创造”。这就给价值工程理论的应用提供了得天独厚的条件,应用价值工程相关理论从战略高度分析产业功能,提出替代方案,降低产业成本,提升产业利润,为我们实施创新驱动发展战略提供了难得的重大机遇。

1 价值工程相关概念

价值工程也称作价值分析,指将产品功能分析作为核心和提高产品价值作为目的,追求在最短的周期内完成产品使用要求和必要功能的组织创造活动。在价值工程中,价值主要指产品的功能和获得功能全部的费用之间的比值,其特点在于同时考虑了产品、产品功能和产品成本。我国引入价值工程的时间较晚,但价值工程却在各个领域应用广泛并且得到了深入的发展,企业应对价值工程进行深入的挖掘,以有效提高产品的价值指数,促进企业的全面发展。

1.1 价值工程的核心

价值工程切实反映出价值工程最普遍、最基本的规律性内容,思考是基本方法,创新是灵魂。价值工程是“价值”功能与实现耗费相比,用公式表示:

公式中:V———价值;F———功能;C———成本。

从公式(1)可以看出,价值工程用技术经济研究方法,研究产品的功能与费用的关系,力求通过方案创新和优选,达到以最小成本取得必要的功能成果。也就是通过降低最低消耗(C)、增加收获(F)、杜绝无效劳动、规范增值作业,实现价值增加和取得竞争优势。

1.2 价值工程应用的步骤与流程

价值工程应用的步骤与流程如图1所示。

价值工程有许多程序和步骤。本文对这些步骤进行了总结,根据项目的特点,将其归纳为以下几个大步骤:分析、综合、评价、选定。

①分析是从项目技术和全寿命周期成本两个方面对价值工程的研究对象———方案选择或产品选择———进行分析。而分析的重点则是功能和实现功能的成本。分析的目的,则是为了更好地对方案及产品进行综合。

②综合则是把分析得到的诸多因素进行整理、重组、变化、迭加等活动,例如对功能、成本、风险、可靠性等活动进行综合。该过程也是对方案的再创造过程或设计创意与设计构思的过程。通过该步骤,可以得到技术方案或产品方案的许多解决方案,以便进行优选。

③评价就是对以上得到的诸多方案进行评判。在项目中,对于不同的系统、分系统或产品,不同的研制开发阶段,或不同的开发步骤,所采用的评价标准是不同的。但是,在该过程中秉持一个标准,即是最终的评价标准是以价值的高低来决定功能实现方式的取舍。

④选定则是通过实现功能的可行性(技术因素)和完成功能提供的可能性(成本经济因素),以及价值的高低来选择最佳的方案进行实施的过程。

2 智能制造中应用价值工程的理论分析

2.1 价值工程与产品设计的关系

产品设计是企业生存与发展的基础,是企业经营成功或失败的关键,特别是随着社会生产力的不断提高,产品种类极大丰富,产品品牌的竞争日趋激烈,企业开始意识到传统的产品已经不能满足人们日益增长的物质文化需求,为适应市场求新求变的要求,提高产品功能与质量,降低产品成本,借以提高产品价值已经成为企业刻不容缓的首要任务。而产品价值的确立,往往是在设计阶段决定的。企业应在产品设计过程中就运用价值工程理论,其目的是为提高产品的价值,更好的满足消费者的需求,从而为企业带来更多利润。

2.2 运用价值工程以增加产品功能来提高产品价值

产品设计是产品形成的关键阶段,好的产品只有通过好的设计方案才能生产出来。因此,产品设计就成了实现价值目标的一个关节点。根据价值工程原理V=F/C,提高产品价值的两个影响因素分别是功能(F)和成本(C),那么要想提高价值(V),只有通过增加产品功能和降低产品成本。

2.3 根据价值工程原理以降低成本来提高产品价值

根据价值工程原理,提高产品价值不仅可以通过增加功能来实现,还可以降低产品生产成本来达到目的。降低成本应用在产品设计中,主要体现在材料的选择、结构的合理化和标准化。以最小的成本,获得更大的使用价值,从而提高产品的价值。

①在原材料环节中,应加强对选材轻质高强的重视,材料必须满足易得、易用和成本低的条件,同时,还应对环保、人体危害、经历长时间或处于复杂环境中而引发的变质变性等因素进行考虑,充分考虑材料的二次利用可能性,特别是高聚物或表面有涂饰的化工材料。

②在生产工艺设计阶段,应加强改良传统生产工艺的工作,结合新设备、新材料、新技术、新工艺的原则,吸取传统生产工艺中良好的经验,舍弃低效或能耗较高的工序,而采取简单而高效的生产流程,以促进功能最大化的实现。同时,在处理废弃金属边角料时,可以采取减量化、再利用和再循环的流程,以有效降低生产成本。

③在生产流程及生产组织中,应对生产车间和生产环境进行进一步的优化,在车间的布局中尽量只保留必要运输设备的回转半径,不再采用传统粗放型的车间布局,而采用新型集约型的布局模式,以从细节上对各个生产环节进行精细化处理,确保路径的最短、周转的最少和能耗的最小。

3 应用案例

3.1 应用概况

智能手机产品的生产经营者和手机用户的利益并不冲突,他们都是以提高手机产品的价值为目标。在整个生产流程中,应用价值工程的目的在于以最小的生产周期成本实现目前市场所需求产品的必要功能,这与生产经营者在产品设计之初的决策应该是完全一致的,应用的重点就在手机的设计阶段。

3.2 智能手机设计决策时的价值工程

价值工程是研究如何以最少的人力、物力和财力获取必要功能的技术经济分析手段,它强调手机设计阶段的功能分析以及功能改进。尽管在手机产品形成的各个阶段都可以应用价值工程来提高所设计产品的价值,但是在不同阶段进行的价值工程活动,其经济效果的提升幅度却大不相同。

分析一个手机产品形成的各个阶段,产品设计的决策阶段将是应用价值工程参与的重点。项目的功能在早期予以确定,使得价值工程在手机产品设计的决策阶段就得以运用,策划书中就能够体现出价值工程具体的实施细则,产品设计方案在满足功能的前提下尽量减少成本,从不同的层面有效地控制手机造价。设计手机的新产品时,价值工程的应用重点首先落在了设计方案的优化上,其实质就是选择技术可行、经济合理的设计方案以期达到用户功能和价格上的满意,而这正是价值工程的本质所在。因此,应用价值工程来优化手机产品设计方案具有十分重要的现实意义。

产品用户群和产品造价一旦形成并着手进一步的产品设计时,其价值就基本确定了,在执行过程中若再次进行价值分析,则要进行设计变更和改变研发方案,从而造成较大的浪费,使价值工程活动的技术经济效果大大下降。因此,在价值工程活动时间点的选择上更侧重在产品的设计时期,特别是决策阶段,价值分析在早期的实施将会取得最佳的综合效果。

3.3 智能手机产品设计期的价值工程

智能手机产品设计的初期,市场部的同事肯定是希望在同等价位不同品牌的产品中,要做到自己品牌手机的功能涵盖了其它品牌的手机,而且还要加多一两个别人没有的功能,以满足用户的“超值感”。在设计环节中,产品造价的控制将会贯穿整个过程,设计阶段的造价控制是降低各类型手机项目的生产造价,提高行业投资的经济效益,从而促进手机市场稳定、健康,并持续发展的重要环节。利用价值工程对设计阶段进行有效控制,即能够体现事前控制的思想,又可以合理地规划好产品功能和成本之间的关系,自然会产生事半功倍的效果。

价值工程作为目标明确、组织有序的群体活动,它更加善于利用创作团队的集体智慧,有效地规避个人经验可能带来的不足。价值工程之所以能够有效地应用于设计阶段正是基于这一阶段的工作特点,当手机产品经过项目决策之后,手机产品的设计过程则是将决策理想变为现实的重要桥梁,同时设计手册又将作为在产品生产时具有指导意义的文件依据,在整个项目实施过程中起着承上启下的作用。

3.4 智能手机研发阶段对产品功能的执行

产品的设计不同于它的生产,产品设计是一项创造性很强的劳动,它主要依赖于设计团队的主观能动性。而在整个研发过程中,设计、软件,硬件,机械等不同部门的工作人员携手作业,都应该熟悉并遵守产品设计手册的每一项技术要求,在研发阶段各部门对设计手册的严格执行是控制手机成本造价的关键因素。由于各部门工作性质以及每位工程师的职业素养各有不同,这一时期对价值工程的控制也是最艰难的阶段。

对于一款手机产品的设计,不同层次的设计单位,不同的设计集体均会产生不同质素的设计成果。手机产品的设计一般是基于项目决策的基础之上,由产品设计师利用自身的专业知识,市场的调研和以往项目的设计经验,参考市面上同级别产品的功能特征来完成的。一般都会将设计的最终结果以书面形式详尽地表述在产品设计手册上。由于它的理论性太强,因此在执行过程中,难免会发生设计偏差,或是有一些未曾预想的技术难题出现。从价值工程的角度分析,执行设计手册时出现的这些误差将主要体现在对产品功能的具体实现上。设计偏差会直接导致实际功能与设计手册上的内容有所不符,可能只是视觉效果不理想,或是使用效果欠佳,这些或许都能够被决策者所容忍,但技术难题可能导致的功效大幅降低,甚至于某些功能无法实现就有可能会造成项目的夭折。

3.5 智能手机产品设计在生产阶段的规范作用

手机产品经过了研发阶段后,随即进入到规模化生产的环节。在研发时难免会对产品初期的设计进行过少量修改,或是在产品功能与产品成本方面发生变化,此时的产品设计手册将会随着研发中的修订而形成最终的生产方案,这一书面性文件不仅用于指导车间的大规模生产,还将用来指导产品说明书及包装的排版印制工作。

产品设计阶段在应用价值工程之后,浓缩而成的手机产品生产方案将是一个绝对权威的标杆文件,容不得半点差错。对它的执行情况,会直接影响到产品的成本控制,如果最终版本的生产方案中出现技术错误,或是生产作业时发生偏差,因此而造成生产成本,印刷成本,运输费用的增加,甚至产生返修或是违约等额外的开支,都将直接影响到产品应有的价值。

3.6 效果分析

针对智能手机生产工艺流程的每个工序的分析,可以发现一些工序存在问题以及优化后的方案,针对这些方案优化整个流程,使得物料流、信息流在整个系统中最优化,从而获得资源优化与成本节约。通过精益生产中的价值流分析,使得组装生产线的工人需求量从16人减少到12人,大大缓解了企业的用人压力。节约的人手可以参与其他产品的组装中,提升了整体的生产效率。

4 结束语

我国引入价值工程的时间较晚,但价值工程却在各个领域应用广泛并且得到了深入的发展,企业应对价值工程进行深入的挖掘,以有效提高产品的价值指数,促进企业的全面发展。价值工程既涵盖自然科学又涵盖社会科学,其综合性较强,从智能制造角度来说,采用价值工程能有效提高企业的生产效率,降低企业的成产成本,因此价值工程具有极高的推广价值和应用价值。

参考文献

[1]胡艳营,师忠秀,程强.基于价值工程的机械产品创新设计对象的确定[J].机电工程技术,2006(06).

[2]丛伟.价值工程理论在产品优化设计中的应用[J].机械设计与制造,2006(06).

[3]赵耀文.论山东制造业的价值工程应用[J].山东经济,2004(01).

[4]梁兴.机械产品设计与制造中的价值工程应用[J].安阳大学学报,2003(03).

开启智能制造时代 篇11

开幕式上，中国纺织工业联合会副会长夏令敏，顺德区副区长、区经济和科技促进局局长刘怡，均安镇党委书记谢福荣，均安纺织服装商会会长欧阳德维等领导出席并发表了讲话。

规模创历届之最

本届“牛博会”以“创标、创新、创造”为主题，通过新产品、新设备、新技术等展示与交流，务求让入场观众能够零距离了解到牛仔服装生产的整个环节，以及最新的牛仔服饰潮流趋势。

自2003年创立以来，均安“牛博会”每两年举办一次，已成功举办了5届。据统计，每届展会都吸引逾10万名专业观众到场，成为国内规模较大、影响力较广的牛仔服装产业专业展会。

与往届相比，本届展会呈现出更多亮点和突破，除了产品与技术的展示以外，还举办了品牌企业发布专场秀、转型升级对接会、牛仔电影首映等一系列活动，重点传递牛仔文化与智能科技制造的理念，推动牛仔服装产业的转型升级。

值得关注的是，本届展会启用了面积达两万平方米的全新展馆，分机械设备展区、服装展区、辅料展区、论坛区等。借助全新展馆，本届展会吸引了近百家参展商进驻，展出了牛仔服装、牛仔面料、牛仔辅料、纺织机械等展品，总体展出规模创历届之最。

中国纺织工业联合会副会长夏令敏在参观了多家企业的展位后评价道：“本届展会上，参展企业的形象有了很大提升，企业秀出了自己的品牌，均安本地企业正在逐步向打造品牌的方向前进，这样有助于提升均安牛仔的竞争力。”

均安纺织服装商会会长欧阳德维则表示，均安牛仔企业在“牛博会”上除了展示品牌，还借此机会推广“均安牛仔”的区域品牌，确定未来整个均安牛仔的发展思路，希望把“牛博会”作为一个新的起点，令均安牛仔行业更加兴旺。

传统产业智能化

创新智能科技是本届“牛博会”的最大亮点。均安镇副镇长、镇经济和科技促进局局长陈有环表示，均安今年大力实施智能制造，促进信息化和工业化深度融合，助推产业转型升级。比如，今年9月正式上线的爱斯达服饰“快速智能制造的服装定制平台”，就让均安在智能化的路径上找到突破口，消费者通过平台定制个性化服饰，可实现72小时内收到服装的购物体验。

在展会现场，爱斯达将自主研发的“智能裁缝”设备搬到了展位上，现场演示激光切割技术，吸引了众多商家观看。据介绍，一台“智能裁缝”设备的运转相当于12个人在工作，可在15秒内完成布匹的裁剪，大大提升了生产效率。

夏令敏表示，一直以来，服装产业的门槛较低，随着综合成本的上升、社会经济的多元化发展，80后、90后年轻人都不愿意从事服装行业。“均安牛仔”的品牌由来已久，均安企业通过对先进技术的研发，促进传统牛仔产业向智能化方向发展。而像爱斯达这样对智能制造技术的不懈追求，不仅推动着传统制造业的两化融合，提高了劳动生产效率，也肩负着助推产业转型升级的使命。

均安镇党委书记谢福荣则表示，爱斯达的“智能裁缝”设备将现代技术运用到传统产业中，是均安牛仔产业转型升级的一个范例，对均安牛仔的发展具有促进意义，能帮助均安牛仔企业克服劳动力成本过高的问题。

佛山市顺德区爱斯达服饰有限公司董事长樊友斌笑着说：“把‘智能裁缝’搬到现场，是希望同行能一起参与进来，把传统制造更新到智能制造。‘智能裁缝’目前已经为企业带来了可观的利润，订单已经排到了明年。”

论机械制造的智能化技术发展趋势 篇12

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年, 积累了许多理论和实践经验, 但随着当今社会的发展, 人们的生活水平不断提高, 各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。

因社会的发展变革, 数控技术在一定程度上也发生了根本性的改变, 由原来的封闭式开环控制模式转变为通用型开放式动态环控模式。数控技术在集成化的基础上, 实现了超小超薄化;其在智能化的基础上, 综合了多种多媒体, 神经网络等多学科技术, 以高效, 便捷, 精准的控制方式进行加工处理, 能够自动的修正和调节各项参考数据, 实现了在线诊断故障和智能化处理的工作原理;数控技术在网络化的基础上, 与CAD/CAM集为一体, 更加快捷的实现了中央控制的集中群控加工。

2 智能化技术发展趋势

2.1 性能发展方向

2.1.1 速度, 精度, 效率的高标准化。

机械制造技术最重要的性能指标则是速度, 精度, 效率的高效结合与统一, 它采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字服务系统, 同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施, 机床的高速高精高效化已大大提高。

2.1.2 柔性化。

a.群拉系统的柔性:在很大程度上满足了生产流程的不同需求, 可以任意自动的调整物料与信息之间的数据, 最大限度的发挥群控的系统效用。b.数控系统本身的柔性, 数控系统采用模块化设计, 功能覆盖面大。可裁剪性强, 便于满足不同用户的需求。

2.1.3 工艺复合性和多轴化。

工艺复合化通常是指将一台机床一次装夹后, 运用多种技术措施如自动换刀, 旋转刀头, 转台等, 将不同工序, 复杂的数控机床进行复合加工。它的主要发展方向已经由原来的减少工序, 辅助时间改变为多功能, 多轴, 多系统控制的方向发展。这种发展方向必然适应时代发展的需要, 以便更好的为数控机床服务。

2.1.4 实时智能化。

随着科学技术的不断进步与发展, 人们对于计算机的使用已经相当普遍, 并且应用于各个领域之中, 由此出现了实时智能控制系统, 它是将实时系统与智能化相结合在一起, 用计算机模型模拟出类似人类的各种智能行为来完成规定时间内所要完成的任务, 这样就可以大大的减少人力在机械上浪费的时间, 更加能够提升运作效率。并且这种智能化研究的主要目的就是进行调度, 保证其在理想状态下, 更方便快捷的完成工作任务。

2.2 功能发展方向

2.2.1 用户界面图形化。

随着虚拟技术, 因特网, 科学技术的可视化以及各种多媒体的广泛发展, 人们对于计算机界面的使用提出了更高的要求。界面对于数控机床而言, 它是沟通使用者的一个重要窗口和纽带。由于用户群体不同, 他们对于界面的标准也是有所不同的, 这就给计算机软件开发研制带来了一定的挑战。更多的用户希望能够通过界面来编制程序, 做一些动态的立体三维图来更好的展示数控系统的独特性, 通过这些图形模拟, 动态跟踪和模仿, 可以从不用角度进行分析和研究, 实现了视图和局部的显示比例功能有效发挥。

2.2.2 科学计算可视化。

对于数控而言, 可视化尤其的重要。它对于提高产品质量, 工作效率, 缩短设计产品的周期, 减少成本等方面都发挥着不可替代的作用。就当今社会而言, 要想更好的将计算机网络应用于各个领域中, 就必须走多元化的发展道路, 这样才能适应时代发展的脉搏, 推动其各行业的快速发展。就数控机床而言, 我们要做的就是将可视化技术与虚拟技术相结合在一起, 进一步拓宽其研究领域, 采取的方式就是可以利用CAD/CAM等技术, 自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

2.2.3 内装高性能PLC。

计算机的广泛应用, 带动了很多高性能技术的发展, 数控机床在编控的过程中就将一种高性能的控制模板PLC应用于界面之中, 这种控制模板可以有效的提高语言编程, 使其更加直观的进行调试和在线解决一些所存在的问题, 用户可以很快的查找出问题, 并可以在PLC中直接的进行修改编辑, 通过这种方式可以有效的建立自己的应用程序, 提高运行。

2.2.4 多媒体技术应用。

网络化的快速发展, 使得多媒体技术得到了更广泛的应用, 由于其计算机具有独特的综合处理能力, 可以将声音, 文字, 图片有效的整合在一起, 因此可以更加直观的诊断出生产设备及在运作中出现的一些问题。利用这种多媒体技术有效的监控测试, 可以大大降低错误的出现频率, 具有很强的使用价值。

2.3 体系结构的发展

2.3.1 集成化。

采用高度集成化CPU, RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片, 可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度, 应用LED平板显示技术, 可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术, 将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格, 改进性能, 减小组件尺寸, 掘高系统的可靠性。

2.3.2 模块化。

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化, 根据不同的功能需求, 将基本模块, 如CPU、存储器、位置伺服, PLC、输入输出接口、通讯等模块, 作成标准的系列化产品, 通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减, 构成不同档次的数控系统。

2.3.3 网络化。

机床联网可进行远程控制和无人化操作, 通过机床联网, 可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

2.3.4 通用型开放式闭环控制模式。

由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程, 包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素, 因此, 要实现加工过程的多目标优化, 必须采用多变量的闭环控制, 在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式, 易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体, 构成严密的制造过程闭环控制体系, 从而实现集成化、智能化、网络化。

3 智能化新一代PCNC数控系统