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先進制造技術論文智能制造(更新版)

2024-11-15 12:33上一頁面

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【正文】 先進制造技術是當今國際間科技競爭的焦點,隨著社會的發(fā)展,市場需求的個性化與多元化,人們對產品的要求也日益多元化,市場競爭日趨激烈,企業(yè)要在日趨激烈的市場競爭中生存發(fā)展,就必須采用先進的制造技術。先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法,而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術,涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域,并逐步融合與集成。綠色制造技術主要包含了綠色資源、綠色生產過程和綠色產品三方面的內容。五、發(fā)展當前先進制造技術的發(fā)展趨勢大致有以下幾個方面:信息技術對先進制造技術的發(fā)展起著越來越重要的作用設計技術不斷現(xiàn)代化產品設計是制造業(yè)的靈魂。所謂柔性的零件加工是指能夠同時地和交替地加工不同的但是同系統(tǒng)的零件。數(shù)控加工的主要特點是:加工的零件精度高;生產效率高;特別適合加工形狀復雜的輪廓表面;有利于實現(xiàn)計算機輔助制造;對操作者(不含編程人員)技術水平的要求相對較低;初始投資大、加工成本高。一般都采用CNC控制。用于精密機床、精密測量儀器等制造業(yè)中的關鍵零件加工,如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導軌、精密滾動軸承等,在當前制造工業(yè)中占有極重要的地位。包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模塊化設計、DFX、優(yōu)化設計、三次設計與健壯設計、創(chuàng)新設計、反向工程、協(xié)同產品商務、虛擬現(xiàn)實技術、虛擬樣機技術、并行工程等?,F(xiàn)代制造技術不是一項具體技術,而是利用系統(tǒng)工程技術將各種相關技術集成的一個有機整體;現(xiàn)代制造技術是一種動態(tài)技術,而不是一成不變的,它需要不斷吸收各種高新技術成果,并將其滲透到產品的所有領域,結合成一個有機整體,實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔和靈活的生產[12];現(xiàn)代制造技術的目的是提高制造業(yè)的綜合效益,其不摒棄傳統(tǒng)技術,而是有賴于不斷用科技新手段去研究它和傳承它,并應用科技新成果去改造它和充實它;現(xiàn)代制造技術在強調環(huán)境保護的同時,還強調各專業(yè)學科之間的相互滲透、融合和淡化,并消除其間的界限。美國、德 國、日 本 等 國 已 經 開 發(fā) 出 了 數(shù) 控(NC)、計算機數(shù)控(CNC)、直接數(shù)控(CAM)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)、制造資源規(guī)則(MRP)、柔性制造單元(TMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、機器人、計算機輔助設計/制造(CAD/CAM)、精益生產(LP)、智能制造系統(tǒng)(MS)、并行工程(CE)和敏捷制造(AM)等多項現(xiàn)代制造技術與制造模式。由于專家系統(tǒng)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(tǒng)為柔性制造的諸方面工作增強綜合性。它是將制造、產品開發(fā)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(tǒng)(IMS)為代表,其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化[8]。數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成,其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化,具有適應加工多品種產品的靈活性。瞬時柔性是指設備出現(xiàn)故障后,自動排除故障或將零件轉移到另一臺設備上繼續(xù)進行加工的能力;短期柔性是指系統(tǒng)在短時期內,適應加工對象變化的能力,包括在任意時期混合進行加工2種以上零件的能力;長期柔性則是指系統(tǒng)在長期使用中,能夠加工各種不同零件的能力。現(xiàn)代制造技術是一門以 機械為主體,交叉融合光、電、信息、材料等學科的綜合體,并與管理科學、社會科學、文化、藝術、人機工 程、生物工程和生命科學等相結合,拓展了新領域。隨著現(xiàn)代制造技術的發(fā)展,特別是自動控制技術、數(shù)控加工技術、工業(yè)機器人技術等的迅猛發(fā)展,柔性制造技術(FMI)應運而生。北京:機械工業(yè)出版社,2005 [8]張平亮。北京:化學工業(yè)出版社,2002 [4]張迪妮。進入21世紀,經濟全球化的進程日益加快,制造業(yè)領域的競爭日益加劇,而競爭的核心是先進制造技術。輸入有物質(原料、設備、資金、人員)、能量與信息。作為智能制造技術基礎,各種人工智能工具,及人工智能技術研究成果在制造業(yè)中的廣泛應用,促進了智能制造技術的發(fā)展。近年來,制造技術有了長足的發(fā)展和進步,也帶來了很多新問題。今天,人力和自動化是一對技術矛盾,不能集成在一起,所能做的選擇,或是昂貴的全自動化生產線,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造設備之間的相容性,人機工程只是一個方面的考慮,更重要的相容性考慮要體現(xiàn)在競爭、技能和決策能力上。CIMS作為一種連接生產線中的單個自動化子系統(tǒng)的策略,是一種提高制造效率的技術。結果是開發(fā)出了種類繁多的面向特定領域的獨立的專家系統(tǒng)、基于知識的系統(tǒng)或智能輔助系統(tǒng),形成一系列的“智能化孤島”。因此,智能制造的研究開發(fā)對象是整個機械制造企業(yè), 其主要研究開發(fā)目標有二: ①整個制造工作的全面智能化,它在實際制造系統(tǒng)中首次提出了以機器智能取代人的部腦力勞動作為主要目標,,強調整個企業(yè)生產經營過程大范圍的自組織能力。目前比較通行的一種定義是, 智能制造技術是指在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié),以一種高度柔性與高度集成的方式,通過計算機來模擬人類專家的制造智能活動。人工智能技術在機械制造領域中的應用涉及市場分析、產品設計、生產規(guī)劃、過程控制、質量管理、材料處理、設備維護等諸方面。從CIMS的發(fā)展來看,眾多研究者把重點放在計算機集成上,從科學技術的現(xiàn)狀看,要完成這樣一個集成系統(tǒng)是很困難的?,F(xiàn)有的CIMS概念是解決不了這兩個難題的。(5)智能制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)用計算機一體化控制生產系統(tǒng),使生產從概念、設計到制造聯(lián)成一體,做到直接面向市場進行生產,可以從事大小規(guī)模并舉的多樣化的生產?;谶@個觀點,在智能制造的基礎理論研究中,提出了智能制造系統(tǒng)及其環(huán)境的一種實現(xiàn)模式,這種模式給制造過程及系統(tǒng)的描述、建模和仿真研究賦予了全新的思想和內容,涉及制造過程和系統(tǒng)的計劃、管理、組織及運行各個環(huán)節(jié),體現(xiàn)在制造系統(tǒng)中制造智能知識的獲取和運用,系統(tǒng)的智能調度等,亦即對制造系統(tǒng)內的物質流、信息流、功能決策能力和控制能力提出明確要求。從信息與控制的觀點來看,智能制造系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng),由輸入、處理、輸出和反饋等部分組成。對此,我國已引起重視,在“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中,將先進制造技術列為重點發(fā)展領域之一。先進制造技術。先進制造技術。武漢:華中科技大學出版社,2001第二篇:智能制造技術現(xiàn)代制造技術1142813203 吳文樂摘要:現(xiàn)代制造技術是在傳統(tǒng)制造技術的基礎上, 不斷吸收和發(fā)展機械、電子、能源、材料、信息及現(xiàn)代管理技術的成果, 將其綜合應用于產品設計、制造、檢驗、管理服務等產品生命周 期的全過程, 以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、靈活、清潔的生產技術模式,取得理想的技術經濟效果的制造技術的總稱傳統(tǒng)的自動化生產技術可以顯著提高生產效率,然而其局限性也顯而易見,即無法很好地適應中小批量生產的要求。3).制造技術的綜合性。柔性可分為瞬時、短期和長期柔性[4]。(2)柔性制造單元(FMC):M S是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產物,它是由l~2臺加工中心、工業(yè)機器人。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。專家系統(tǒng)利用專家知識和推理規(guī)則進行推理,求解各類問題(如解釋、預測,診斷、查找故障、設汁、計劃、監(jiān)視、修復、命 令及控制等)。近年來,世界各國都投入了巨大的財力和物力,強化作為光機電一體化制造業(yè)基礎的先進制造業(yè)的技術和產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略研究??傊匾曋圃鞓I(yè)和現(xiàn)代制造技術已成為全球化的大趨勢。一、先進的工程設計技術先進的工程設計技術包括眾多的現(xiàn)代設計理論與方法。精密加工一般指加工精度在10~(相當于IT5級精度和IT5級以上精度),如金剛車、金剛鏜、研磨、珩磨、超精研、砂帶磨、鏡面磨削和冷壓加工等??煞譃殡娀鸹ǔ尚图庸?EDM)和電火花線切割加工(電火花線切割加工 electrical discharge wire – cuttingEDW)兩大類。采用數(shù)控加工技術的機床,稱為數(shù)控機床。它主要包括若干臺數(shù)控機床和加工中心(或其他直接參加產品零部件生產的自動化設備),用一套自動物料(包括工件和刀具)搬運系統(tǒng)連接起來,由分布式多級計算機系統(tǒng)進行綜合管理與控制,以適應柔性的高效率零件加工(或零部件生產)。包括成組技術、全面質量管理、精益生產與JIT、敏捷制造、并行工程、柔性制造、計算機集成制造、虛擬制造、智能制造、網絡化制造、綠色制造、生物制造、可重構制造、MRP、MRPII、ERP、SCM、CRM、計算機輔助后勤支援(Computer Aided Logistic Support,CALS)、電子商務、知識管理。(2)綠色制造技術 在整個制造過程,使得對環(huán)境負面影響最小,廢棄物和有害物質的排放最小,資源利用效率最高。主要包括:計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法,而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術,涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域,并逐步融合與集成。人工智能不是人的智能,但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。如今人工智能已經不再是幾個科學家的專利了,全世界幾乎所有大學的計算機系都有人在研究這門學科,學習計算機的大學生也必須學習這樣一門課程,在大家不懈的努力下,如今計算機似乎已經變得十分聰明了。實際應用,機器視覺:指紋識別,人臉識別,視網膜識別,虹膜識別,掌紋識別,專家系統(tǒng),智能搜索,定理證明,博弈,自動程序設計,還有航天應用等。人工智能技術在國內的發(fā)展與趨勢人工智能學習的發(fā)展歷史是和計算機科學與技術的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。隨著經濟技術的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而我國非常重視對先進制造技術的研究。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現(xiàn)。制造自動化技術的發(fā)展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化??焖倩軓娪辛Φ赝苿又圃旒夹g的進步與發(fā)展,它是先進制造技術發(fā)展的“動力”。智能感知:智能的產生首先需要收集到足夠多的結構化數(shù)據(jù)去表述場景,因此智能感知是實現(xiàn)人工智能的第一步。二是基于統(tǒng)計方法的仿生模擬的連接主義路線,代表領域有機器學習和人腦仿生,三是行為主義,希望從進化的角度出發(fā),基于智能控制系統(tǒng)的理論、方法和技術,研究擬人的智能控制行為。由于深度學習的成功,學術界進一步沿著連接主義的路線提升計算機對人腦的模擬程度。既然“人工智能”的發(fā)展如此吸引人,那就一定具有相當多的發(fā)展方向啦,那么未來它的發(fā)展趨勢會是如何呢?我們不妨可以設想一下: 在計算機網絡如此發(fā)達的社會中,我們可以利用人工智能來實現(xiàn)語言技術與人類生活的聯(lián)系,雖然目前關于語言的研究尚未突破語義障礙,現(xiàn)在還看不出在解決自然語言中含糊曖昧的成份方面可能會取得多大的進展,也很難想象在近期內能實現(xiàn)對任意輸入均可產生高質量譯文的機器翻譯系統(tǒng)或非常理想的篇章理解系統(tǒng),我們所能看到的是一些有一定限制的但與人類生活密切相關的語言處理技術的發(fā)展。還有,在最受人關注的機器人領域里,人工智能蘊含著十分強大的發(fā)展空間!雖然現(xiàn)在已經實現(xiàn)了機器人與人的對話交流等強大的功能,但相信在未來,人們一定會挖掘出人工智能更多更強大的功能來運用到機器人中去,讓機器人更好的未人們服務!最后,在控制領域內,雖然已經實現(xiàn)了遠程操控技術,但并不普及,相信在未來,我們可以更輕松自如的利用人工智能來實現(xiàn)對家用電器等的遠程控制的普及,讓每一個房子都裝有這樣的系統(tǒng),那么在主人回家之前就可以設定好最符合主人生活習慣的環(huán)境,讓辛苦勞累了一天的主人能夠更好的享受到家的溫馨!人工智能誕生50多年來,在崎嶇不平的道路上取得了可喜的進展。就是用計算機去模擬、延伸和擴展專家的智能。這里,計算機實質上只是機械地、被動地執(zhí)行人們編制的應用程序指令的“電子奴仆”,也不理解為什么要做這項工作,即不懂得:為什么?。目前能夠用來研究人工智能的主要物質手段以及能夠實現(xiàn)人工智能技術的機器就是計算機,人工智能的發(fā)展歷史是和計算機科學與技術的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。人工智能研究尚存在不少問題,這主要表現(xiàn)在下列幾個方面: 宏觀與微觀隔離:一方面是哲學、認知科學、思維科學和心理學等學科所研究的智能層次太高、太抽象;另一方面是人工智能邏輯符號、神經網絡和行為主義所研究的智能層次太低。在這種背景下提出的各種人工智能理論,只是部分人的主觀猜想,能在某些方面表現(xiàn)出”智能”就算相當成功了。四、人工智能技術的評價與認識人工智能是一門包括計算機科學、控制學、信系論、語言論、神經生理學、心理學、數(shù)學、哲學等多種學科相互滲透發(fā)展起來的學科,其研究對象可以歸納為“機器智能、智能機器”,它體現(xiàn)在思維、感知、行為三個層次,而它要模擬眼神、擴展人的智能,其研究內容可以分為機器思維和思維機器、機器感知和感知機器、機器行為和行為機器三個層次。目前,人工智能技術正在向大型分布式人工智能、大型分布式多專家協(xié)同系統(tǒng)、廣義知識表達、綜合知識庫、并行推理、多種專家系統(tǒng)開發(fā)工具、大型分布式人工智能開發(fā)環(huán)境和分布式環(huán)境下的多智能體協(xié)同系統(tǒng)等方向發(fā)展。人工智能對經濟的影響。伴隨著人工智能和智能機器人的發(fā)展,不得不討論是人工智能本身就是超前研究,需要用未來的眼光開展現(xiàn)代的科研,因此很可能觸及倫理底線??茖W發(fā)展到今天,一方面是高度分化,學科在不斷細分,新學科、新領域不斷產生。Hopfield神經網絡應用非常廣泛,本文用Hopfield 神經網絡進行英文字母識別。隨著對生物鬧的深入了解,人工神經網絡獲得長足發(fā)展。這么多年來,它的結構與功能逐步改善,運行機制漸趨成熟,應用領域日益擴大,在解決各行各業(yè)的難題中顯示出巨大的潛力,取得了豐碩的成果[1]。4結論在理論上.RBF網絡和BP網絡一樣能以任意精度逼近任何非線性函數(shù)。而RBF網絡的建網過程即是訓練過程此外,訓練時間較少.精度也比較高。參考文獻:[1] 機械工業(yè)出版社,[2] 邊肇祺,[3] :哈爾濱工業(yè)大學出版社,[4],2004[5]董軍,1997[6],2002[7],2010[8]胡守仁,余少波,1992[9]胡金濱,2004[10],2001
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