【hth华体会最新网站】智能制造演化简史

时间:2021-09-15 04:08 作者:hth华体会最新网站
本文摘要:01 引子 智能制造的历史演化图谱智能制造是世界经济历史上的一次最重要的革命。它是新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,使设计、生产、治理、服务等制造各个环节具有自感知、自学习、自决议、自执行、自适应等功效的新兴生产方式。智能制造有智能设计、智能生产、智能治理、智能服务四个关键环节。 智能制造历史上演化出三种基本范式:第一种基本范式是数字化制造,它是智能制造的基础,而且始终贯串在智能制造的三个基本范式以及全部生长历程中。

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01 引子 智能制造的历史演化图谱智能制造是世界经济历史上的一次最重要的革命。它是新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,使设计、生产、治理、服务等制造各个环节具有自感知、自学习、自决议、自执行、自适应等功效的新兴生产方式。智能制造有智能设计、智能生产、智能治理、智能服务四个关键环节。

智能制造历史上演化出三种基本范式:第一种基本范式是数字化制造,它是智能制造的基础,而且始终贯串在智能制造的三个基本范式以及全部生长历程中。第二种基本范式是 “互联网+制造”的数字化网络化制造。第三种基本范式是数字化网络制造。

智能制造的突出特点主要就是“制造大脑”的生长构建,以及尽可能提升“制造大脑”的学习能力。智能制造的历史演进根据这一路径通报:智能制造萌芽传统智能制造IM 1.0新一代智能制造IM 2.0未来智能制造IM 3.0 02 智能制造的萌芽与生长 人工智能(AI)从1956年开始萌芽,历经50多年,到2008年传统智能模式正式形成一种新的工业业态。回首智能制造萌芽历程和并简朴展望其生长偏向: 20世纪50年月前制造系统,也就是智能制造萌芽前的制造系统,主要是传统制造、机械与手工业联合;20世纪50年月的制造系统,主要为传统制造、大规模生产、手工化为主劳动麋集型制造,其中的1956年,人工智能第一次泛起;20世纪70年月的制造系统为传统制造、低成本制造、手工化和机械化兼顾、劳动麋集型的制造系统,人工智能实验同制造联合;20世纪80年月的制造系统,智能制造IM 1.0泛起,主要体现为追求产物质量、机械化、劳动麋集型;20世纪90年月的制造系统,IM 1.0深化版本,开始向市场响应速度、机械化和刚性化兼顾、劳动麋集型转化;21世纪10年月的制造系统已经升级为IM 2.0版本,泛起知识和服务、柔性化和服务化兼顾、信息服务型的智能制造;21世纪20年月的制造系统,将是IM2.0向IM3.0进化升级的时代,更高级的智能制造将不停泛起。

03 传统智能制造 一、 起因起源:20世纪60年月专家系统,第一次推动了人工智能在传统制造中的生长。20世界80年月盘算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systems,CIMS),再一次推动了传统智能制造形成热潮。二、界说观点传统智能制造是基于盘算机集成制造系统IM,到达制造全历程的自丈量、自适应、自诊断、自学习,实现智能调理、智能设计、智能加工、智能操作、智能控制、智能工艺计划、智能丈量和智能诊断等多方面功效,满足制造柔性化、无人化需要。三、时间阶段1956——2008,从上个世纪50年月人工智能泛起,2008年美国金融危机后提出“再工业化”战略为止,属于传统人工智能阶段。

四、技术生态(一)智能模拟阶段(符号推理阶段)1、专家系统(Expert System,ES):通过接纳人工智能的知识表达和知识推理,来模拟人类专家的知识和方法,举行推理、判断和决议,处置惩罚该领域的问题,是一个具有大量专门知识与履历的盘算机法式系统。专家系统经由了3个阶段,由人机交互界面,知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部门组成。

2、盘算机集成制造系统CIMS,是运用盘算机技术,把疏散种种伶仃的自动化子系统有机集成起来,形成完整的产物设计制造历程,以适应社会多品种、小批量生产的需要,形成集成化、智能化制造系统。盘算机集成制造系统CIMS广泛运用在商业、工程、科研、医学、军事等方面,主要功效包罗分析、解释、预测、计划、监视、控制、教学、设计诊断、故障清除等。

(二)盘算智能阶段1、人工神经网络 (Artificial Neural Network ,ANN)是从信息处置惩罚角度对人脑神经元网络举行抽象,建设的一种简朴模型,根据差别的毗连方式组成差别的网络,由大量处置惩罚单元互联组成的非线性、自适应信息处置惩罚系统。具有自学习、遐想存储、高速寻优化解等能力。

ANN比起已往基于规则的系统在许多方面显示出优越性,但其实际使用的多数是含有一层隐层节点的浅层模型,通常处于欠拟合状态,训练样本特征的质量成为制约整个系统性能的瓶颈。2、模糊逻辑(Fuzzy Logic,FL)FL是模拟人的不确定性观点判断、推理思维方式,建设在多值逻辑基础上,运用模糊荟萃方法来研究模糊性思维、语言形式及其纪律的技术。3、启发式算法(Heuristic Algorithms ,HA)启发式算法包罗:群智能算法和群优化算法(蚁群算法、鱼群算法和蜂群算法等)、遗传算法、免疫算法、和声搜索算法、模拟退火算法和文化算法等。

4、多智能体(Multi-a-gent)漫衍式人工智能多智能体是由具有感知、通信、协作、学习、反馈等功效属性的智能体组成的相互协作的系统,大型庞大问题被划分为庞大水平相对较低的子问题,再由差别智能体经由相同协作和自主决议完成,广泛应用于柔性制造和合弄制造领域。(三)深度学习阶段深度学习(Deep Learning ,DP)或深度神经网络(DeepNeuralNetworks ,DNN)深度学习是机械学习领域中的一个重要偏向,主要包罗卷积神经网络(CNN)、自编码神经网络、深度置信网络。通过构建具有许多隐层的多层知学习模型和海量的训练数据,从大量输入数据中,组合底层特征形成越发抽象的高层表现属性种别或有效的特征,对未来或未知事件做出更精准的预测。主要运用在智能化设备和工业机械人的盘算机视角、语音识别、自然语言处置惩罚等场景中。

(四)社会感知盘算阶段(Socially Aware Computing,SAC)是借助泛在情况大规模新型多种类传感设备来感知现实世界的实时、多源数据,经由分析和处置惩罚,通过大量作动器和智能设备直接作用于现实世界,同时支持社群的互动、相同和协作,从而高效地支持社会目的的实现。04 智能(智慧)制造 智能(智慧)制造(IM or SM),(Intelligent Manufacturing ,IM )or (Smart Manufacturing,SM ),两者均可代表。一般指综合集成信息技术、先进制造技术和智能自动化技术,在制造企业的各个环节,如谋划决议、采购、产物设计、生产计划、制造、装配、质量保证、市场销售和售后服务等融合应用,实现企业研发、制造、服务、治理全历程的准确感知、自动控制、自主分析和综合决议,具有高度感知化、物联化和智能化特征的一种新型制造模式。一、技术生态(一)技术特征1、基于物联网的互联互通;2、基于泛在盘算的透彻感知;3、基于云盘算的制造资源与能力的虚拟化、服务化及按需使用;4、基于大数据的价值挖掘、企业业务洞察;5、基于信息物理系统的自主协同和高度自治;(二)主要技术1、物联网2、泛在感知3、云盘算4、大数据5、信息物理系统6、无线射频识别技术7、传感器网络8、工业互联网9、微电子机械系统二、主要特征1、信息感知:信息感知是指使用尺度、高效方法收罗存储、分析和自动识别大量数据信息,实现自动感应和快速认知,同时将大量数据信息传输到优化决议系统中。

2、优化决议:是指通过运用和学习大量知识,实现面向产物全生命周期的海量异构信息的自动挖掘提炼,通过盘算平台支持,将挖掘提炼的信息举行盘算分析、推理预测,使用决议工具和自动化系统,形成优化制造历程的决议指令。3、执行控制:是指凭据决议指令,通过执行系统控制制造历程状态,实现系统稳定、宁静运行及动态调整。三、智能(智慧)制造系统智能(智慧)制造系统是以物联网、务联网、知识网、人际网与制造技术相融合,形成以客户为中心、以人为本、面向服务、基于知识运用、人机物协同的制造系统。综合集成先进制造技术、信息技术、智能自动化技术,在制造企业全历程融合应用,实现全历程准确感知、自主分析、综合决议自动控制,是高度物联化、高度感知化、高度智能化的新型制造模式。

(一)云制造1、关键使能技术: 云盘算;2、目的:制造资源、能力按需使用;3、内在:基于云盘算等技术,将各种制造资源虚拟化、服务化,并举行统一的集中治理和谋划,为制造全生命周期历程提供可随时获取的制造服务;4、主要运用:制造资源虚拟化和服务化、运营治理、服务组合、资源共享和优化设置。(二)物联制造1、关键使能技术:物联网;2、目的:构建现代IOMT网络;3、内在:以物联网为支撑,实现对制造资源、产物信息的动态感知、智能处置惩罚与优化控制的一种新型制造模式;4、主要运用:资源感知、虚拟接入、物联网络开发服务平台和应用系统等。

(三)信息物理生产系统1、关键使能技术:CPS;2、目的:建设具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂;3、内在:将机械、存储系统和生产设施融入 CPS,形成能自主感知制造现场状态、自主毗连生产设施工具、确定感知模型,自主判断,形成控制计谋,并自主调治的智能制造系统;4、主要运用:信息物理组件集成、CPS的优化调理与自治机制、宁静性、可靠性和可验证性。(四)泛在制造1、关键使能技术:泛在盘算;2、目的:泛在感知的产物全生命周期的运用;3、内在:将泛在盘算等相关技术应用于制造历程,以便随时随地收罗、传输和预处置惩罚各种产物全生命周期数据或事件;4、主要运用:制造现场情况感知技术、生产事件自动处置惩罚与消息推送、制造历程的全面可视化技术。(五)社会化企业1、关键使能技术:Web2.0.;2、目的:聚集公共智慧,民众到场;3、内在:借助Web2.0等社会化媒体工具,使用户能够到场到产物和服务运动中来,通过用户的充实到场提高产物创新能力;4主要运用:用户体验与社区、内容治理、开放式创新、庞大社会网络特性。

总结智能制造演化履历了近70年,划分履历的萌芽阶段、传统智能制造阶段、智能(智慧)制造阶段。主要代表性技术履历了符号逻辑主义阶段、盘算智能阶段和新一代信息技术阶段。从最初的生产制造为为主向全生命周期延伸,直至演化出像社会化制造、云制造、泛在制造、物联制造、信息物理系统制造等一批具有未来增长潜力的智能制造模式。智能制造现在还在不停向第三代智能制造生长中。


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