智能制造理论体系架构研究

从制造技术的发展变迁和面临的新挑战出发,分析了针对智能制造内涵及特征的认知发展过程,给出了对工业4.0时代智能制造的新认识,进而提出了智能制造理论体系总体架构,该体系架构由8个模块构成:理论基础、技术基础、支撑技术、使能技术、核心主题、发展模式、实施途径和总体目标。分别阐述了体系架构中的总体目标、核心主题、支撑技术和使能技术四大模块的具体内容,讨论了推进和实施智能制造的基本原则和技术路线,展望了未来制造的新形态和新特征。     

敏捷制造的总体技术研究

探讨了敏捷制造的方法论和关键技术,提出了敏捷制造的总体技术体系,该体系包括敏捷制造方法论和敏捷制造综合基础两大部分;前者包括敏捷制造哲理、敏捷制造描述体系和敏捷制造实施方法三大部分,后者包括敏捷制造的三层基础结构（信息基础结构、组织基础结构和智能基础结构）和上类使能技术（敏捷制造信息服务技术、敏捷管理技术、敏捷设计技术、可重组可重用的制造技术）,为敏捷制造的实施提供了一个指导性框架。     

中小企业云制造服务平台共性关键技术体系

为了给我国广大中小企业充分利用和共享社会制造资源、提升企业综合竞争能力提供重要支撑手段,分析了中小企业云制造服务平台的特点,建立了中小企业云制造服务平台共性关键技术体系框架,阐述了中小企业云制造服务平台的主要核心理论和技术、平台标准和规范、平台体系架构、平台共性引擎和共性管理工具、平台服务和运行模式、平台应用体系架构等共性技术方面的研究思路和研究内容,为进一步深入和系统开展中小企业云制造服务平台的研究、开发、实施和应用奠定了基础.     

面向服务的智能制造

新一代信息技术(如物联网、大数据、云计算、数字孪生等)与制造的融合发展,促使各制造强国纷纷出台各自的先进制造发展战略,如美国的"工业互联网"和德国的"工业4.0"等。同时,在"制造强国"和"网络强国"大战略背景下,我国也先后出台"中国制造2025"和"互联网+"等制造业国家发展实施战略。其共同主题之一是结合和使用新一代信息技术和人工智能技术,实现制造的物理世界和信息世界互联互通与融合,最终实现智能制造。同时,服务也被各制造强国共同列为实现智能制造的关键技术内容之一。智能服务已成为产业模式变革的核心,制造业的服务化趋势日益凸显。在分析总结智能制造的发展趋势和典型特征基础上,结合新一代信息技术与服务的思想,探索提出了面向服务的智能制造(Service-oriented smart manufacturing,SoSM),设计了SoSM的实施架构,讨论了SoSM的内涵、关键实施技术与未来研究方向。     

基于SOA的数控加工厂云制造平台架构

为了满足数控加工厂灵活开发设计新业务的需求,快速响应业务环境的变化,简化服务的交付,实现数据中心的动态基础架构,提出了基于So A理念以及支撑技术构建面向服务的数控加工厂云制造平台架构,从数控加工厂的So A架构和制造云两方面对该云制造平台架构进行了描述,探讨了平台涉及到的核心关键技术,如数控机床智能保障系统、工艺优化系统、现场应用管理系统。为数控加工厂服务型云制造提供技术支撑。     

智能制造体系架构、参考模型与标准化框架研究

为了在智能制造发展进程中通过实施模型驱动的系统工程技术与构建标准化框架来占领制造业发展的战略制高点,比较了主流智能制造的体系架构与参考模型,提出面向信息技术应用的智能制造活动的参考模型,并据此构建了智能制造的标准化框架。对2015年国家智能制造标准体系建设指南、德国工业4.0发展路线图和美国国家标准技术研究所在美国再工业化、工业互联网发展浪潮下提出的智能制造生态体系结构进行了比较和分析,提出智能制造信息系统应用架构,并形成了智能制造标准化参考模型,推导出了智能制造标准化框架。     

企业智能化制造体系构建与实施

正随着信息技术与先进制造技术的高速发展,以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线等智能制造技术体系初步形成,以"数字化智能制造"为核心的新工业革命浪潮已经到来。对于行业来说,智能化制造技术不但可以提高产品对动态多变市场的适应能力和静力,并且使生产过程不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析、生产管理、加工和装配、销售、维修、服务,以及再制造的全过程。技术、人、管理和信息的四维集成让智能化制造体系拥有极高的生产效率。     

先进制造技术与系统第二讲 智能制造—21世纪的制造技术

论述智能制造技术和智能制造系统产生的背景；分析智能制造的概念、研究内容以及支撑技术；探讨智能制造系统的结构；概述了智能制造的发展概况。     

面向2035的智能制造技术预见和路线图研究

近年来,我国围绕智能制造技术及其应用开展了大量研究工作,面对智能制造不断涌现的新技术、新理念、新模式,为更好推动后续智能制造技术相关研究的有序开展,对智能制造中的智能产品、离散型制造、流程型制造、新模式新业态、工业智联网、智能制造云等六个方向,分别通过技术体系构建与技术态势扫描、技术清单制定、问卷调查与专家研讨等方法与过程,从目标层、实施层、保障层等三个层次绘制面向2035年的智能制造技术路线图,并指出目前智能制造需要集中力量攻克的关键技术清单,以期为未来智能制造技术发展的政策制定、价值评价、竞争力评价、战略管理和科学研究等提供参考。     

智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势

介绍了国内外制造目前面临的问题,德国工业4.0提出的背景和工业1.0~4.0的发展历程及其相应的动力驱动方式。分析了德国工业4.0的实质、所需的4个网络平台及5大创新技术领域。论述了中国制造2025战略规划的十大重点领域与23个重点方向,中国智能制造专项的基本思想和重点任务。指出了智能工厂三个重要架构领域即产品和系统架构、增值和企业构架、数据和信息等组成的IT构架,智能机器的三大基本要素即信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行。指出智能制造过程中实现各个环节信息获取、实时通信和动态交互及决策分析和控制的关键基础设备是智能制造的核心信息设备,其重点产品六个类型为智能制造基础通信设备、智能制造控制系统、新型工业传感器、制造物联设备、仪器仪表和检测设备、制造信息安全保障产品。探讨了智能机器的实施的三个途径,并对几种典型智能机器的基本原理与特点进行了分析。论述了智能制造核心信息设备人才战略规划的重要性及其七大培养途径,并为智能制造核心信息设备人才培养战略提出了十大具体措施。     

固态功率放大器模块自动化生产研究

固态功率放大器模块是全固态发射机的核心,其生产技术对相控阵雷达的综合性能指标具有重要影响。S 波段固态功率放大器模块的批量生产对焊接、装配、测试提出了高要求。文中介绍了功率放大器模块的自动化组装和测试的实现,验证了固态功率放大器模块采用自动化生产线的可行性。该研究成果的应用有效地提高了固态功率放大器模块的装配一致性和可靠性,为工业制造智能化的研究工作奠定了良好的技术基础。     

[工程应用]智能制造场景的5G应用展望

为满足智能制造领域物联网当前发展的需求,研究了相应制造场景的5G应用技术。介绍了5G的关键技术,包括5G支持的应用场景、网络切片、网络功能虚拟化（NFV）/软件定义网络（SDN）、多接入边缘计算、设备对设备通信技术等;给出了基于扩展的信息物理系统5层框架,基于该框架分析了多个智能制造场景的5G应用（包括人机界面和生产信息技术、流程自动化、工厂自动化、物流和仓储、设备监控和维护等）;给出了以上应用的5G边缘计算开发框架,以集成上述场景;探讨了5G应用于智能制造场景所面临的多个挑战,以助于5G使能智能制造的落地应用。     

ON INTELLIGENTIZED TECHNOLOGIES FOR MODERN WELDING MANUFACTURING

A short survey on researching and developing status of intelligent technologies in modernwelding manufacturing is given. According to the developing trend of advanced manufacturing tech-nology, a concept on intelligentized welding manufacturing engineering (IWME), is presented forsystematization of researching and developing domains on welding automation, intelligentized welding,robotic and flexible welding and advanced welding manufacturing technologies. And key technologiesof welding intelligent manufacturing and its developing trend in the future are investigated.     

[成形过程的数据挖掘与深度学习方法]塑料注射成形智能技术及其应用

总结了当前塑料注射成形的产业需求和技术瓶颈,阐明了未来的发展趋势。根据塑料注射成形特性,提出“注射成形智能制造体系”的科学框架,建立以传感技术、工业以太网及互联网为基础的智能注射成形解决方案。围绕智能设计、智能优化、智能监控及制造数据平台四个层面,总结了注射成形中知识的组织与重用、自主决策与优化、过程感知与检测及云服务等技术,为实现塑料注射成形与新一代人工智能技术的深度融合指出了重要发展方向。     

可重构电火花线切割CAD/CAM系统的研究

基于可重构的思想，根据电火花线切割加工CAD／CAM系统的特点，研究了系统的组件化结构和相关的组件开发技术，如组件模型实现的规范、组件的封装等，并在ACIS几何平台上进行了系统的可重构设计与研究。通过对应用系统已有功能进行封装，实现了组件化要求，在此基础上直持组件动态重用、更新和渐进开发，为以后系统参数化设计和智能加工工艺数据库技术的实现提供了支持。     

大数据驱动的离散制造车间生产过程智能管控方法研究

在智能制造背景下,离散制造企业对利用大数据技术提高车间生产管控水平提出了迫切的需求。研究大数据驱动的离散制造车间生产过程智能管控方法,在明确离散制造车间特点与管控需求的基础上,分析了传统方法的局限性和大数据方法的优势,进而提出大数据驱动的离散制造车间生产过程管控总体框架,以制造大数据的"采集-处理-分析-服务"为主线开展研究。在"进度预测-瓶颈发现-异常溯源-智能决策"的生产过程闭环管控机制中,分别提出：基于堆叠稀疏自编码机的生产进度在线预测技术,基于平行门控循环单元的生产瓶颈漂移发现技术,基于密度峰值-模糊C均值的生产异常溯源分析技术和基于多智能体强化学习的生产过程智能决策技术。最后,以某航空企业典型离散制造车间作为对象,对所提出的大数据分析与智能决策方法进行了原型系统开发和应用验证。     

支持协同制造的制造网格平台研究

为支持虚拟企业间的协同，借鉴网格技术和网络化制造运行机制，讨论了制造网格的定义，提出了制造网格体系结构及制造网格协同制造平台模型。通过采用Globus Tookit3提供的元计算目录服务和各种组件，设计了制造网格资源管理系统，实现了制造资源的封装、发布、搜索、信任评估、优选评估等管理。结合Agent技术开发了制造网格任务管理系统，实现了制造网格制造任务的分解、分配、调度等管理。建立了应用原型，说明了制造网格平台的应用过程。     

新技术革命与智能制造技术

结合新技术革命－－信息革命的特征，阐明制造业走向智能化是新技术革命下发展的必然趋势。从信息角度来说，智能制造系统是一个与环境有信息交换的自组织系统，是远离平衡态的耗散结构，同时强调人的智能在人机智能系统中的重要作用。     

基于云计算的智能磨削云平台的研究与应用

工业和制造业需要信息技术的支撑,以云计算为发展方向的新一代互联网技术为工业和制造业的资源整合利用创造了全新的服务平台。针对工业云和云制造的特点,提出了将云计算应用到磨削加工领域的思想,建立了智能磨削云平台,介绍了智能磨削云平台的原理、结构和关键技术,并运用云计算技术开发的相关磨削云软件的应用情况,对智能磨削云平台的发展趋势进行了展望。     

面向用户偏好的智能云服务平台研究

分析了云制造当前国内外研究现状,立足于云制造以用户为中心的核心思想,在云服务平台上,当用户需求不明确与面对云服务平台上海量服务云时,以用户对LED灯具的需求为例分析了面向产品全生命周期某个服务阶段和面向产品全生命周期服务链的个性化服务模式。提出了一种面向用户偏好的智能云服务平台体系架构,对实现面向用户偏好的个性化服务模式所涉及的关键技术进行了分析,为未来实现面向用户偏好的智能云服务平台提供了理论支撑。