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智能制造系统构架-智能制造系统的特点-智能制造系统根基要素

发布时间 : 2020-03-12 12:12:10 浏览: 222次 来源:安博电竞 作者:安博电竞
安博电竞

智能制造系统是由智能机械和人类专家构成的人机集成智能系统。在制造进程中,它可以摹拟人类专家的智能勾当,经由过程计较机以高度矫捷和集成性差的体例进行阐发、推理、判定、构想和决议计划,从而代替或延长制造情况中人的部门脑力劳动。

  同时,搜集、记忆、完美、同享、整合和成长人类专家的智能。 特点:自我组织能力自我进修和自我保护能力在全部制造情况中获得智能继续。

智能制造

  智能制造系统架构

  智能制造系统构架经由过程生命期、系统品级和主动化功能3个层面搭建进行,首要处置智能工场尺度系统架构和框架布局的三维建模切磋。如图已知1如图。

智能制造系统架构

   图 1 智能制造系统架构

  1、生命周期

  生命周期是一系列彼此联系关系的价值缔造勾当,包罗设计、出产、物流、发卖和办事。生命周期中的勾当是彼此联系关系、彼此影响的。生命周期组成因行业而异。

  2、系统层级

  系统品级由下而上共五层,各自为机械装备层、把持层、出产车间层、企业层和协作层。智能工场的系统品级表现兵器设备的智能化系统和互联网和谈(iP)化,和网路的扁平化成长趋向。此中包罗:

  (1) 装备层级包罗传感器、仪器仪表、条码、射频辨认、机械、机械和装配等,是企业进行出产勾当的物资手艺根本;

  (2) 节制层级包罗可编程逻辑节制器(PLC)、数据收集与监督节制系统(SCADA)、散布式节制系统(DCS)和现场总线节制系统(FCS)等;

  (3) 车间层级实现面向工场/车间的出产治理,包罗制造履行系统(MES)等;

  (4) 企业层级实现面向企业的经营治理,包罗企业资本打算系统(ERP)、产物生命周期治理(PLM)、供给链治理系统(SCM)和客户关系治理系统(CRM)等;

  (5) 协同层级由财产链上分歧企业经由过程互联收集同享信息实现协同研发、智能出产、精准物流和智能办事等。

  3、智能功能

  智能功能包罗资本要素、系统集成、互联互通、信息融会和新兴业态等五层。

  (1) 资本要素包罗设计施工图纸、产物工艺文件、原材料、制造装备、出产车间和工场等物理实体,也包罗电力、燃气等能源。另外,人员也可视为资本的一个构成部门。

  (2) 系统集成是指经由过程二维码、射频辨认、软件等信息手艺集成原材料、零部件、能源、装备等各类制造资本。由小到年夜实现从智能设备到智能出产单位、智能出产线、数字化车间、智能工场,甚至智能制造系统的集成。

  (3) 互联互通是指经由过程有线、无线等通讯手艺,实现机械之间、机械与节制系统之间、企业之间的互联互通。

  (4) 信息融会是指在系统集成和通讯的根本上,操纵云计较、年夜数据等新一代信息手艺,在保障信息平安的条件下,实现信息协同同享。

  (5) 新兴业态包罗个性化定制、长途运维和工业云等办事型制造模式。

  4、示例解析

  智能制造系统构架经由过程3个层面揭示了智能制造的全貌。为更好的解析和理解系统架构图,以可编程逻辑节制器(plc)、工业机械人和工业互联网为例,从点、线、面三个方面诠释智能制造重点范畴在系统架构中所处的位置和其相干尺度。

  (1)可编程逻辑节制器(PLC)

智能制造系统架构

   图 2 PLC在智能制造系统架构中的位置

  PLC位在智能制造系统架构生命周期的出产环节、系统层级的节制层级,和智能功能的系统集成,如图2所示。已发布的PLC尺度首要包罗:

  GB/T 15969.1可编法式节制器 第1部门:通用信息利用和实现导则

  IEC/TR 61131-9可编法式节制器 第9部门:小型传感器和履行器的单量数字通讯接口(SDCI)

  (2)工业机械人

智能制造系统构架-智能制造系统的特点-智能制造系统基本要素

   图 3 工业机械人在智能制造系统架构中的位置

  工业机械人位在智能制造系统架构生命周期的出产环节、系统层级的装备层级和节制层级,和智能功能的资本要素,如图3所示。已发布的工业机械人尺度首要包罗:

  GB/T 19399-2003 工业机械人 编程和操作图形用户接口

  GB/Z 20869-2007 工业机械人 用在机械人的中心代码正在制订的工业机械人尺度首要包罗:

  20120878-T-604 机械人仿真开辟情况接口

  20112051-T-604 开放式机械人节制器通信接口规范

  (3)工业互联网

智能制造系统构架-智能制造系统的特点-智能制造系统基本要素

   图 4 工业互联网在智能制造系统架构中的位置

  工业互联网位在智能制造系统架构生命周期的所有环节、系统层级的装备、节制、工场、企业和协同五个层级,和智能功能的互联互通。已发布的工业互联网尺度首要包罗:

  GB/T 20171-2006 用在工业丈量与节制系统的EPA系统布局与通讯规范

  GB/T 26790.1-2011 工业无线收集WIA规范 第1部门:用在进程主动化的WIA系统布局与通讯规范

  GB/T 25105-2014 工业通讯收集 现场总线规范 类型10:PROFINET IO规范

  GB/T 19760-2008 CC-Link节制与通讯收集规范

  GB/T 31230-2014 工业以太网现场总线EtherCAT

  GB/T 19582-2008 基在Modbus和谈的工业主动化收集规范

  GB/Z 26157-2010 丈量和节制数字数据通讯 工业节制系统用现场总线 类型2:ControlNet和EtherNet/IP规范

  GB/T 29910-2013 工业通讯收集 现场总线规范 类型20:HART规范GB/T 27960-2011 以太网POWERLINK通讯行规规范

  智能制造系统的特点

  一个智能制造系统兼具哪些的特点才可谓智能制造?起码有五点:人机集成一体化,虚拟实际手艺,兼具自组织和超融性的能力,兼具自学能力和本身系统保护能力,有严酷自律的能力。下面我们来进行解析,甚么是严酷自律能力?

  一个机械,一个机械装备要可以或许严酷自律,起首它必然要可以或许认知,认知和理解情况信息和自己信息,并进行阐发和分辩来归划自己的形为和能力。兼具严酷自律能力的机械装备称之为主动化机械,主动化机械在必然水平上表現出自发性、介入性、个性时尚,乃至彼此之间可以或许兼顾调和、运作、竟争,要有严酷自律的能力,可以或许认知情况的转变,可以或许随着情况的转变本身提出计谋来调剂同一步履。要包管这一些,必然要有壮大的撑持度和記憶撑持的建模为根本,它才可能兼具严酷自律能力。

  智能制造系统不仁慈是一小我工智能手艺系统,只是人机对战集成化的智能节制系统,它不但有发散性思惟、思惟能力,并且兼具设计灵感。它可以或许零丁地担当起阐发、分辩、计谋的任務。人机对战集成化的智能节制系统,在主动化机械的协助下可以或许更好的阐扬出人的潜力,令人机之间表示出一种同等共事、相互理解、相互协作的关系。是以,在智能制造系统傍边,高本质、高智能的人将阐扬更好的感化。机械智能和人的智能能真实的集成在一路,彼此共同、相得益彰,永久是人机一体化的。

  比来一段时候以来,我国浙江、江苏、广东都提出了机械换人,因为劳动力重要,招工坚苦,劳动力本钱上升,他们提出了机械换人。当局拿出年夜量资金来补助企业,假如你实行机械换人,当局补助30%。如许做以后发现,引进一些设备机械人来以后会操作了,他要的人的本质完全变了。本来是通俗劳动者,农人工颠末练习便可以做了,机械人来以后,人反而不顺应了。具有编程的人要让机械报酬你办事,要保护机械人,人跟不上了。所以我们在设备不竭改良的同时,其实工作情况、工作前提对人的要求也都产生了转变。

  虚拟实际,实现虚拟实际手艺也是实现高程度的人机一体化的要害手艺之一,虚拟实际手艺是以计较机为根本,融会旌旗灯号处置、动画手艺、智能推理、猜测、反真多媒体手艺为一体,借助多种音像和传感器,虚拟展现实际糊口傍边各类进程、部件,因此可以或许摹拟制造进程和将来的产物。从感官和视觉上给人取得完全如真实的感触感染,它的特点是可以依照人的意志、意念来转变,这类人机连系的新一代的智能界面是智能制造的显著特点。

  我们弄主动化工场,物流主动化也能够操纵虚拟实际的手艺,我给你设计一条出产线,这个出产线将来是甚么样的,机械是怎样样的动作?我可以经由过程我的设计,经由过程虚拟实际给你展现出来,机械还没出来,但我可以给你供给将来全部出产线是甚么样的,机械设备是怎样样的动作,物流是若何搬运的勾当都可让你事前看到。我们面临虚拟实际来会商这个方案,你认为哪一个处所还不适合需要改良?

  自组织和超融性,在智能制造系统傍边,各构成单位可以或许按照使命的需要自行的构成一种布局,它的容性不但表示在运行体例,并且表示在布局情势上,所以称这类融性叫超融性。就似乎一群人类专家构成的群体,它具有一种生物的特点。按照情况的转变,它可以有自组织的能力。

  进修能力和自我恢复能力。智能制造系统里可以或许在实践傍边不竭充分常识库,具有自进修能力。在运行傍边能进行故障诊断,并对故障进行解除,自行恢复能力。这类特点是 智能制造系统 可以或许自我优化,顺应各类复杂的情况。作为智能制造,应具有如许的特点。

智能制造系统构架-智能制造系统的特点-智能制造系统基本要素

  智能制造系统根基要素

  智能制造系统架构经由过程生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成,首要解决智能制造尺度系统布局和框架的建模研究。

  生命周期是由设计、出产、物流、发卖、办事等一系列彼此联系的价值缔造勾当构成的链式调集。

  系统层级包罗装备层、节制层、车间层、企业层和协同层,共五层。智能制造的系统层级表现了设备的智能化和互联网和谈(IP)化,和收集的扁平化趋向。

  智能功能包罗资本要素、系统集成、互联互通、信息融会和新兴业态五层。

  (1)资本要素包罗设计施工图纸、产物工艺文件、原材料、制造装备、出产车间和工场等物理实体,也包罗电力、燃气等能源。另外,人员也可视为资本的一个构成部门。

  (2)系统集成是指经由过程二维码、射频辨认、软件等信息手艺集成原材料、零部件、能源、装备等各类制造资本。由小到年夜实现从智能设备到智能出产单位、智能出产线、数字化车间、智能工场甚至智能制造系统的集成。

  (3)互联互通是指经由过程有线、无线等通讯手艺,实现机械之间、机械与节制系统之间、企业之间的互联互通。

  (4)信息融会是指在系统集成和通讯的根本上,操纵云计较、年夜数据等新一代信息手艺,在保障信息平安的条件下,实现信息协同同享。

  (5)新兴业态包罗个性化定制、长途运维和工业云等办事型制造模式。

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