智能制造使能技术的分类!

科技   2024-12-09 19:19   湖北  





智能制造的推进离不开使能技术的支撑,e-works提出的“五力模型”(下文图1、表1)是一系列关键技术的集合,是能够推动智能制造某一方面或多方面核心能力的技术群或技术体系。
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
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本文引自智能制造丛书力作:《智能制造实践》(作者:黄培,许之颖,张荷芳)。


该书已由清华大学出版社出版
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这五大类使能技术的迅速兴起或突破性发展,交叉融合、集成应用,为推进制造业创新与转型提供了良好的技术支撑。


图1 智能制造关键使能技术“五力模型”


表1 五大类智能制造关键使能技术列表



01
信息与通信技术


信息与通信技术(information and communication technology,ICT)是信息技术和通信技术创新发展和融合应用的产物。当前,我国正在大力推进5G+工业互联网应用。工程机械行业普遍在挖掘机上部署了物联网盒子,将传感器采集的数据通过4G或5G的SIM卡传到工业互联网平台,再通过工业大数据和人工智能技术进行分析处理。工业PON(无源光纤网络)和工业WIFI技术在制造企业的车间业得到广泛应用,小松公司基于ICT技术为工程建设行业提供了智能施工解决方案。




02
工业自动化技术

工业自动化技术是基于控制理论,综合运用仪器仪表、工业计算机、工业机器人、传感器和工业通信等技术,对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策的综合性技术,包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业自动化技术的发展是工业3.0的重要标志,也在不断发展进化。无论大批量生产,还是小批量多品种的制造企业,都需要依靠工业自动化技术的应用。工业自动化技术可以分为面向流程行业的过程自动化(process automation)和面向离散行业的工厂自动化(factory automation),车间的物流自动化近年来发展迅速。工业自动化技术的发展趋势是人机协作,实现柔性自动化,并与IT系统集成应用。




03
先进制造技术

先进制造技术(advanced manufacturing technology,AMT)是各类新兴制造技术的统称,包括新材料、新工艺、产品设计技术和精密测量技术等。


随着制造业的科技进步,智能、灵活、可靠、高效的制造技术不断取得新突破,研发出各种新型材料,例如复合材料、工程塑料、纳米材料等;在制造工艺方面,增材制造,尤其是金属增材制造的应用越来越广,冷弯、压铸、精密铸造、激光加工、表面工程等新工艺层出不穷;在产品设计技术方面,模块化设计、创成设计(generative design)、设计成本管理、DFM(可制造性分析)等新兴技术可以显著提升产品的性能,降低成本;精密测量技术集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体,在三坐标测量机等接触式测量技术逐渐成熟的基础上,相关厂商已提供了在机检测技术;同时,近年来基于机器视觉、激光干涉,与工业机器人集成的测量技术在制造业也得到了广泛应用。




04
人工智能技术 

人工智能技术经过半个多世纪的发展,已形成了人工神经网络、机器学习、深度学习和知识图谱等相关算法,国际上出现了多种开源人工智能引擎。在智能驾驶、预测性质量分析、预测性设备维护、表面质量检测、生产排产和客户需求预测等领域得到广泛应用。部署在设备应用现场的边缘人工智能技术,机器智能与人类智能相结合的混合智能技术,已成为研究和应用的热点。




05
现代企业管理

在全球制造业的发展与变革过程中,工业工程、精益生产、柔性制造、敏捷制造、全面质量管理、供应链管理和6Sigma等先进的企业管理理念不断涌现,在各个制造行业进行了实践。这些先进的现代企业管理理念强调企业管理的规范化、精细化、人性化,消除一切浪费,从串行工作走向并行工程,从多个维度帮助制造企业提升产品质量,提高生产效率,敏捷应对市场变化。通过这些管理理念的实践,为制造业指明了持续改善的方向。




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