【正文】 工、自動(dòng)裝配、逆向工程、機(jī)器視覺(jué)、形位測(cè)量與誤差評(píng)定中的應(yīng)用。是 智能制造 的基礎(chǔ)和共性技術(shù)，包括以下 關(guān)鍵技術(shù) ： 感知與測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； 機(jī)器學(xué)習(xí)與制造知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)； 面向制造的綜合推理技術(shù)； 圖形化建模與仿真技術(shù)； 智能全息人機(jī)交互技術(shù)。智能制造是制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 智能制造與制造智能制造智能的涵義 智能制造的支持技術(shù)一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 無(wú)線射頻識(shí)別 ，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸 。 Advanced Manufacturing Technology 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 Advanced Manufacturing Technology 第六章第六章 先進(jìn)制造新概念先進(jìn)制造新概念1 智能制造2 敏捷制造3 并行工程4 虛擬制造5 快速原型技術(shù)6 綠色制造7 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) Advanced Manufacturing Technology 一、智能制造 智能制造的定義 智能制造 是研究制造活動(dòng)中的 信息感知與分析 、 知識(shí)表達(dá)與學(xué)習(xí) 、 智能決策與執(zhí)行 的一門(mén)綜合交叉技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)屬性和功能的必然手段。一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology ? 知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的必然選擇 與設(shè)備、資本投入作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式不同，知識(shí)含量起著越來(lái)越重要的因素。一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 1） 感知與測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 感 知 ：各種智能傳感器，智能儀表 測(cè)控網(wǎng)絡(luò) ：通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知到的信息的收集、傳輸、管理、使用的技術(shù)。機(jī)器學(xué)習(xí) ：把人類的知識(shí)教給計(jì)算機(jī) 知識(shí)發(fā)現(xiàn) ：計(jì)算機(jī)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)發(fā)掘從數(shù)據(jù)和信息中自動(dòng)提煉知識(shí)并升華為制造策略。制造智能的關(guān)鍵技術(shù)一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 4）圖形化建模與仿真技術(shù) 圖形化建模與仿真 ：圖形操作代替符號(hào)、數(shù)字操作實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程中的建模和仿真。制造智能的關(guān)鍵技術(shù)一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 智能制造裝備 智能制造裝備的涵義 智能制造裝備具有感知、決策、執(zhí)行功能，其技術(shù)特征是：自行感知分析和處理運(yùn)行環(huán)境；自行規(guī)劃、控制、決策，故障自行診斷和修復(fù)，主動(dòng)分析自身性能力劣化和維護(hù)，能夠參與網(wǎng)絡(luò)集成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)。 一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 3）智能工藝規(guī)劃和智能編程技術(shù) 問(wèn) 題 ：現(xiàn)有的工藝規(guī)劃基本是依靠經(jīng)驗(yàn)的派生式，現(xiàn)有的編程系統(tǒng)主要是面向零件幾何的編程，沒(méi)有綜合考慮機(jī)床工裝和零件材料特性，智能工藝規(guī)劃和編程主要是由計(jì)算機(jī)模擬專家處理上述情況。制 造 智 能 技 術(shù)目標(biāo)：智能感知、學(xué)習(xí)、推理、決策、執(zhí)行智能終端技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí) /數(shù)據(jù)挖掘/知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、綜合推理 /決策支持技術(shù)智能人機(jī)交互技術(shù)、圖形化建模與仿真技術(shù)目標(biāo)：即插即用即插即用技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)技術(shù)、M2M(MachinetoMachine/Man)制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2023年 2030年制造智能技術(shù)一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 智能制造裝備技術(shù) 智 能 制 造 服 務(wù) 技 術(shù)目標(biāo)：智能感知與智能服務(wù)服務(wù)狀態(tài)感知技術(shù)、產(chǎn)品智能服務(wù)技術(shù)、生產(chǎn)智能服務(wù)技術(shù)目標(biāo)：制造物聯(lián)網(wǎng)制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能物流技術(shù)、制造與服務(wù)智能集成與共享2023年 2030年一、智能制造 Advanced Manufacturing Technology 智能制造實(shí)例 —— 磨削力適應(yīng)控制 Advanced Manufacturing Technology 智能制造實(shí)例 —— 凸輪自動(dòng)定位 Advanced Manufacturing Technology 智能制造實(shí)例 — 基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的數(shù)控加工 Advanced Manufacturing Technology 先進(jìn)制造新概念先進(jìn)制造新概念1 智能制造2 敏捷制造3 并行工程4 虛擬制造5 快速原型技術(shù)6 綠色制造7 先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) Advanced Manufacturing Technology 二、敏 捷 制 造 敏捷制造 （ Agile Manufacturing）這一概念是 1991年美國(guó)國(guó)防部為解決國(guó)防制造能力問(wèn)題而委托美國(guó)里海（Lehigh）大學(xué)亞柯卡（ Iacocca）研究所，擬定的一個(gè)同時(shí)體現(xiàn)工業(yè)界和國(guó)防部共同利益的中長(zhǎng)期制造技術(shù)規(guī)劃框架。 （ 4）敏捷制造必須建立開(kāi)放的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 敏捷制造的出發(fā)點(diǎn)是多樣化、個(gè)性化的市場(chǎng)需求和瞬息萬(wàn)變的經(jīng)營(yíng)機(jī)遇，是一種 “定單式 ”的制造方式?！　　? 隨著社會(huì)的進(jìn)步，福特等公司也隨之變成了只掌握設(shè)計(jì)及總裝的企業(yè)，汽車(chē)的大多數(shù)配件都是協(xié)作廠生產(chǎn)的。 我國(guó)一直提倡的 “專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn) ”就是樸素的敏捷制造的思想，但技術(shù)手段則是十分原始的。? 各部門(mén)目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的差異和矛盾降低了整體效率? 部門(mén)之間難溝通；設(shè)計(jì)改動(dòng)量大；? 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；產(chǎn)品成本高。我國(guó)對(duì)此也非常重視，國(guó)家科委從戰(zhàn)略的高度出發(fā)，將并行工程設(shè)立為 (CIMS)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目 ，作為 CIMS 進(jìn)一步發(fā)展的方向。三、并行工程 Advanced Manufacturing Technology 設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素（研制）（研制）研究研究市場(chǎng)市場(chǎng)制定產(chǎn)品規(guī)格制定產(chǎn)品規(guī)格設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)適用性適用性供應(yīng)單位供應(yīng)單位 采購(gòu)采購(gòu)制定工藝制定工藝研究研究銷(xiāo)售銷(xiāo)售生產(chǎn)生產(chǎn)檢驗(yàn)檢驗(yàn)工序控制工序控制測(cè)試測(cè)試儀器儀表以儀器儀表以及設(shè)備裝置及設(shè)備裝置服務(wù)服務(wù)市場(chǎng)市場(chǎng)并行工程 過(guò)程重構(gòu)三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 并行工程設(shè)計(jì) 時(shí)同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的 所有因素三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 并行工程并行工程可制造性可制造性可裝配性可裝配性質(zhì)量保證質(zhì)量保證 顧客滿意顧客滿意可靠性可靠性環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)功能功能并行工程設(shè)計(jì) 時(shí)同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的 所有因素三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì) 工藝概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)產(chǎn)品初步方案 工藝初步方案詳細(xì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品詳細(xì)方案 工藝詳細(xì)方案企企業(yè)業(yè)各各職職能能部部門(mén)門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程中各種活動(dòng)并行 交叉進(jìn)行三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 環(huán)保人員環(huán)保人員開(kāi)發(fā)小組顧客顧客供應(yīng)商供應(yīng)商質(zhì)量人員質(zhì)量人員制造人員制造人員 裝配人員裝配人員營(yíng)銷(xiāo)人員營(yíng)銷(xiāo)人員設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)人員跨職能小組生產(chǎn)生產(chǎn)財(cái)務(wù)財(cái)務(wù)供應(yīng)供應(yīng)采購(gòu)采購(gòu)用戶用戶設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工藝工藝其他其他 不同領(lǐng)域技術(shù)人員的 全面參與三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 總經(jīng)理設(shè)計(jì) 生產(chǎn)制造 銷(xiāo)售 財(cái)務(wù)、人力等供應(yīng)商 服裝經(jīng)銷(xiāo)商 其他相關(guān)人員時(shí)裝開(kāi)發(fā)并行工程項(xiàng)目組時(shí)裝開(kāi)發(fā)的并行工程工作模式的組織結(jié)構(gòu)平臺(tái)時(shí)裝設(shè)計(jì)公司并行工程案例三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 并行式設(shè)計(jì)模塊并行式設(shè)計(jì)模塊 綠色度評(píng)估指標(biāo)綠色度評(píng)估指標(biāo)概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)加工裝配加工裝配儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)售儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)售使用維護(hù)使用維護(hù)廢棄后處理廢棄后處理考慮 環(huán)保 條件下的并行式綠色設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程資源性指標(biāo)能耗性指標(biāo)環(huán)境性指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 并行工程中的 主要問(wèn)題 包括：① 并行工程 — 系統(tǒng)化、集成化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法與技術(shù)。⑤ 并行工程集成框架 并行工程重要的支撐系統(tǒng)之一是集成框架。三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 運(yùn)用領(lǐng)域 ：航空、航天、電子、汽車(chē)等領(lǐng)域，對(duì)我國(guó)的制造業(yè)既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology 并行工程的重要性 ：提高新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力 “并行工程作為企業(yè)的基本戰(zhàn)略，對(duì)提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力已變得絕對(duì)重要，企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)的重視程度對(duì)并行工程是否能夠應(yīng)用成功起著重要的作用 ”。洛克希德公司實(shí)施并行工程的主要方法和技術(shù)有：l 改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程l 實(shí)現(xiàn)信息集成與共享l 組織綜合的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)隊(duì)伍l 為群組工作提供網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，支持異地的電子評(píng)審三、并 行 工 程 Advanced Manufacturing Technology （ 2）波音公司的應(yīng)用 波音企業(yè)于 1991年開(kāi)始開(kāi)發(fā)新型的 777雙發(fā)動(dòng)機(jī)大型客機(jī)。 70年代后期 CAD也獲得了廣泛的的錯(cuò)誤率應(yīng)用。隨著 NC編程的復(fù)雜化， NC代碼也越來(lái)越高。四、虛 擬 制 造 Advanced Manufacturing Technology 虛擬加工 是實(shí)際加工在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，一般采用三維實(shí)體仿真技術(shù)。 四、虛 擬 制 造 Advanced Manufacturing Technology 虛擬加工過(guò)程仿真器應(yīng)包括以下幾個(gè)主要的功能模塊 (1)幾何建模 。 (3)刀庫(kù)定義 。 (5)Nc代碼翻譯轉(zhuǎn)換。 (7)成品檢驗(yàn)。在單個(gè)零件的幾何建模方面，一般以 csG和 B—rep 表示或兩者的混合表示為基礎(chǔ)。對(duì)數(shù)控機(jī)床的幾何表示目前還沒(méi)有一個(gè)較為治確酌模型，數(shù)控機(jī)床有它自己的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它的幾何模型既要適應(yīng)加工過(guò)程中的快速顯示，又要便于描述它的運(yùn)動(dòng)，建立它的運(yùn)動(dòng)模型。對(duì)于刀具的管理，目前已有一些研究．主要集中在刀庫(kù)存儲(chǔ)管理、刀具標(biāo)準(zhǔn)化、刀具的加工設(shè)置、對(duì)刀具員優(yōu)化加工條件、刀具在刀架上的排列和刀具的磨損監(jiān)控等何題，人們也作了研究。目前的 Nc代碼翻譯器為專用翻譯器，即只適用于其一類數(shù)控系統(tǒng)。顯然，這種算法計(jì)算時(shí)間取決于物體表而的數(shù)量，運(yùn)算效率比較低。產(chǎn)品的質(zhì)量是由設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)擬定的，由制造階段提供保證，并由裝配階段具體落實(shí)的。從這個(gè)意義上講，產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配公差分析與綜合、裝配工藝規(guī)劃 (APP)、裝配系統(tǒng)規(guī)劃 (ASP)等，均應(yīng)是廣義的裝配設(shè)計(jì)范圍，實(shí)際上，它是一種基于三維數(shù)字模型的集成化裝配設(shè)計(jì)，亦稱為 虛擬裝配。 基本要求是確保產(chǎn)品的軍部件能夠裝配到位；進(jìn)一步的要求是確保產(chǎn)品裝配能夠比較容易實(shí)現(xiàn)，即裝配成本盡可能低廉。 產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)是讓下游有關(guān)活動(dòng)盡早融匯到上游的過(guò)程中來(lái)，使下游的有關(guān)因素能在設(shè)計(jì)早期加以考慮。它是實(shí)際裝配過(guò)程在虛擬環(huán)境下的映射，因此，從本質(zhì)上講，虛擬裝配就是要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，利用計(jì)算機(jī)裝配出 “虛擬產(chǎn)品 ”，以可視化方式驗(yàn)證、展示和完善產(chǎn)品及其零部件的可裝配性。四、虛 擬 制 造 Advanced Manufacturing Technology 裝配模型的信息組成 建立產(chǎn)品裝配模型的目的是為面向裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供信息來(lái)源和存取機(jī)制。因此，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者和裝配工藝規(guī)劃人員必須充分考慮裝配資源的合理配置，才能實(shí)現(xiàn)裝配工藝規(guī)程的員優(yōu)化，保證裝配質(zhì)量和裝配效率，從而降低產(chǎn)品裝配成本和產(chǎn)品的總成本。裝配資源建模的主要目的 ，是為了確定一種機(jī)制，使裝配資源能夠快捷有效地介入、操作和退出，從而為考慮裝配資源約束的裝配工藝規(guī)劃和仿真提供虛擬裝配工作環(huán)境。 四、虛 擬 制 造 Advanced Manufacturing Technology 在車(chē)間設(shè)計(jì)的初步階段，設(shè)計(jì)者根據(jù)用戶需求，確定車(chē)間的功能需求、車(chē)間的模式、主要加工設(shè)備、刀具和夾具的類型和數(shù)量，提出