1、智能制造系统与装备技术 发展现状与展望2目 录p 技术系统进化理论p 智能制造内涵特征p 智能制造实施途径p 互联网 +：模式创新、服务转型3技术系统进化理论n 技术系统 由相互联系的元件与运作组成的实现某种功能或职能的事物的集合n 技术系统进化法则控制子系统传动子系统动力子系统 执行子系统能量 产品功能有结构，有时态，是一个不断变化的系统S-曲线进化法则提高理想度法则向超系统进化法则增加系统完备性法则减少人工介入法则向微观级和场的应用进化法则 流进化法则增加协调性法则增加可控性法则动态性法则子系统不均衡进化法则4技术系统进化理论n 技术系统进化法则能量传递法则能量传递必须畅通进化沿着能使能量
2、流动路径缩短的方向协调性法则结构各性能参数工作节奏动态性进化法则提高柔性提高可移动性提高可控性子系统不均衡进化法则子系统沿各自 S-曲线发展子系统间会出现矛盾发展最慢的决定进化速度向超系统进化法则单系统 双系统 多系统极限时子系统从系统中剥离至超系统5目 录p 技术系统进化理论p 智能制造内涵特征p 智能制造实施途径p 互联网 +：模式创新、服务转型6智能制造典型特征状态感知准确感知市场、客户、输入的实时运行状态精准执行执行决策，对外部需求、企业运行状态、研发和生产做出快速应对实时分析对获取的实时运行状态数据进行快速、准确的分析自主决策按照设定的规则，根据数据分析的结果，自主做出判断和选择智能
3、制造典型特征7赛博物理系统（ CPS）n 定义n 基本架构计算机软件网络信息技术 物理过程 系统的通信与控制引导嵌入式系统传感器环境作动器计算网络赛博系统将数字系统与物理系统联系起来p 赛博空间是除航空、太空外，标志国家主权和领土空域的一个重要空间8从嵌入式系统到物联网和数据服务的转变p 人机万物互联，由嵌入开始，由互联兴盛网络嵌入式系统案例：自主航空赛博物理系统案例：智能网络路口物 联网，数据和服务案例：智慧城市嵌入式系统案例：安全气囊来源 : acatech， agendaCPS Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems ， 2
4、0129目 录p 技术系统进化理论p 智能制造内涵特征p 智能制造实施途径p 互联网 +：模式创新、服务转型10新 “ 两化融合 ”信息化工业化顶层战略赛博空间实体数 字化 数字实 体化落地途径 新 “ 两化融合 ”技术路线研发手段数字化产品本身数字化产品服务数字化纵向集成（企业）端到端集成（产业）横向集成（生态）数字模型下集成研发知识驱动精益研发智能研发RFID（射频识别）芯片+PLCOS（开放式系统）+网络 CPS产品 +服务数字化产品服务产品免费数字化服务自动化工厂数字化工厂智能工厂企业间协作企业联盟虚拟企业企业主导的产业链统一标准分配价值转换标准协商价值全新业态11数字化根本 BOMn
5、 三个 BOM是核心要素n 系统工程思想指导下构建 PLM管理流程生成EBOM（工程）转化 /发放PBOM（工艺）应用MBOM（制造）CAD/CAE CAPP/PDM ERP/MES/NC需求分析方案设计工程设计CAD虚拟样机工程测试加工制造CAPPCAM装配调试物理样机工程测试产品交付维护管理产品退役PDM数据管理ERP企业资源管理项目管理SDM仿真数据管理TDM试验数据管理嵌入式软件的配置管理MRO及供应链管理产品集成研发平台12数字化根本 BOMn 从基于模型的定义（ MBD）到基于模型的制造（ MBE）2D图纸时代2D图纸一统天下3D实体模型2D图纸为主3D CAD模型辅助基于模型的定
6、义3D CAD模型 +图纸 2D图纸仅是例外基于模型的企业整个企业和供应链都使用全 3D CAD模型MBDMBE基于模型 的支持（ MBS）基于模型 的环境（ MBe）核心和数据源头重要过程之一MBE获得效益最高的环节支持 MBE运行的结构基础p 软件版本控制是质量管理的重要组成部分，数字化从软件版本管理开始13数字化车间ERPMES（制造执行系统）DNC、 MDC（分布式数控、制造数据收集）设备层生产计划 计划反馈生产指令 计划反馈程序工艺 加工信息计划层执行层控制层设备层数字化车间的核心 计划排产 数据采集 作业管理核心功能收益 缩短生产周期，达 45% 减少数据录入时间，达 75%或更高
7、 减 少待处理工作，达 24% 减少文档间传递，达 61% 缩短订交货时间，达 27% 减少纸面文档，达 56% 减少产品缺陷，达 18%数字化车间 的基础 网络传输 程序 管理 编辑仿真DNC功能 MES将任务计划、程序、刀具、设备准备传给 DNC MDC将加工进度、设备情况传给MES数据来源 :国际 MESA协会14数字化车间n 六维智能理论六维智能智 能计划排产智 能决策支持智 能生产协同智 能资源管理智 能质量管控智 能互联互通n 数字化车间模块组成展现集成部分程序传输 、 对 刀 仪联网 、 数据自动采集、3D车间 、 质量管理数据采集部分物料管理、工具管理、设备管理、程序管理、程序
8、编辑仿真、文档管理资源管理部分计划管理、高级排产、作业管理、协同制造平台、现场信息管理生产管理部分15数字化车间n 加工程序集中式管理n 实施注意事项CAM软件生成 NC文件NCBase数据库编辑 /仿真试切加工OK OKNCBase数据库定型 /归档 批生产编程主管 技术主管Yes YesNoNo更改流程过程编程 修改 调试 定型 批生产状态可编辑但不可向机床发送可发送 调试 只读 固化强制上传功能：下载新程序前必须把机床内程序发回服务器，确保其永远保存最新版本程序一把手工程：需要高层领导高度重视和参与CAPP等上游数据规范，确保集成后上下游流畅运行16智能制造关键技术智能数控机床与工业机器
9、人工业互联网3D打印赛博物理系统云计算无线 传感器网络RFID射频 识别大数据 人工智能智能设备先进数据分析工具人机交互接口三大要素Google云计算平台亚马 逊弹性云计算IBM蓝云计划微软 “ 云 -端 ” 策略工业 4.0核心数据来源：条形码、二维码、 RFID、工业传感器、工业自动控制系统、物联网、 ERP、 CAD、 CAM、 CAE、 CAI等感知通信（接口、协议）计算（软件、硬件、算法）关键技术机器人语言识别图像识别自然语言处理专家系统p 不要在落后的工艺基础上搞自动化p 不要在落后的管理基础上搞信息化p 不要在不具备网络化数字化基础时搞智能化北航刘强教授三个 “ 不要 ”17目
10、录p 技术系统进化理论p 智能制造内涵特征p 智能制造实施途径p 互联网 +：模式创新、服务转型18市场和消费发展趋势n 不同历史时代企业面临的挑战产品经济时代差异化，创新能力靠 设计赚钱苹果、三星、斯沃琪与众不同服务经济时代从硬件到软件靠服务赚钱IBM、招行、万科体验经济时代麦当劳、星巴克、迪斯尼从软件到感觉靠体验赚钱商品经济时代高质量，低价格靠加工赚钱格兰仕、美的物 美价 廉客户满意客户愉悦19互联网 +:转型n 互联网催生 C2B商业模式消费者主导市场中间商服务化生产商柔性化 孤陋寡闻 分散 孤立 消极被动 信息透明使原来靠信息不对称赚取差价的传统中间商逐步让位于拥有更强信息能力的服务商
11、 互联网上易产生信息冗余，创造信息增值的服务商涌现以规模效应和资金为主的竞争 见多识广 相互连接 积极参与“ 关于信息的信息的价值” 成为服务商利益基点信息利用和灵活协同 聚集长尾需求 消费者需求实时反馈 柔性化生产互联网为小生产商赋能互联网 “ 无时无刻地连接 ”扭转产销格局来源 : 阿里巴巴集团研究院， “ 互联网 +” 中国经济新引擎20互联网 +：产业互联网n 产业互联网时代个人改变人与人连接方式改变人的消费方式改变信息获取方式腾讯阿里 百度企业改变生产研发方式改变物流销售方式改变资本获取方式与群族合谋物流智能化去中心化互联网金融、众筹改变人的生活方式 改变企业价值创造方式21互联网 +未来：服务生态系统n 产品设计知识服务知识类型多样、分散，内容滞后跨地域知识共享、交流知识获取途径多样化集成异构知识，有效使用知识服务按照设计需求主动推送知识服务知识服务的评价，形成良好互动机制产品设计知识分类产品设计知识表达产品设计知识集成产品设计知识检索产品设计知识配置产品设计知识推送产品设计知识管理服务产品设计知识管理服务评价产品设计知识管理服务平台产品设计知识 产品设计知识服务工业需求研究内容支撑平台 知识服务会员单位主办与协办单位欢迎加盟 Welcome to Join Us！
