1、1设计制造一体化的定义2篇以下是网友分享的关于设计制造一体化的定义的资料 2篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。设计制造一体化的定义（一）自动化制造系统的人机一体化设计摘要：为了使制造系统达到效率最大化、经济最优化，我们发展适度的自动化制造系统，具体研究了自动化制造系统的人机一体化设计。该系统是在三个层面上实现一体化，即感知和信息交互层面、控制层面和执行层面，这三个层面有机的结合，就构成了人机一体化制造系统的总体结构。在设计过程中，我们解决人机一体化的运行机制以及相关安全预防，即可实现最优化的自动化制造系统。关键词：自动化制造系统，人机一体化，感知，控制，2执行，人机一体化运行机制，预
2、防Abstract:In order to make munufacture systems efficiency and economically,we develop automamation of manufacture systems within measure.And detailed study man-machine all-in-one. The system is at three levels on the integration of Interaction sensing and information level, control level and impleme
3、ntation level. Under their combination appropriately, they constitute a man-machine integration of the overall structure of manufacturing systems . In the design process, we address the human-machine integration of the operating mechanism and the relevant safety precautions, you can optimize the imp
4、lementation of automated manufacturing systems.Key word: Automation of manufacture systems, man-machine all-in-one, Sensing, control, implementation, integration human-computer operating mechanism, prevention1. 引言自动化制造系统，尤其是柔性自动化制造系统的出现和大量使用，导致使用者与制造系统之间的关系发生了根本的变化。早期许多自动化制造系统的设计者片面追求系统3的自动化和无人化，反而降
5、低了系统运行的可靠性和经济性，最终导致系统的运行失败。沉痛的训迫使人们重新认识人在自动化制造系统中的重要地位和使用，而且提出发展适度自动化的制造系统人机一体化的制造系统的概念。近年来随着全球制造业的快速发展和向中国的转移，我国制造业迎来难得的发展机遇。然而如何根据中国国情，快速发展人机一体化的制造系统，是摆在我们面前的一个新课题。2. 自动化制造系统的人机一体化的概述自从有了制造系统，就有了人与制造系统的关系，无论制造系统的自动化程度如何，它终究是一种生产工具，而掌握生产工具的是人而不是机器。因此，任何制造系统必定是一个人机一体化的系统。为此，我们给出了人机一体化制造系统如下定义：“所谓人机一
6、体化制造系统，就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成的一个完善系统，各自执行自己最擅长的工作，人与机器（制造装备）共同决策、共同作业，从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局，形成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。 ”在此处，主要强调人在制造系统中的重要地位，人机功能的最优匹配，以实现制造系统经济高效、安全可靠的运行，使整个制造系统取得最优的社会经济效益。43. 自动化制造系统的人机一体化总体结构3.1 感知层面上的人机联合作用人机一体化制造系统感知层面人的五官感知系统和机器的信息显示系统共同组成，一方面由人感知外界对系统的输入信息，如被加工零件的工艺文件、毛坯信息
7、、作业计划指令和机床参数等，另一方面由机器通过传感器感知制造系统内外部的物理信息，如机床工作状态、排屑状态、加工精度、环境温度、照明、在制品暂存等，并由数据转换系统把这些信息转化为人能感知的形式，由显示形式传达给人，达到信息交互的目的，用于人机间信息交互的载体有文字、数码、图形、语音、声光信号等。人机感知的联合作用体现在：自动化制造系统中机器系统可精确感知系统输入信息，环境信息，人及机器本身的定量信息，并可通过拓宽感知范围感知人类不能感知的信息（如微波、红外、超声波等） ；而人类则利用自身创造性思维与模糊综合判断决策能力的优势，对机器感知和决策出来的信息作一次综合感知，正确识别、判断自动化制造
8、系统所需要的正确输入信息与反馈信息。 （人类感知与机器感知的比较：表 1）因此，通过人机联合感知多维综合信息，充分利用计算机视野广阔、定量感知精确，人对复杂现象模糊定性感知和创造性思维、预判能力强的特点，提高自动化制造系统5信息感制的全面性、可靠性和准确性，为系统智能定量控制提供支持，从而提高整体系统的可控性，改善系统的综合性能。3.2 控制层面上采用人机共同决策在制造系统中，人主要从事形象思维，灵感思维等创造性思维活动，人的中枢神经系统通过对人、机、环境所感知信息的综合处理、判断和决策，向人的肢体运动系统下达执行指令或向机器智能决策系统提供必要信息；机器的智能决策系统根据机器对人、机、环境感
9、知的综合信息进行复杂数据的快速计算和严密的逻辑推理，向人显示运算结果，等候人的进一步指令；或在特殊情况下自动做出必要决策，驱动控制系统或执行系统去执行必要的操作任务。（人类思维和机器思维的比较：表 2）自动化制造系统能根据加工任务信息进行制造过程的动态仿真，并将加工仿真结果显示给人，由人判断该加工方法是否能达到加工要求，若能达到，则可按此方法加工直至达到要求为止这一过程就充分体现了人机联合决策控制制造系统工作的执行效果。控制层面上的人机联合控制有三种控制策略如下：第一种为“机主人辅”控制策略。人在信息综合分析、定性问题处理、模糊控制以及灵巧动作的执行等方面有远远高于机器的能力。所以，制造系统在
10、处理较复杂的加工活6动时，特别是有机器处理非结构化、非线性化、模糊性及随机性强的事件时，往往都要得到人的帮助。另外，在有些情况下，让机器完成复杂控制活动需付出巨大代价，这是“机主人辅”的控制策略就起着减少这种代价的作用。第二种为“人主机辅”控制策略。即由机器的智能决策系统来辅助人进行控制，机器完成人类感知范围以外的信息处理，大规模数据定量处理及严密的快速逻辑推理等工作。如工艺仿真系统，将辅助人完成被加工零件的工艺方案的可视化、动态工程显示和工艺方案的优化。第三种为“人机耦合”控制策略。在人机联合控制的系统中，由于这样或那样的原因，人或机器的单独决策都可能出现失误，因此，人机耦合控制，可在人或机
11、器出现失误时，系统自动切换到另一种控制方式，两者有机配合，从而保证系统的稳定性和可靠性。如客运飞机的有人驾驶和无人自动驾驶系统的配合就属于这种情况。3.3 执行层面上人机交互协作、取长补短、充分发挥各自优势人在制造系统种主要从事灵巧性、协调性、创造性强的操作活动（如发出指令、操作控制台、编写加工程序、机器系统监测、维修以及意外时间的应急处理等） ，而机器系统则主要完成功率大、定位精度高、动作频率高或一些超出人能力范围的操作活动，如数控机床的操作。但是，人7在系统中应该始终处于主导地位，应当充分发挥人在系统中的主导作用。表 2 人类思维和机器思维的比较表 3 人与机器执行能力的比较4.1 自动化
12、制造系统的人机一体化运行机制在人机一体化制造系统中，特别强调人在系统中的主导作用，以及人与机器系统的有机配合，通过人机界面的设计，协调一致地工作。因此，自动化制造系统的运行机制是人体一体化的集成模式。以 FMS 为例其运行机制特点体现在：切削加工、生产调度、工件及刀具贮运、换刀、托盘交换、排屑等工作都由加工中心、机械手、托盘贮运装置、计算机控制系统等完成，人负责对系统进行监控管理、意外事故处理、维修、工件及刀具进出站装卸、预调及安全巡视等工作。整个 FMS 的运行处在人的监控状态下进行。因此，在自动化制造系统的运行过程中，人的监控能力是设计自动化制造系统时必须考虑的重要因素。所谓人的监控能力，
13、是指一个人通过计算机能监控多少台加工中心和物流设备。一个经典的人机一体化 FMS 运行模式如图 1 所示。4.2 自动化制造系统中的作业安全要求自动化制造系统的安全性可采用以下措施来保障：系8统管理软件中应有安全防护的控制部分；采用电子、电气和机械装置连锁防护；在机器人、自动装夹设备、自动更换工件和道具设备的工作区外，设置安全防护围栏，钢丝罩等；机器人和其它自动运送设备的控制系统中，应设计有安全互锁装置，防止停机检修时的意外启动和运转；在有危险的设备和运动部件上安全培训，对作业员工进行安全作业的技术教育和防护措施培训，使他们严格按照安全规程作业。4.3 自动化制造系统中的疲劳及事故预防4.3.
14、1 监控作业中的疲劳预防在自动化制造系统中，随着自动化程度的不断提高，人的作业变得单调、乏味、监控任务减少。单调作业和低负荷，使人的监控警觉性降低，产生信号脱漏，并导致脑力疲劳产生。处于这种状态的人，在自动化制造系统的监控活动中，极易出现操作错误或失误，甚至引起严重事故。可采取以下措施来避免：使操作内容相当复杂化；定期变化工作内容或作业岗位；良好的作业环境。4.3.2 系统中的事故预防（一）事故的物理条件因素：1. 作业者与机器功能分配不适当；2. 工具、作业场所等设计失误；3. 缺少必要的安全装置与防护装置；4. 物理环境对人造成的生理和心理压力。9（二）事故的人为因素：1. 一方面是人的主
15、观行为因素2. 另一方面是人的生理与心里客观因素。（三）导致事故的人的行为因素：1. 训练和技巧，训练的标准不安全；2. 记忆疏忽，全部忘记或记忆错误导致操作无效。（四）导致事故的人的生理与心理因素：1. 性格；2. 生理和生物节律；3. 作业疲劳。5. 结论在新的时代来临之际，人机一体化这一模式强调人与机器系统的最佳匹配，充分发挥人在制造系统中的控制和管理作用，并考虑制造系统与社会、经济环境和人力资源等更大范围的匹配，使自动化制造系统的运行取得最佳的综合效益。参考文献1张根宝. 自动化制造系统M. 北京：机械工业出版社，2006Zhang Genbao.Automation of manuf
16、acture systems.M. Beijing:Mechanical Industry Press,20062蔡自兴. 机器人学M. 北京：清华大学出版社，2000Cai Zixing. RroboticsM. Beijing: Tsinghua University Press ,20003姚永刚. 机电传动与控制技术M. 北京：中国轻工业10出版社，2005Yao Yonggang. Electricaldrive and control techniqueM. Beijing:China Light Industry Press ,2005设计制造一体化的定义（二）第卷第期年月文章编
17、号：（）船海工程面向大批量定制的船舶辅机设计制造一体化集成技术研究陈超。唐文献（江苏科技大学机械动力学院，江苏镇江）摘要：根据船舶辅机的多品种、小批量生产特点，研究面向大批量定制的船舶辅机开发设计技术及实现其设计制11造一体化的集成技术、方法与手段。通过研究可以实现船舶辅机的变批馈定制，快速响应市场和提高企业竞争力，还可以利用现有模块创造出新产品，提高产品创新能力，缩短产品开发周期；通过基于的船舶辅机大批量定制系统，实现船舶辅机设计制造一体化及其信息、资源的共享和重用。关键词：船舶辅机；大批量定制；设计制造一体化中图分类号：文献标志码：，（。12，）：。，13，14。15：；信息技术的进步及广
18、泛应用，使得世界制造业进入了一个新的发展时期，呈现出全球化、信息化、敏捷化、网络化、虚拟化和绿色化的发展趋势 。信息技术的发展，制造业的全球化、信息化的趋势已成为必然。面对全球化和信息化的浪潮，为提高制造业的信息化和现代化水平，世界各国纷纷制定了各种层面的信息化研究发展计划 ，对船舶辅机产品来说，目前国内相关设计与收稿日期：修回日期：作者简介：陈超（一） ，男，博士，讲师。研究方向：物流与自动化、系统设计。16：制造一体化水平远落后于船舶制造，因此提高船舶辅机产品的设计与制造水平是亟待解决的问题。国内有关船舶辅机产品的相关一体化设计与制造技术目前还存在许多问题。诸如：船舶辅机制造企业采用不同的
19、软硬件和数据平台，使用环境不统一，信息不共享， “孤岛”现象严重；企业技术与管理“两层皮”现象严重；随着造船技术的发展，船舶辅机产品与船舶之间功能、性能等不匹配。企业信息化能够帮助企业利用技术提高业务流程的效率并提升竞争优势，也是船舶工业能否实现远景规划的关键因素。因此，建立基于信息化技术的船舶辅机设计制造一体化集成系统万方数据 面向大批量定制的船舶辅机设计制造一体化集成技术研究陈超，唐文献具有重要的理论价值和现实意义。）面向大批量定制的船舶辅机配置设计及仿真技术与方法的研究，有利于加速传统设计向预测设计和仿真设计的转变。17）基于信息化技术的船舶辅机设计制造一体化集成系统的研制，是促进船舶辅
20、机研制过程数字化的重要手段。）近几年国内相继开展的并行工程、集成化平台、虚拟制造、智能制造等一系列先进的设计、制造理念及其关键技术的研究，取得了许多值得推广应用的成果，因此，本项目的研究有利于促进和推动上述相关技术的研究、应用和发展。国内外研究概况大批量定制的概念自年由正式提出以来，在制造领域受到了广泛的关注引。这种被认为是后工业时代信息时代新的生产方式，解决了长期困惑制造业的两难问题：要使产品满足客户个性化的需求；要使产品的成本和交货期与大批量生产的产品相同或相接近。高、新技术的研究、发展和应用已将船舶辅机的设计、制造技术推进了高速发展的轨道，其总体及相关产业的发展趋势突出表现在以下几个方面
21、。）高参数发展趋势，高参数包括大规格、高速率、高精度、高压力等，如川崎重工电动液压舵机的高可靠性、高耐久性、高精度以及适应舵板负荷特性的“扭矩特性。为18追求更“静”的甲板机械而研制的“川崎低噪音”，满足进一步高压化的要求并同时实现低噪声化。）多功能发展趋势，集多种功能于一体。）全自动化发展趋势，实现无人操作（碟型分离机） 。）新材料发展趋势，提高设备的机械性能。）机型多样化发展趋势，如实现对可压缩、高精度、高分散性的难分离物料、微粒子进行有效的分离。总体来看，我国的船舶辅机设计制造水平不断发展，但与国外先进水平相比存在较大差距。如分离机械，品种规格少，不能完全满足国内生产需要；分离机理和应用
22、技术研究落后，新产品开发速度慢，制造工艺落后，生产效率低，产品的可靠万 方数据性及稳定性较差，技术水平和自动化水平较低，配套设备和材料不能满足生产的需要，尤其是产品的质量、可靠性很不稳定。这些差距，除了制造技术上的差距外，更重要的是管理上的差距。一体化集成技术的具体实施有关船舶辅机产品制造一体化集成技术主要包括辅机产品及过程建模、辅机产品定制设计方法和集成系统研究方面内容。辅机产品及过程建模大批量定制的基本特征之一就是相似性。实施大批量定19制的关键是识别和利用大量不同产品和过程中的相似性，包括几何相似性、结构相似性、功能相似性和过程相似性等。通过相似性分析，利用标准化、模块化和系列化等方法建
23、立典型产品模型和典型工艺文件，达到减少产品的内部多样化、提高零部件和生产过程的可重用性目的。辅机产品和过程的相似性分析产生的结果。）零部件参数提取，包括几何参数、工艺参数等。）以尽可能少的零部件组成产品。）尽可能少的工艺装备；）优化的生产过程。零部件主模型的建立，即是利用一些关键的参数来描述零部件外形和尺寸之间的联系，从而通过主模型中一组数值的改变，就可以得到派生的零件变型。零部件主模型包括：）辅机零部件的几何模型。）辅机零部件的事物特性表（几何特性、功能特性、算法特性、工艺特性和辅助特性等信息的集合） 。零部件主模型建立之后，建立零部件的主模板，包括程图模板、工艺过程规划模板和程序模板等。通
24、过这些模板可以派生该零部件的工程图、工艺、程序等。最终建立一个可配置的船舶辅机模块化产品系统。由此，根据不同客户的要求派生定制产品的结构。具体实现方式20就是通过了解产品模块的所有可能组合，建立产品基本模块的层次结构，然后添加可选模块进行定制。辅机产品定制设计方法研究船舶辅机产品的定制设计采用配置设计与变第期船海工程第卷型设计相结合的方法实现，其研究内容包括基于知识驱动的配置设计方法及其过程管理和变型设计。基于知识驱动的配置设计基本思想是将客户个性化产品需求转化为产品的功能需求，进而匹配为对应的丁程参数或程规则；根据已记录的不同类型的产品开发知识及规则之间的关系来计算工程参数对产品配置的影响；
25、经过推理，实现知识驱动产品配置。原理见图。个性化定制需求功能需求配置二二二二工二工程参数匹配规则库二工分析汁算于知只的推删机二二二工二配置产品仿真与优选21蓍磊黼图知识驱动配置设计原理定制产品的配置过程中所用的知识用来策划、设计和配置产品，所有的工程知识以统一的“规则”形式来表示工程产品不同参数和属性之间的相互关系。这些工程规则可以用电子表格的形式来组织。知识驱动的定制产品配置没计需研究和突破以下技术和方法：配置知识的获取；配置知识的表达；配置知识的管理；配置规则定义。基于知识驱动的配置设计过程见图。客户配置清单（肯移参数）功能眦置圄圄圄寨誊知识驱动配置约束库生成产晶部件清单是丫数据库霭歼蛔厂
26、、西打俪仿真一。22产完整零部件树配置盥舆酾融图产品配置过程万 方数据首先根据待开发产品对象，可以收集、整理、归纳和抽象出设计工程所用到的二程知识，建立具有统一格式、开放的数据库，完成成熟产品的实例库、知识库以及模板库和约束库的组织和构造，完成智能功能配置；然后利用知识库中的知识定义分析计算产品性能的驱动规则，建立由这些驱动规则组成的设计过程；由工程知识、工程参数和驱动规则，通过基于知识、模型的推理方式来驱动配置产品的形成。当用户变换产品的工程参数、修改驱动规则以及更新工程知识和调整工程规则时，系统能重新形成产品的配置方案。利用仿真数据库，用户还可以建立产品配置的仿真模型，对定制的产品进行建模
27、和仿真，从需求及定制的深度、设计成本等方面考察所配置产品的合理性及能否满足客户化的个性需求，并给出是否需要再配置的建议。同时为再设计及下游活动的顺利进行提供参考信息。23面向大批量定制的船舶辅机定制系统的开发基于并支持船舶辅机大批量定制的设计制造一体化集成系统结构见图所示。图基于的船舶辅机大批量定制集成系统在建立产品模型和过程模型的基础上，通过船舶辅机产品的大批量定制的数据库、知识库、模型库以及仿真数据库的支持，可以完成辅机产品包含需求设计、概念设计、逻辑设计以及物理设计等内容的建模设计过程，还可以实现产品结构的构建、产品或零部件参数创建、约束关系创建、个性需求订单的生成等功能，要实现大批量定
28、制的核心内容则是需要构建一个基于“数据资源信息库”的大批量定制产品快速响应系统。该系统涉及产品信息、过程信息、人员信息以及资源信息等的获取、存储和处理。面向大批量定制的船舶辅机设计制造对客户或市场的快速响应依赖于技术信息和管理信息。面向大批量定制的船舶辅机设计制造一体化集成技术研究陈超，唐文献系统集成的主要任务是应用系统集成、异构软件接口开发、产品定制等。参考文献吴锋，李怀祖，韩新民关于大批量定制的思考24亡 结束语本文以客户化需求为目标，结合船舶辅机的工业工程与管理，（）：唐文献，李莉敏，方明伦，等支持产品创新的协同开发平台研究与实现 ，南京理工大学学报，（）：多品种、小批量生产特点，通过面
29、向大批量定制的船舶辅机产品模型的建立，研究船舶辅机大批量定制的配置设计技术和变型设计技术；构建基于的船舶辅机大批量定制设计制造一体化集，25 ，（）：成系统。基于知识驱动的船舶辅机快速配置设计与仿真技术相结合，促进船舶辅机的仿真开发，提 ，高船舶辅机关键技术的自主创新能力及国产化设备装船率。（） ，（）：（上接第页）提出了一种电子海图的显示方案。在平台上嵌入控件，开发出了具有较高显示速度和较好显示效果的电子海图显示系统。并可在此基础上实现后续开发，叠加信息、雷达信息和实现导航功能等。26参考文献孟婵媛，翟京生，陆毅数据的组织与实现 测绘学院学报，（）：图电子海图显示软件界面王俊玲电子航海图二进
30、制数据格式转换的实现利用该方案，开发的电子海图显示系统已被成功应用于某船舶监测系统中，具有良好的显示效果，达到了用户对系统性能指标的要求。 集美大学学报，（）：谭晓智，赵德鹏，王德强符合规范电子海图系统的设计与实现 大连海事大学学报，结束语为加快电子海图在我国的应用与普及，本文杨（春）金：，潘玲。在电子海图中的应用与实现 船海工程，（）：27万方数据 面向大批量定制的船舶辅机设计制造一体化集成技术研究作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：陈超， 唐文献， CHEN Chao， TANG Wen-xian 江苏科技大学,机械动力学院,江苏,镇江,212003 船海工程SHIP 李怀祖;
31、韩新民 关于大批量定制的思考期刊论文-工业工程与管理 2001(02)2. 唐文献;李莉敏;方明伦 支持产品创新的协同开发平台研究与实现期刊论文- 南京理工大学学报 2004(04)3. ALEXANDER F;GERHARD F;DIETMAR J Conceptual modeling for configuration of mass customizableproducts 外文期刊 2001(02)4. BROWN D C Defining configuring 1998(04)本文读者也读过(10 条)1. 哈电机:全方位实现设计制造一体化期刊论文- 中国制28造业信息化 200
32、9(20)2. 王文理. 王师雨. 窦蓉. 薛启. 杨威. 彭建新. 李海英. 孙斌. 詹赳 某设计制造一体化应用工程中的集成制造分系统的设计与开发期刊论文- 航空制造技术 2004(8)3. 赵永顺. 邓家提. ZHAO Yong-shun. DENG Jia-ti CIM环境下现代设计制造一体化技术与方法期刊论文-计算机集成制造系统 2000,6(3)4. 陈海龙. CHEN Hai-long 制造业配套企业设计制造一体化管理构想期刊论文- 科技与管理 2008,10(5)5. 蔡克宇. 石磊 面向产品电讯性能的微波模块设计制造一体化技术的研究会议论文-20026. 谈凤奎. 李伯虎. 陈
33、英香. 白书清 柔性设计制造一体化系统集成技术研究与应用期刊论文-航天工艺 2001(4)7. 杜赟曦. 龚京忠. 李国喜. 吴宝中 卫星数字化设计制造集成平台会议论文-20068. 姚化利. YAO Hua-li 大型绳索类甲板机械试验设施技术与经济分析期刊论文- 机电设备 2006,23(6)9. 杨凤泉 电子装备设计制造一体化技术综述期刊论文-电讯技术2001,41(6)10. 张绚丽. 马金仓. ZHANG Xuan-li. MA Jin-cang 通信天线分波器设计制造一体化技术应用研究期刊论文-电子机械工程 2005,21(1)29本文链接：.cn/Periodical_whzc200805037.aspx
