基于CPS的车间智能制造系统架构及实施研究

根据制造企业工厂/车间生产组织结构的层级划分方法,基于信息物理系统的实现原理,提出了一种工厂/车间智能制造系统的总体架构设计方法,并介绍了系统各组成要素的构成.根据所提出的架构,讨论了基于信息物理系统的工厂/车间智能制造系统的实施问题.所提出的设计和实施方法为工厂/车间智能制造系统建设提供了参考.     

机械加工行业单元级CPS的研究与设计

信息物理系统CPS(Cyber-Physical Systems)在高端装备制造业和复杂流程制造业,尤其是航空航天、国防、船舶、电力、石油化工等行业的应用研究,主要集中在安全和高性能架构、建模与分析上。在传统机械加工行业,由于其离散制造的特质,CPS应用首先要实现单元级数控机床的可视、可控、可互操作。现结合机械加工行业在智能制造方向的发展前景分析,提出一种单元级CPS的思路和框架,并基于Fanuc数控机床进行非嵌入外挂式的单元级CPS实现,最后从应用扩展和实效性角度讨论了机械加工行业单元级CPS的几点关键挑战。     

面向智能制造的柴油机数字化车间构建与实施

数字化车间技术是数字化、自动化、物联网技术(IoT)在制造业车间的典型应用,它将柔性制造技术与工艺设计系统、智能识别技术、生产组织系统以及其他管理系统的信息进行高度集成,构成具有综合信息流及自动化性质的集成制造系统.本文结合国内柴油发动机行业智能制造生产线建设的先进经验,研究了面向智能制造的柴油发动机数字化车间建设的基...     

离散车间制造物联网及其关键技术研究与应用综述

物联网在制造领域的深度渗透和落地应用催生了一种以"物物互联、泛在感知"为特征的新型制造技术—制造物联网。在解析制造物联网基本概念、特征和应用需求的基础上,以多源制造数据的感知、传输、分析和应用为主线,阐述了面向离散车间的制造物联网关键技术;通过分析国内外制造物联网技术的相关应用研究文献,分别从车间制造资源管理、生产过程调控、车间物流优化、质量监控与追溯、智能服务与保障5方面,总结了制造物联网在离散车间的应用模式;基于制造物联网核心技术的应用和发展需求,以及与云制造、大数据、信息物理系统的紧密关联,探讨了智能制造背景下制造物联网的未来发展趋势。     

基于CPS的车间设备物联网架构及技术研究

设备互联和信息互通是车间智能制造系统建设的两个典型特征.随着物联网技术的发展和广泛应用,基于物联网的智能车间设备互联技术受到越来越多的关注.针对制造企业的智能车间设备互联问题,基于CPS实现原理和物联网参考架构,提出了一种智能车间设备物联网系统的总体架构,并对系统实施技术进行了研究,所提出的方法为智能车间设备互联提供了...     

基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用

为实现多种设备的数据通信和统一信息管理,提出了一种基于OPC统一架构(OPC UA)的智能制造车间数据通信技术,对其通信原理和网络架构进行了讨论,提出了OPC UA与工业机器人操作系统ROS和传感器嵌入式系统等设备的整合方案,并在案例研究中详细讨论了基于Python语言的数据通信程序设计方法,开发了基于OPC UA的车间制造执行层(MES)机器人监控模块。实际应用结果表明,基于OPC UA的数据通信技术具有很高的通用性和兼容性,可有效实现智能车间设备信息的数据集成和统一管理。     

把握智能制造技术 迎接智造机床未来——工业4.0的启示

介绍先进制造业在国家发展战略中的地位和发展愿景。利用制造技术、数字技术、智能技术、信息通信技术以及网络技术的交叉融合,变革制造方式、经营管理和服务模式,创新智造思维和新技术的集成应用,开启未来机床智造。     

智能制造及其关键技术研究现状与趋势综述

新一代信息技术、人工智能等迅猛发展及其在制造领域的融合不断促使各先进制造国家积极探索智能制造的发展战略,以实现全制造流程与全生命周期数据的互联互通、业务的协同联动及决策的动态优化,最终达到制造系统的智能化、协同化、透明化、绿色化。为更全面地理解智能制造的内涵、现状与趋势,本文详细介绍了智能制造的历史与起源、制造模式的发展与演化,分析了国内外典型智能制造战略的内涵与特点,并从中抽取了若干影响智能制造有效实施的关键使能技术。最后,结合团队在智能制造领域近年来的研究基础,分析和讨论了智能制造未来的发展趋势。     

人工智能视角下的智能制造前世今生与未来

以大数据和深度学习为代表的新一代人工智能将对制造业产生颠覆性影响,为了更好地理解人工智能和智能制造之间的关系以及把握智能制造发展演化规律和趋势,从人工智能发展角度来探讨智能制造的过去、现在与未来,将智能制造发展分为以符号逻辑推理为基础的第一代智能制造和以物联网、云计算、信息物理系统、社会信息物理系统、大数据和深度学习等新一代信息通讯技术为基础的第二代智能制造,并对两者进行了关联对比分析,最后展望了未来人工智能与智能制造的发展。     

智能制造装备的发展现状与趋势

智能制造装备是先进制造技术、信息技术以及人工智能技术在制造装备上的集成和深度融合,是实现高效、高品质、节能环保和安全可靠生产的下一代制造装备。在综述了智能制造装备国内外发展现状的基础上,重点论述了智能制造装备的内涵及其发展重点,并得出结论,认为德国的"工业4.0"和美国的工业互联网装备将是智能制造装备未来的发展方向。     

离散制造型数字化车间技术架构与关键技术研究

分析离散制造的特点,研究数字化车间的技术架构,定义了数字化车间信息流与数据交互。为我国离散制造企业规划和建设数字化车间提供了可参考的方向和依据。     

智能制造车间数据采集和预处理方法研究

为了解决智能制造车间中数据采集困难以及采集到的数据多、杂等问题,从数据采集出发,提出了一种针对智能制造车间的设备资源数据和物料资源数据的数据采集框架。随后,结合采集数据的特点,提出了对应的数据清洗以及数据降维的方法,并在某企业制造车间对提出的方法进行了验证。实验证明,该数据预处理方法具有可行性和优越性。     

HCPS视角下智能制造的发展与研究

基于"以人为本"和"两化融合"的理念,人—信息—物理系统(HCPS)为认识和发展新一代智能制造提供了理论支撑.为了更好地理解HCPS和智能制造之间的关系,以及把握智能制造的发展趋势,详细分析了HCPS的系统组成与内涵,在此基础上,讨论了智能制造的发展演进和新一代智能制造的主要特征.基于HCPS视角综述了智能制造的相关研究进展,包括新一代人工智能、新一代智能制造、智能制造与其他系统融合等方面.最后,从人、信息系统、物理系统及系统集成等角度提出发展建议,以期为我国相关领域践行HCPS理念与发展智能制造技术提供参考.     

基于信息化与数字化的特种电缆智能制造车间方案

电线电缆行业作为劳动密集型制造业,其存在自动化程度低、作业环境差、员工劳动强度大、过程质量管控难等痛点。特种电缆是电线电缆行业高端产品的代表,其特点是高质量、高可靠性、低交付周期。为实现满足高质量要求下的按时交付,提出一种基于信息化与数字化的特种电缆智能制造车间方案。方案在信息化技术方面,以ERP系统（企业资源计划系统）为总成,连接GSM（集团销售管理系统）与MES（制造企业生产过程执行管理系统）系统,建立贯穿产品订单、排产、生产、发货等过程的一体化管理系统。方案在数字化方面,以中央控制系统为集成,建立数字化生产线、集中供料、AGV（自动导向运输车）半成品及成品流转等子系统,实现车间的原材料、半成品、成品的自动流入与流出。该方案在节省人员劳动强度的情况下,实现了环境优化、生产优化及质量优化,较之传统制造方案,节约人工10人,生产合格率提升5%,生产效率提高15%。     

[设备健康管理]基于CPS方法与脆弱性评估的制造系统健康状态智能诊断

现有的制造系统健康管理技术很少应用信息物理系统(CPS),也很少有学者从脆弱性的角度探究制造系统的“病因”。根据制造系统的结构特征和健康管理技术原理,提出在其关键设备上嵌入基于CPS与脆弱性分析的健康管理模块,以实现系统健康状态与影响因素的在线动态分析。重点研究基于脆弱性的系统健康状态判断方法、基于数据驱动的制造系统性能异常判断和亚健康状态下设备异常因素的识别。基于嵌入式CPS的制造系统设备健康状态诊断与分析可以根据设备服役过程中的脆弱性状况判断设备的健康状态,基于数据驱动的设备异常因素判断方法可以监测设备服役过程中的性能参数变化情况,及时判断造成设备异常的关键因素。通过柔性制造系统仿真实验,证明了所提方法可实时判断系统的健康状态,有效识别导致设备亚健康状态的性能参数。     

基于智能制造中的机电一体化技术研究

现代社会发展水平的不断提升同步带来了科学技术的发展与更新,机电一体化技术是一种集中电子技术、机械技术、计算机与信息化技术与一体的现代机械技术,其正逐步取代传统的人工操作模式,为现代工业生产提供了无限的可能.正是由于机电一体化所具有的这些优势使得其在智能制造中的重要性不断提升,基于此,本文就机电一体化技术在智能制造中应用...     

分布式自主协同制造——一种智能车间运行新模式

为实现生产异常的实时监控、精准预测和快速响应,针对当前以制造执行系统为核心的传统车间运行模式一直存在的异常响应缓慢、决策实时性差、系统稳定性低等问题,提出一种智能车间运行新模式——分布式自主协同制造。阐述了智能车间的分布式自主协同制造的概念、体系架构和运行机制等,探讨了智能车间的分布式自主协同制造的关键技术和特点。最后指出,分布式自主协同制造模式为智能车间的实时管控和运行优化提供了一种有效途径,有可能成为未来复杂离散制造车间的主要运行模式之一。     

智能制造专利热点技术竞争态势研究

为全面了解国内智能制造技术研发现状和竞争态势,从专利信息的角度,以国家知识产权局知识产权出版社中国专利数据库为数据源,分别从技术发展总体趋势、技术竞争区域、技术竞争重点领域、技术竞争主体四个方面进行深入分析,揭示了国内智能制造专利技术研发重点和趋势,以及主要竞争主体的专利布局和技术优势,为促进国内智能制造技术发展提供借鉴和参考。