《智能制造导论》第三章 智能制造装备与服务.ppt

智能制造导论
教学指导
第三章智能制造装备与服务
本章目标
■了解智能制造装备的定义、发展以及市场需求。
■熟悉智能制造装备技术的内容。
■熟悉感知系统的组成。
■了解并熟悉智能维护技术的未来研究方向。
■了解智能工艺的概述与组成,掌握专家系统的构成与特点。
■了解数控技术的发展历程,并掌握各项智能数控技术的定义。
■了解智能制造服务的定义与未来发展,熟悉各项智能服务技术。
■熟悉智能制造服务相关技术。
目录结构
第3 章智能制造装备与服务
智能制造装备
智能制造装备的定义
市场需求与产业前景
智能制造装备技术
装备运行与环境感知、识别技术
性能预测与智能维护技术
智能工艺规划与编程技术
智能数控技术
智能制造服务
智能制造服务的定义
智能制造服务的未来发展
智能制造服务技术
服务状态感知技术
信息安全技术
协同服务技术
智能制造装备
智能制造装备是具有感知、分析、推理、决策、控制等功能的制造装备,它能够自行感知、分析运行环境,自行规划、控制作业,自行诊断和修复故障,主动分析自身性能优劣、进行自我维护,并能够参与网络集成和网络协调。
智能制造装备技术
智能制造装备技术,即是让制造装备能进行诸如分析、推理、判断、构思和决策等多种智能活动,并可与其它智能装备进行信息共享的技术。智能制造装备技术是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。
从功能上讲,智能制造装备技术包括装备运行技术与环境感知、识别技术,性能预测与智能维护技术,智能工艺规划与编程技术,智能数控技术,如图3-2所示。
装备运行与环境感知、识别技术
传感器是智能制造装备中的基础部件,可以感知或者说采集环境中的图形、声音、光线以及生产节点上的流量、位置、温度、压力等等数据。传感器是测量仪器走向模块化的结果,虽然技术含量很高但一般售价较低,需要和其它部件配套使用。
智能制造装备在作业时,离不开由相应传感器组成的、或者由多种传感器结合而成的感知系统。感知系统主要由环境感知模块、分析模块、控制模块等部分组成,将先进的通讯技术、信息传感技术、计算机控制技术相结合来分析处理数据。环境感知模块可以是机器视觉识别系统、雷达系统、超声波传感器或红外线传感器等,也可以是几者的组合。随着新材料的运用和制造成本的降低,传感器在电气、机械和物理方面的性能越发突出,灵敏性也变得更好。未来随着制造工艺的提高,传感器会朝着小型化、集成化、网络化和智能化方向进一步发展。
智能制造装备运用传感器技术识别周边环境(如加工精度、温度、切削力、热变形、应力应变、图像信息)的功能,能够大幅改善其对周围环境的适应能力,降低能源消耗,提高作业效率,是智能制造装备的主要发展方向。
性能预测与智能维护技术
1. 性能预测
对设备性能的预测分析以及对故障时间的估算——如对设备实际健康状况的评估、对设备的表现或衰退轨迹的描述、对设备或任何组件何时失效及怎样失效的预测等——能够减少不确定性的影响并为用户提供预先的缓和措施及解决对策,减少生产运营中产能与效率的损失。而具备可进行上述预测建模工作的智能软件的制造系统,称之为预测制造系统。
一个精心设计开发的预测制造系统具有以下优点:
1) 降低成本
通过对生产资产实际情况的了解,使维护工作可以在更合适的条件下实施——而不是在故障发生后才更换损坏的部件,或太早将完好的部件进行不必要的更换。即做到所谓的及时维护。另外,历史健康信息也可以由系统反馈到机器设备的设计部门,从而形成闭环的生命周期更新设计。
2) 提高运营效率
当预测到设备很可能失效时,系统可以使生产和维修主管更合理地安排相关活动,从而最大限度地提高设备的可用性和正常运行时间。
3) 提高产品质量
将近乎实时的设备状态监测数据与过程控制系统相结合,可以在设备或系统状况随时间变化的同时保持产品质量的稳定。
性能预测与智能维护技术
2. 智能维护技术研究
智能维护是采用性能衰退分析和预测方法,结合现代电子信息技术,使设备达到近乎零故障性能的一种新型维护技术。智能维护技术是设备状态监测与诊断维护技术、计算机网络技术、信息处理技术、嵌入式计算机技术、数据库技术和人工智能技术的有机结合,其主要研究领域包括以下几个方面:
1) 远程维护系统架构和网络技术研究
利用网络技术,实现信息(包括数据、语音和图像)的多向畅通传输,根据远程诊断数据,保证网络各节点(诊断维护中心、用户、制造厂和诊断专家)正常进行信息传输,综合考虑网络设备的价格和保障信息传输的带宽等因素,从硬件、软件和集成等方面研究系