前言：中文期刊網精心挑選了智能制造系統的特點范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
智能制造系統的特點范文1
論文摘要：智能制造是當今世界制造業的重要發展方向，它在全球范圍內都得到了廣泛的應用和研究。文章從對智能制造的定義開始，介紹了智能制造的概念以及智能制造系統的特點及應用，然后通過分析智能制造在國內外的發展，結合我國實際情況介紹了智能制造在我國的發展趨勢。
1智能制造簡介
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。以智能制造技術（Intelligent Manufacturing Technology，IMT）為基礎組成的系統叫做智能制造系統（Intelligent Manufacturing System，IMS），它具有以下特征:
①具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力。要具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力，也就是需要智能系統對信息具有一定的分辨能力，這要求系統的模型必須建立在相應的知識庫上，系統運用知識庫來決定自身行為。
②實現人機一體化。實現人機一體化就是使人和智能機器在制造過程中相互協作，在此系統中不能把人間單的當作操作者來看待，要意識到此時人和智能機器是平等的，可以認為他們是為了完成某些項工作而進行合作的兩個個體，他們需要做的就是運用各自的特長來完成任務。
③擁有學習能力和自我維護能力。產品制造是在不斷發展和變化的，因此在制造過程中所需要的知識也不斷的增加，同時在運行過程中不可避免的會出現故障，為了更好的適應社會對產品制造的要求，需要智能制造系統擁有學習能力和自我維護能力。
智能制造在現代制造業中應用廣泛，主要包含產品智能設計、加工過程智能監控、產品在線智能測量、機器故障智能診斷、制造系統的知識處理與信息處理、制造系統的智能運行管理與決策等方面。
2智能制造在中國制造業的應用現狀及發展趨勢
2.1國內外智能制造的發展狀況
自20世紀80年代智能制造提出以來，世界各國都對智能制造系統進行了各種研究，首先是對智能制造技術的研究，然后為了滿足經濟全球化和社會產品需求的變化智能制造技術集成應用的環境——智能制造系統被提出。智能制造系統是1989年由日本提出的，隨后還于1994年啟動了先進制造國際合作項目，包括了公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統控制、快速產品實現的分布智能系統技術等[1]。近年來，各國除了對智能制造基礎技術進行研究外，更多的是進行國際間的合作研究。 在我國對智能制造的研究也早在上世紀八十年代末就已開始。在最初的研究中在智能制造技術方面取得了一些成果，而進入21世紀以來的十年當中智能制造在我國迅速發展，在許多重點項目方面取得成果，智能制造產業也初具規模?？偟膩碚f我國在智能制造方面的發展是不錯的，近年來國家和各大制造企業對智能制造的發展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金也大幅增長。
2.2智能制造在我國的發展趨勢
在我國制造業未來的發展中，智能制造必將扮演更加重要的角色。我國必將由制造大國向制造強國轉變，這就要求我國制造業由粗放型向集約型轉化，這就要求我們必須控制能源消耗的增長，而通過智能制造系統能夠更加充分的利用原材料，有助于我國制造業向集約型轉化。要發展好智能制造，我們首要的任務是盡快建立起智能制造的理論體系，理論體系是整個智能制造的基礎，也是全面發展智能制造的前提。在建立理論體系的同時技術體系也要相應的建立起來，智能制造系統是以智能制造技術為基礎建立起來的，它以智能制造技術為基石。最后，結合我國制造業實際情況，建立符合我國制造業發展需要的特色智能制造系統。
3結語
隨著全球制造業的發展，智能制造也將隨之不斷發展，這是制造系統由能量驅動型轉變為信息驅動型所帶來必然的結果。在這個全球化的智能制造浪潮中，我國當然也不落人后，我國一些高等院校已進行相關研究，隨著國家和各大制造企業對智能制造的認識加深，相信將會有越來越多的人力物力將會投入智能制造的研究當中，最終得以在全國范圍形成濃厚的研究氛圍，國家、企業、高校之間相互合作，統籌規劃、集中優勢，最終形成符合我國制造業發展的智能制造系統。
智能制造系統的特點范文2
一、規模
按規模大小FMS可分為如下4類：
1.柔性制造單元(FMC)
FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產品的靈活性。FMC可視為一個規模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發展和一種產物，其特點是實現單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。
2.柔性制造系統(FMS)
通常包括4臺或更多臺全自動數控機床(加工中心與車削中心等)，由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來，可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造線(FML)
它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床；亦可采用專用機床或NC專用機床，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生產過程中的分散型控制系統(DCS)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化，其技術已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。
4.柔性制造工廠(FMF)
FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際，實現生產系統柔性化及自動化，進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表，其特點是實現工廠柔性化及自動化。
二、關鍵技術
1.計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統，使之具有智能化，可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術，該項新技術是直接利用CAD數據，通過計算機控制的激光掃描系統，將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數據，數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
2.模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整，使系統性能大為改善，其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。
3.人工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理，求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，因而專家系統為FMS的諸方面工作增強了柔性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在FMS(尤其智能型)中起著關鍵性的作用。人工智能在未來FMS中將發揮日趨重要的作用。目前用于FMS中的各種技術，預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初，人工智能在FMS中的應用規模將要比目前大4倍。智能制造技術(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個環節，借助模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程，系統能自動監測其運行狀態，在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數，以達到最佳工作狀態，具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀的制造技術。對未來智能化FMS具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能而產生的，它使傳感器具有內在的“決策”功能。
4.人工神經網絡技術
人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并行處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統，成為現代自支化系統中的一個組成部分。
三、發展趨勢
1.FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近，更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
2.發展效率更高的FML
多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關注。采用價格低廉的專用數控機床替代通用的加工中心將是FML的發展趨勢。
3.朝多功能方向發展
智能制造系統的特點范文3
按規模大小FMS可分為如下4類：
1.柔性制造單元(FMC)
FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產品的靈活性。FMC可視為一個規模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發展和一種產物，其特點是實現單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。
2.柔性制造系統(FMS)
通常包括4臺或更多臺全自動數控機床(加工中心與車削中心等)，由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來，可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造線(FML)
它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床；亦可采用專用機床或NC專用機床，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生產過程中的分散型控制系統(DCS)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化，其技術已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。
4.柔性制造工廠(FMF)
FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際，實現生產系統柔性化及自動化，進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表，其特點是實現工廠柔性化及自動化。
二、關鍵技術
1.計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統，使之具有智能化，可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術，該項新技術是直接利用CAD數據，通過計算機控制的激光掃描系統，將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數據，數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
2.模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整，使系統性能大為改善，其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。
3.人工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理，求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，因而專家系統為FMS的諸方面工作增強了柔性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在FMS(尤其智能型)中起著關鍵性的作用。人工智能在未來FMS中將發揮日趨重要的作用。目前用于FMS中的各種技術，預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初，人工智能在FMS中的應用規模將要比目前大4倍。智能制造技術(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個環節，借助模擬專家的智能活動，取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程，系統能自動監測其運行狀態，在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數，以達到最佳工作狀態，具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀的制造技術。對未來智能化FMS具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能而產生的，它使傳感器具有內在的“決策”功能。
4.人工神經網絡技術
人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并行處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統，成為現代自支化系統中的一個組成部分。
三、發展趨勢
1.FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近，更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
2.發展效率更高的FML
多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關注。采用價格低廉的專用數控機床替代通用的加工中心將是FML的發展趨勢。
3.朝多功能方向發展
智能制造系統的特點范文4
關鍵詞：智能型；；機械制造技術；機械自動化；機電裝備；發展趨勢
中圖分類號：TM621.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）11-0097-02
科學技術的不斷發展，能夠不斷提高人們的工作、生活的便捷與舒適性，同時對于人們工作的強度也會得到一定程度的下降，尤其是對于工業生產制造而言，采用大型機械化、電氣化、自動化甚至是智能化的機械設備、機電裝備進行工農業的生產制造，能夠極大的提高勞動生產率。因此，目前世界各國都在積極發展機械自動化技術。尤其是隨著第三次產業革命浪潮的到來，采用計算機實現的智能化自動化技術在機械裝備、機電設備中的廣泛應用，實現無人值守的自動化操作與生產，逐步得到了世界各國自動化研發機構及高校院所的重視，逐漸成為新的研究熱點和經濟增長點。
鑒于此，本文主要結合我國目前機械自動化技術的發展現狀及其主要特點，詳細談談智能型機械自動化技術的發展，對未來智能型機械自動化技術的發展趨勢進行展望與探討。
1 我國機械自動化技術的發展現狀
近年來，我國的制造業發展迅速，制造技術也日新月異。機械自動化技術的水平，在某種程度上來說，機械自動化的水平將直接決定和影響著機械制造業的發展。我國目前已經成為了全球公認的制造大國，但是仍然不是制造強國，這主要原因就是因為我國的機械制造自動化技術相較于國外還有很大一段差距?？v觀目前我國機械自動化技術的發展，其主要應用集中在以下幾個方面：
①自動化加工。自動化加工技術主要體現在一些流水線式的繁雜的手工勞動加工方面，采用機械化設備，配合電氣自動化控制技術，能夠很好的替代傳統的手工加工環節，并且這種采用自動化加工技術加工出來的零部件或者產品，具有更加精確和可靠的產品質量，大大降低了廢品率。
②自動化檢測。在工業生產制造過程中，經常需要對各個工藝、工步進行檢測，以實現后續加工工藝的連續性和一致性，或者需要對加工的零部件等中間產品實施自動化檢測，以提高成品率，在這種背景下，基于自動化檢測的機械自動化技術就能夠實現對相關檢測過程的自動化執行，實現無人值守，極大的提高了產品檢測效率和檢測通過率。
③自動化裝配。隨著數字化制造技術的興起，采用新的加工工藝、新的加工刀具、新的夾裝夾具以及新的檢測、生產、加工技術，不斷呼喚自動化裝配技術的實現，目前隨著機械自動化智能控制技術的發展，自動化裝配已經得到了應用，能夠將多種零部件按照一定的裝配關系自動組裝成為一個完整的機電設備或者機械系統，并且裝配的質量相較于傳統的人工手動裝配要高很多，提高了一次裝配成功率，降低了因為裝配失敗而帶來的損失。
2 智能型機械自動化技術的主要特點
傳統的機械自動化技術主要是利用電磁開關、電氣開關等強電元件實現的機械自動化，嚴格來說這種自動化是不徹底的，等同于半自動化技術。隨著計算機技術的發展和網絡通信技術的發展，逐漸出現了智能型機械自動化技術，這是一種基于弱電系統、能夠遠程控制實現的自動化技術，這也是目前機械自動化技術發展的主流技術之一。目前，智能型機械自動化技術得到了普遍飛速的發展，其主要特點集中表現在以下幾個方面。
2.1 所見即所得
智能型機械自動化技術主要是采用弱電系統，通過對底層相關傳感器或者電器開關狀態的數據采集，形成自動化控制的指令或者決策依據，因此這就需要給操作人員提供良好而直觀的操作界面，通常都利用計算機技術的所見即所得構建遠程控制系統的人機交互界面，這樣能夠充分發揮智能型機械自動化技術的優勢，更加有利于用戶實現對機械設備的自動化操作與控制。
2.2 集成程度高
智能型機械自動化技術需要結合機械系統、電氣系統的兩大單元各自的功能，經過統一的調度實現自動化控制，并完全設備所預期的功能，這就需要將機械系統、電氣系統兩大單元進行高度集成，實現剛性系統和柔性系統的融合，并充分考慮到系統的全部功能的實現，以及后期功能擴展升級的需求，因此，智能型機械自動化技術的集成度都很高，以適應不斷發展的控制要求和功能需求。
2.3 智能化逐漸從現實走向虛擬
過去，能夠對機械設備、機電裝備實現工藝流程的自動化控制就已經能夠稱之為智能化控制系統了，但是隨著智能化技術的發展，現在智能化控制已經提出了無人值守的控制要求，這也促使了智能化需求逐漸從現實走向虛擬，利用虛擬軟件和程序實現對硬件設備的控制，從而實現機械設備的自動化控制，這種利用虛擬技術實現對硬件設備的控制功能，是近年來發展很快的一種智能型控制技術。
3 我國智能型機械自動化發展趨勢
當前我國正在從制造大國朝著制造強國的道路邁進，智能型機械自動化技術的發展無疑是最為關鍵的一個方面。從目前來看，我國制造業自動化技術的發展速度較快，但是質量不高，尤其是在制造業關鍵技術方面，進步仍然緩慢，因此為了能夠更加從容面對將來日益激烈的競爭，我國制造業自動化技術必須要立足基礎，重點發展高精尖技術，走符合制造業自動化技術發展趨勢的道路。
縱觀當前國內智能型機械自動化技術的發展，其表現出來的發展趨勢主要體現在以下幾個方面。
3.1 光機電液一體化方向
隨著制造技術的不斷深化發展，單一采用機械或者電氣或者液壓系統的制造業自動化技術已經越來越少，相反，光機電液一體化的高集成度自動化控制技術已經得到了越來越廣泛的研究與應用，利用光學、液壓技術，將其與傳統的機械電氣自動化技術糅合，能夠實現更加先進和智能化的自動化控制技術。
3.2 信息集成化方向
目前，知識信息呈爆炸式增長，通過對知識數據的挖掘，能夠為系統決策提供基礎性支撐，這是未來制造業自動化技術發展的必然趨勢，通過對已有的制造過程數據的挖掘和分析，從而為最終的制造技術及自動化控制策略提供隱性的支撐，這是制造業自動化技術實現全球信息化過程的必然發展。
3.3 微型機電一體化方向
納米技術的提出，使得微型機電一體化系統（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）逐漸受到廣泛研究和應用，MEMS系統能夠實現在微觀尺度下自動化控制技術的應用，這能夠消除過去傳統的自動化控制技術在零件檢測、自動化裝配等環節上的質量不穩定因素，進一步提高制造業自動化技術的穩定性和可靠性。
3.4 綠色化制造方向
能源緊缺、環境污染是目前世界公認的難題之一，智能型機械自動化技術的發展目標之一就是要實現更加經濟化的能耗，以及對環境的零污染，因此，業界逐漸提出了綠色化制造方向，通過運用先進的自動化控制技術，將制造業系統的能耗和對環境的污染控制在最小范圍之內，這也是綠色化制造自動化控制技術發展和興盛的主要原因。
4 結 語
當前，我國經濟建設正在如火如荼的建設與高速發展之中，工業對于整個經濟的刺激與促進作用是不可估量的，如何利用機械自動化技術進一步實現對工業生產制造的能量釋放與促進作用，這是當前各個機械自動化技術研發與促進機構的重點問題?；谥悄苄蜋C械自動化技術的發展，能夠滲透到工業發展的每一個角落，從自動化檢測到自動化加工，從自動化生產到自動化裝配，從自動化工藝到自動化批量生產，這都表明機械自動化技術已經成為了越來越重要的基礎核心技術，并且機械自動化技術正朝著大型化、網絡化、智能化、微型化、綠色化等方向發展。作為機械技術人員，我們必須時刻緊跟時展的腳步，不斷的學習這些新出現的自動化技術，并對其加以消化吸收和利用，才能夠更好的發展機械自動化技術，并不斷促進我國機械工程自動化技術的發展。
參考文獻：
[1] 張偉.淺析我國發展機械自動化的原則[J].魅力中國，2011，（10）：244-245.
[2] 李金洲，方旭.淺析機械自動化的產生與發展前景[J].中國科技博覽，2011，（6）：12-13.
[3] 李昱蓉.論我國機械自動化技術未來的發展方向[J].西部大開發（中旬刊），2010，（3）：77-78.
[4] 盧日時，郭民.我國機械自動化的若干發展技術淺析[J].黑龍江科技信息，2007，（4）：30-31.
智能制造系統的特點范文5
隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統的制造技術已不能滿足市場對多品種小批量,更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產品的需求。90年代后,由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發展,制造業自動化進入一個嶄新的時代,技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業化國家機械制造自動化的研制發展重點。
1基本概念
11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統適應外部環境變化的能力,可用系統滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統適應內部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現故障)情況下,系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?傳統的“剛性”自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產。其優點是生產率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態變化的生產所替換,一個制造自動化系統的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發周期內,生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。
2)工藝柔性一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力;二是制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。
3)產品柔性一是產品更新或完全轉向后,系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新后,對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。
4)維護柔性采用多種方式查詢、處理故障,保障生產正常進行的能力。
5)生產能力柔性當生產量改變、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生產的制造系統,這一點尤為重要。
6)擴展柔性當生產需要的時候,可以很容易地擴展系統結構,增加模塊,構成一個更大系統的能力。
7)運行柔性利用不同的機器、材料、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品,換用不同工序加工的能力。
12柔性制造技術柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是技術密集型的技術群,我們認為凡是側重于柔性,適應于多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬于柔性制造技術。目前按規模大小劃分為:
1)柔性制造系統(FMS)
關于柔性制造系統的定義很多,權威性的定義有:
美國國家標準局把FMS定義為:“由一個傳輸系統聯系起來的一些設備,傳輸裝置把工件放在其他聯結裝置上送到各加工設備,使工件加工準確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統,柔性制造系統有時可同時加工幾種不同的零件。國際生產工程研究協會指出“柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統,在最少人的干預下,能夠生產任何范圍的產品族,系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制?！倍覈鴩臆娪脴藴蕜t定義為“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統,它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整,適用于多品種、中小批量生產。”簡單地說,FMS是由若干數控設備、物料運貯裝置和計算機控制系統組成的并能根據制造任務和生產品種變化而迅速進行調整的自動化制造系統。目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數控機床(加工中心與車削中心等),由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來,可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS,日本從1991年開始實施的“智能制造系統”(IMS)國際性開發項目,屬于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS預計本世紀十年代后才會實現。
2)柔性制造單元(FMC)
FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6～8年,FMC可視為一個規模最小的FMS,是FMS向廉價化及小型化方向發展的一種產物,它是由1～2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成,其特點是實現單機柔性化及自動化,具有適應加工多品種產品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。
3)柔性制造線(FML)
它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床;亦可采用專用機床或NC專用機床,對物料搬運系統柔性的要求低于FMS,但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生過程中的分散型控制系統(DCS)為代表,其特點是實現生產線柔性化及自動化,其技術已日臻成熟,迄今已進入實用化階段。
4)柔性制造工廠(FMF)FMF是將多條FMS連接起來,配以自動化立體倉庫,用計算機系統進行聯系,采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際,實現生產系統柔性化及自動化,進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平,反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體,以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表,其特點是實現工廠柔性化及自動化。
2柔性制造所采用的關鍵技術2.1計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統,使之具有智能化,可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術,該項新技術是直接利用CAD數據,通過計算機控制的激光掃描系統,將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形,并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描,被掃描到的液面則變成固化塑料,如此循環操作,逐層掃描成形,并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數據,數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
2.2模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整,使系統性能大為改善,其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。
2.3人工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今,柔性制造技術中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理,求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合,因而專家系統為柔性制造的諸方面工作增強了柔性。展望未來,以知識密集為特征,以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在柔性制造業(尤其智能型)中起著日趨重要的關鍵性的作用。目前用于柔性制造中的各種技術,預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初,人工智能在柔性制造技術中的應用規模將在比目前大4倍。智能制造技術(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個環節,借助模擬專家的智能活動,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程,系統能自動監測其運行狀態,在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數,以達到最佳工作狀態,具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀的制造技術。對未來智能化柔性制造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能而產生的,它使傳感器具有內在的“決策”功能。
24人工神經網絡技術
人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域,神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統,成為現代自動化系統中的一個組成部分。
3柔性制造技術的發展趨勢
31FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近,更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
32發展效率更高的FML
多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關注。采用價格低廉的專用數控機床替代通用的加工中心將是FML的發展趨勢。
33朝多功能方向發展
由單純加工型FMS進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。
4結束語
柔性制造技術是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢,是決定制造企業未來發展前途的具有戰略意義的舉措。屆時,智能化機械與人之間將相互融合,柔性地全面協調從接受訂貨單至生產、銷售這一企業生產經營的全部活動。
近年來,柔性制造作為一種現代化工業生產的科學“哲理”和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認,可以這樣認為:柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上,將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程,在計算機及其軟件的支撐下,構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統,以實現全局動態最優化,總體高效益、高柔性,并進而贏得競爭全勝的智能制造技術。它作為當今世界制造自動化技術發展的前沿科技,為未來機構制造工廠提供了一幅宏偉的藍圖,將成為21世紀機構制造業的主要生產模式。實現了按端口、MAC地址、應用等來劃分虛擬網絡,有效地控制了企業內部網絡的廣播流量和提高了企業內部網絡的安全性。
4結論
智能制造系統的特點范文6
關鍵詞：航空制造企業；商業智能系統；數據挖掘
中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 02-0000-02
Enterprises Business Intelligence System Design of Aviation Manufacturing
Bi Chongyi,Yang Yanguo,Cheng Liquan
(AVIC Shenyang Liming Aero Engine (Group) Co.,Ltd.,Data Center,Shenyang110043,China)
Abstract:Aviation manufacturing enterprises in the analysis of a business intelligence system based on the needs,Using data mining techniques to build an aviation manufacturer to build business intelligence systems,proposed aviation manufacturing enterprise business intelligence standard structural model of the system.
Keywords:Aviation manufacturing enterprises;Business intelligence systems;Data mining
一、背景
某企業為航空發動機制造企業，航空制造企業是典型的大型離散制造企業，相對于其他制造型企業來說，航空制造企業有生產零件種類眾多、加工周期較長、工藝復雜、質量要求嚴格等特點，這對企業的管理提出了很高的要求。近幾年隨著PDM、ERP、MES等系統廣泛應用于企業的設計制造管理的各個方面，為企業提升工藝設計水平、提高生產效率及改進產品質量發揮了重要作用，較好地實現了以信息化帶動工業化。隨著企業信息化的不斷成熟和深入，單一的業務型系統已經不能滿足企業日趨增長的需求，建立商業智能系統，為分析和決策提供數據信息支持已經成為了企業信息化的更高目標。
二、航空制造企業商業智能系統需求分析
商業智能的關鍵是從許多來自不同的企業運作系統的數據中提取出有用的數據并進行清理，以保證數據的正確性，然后經過抽?。‥xtraction）、轉換（Transformation）和裝載（Load），即ETL過程，合并到一個企業級的數據倉庫里，從而得到企業數據的一個全局視圖，在此基礎上利用合適的查詢和分析工具、數據挖掘工具、OLAP工具等對其進行分析和處理，最后將知識呈現給管理者，為管理者的決策過程提供支持。制造業商務智能不同于其他行業，它具有自身鮮明的應用特點，主要包括：（1）整體數據量相對較小，但單個數據的數據結構復雜；（2）數據的生命周期與產品的生命周期有關，許多行業的經營數據生命周期覆蓋從物資采購到客戶服務的整個環節；（3）制造業注重過程控制管理，如根據ISO9001標準制定了供應、生產、銷售、質量保證等體系文檔，存在大量完整、系統的非結構化數據，其中包含了許多商務智能的關鍵性指標。
通過系統向企業內部決策和管理層人員提供直觀和面向角色的企業數據，幫助他們更好地做出決策和改善業務處理流程。而且隨著企業經濟的飛速發展，商業智能將是信息系統實施是否成功的最基本的衡量指標。同時業務系統和分析系統的分離，針對業務系統內分析型報表不斷增長的現狀，業務系統的性能壓力逐漸增大，為了保證業務系統的正常運行，考慮到分析型報表實時性較低的特點，建立獨立的分析系統即可以同時滿足不同類型系統的性能要求，又可以將多業務系統的數據統一，減少了系統間的數據交互。
三、航空制造企業商業智能系統設計
（一）系統體系架構
系統的邏輯體系架構是由3層組成如圖
數據倉庫構建層：實現如何從所有源系統中獲得原始的業務數據，并對其進行一致性處理，按主題進行數據重組和格式轉換，然后傳送并裝載到數據倉庫系統中的平臺和過程。
數據倉庫管理層：把數據存儲到企業級數據倉庫系統中，包括數據倉庫預置的模型。
數據倉庫分析層：實現如何把數據倉庫系統中的數據和分析結果提供給最終用戶。按照用戶的分析需求，使用報表、隨即查詢、多維分析和數據挖掘進行數據展現。
1.數據倉庫構建層。
數據倉庫系統需要從多個源數據系統中抽取和匯總各種業務數據，包括：核心業務系統、財務管理系統等業務處理系統及其它管理系統等，這些數據源系統是數據倉庫系統的數據來源。
系統按照滿足分析需求的原則，把上述數據源系統中的數據按照主題進行劃分和組織，然后抽取并裝載到數據倉庫系統中。
從上述這些系統中獲取數據需要三個過程：抽取數據、數據轉換和數據裝載。
這三個過程是在保證各個數據源系統與數據倉庫系統能夠成功連接（包括網絡協議標準的轉換、不同平臺之間的接口）的前提下實現的。
這三個過程主要完成確定從哪個系統中抽取什么樣的數據，如何保證來自不同源數據系統的同類數據的一致性和完整性，如何把轉換完成的數據裝載到數據倉庫系統中，以及如何處理在轉換和裝載過程中出現的錯誤。
2.數據倉庫管理層。
在數據存儲層，數據是存放在兩類數據庫中：關系型數據庫和多維數據庫。數據存儲是數據倉庫系統的中心。取自多個數據源系統的明細數據，以及用于分析的集成匯總數據都存儲在這個中心。它在邏輯上是一個完整的庫。
3.數據倉庫分析層。
數據輸出層的功能是使最終用戶通過報表、圖形和其它分析工具的方式簡便、快捷地訪問數據倉庫系統中的各種數據，得到分析結果。
（二）數據倉庫技術
數據倉庫是系統數據采集與信息展示的橋梁，是商業智能系統的核心。在數據倉庫設計和開發過程中主要應用了以下技術：
1.分區表和分區索引。
分區技術可以提高可管理性、性能和可用性，為應用帶來極大的好處。通常，分區可以使某些查詢操作和維護操作的性能大大提高。分區的分層存檔原理還可以通過根據數據的重要性分配不同存儲介質的方法，大大降低存儲設備的成本。
范圍分區，數據基于分區鍵值的范圍分配，通常使用時間作為鍵值，將大數據量的表進行分區存儲，使查詢根據條件訪問正確的分區。
局部索引，局部索引是針對分區表的索引，該索引可以與基本分區表耦合，并“繼承”該表的分區策略。局部索引的每個分區僅對應于基礎表的一個分區。
2.物化視圖。
在數據倉庫中，物化視圖經常用來實現對數據信息的高度聚合，降低在查詢過程中的聚合計算，通過定期刷新操作把聚合結果存儲在物理對象中，并可以建立索引，提高了報表的查詢速度。
刷新方式，根據不同的對象采用不同的刷新方式，針對數據量小，且數據更新頻繁的對象做全表刷新，針對數據量大，且數據更新不頻繁的對象做增量更新，此方式需啟用物化視圖更新日志。
物化視圖索引，根據物化視圖聚合的結果，可以建立不同于源表字段的索引。
重寫功能，啟用重寫功能后數據庫可以自動分析查詢語句，判斷是否可由物化視圖聚合后的對象重寫查詢語句，對查詢語句進行“重寫”，從而提高查詢效率?？紤]到BI工具可以實現根據不同維度，層次選擇不同查詢對象，建議關閉此功能，由BI工具分析查詢對象，更加靈活容易控制。
3.位圖索引。
在數據倉庫的中，通常建立星型模型來實現多維報表分析，其度量對象上的維度列具有低基數（數據差異度?。┑奶攸c，建立位圖索引可以節省存儲空間，并可以支持星型查詢。
位圖索引，在度量的外鍵上建立位圖索引。
星型查詢，啟用數據庫功能star_transformation_enabled。
4.OWB工具。
OWB是oracle目前搭建數據倉庫的重要方式，其主要功能是用來完成ETL、模型建立、任務調度等工作。在此系統中應用OWB來實現外部數據文件的導入和ETL程序包的調度工作。
外部數據文件導入，在OWB中通過建立外部文件和數據庫對象的映射，生成DATA LOAD的腳本，將EXCEL文件的數據導入到數據庫。
計劃執行工作流，在OWB中開發工作流，按照ETL流程調度數據更新包，周期性進行數據的更新。
ETL數據轉換開發，該步驟是整個技術實現過程的關鍵，由于數據倉庫涉及到多業務主題甚至多系統數據的整合，在完成數據抽取、數據轉換、數據裝載任務的同時，需要屏蔽數據之間的差異，保證數據的準確性、一致性、完整性，轉換過程中應保持數據支持其最細顆粒度層次。
5.BIEE工具。
BIEE是oracle在數據挖掘方面的主要工具，其具有強大的建模功能，完善的用戶和權限管理機制，提供了完整易用的分析平臺、強大的智能展現儀表盤，配合回寫、預警、簡要簿、MS Office插件等功能使用戶可以通過多種方式交互、接收、查詢、分析數據。
CUBE搭建，通過使用BIEE可以方便的搭建業務模型，建立維度。
用戶和權限管理，BIEE提供了多種用戶管理和權限控制的方案，可以靈活的實現數據的安全性保證。
多維報表，建立豐富的分析主題和CUBE，使用戶可以靈活組合查詢報表的內容，并利用不同的圖表展示。
儀表盤，對報表應用提供強大的展現平。
四、結論
本系統是針對航空發動機制造企業而設計實施的商業智能系統，對于航空制造企業具有一定的通用性，但在具體業務活動中，每個企業還有其自身的特點。
商業智能系統將幫助企業的管理層進行快速、準確的決策。直觀、迅速的展現企業各種業務數據信息，直接發現企業中的各類問題，使決策管理層能夠盡快關注，及時解決。它為企業帶來的是一種經過科學武裝的管理思維，給整個企業帶來的是決策的快速性和準確性，發現問題的及時性。商業智能系統將企業運營過程中多套應用系統產生的信息數據進行有效整合處理，為企業合理定位、精確控制和準確決策提供依據。隨著企業信息化的深度應用，海量數據的出現，只能通過商業智能系統選取關鍵信息，及時反饋。它將成為航空制造企業提升自身競爭能力的必然選擇。
參考文獻：
[1]王建良,杜元勝.面向離散制造業數據挖掘技術研究與應用[J].萬方數據,2009
[2]項喜章,肖平.物流企業商業智能系統模型設計[J].萬方數據,2008
[3]張云濤,龔玲.商業智能設計、部署與實現[M].北京:電子工業出版社,2004
