微課9-1智能制造基礎(chǔ)智能制造是新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合的新型生產(chǎn)方式，是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等環(huán)節(jié)，具備自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)功能。它以智能工廠為載體，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)支撐和端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量。由于突出了知識(shí)在制造活動(dòng)中的價(jià)值地位，所以智能制造成為影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。智能制造系統(tǒng)是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。微課9-1智能制造基礎(chǔ)從功能角度，可將智能制造分為設(shè)計(jì)、計(jì)劃、生產(chǎn)和系統(tǒng)活動(dòng)四個(gè)子系統(tǒng)。（1）設(shè)計(jì)子系統(tǒng)。智能制造突出了產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過(guò)程中消費(fèi)需求的影響；功能設(shè)計(jì)關(guān)注產(chǎn)品的可制造性、可裝配性、可維護(hù)性及保障性。（2）計(jì)劃子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造將從簡(jiǎn)單信息型發(fā)展到知識(shí)密集型。在排序和制造資源計(jì)劃管理中，將集成應(yīng)用模糊推理等多類專家系統(tǒng)。（3）智能制造的生產(chǎn)系統(tǒng)是自治或半自治系統(tǒng)。在監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)狀態(tài)獲取和故障診斷、檢驗(yàn)裝配以及模擬測(cè)試中，廣泛應(yīng)用了智能技術(shù)。（4）系統(tǒng)活動(dòng)。在系統(tǒng)控制中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用分布技術(shù)、多元代理技術(shù)等，采用開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)活動(dòng)并行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。9.1.1制造系統(tǒng)的概念分布式數(shù)字控制（DNC）是網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床常用的制造術(shù)語(yǔ)，其本質(zhì)是計(jì)算機(jī)與具有數(shù)控裝置的機(jī)床群使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的分布在車間中的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)就像一個(gè)統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)整合多種通用的物理和邏輯資源，動(dòng)態(tài)分配數(shù)控加工任務(wù)給任一加工設(shè)備。分布式數(shù)字控制是提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本的有力手段，是未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。9.1.2分布式數(shù)字控制迅速發(fā)展的多智能體系統(tǒng)（MAS）是一種由多個(gè)相互作用的智能體組成的分布式系統(tǒng)，這些智能體能夠自主地感知環(huán)境、作出決策并與其他智能體協(xié)同工作，以完成復(fù)雜的任務(wù)。多智能體系統(tǒng)已成為現(xiàn)代信息技術(shù)不可或缺的一部分，是一種進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)分析與模擬的思想方法與工具，推動(dòng)了多個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。9.1.3多智能體系統(tǒng)隨著AI技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，多智能體系統(tǒng)對(duì)解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造乃至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中的多領(lǐng)域間的協(xié)調(diào)合作提供了一種智能化方法，也為系統(tǒng)集成、并行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)智能制造提供了更有效的手段。多智能體系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有：分布式問(wèn)題求解、協(xié)調(diào)與控制、知識(shí)表示與推理、決策與規(guī)劃、安全與隱私等。多智能體系統(tǒng)可用于智能制造領(lǐng)域的生產(chǎn)調(diào)度、設(shè)備維護(hù)等。此外，典型應(yīng)用場(chǎng)景還有智慧城市、金融服務(wù)、醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。多智能體系統(tǒng)的研究前沿包括、群體智能、社會(huì)計(jì)算和混合智能等。9.1.3多智能體系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造相比，智能制造系統(tǒng)具有以下特征：（1）自律能力。搜集與理解環(huán)境和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。具有自律能力的設(shè)備稱為“智能機(jī)器”。（2）人機(jī)一體化。突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時(shí)智能機(jī)器配合發(fā)揮出人的潛能，人機(jī)之間平等共事、相互協(xié)作、相輔相成。（3）VR技術(shù)。實(shí)現(xiàn)虛擬制造支持技術(shù)，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，融合信號(hào)處理、動(dòng)畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測(cè)、仿真和多媒體技術(shù)。（4）自組織超柔性。各組成單元依據(jù)工作任務(wù)需要，自行組成最佳結(jié)構(gòu)。（5）學(xué)習(xí)與維護(hù)。在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫(kù)，具有自學(xué)習(xí)功能。9.1.4綜合特征智能制造中的智能技術(shù)包括如下。（1）傳感技術(shù)：具有高靈敏度、精度、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。（2）模塊化、嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)：微內(nèi)核和開(kāi)放式系統(tǒng)技術(shù)。（3）先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)：工業(yè)過(guò)程多層次性能評(píng)估技術(shù)、大數(shù)據(jù)建模。（4）系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)：大型制造項(xiàng)目復(fù)雜系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)技術(shù)。（5）故障診斷與健康維護(hù)技術(shù)：在線或遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、重大裝備的壽命測(cè)試和剩余壽命預(yù)測(cè)技術(shù)，可靠性與壽命評(píng)估技術(shù)。（6）高可靠實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：嵌入式互聯(lián)網(wǎng)，高可靠無(wú)線通信等。9.1.5智能技術(shù)（7）功能安全技術(shù)：智能裝備硬件、軟件的功能安全分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證技術(shù)及方法，建立自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體功能安全評(píng)估技術(shù)。（8）特種工藝與精密制造技術(shù)：多維精密加工工藝，精密成型工藝，焊接等特殊連接工藝，微機(jī)電系統(tǒng)、精確可控?zé)崽幚?、精密鍛造等技術(shù)。（9）識(shí)別技術(shù)：低成本、低功耗RFID芯片設(shè)計(jì)制造技術(shù)，超高頻和微波天線設(shè)計(jì)技術(shù)，低溫?zé)釅悍庋b技術(shù)，物體缺陷識(shí)別技術(shù)等。9.1.5智能技術(shù)智能制造中的測(cè)控裝置包括如下。（1）傳感器及其系統(tǒng)——新原理、新效應(yīng)、新材料的智能化傳感器等。（2）智能控制系統(tǒng)——大規(guī)模聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、可編程控制系統(tǒng)等。（3）智能儀表——溫度、壓力、流量、物位、熱量、工業(yè)在線分析儀表、智能變頻電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能閥門定位器和高可靠執(zhí)行器。（4）精密儀器——在線質(zhì)譜/激光氣體/紫外光譜等分析系統(tǒng)。（5）工業(yè)機(jī)器人與專用機(jī)器人——焊接、涂裝、搬運(yùn)、裝配等工業(yè)機(jī)器人及安防、危險(xiǎn)作業(yè)、救援等專用機(jī)器人。9.1.6測(cè)控裝置（6）精密傳動(dòng)裝置——高速精密重載軸承，高速精密齒輪傳動(dòng)裝置，高速精密鏈傳動(dòng)裝置，高精度高可靠性制動(dòng)裝置等。（7）伺服控制機(jī)構(gòu)——高性能變頻調(diào)速裝置、數(shù)位伺服控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分布式伺服系統(tǒng)等產(chǎn)品，提升電氣傳動(dòng)和執(zhí)行的自動(dòng)化與穩(wěn)定性水平。（8）液氣密元件及系統(tǒng)——高壓大流量液壓元件和液壓系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)速大功率液力偶合器調(diào)速裝置、智能潤(rùn)滑系統(tǒng)、智能化閥島、智能定位氣動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)、高性能密封裝置。9.1.6測(cè)控裝置智能制造的總體目標(biāo)是通過(guò)快速創(chuàng)建應(yīng)用程序，使處于整個(gè)價(jià)值鏈應(yīng)用程序和架構(gòu)中的人、系統(tǒng)和資產(chǎn)之間的協(xié)作成為可能，為未來(lái)構(gòu)建一個(gè)新的智能制造軟件平臺(tái)。新技術(shù)每天都在產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)，一些制造商正在應(yīng)用大數(shù)據(jù)和分析技術(shù)，希望從這