從數(shù)字化制造到智能制造

關(guān)于從數(shù)字化制造到智能制造第1頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2-2-改革開(kāi)放30多年來(lái)，科技進(jìn)步在制造領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，“人口紅利”與“政策紅利”相輔相成，顯著提高了“中國(guó)制造”產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.“中國(guó)制造”改變著整個(gè)世界第2頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-3-1.“中國(guó)制造”改變著整個(gè)世界中國(guó)制造日本制造1750180019002000185019502050德國(guó)制造英國(guó)制造美國(guó)制造中國(guó)已經(jīng)成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體。中國(guó)極可能成為“第五個(gè)”世界制造中心。伴隨世界制造業(yè)的發(fā)展，在不同的階段形成了四大世界級(jí)制造中心。第3頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自1994年人民幣匯率改革以來(lái),在中國(guó)保持對(duì)美商品出口快速增長(zhǎng)的同時(shí),美國(guó)對(duì)中國(guó)產(chǎn)品反傾銷(xiāo)調(diào)查和反傾銷(xiāo)最終措施數(shù)量也有了大幅地增長(zhǎng)。歐美采取貿(mào)易保護(hù)反制-4-1.“中國(guó)制造”改變著整個(gè)世界第4頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-5-2.美國(guó)對(duì)“中國(guó)制造”的憂慮美國(guó)奇點(diǎn)大學(xué)著名教授瓦德瓦2012年1月11日在《華盛頓郵報(bào)》認(rèn)為：

我們將人工智能、機(jī)器人和數(shù)字化制造相結(jié)合，使得美國(guó)企業(yè)家在本土建廠，生產(chǎn)出各種產(chǎn)品，這是一場(chǎng)制造業(yè)的革命。中國(guó)還如何能與我們競(jìng)爭(zhēng)？很快就輪到中國(guó)擔(dān)憂了。尋求技術(shù)跨越第5頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-6-3.目前德國(guó)制造業(yè)面臨的壓力老齡化社會(huì)帶來(lái)勞動(dòng)力減少資源匱乏，能效仍需提升產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來(lái)國(guó)內(nèi)制造業(yè)空心化發(fā)展中國(guó)家技術(shù)實(shí)力不斷增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)全球化中，需要對(duì)市場(chǎng)做出快速響應(yīng)保持制造業(yè)國(guó)際領(lǐng)先地位所需的標(biāo)準(zhǔn)化需要根據(jù)消費(fèi)者需求，實(shí)現(xiàn)差異化、個(gè)性化的生產(chǎn)制造業(yè)占據(jù)全國(guó)GDP的25%、出口總額的60%，影響極大12356784第6頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-7-4.“中國(guó)制造”亟待技術(shù)跨越產(chǎn)品質(zhì)量有待提高在產(chǎn)業(yè)鏈的下游：核心技術(shù)亟待加強(qiáng)與歐美產(chǎn)品相比：質(zhì)量存在明顯差距第7頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-8-從價(jià)格優(yōu)勢(shì)到技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變成本上升（人力、土地、能源）用工荒（技術(shù)工人不足）國(guó)家出口退稅政策變化國(guó)內(nèi)：周邊國(guó)家新制造工廠的興起越南印度國(guó)外：4.“中國(guó)制造”亟待技術(shù)跨越第8頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月報(bào)告提綱-9-一、為什么要發(fā)展智能制造？二、工業(yè)4.0與智能制造三、數(shù)字化制造及其研究進(jìn)展四、智能制造技術(shù)及應(yīng)用展望第9頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.工業(yè)革命發(fā)展歷程-10-18世紀(jì)末20世紀(jì)初70年代初至今第一次工業(yè)革命機(jī)械化生產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)第二次工業(yè)革命批量流水線生產(chǎn)電力驅(qū)動(dòng)第三次工業(yè)革命高自動(dòng)化柔性生產(chǎn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)第四次工業(yè)革命智能化工廠智能裝備及信息通信第10頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽機(jī)普通機(jī)床數(shù)控機(jī)床智能機(jī)床加工裝備+電動(dòng)機(jī)=電氣化機(jī)床+電腦=按編程操作適應(yīng)能力低數(shù)控機(jī)床+智能控制=工藝優(yōu)化提升30%-3倍-11-1.工業(yè)革命發(fā)展歷程工業(yè)1.0：機(jī)械化工業(yè)2.0：電氣化工業(yè)3.0：數(shù)字化工業(yè)4.0：智能化機(jī)械傳動(dòng)+蒸汽驅(qū)動(dòng)=機(jī)械化第11頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)1.0一、工業(yè)4.0的意義1.工業(yè)革命發(fā)展歷程-12-第12頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、工業(yè)4.0的意義1.工業(yè)革命發(fā)展歷程工業(yè)2.0-13-第13頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.工業(yè)革命發(fā)展歷程工業(yè)3.0-14-第14頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.工業(yè)革命發(fā)展歷程工業(yè)4.0（人機(jī)對(duì)話）-15-第15頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.數(shù)字化制造的特征鏜拉機(jī)床銑削機(jī)床

采用數(shù)字化仿真手段，對(duì)制造過(guò)程中制造裝備、制造工藝、制造系統(tǒng)以及產(chǎn)品性能進(jìn)行定量描述，使工藝設(shè)計(jì)從基于經(jīng)驗(yàn)的試湊向基于科學(xué)推理轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)線系統(tǒng)材料毛坯實(shí)物產(chǎn)品沖壓機(jī)床焊接裝備-16-第16頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字化技術(shù)體系：產(chǎn)品表達(dá)數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、制造工藝數(shù)字化、制造系統(tǒng)數(shù)字化。制造系統(tǒng)數(shù)字化CAD:UG/Catia/PRO-ECAE:Nastran/AnsysPDM:Team-CenterERP:SAP、Enovia控制：NC、CNC,DNC系統(tǒng)：MC,FMC,FMS涉及裝備與產(chǎn)品的幾何、力學(xué)行為的耦合！影響產(chǎn)品性能影響制造效率影響制造效率影響制造質(zhì)量2.數(shù)字化制造的特征-17-第17頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-18-2.數(shù)字化制造的特征汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上端蓋第18頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳感檢測(cè)信息化、實(shí)時(shí)化裝備運(yùn)行過(guò)程檢測(cè)制造質(zhì)量的檢測(cè)工藝設(shè)計(jì)智能化、知識(shí)化制造工藝的智能設(shè)計(jì)制造工藝的實(shí)時(shí)規(guī)劃控制執(zhí)行柔性化、自動(dòng)化裝備自動(dòng)控制裝備柔性操作-19-3.智能化制造的特征第19頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月報(bào)告提綱-20-一、為什么要發(fā)展智能制造？二、工業(yè)4.0與智能制造三、數(shù)字化制造及其研究進(jìn)展四、智能制造技術(shù)及應(yīng)用展望第20頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.數(shù)字化手段有效地提升了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)質(zhì)量美國(guó)B777的應(yīng)用效果開(kāi)發(fā)周期：9年→4.5年成本降低：25％100％整機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)世界壟斷與霸主地位飛機(jī)數(shù)字化開(kāi)發(fā)（B777)-21-第21頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)品生產(chǎn)控制中心1.數(shù)字化手段有效地提升了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)質(zhì)量飛機(jī)數(shù)字化開(kāi)發(fā)（B787)-22-第22頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采購(gòu)管理人員質(zhì)量管控人員全球物流專(zhuān)家供應(yīng)商管理人員技術(shù)工程師視頻會(huì)議技術(shù)支持物流準(zhǔn)備環(huán)境預(yù)警生產(chǎn)監(jiān)控車(chē)間車(chē)間裝配現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、裝配現(xiàn)場(chǎng)全球供應(yīng)商工廠......高清視頻、生產(chǎn)信息、物流信息等技術(shù)支持質(zhì)量管理物流支持采購(gòu)支持環(huán)境信息支持生產(chǎn)管控人員1.數(shù)字化手段有效地提升了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)質(zhì)量飛機(jī)數(shù)字化開(kāi)發(fā)（B787)-23-第23頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控織機(jī)，由原來(lái)3-4小時(shí)/毛衣，變?yōu)?0分鐘/毛衣，1個(gè)工人操作5-10臺(tái)機(jī)器手動(dòng)式半自動(dòng)全數(shù)控1.數(shù)字化手段有效地提升了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)質(zhì)量數(shù)控紡織機(jī)械-24-第24頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)最高速度：160米/分電子長(zhǎng)軸傳動(dòng)以電子虛擬軸作為主導(dǎo)軸，機(jī)器各單元分散驅(qū)動(dòng)；傳動(dòng)由智能化驅(qū)動(dòng)器高精度控制的電子長(zhǎng)軸；最高印刷速度：350米/分1.數(shù)字化手段有效地提升了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)質(zhì)量數(shù)控印刷機(jī)械-25-第25頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.高精度數(shù)字化制造主要研究范圍-26-3.超高精度、高性能平面、曲面制造2.高效精密切削磨削加工4.特殊功能結(jié)構(gòu)的特種加工（電火花加工、激光加工、聲波加工）5.復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)裝配性能保障6.制造系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化1.數(shù)字化設(shè)計(jì)-加工-測(cè)量一體化第26頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月報(bào)告提綱-27-一、為什么要發(fā)展智能制造？二、工業(yè)4.0與智能制造三、數(shù)字化制造及其研究進(jìn)展四、智能制造技術(shù)及應(yīng)用展望第27頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月28-28-1.智能化工廠實(shí)例第28頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-29-1.智能化工廠實(shí)例第29頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.信息物理系統(tǒng)是智能制造的本質(zhì)信息物理系統(tǒng)（CPS）-30-第30頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物理信息2.信息物理系統(tǒng)是智能制造的本質(zhì)CPS系統(tǒng)通信信息計(jì)算物理控制-31-第31頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、工業(yè)4.0時(shí)代的智能制造3.智能制造的運(yùn)作-32-第32頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.智能制造的運(yùn)作-33-第33頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.智能制造的運(yùn)作-34-第34頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-35-將傳感器及智能決策軟件與裝備集成，實(shí)現(xiàn)感知、分析、推理、決策、控制功能，使工藝能適應(yīng)制造環(huán)境變化.傳感檢測(cè)裝備運(yùn)行監(jiān)控制造質(zhì)量檢測(cè)控制執(zhí)行裝備自動(dòng)控制裝備柔性操作工藝設(shè)計(jì)工藝智能創(chuàng)成工藝實(shí)時(shí)規(guī)劃4.關(guān)鍵支撐技術(shù)第35頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-36-4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能加工裝備1）智能機(jī)床第36頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月閉環(huán)智能加工系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)性能數(shù)據(jù)誤差模型零件誤差補(bǔ)償加工過(guò)程中傳感器數(shù)據(jù)加工過(guò)程間的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)加工完畢后的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)-37-4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能加工裝備1）智能機(jī)床第37頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月信息塔(e-Tower)

機(jī)床信息化，具有語(yǔ)音、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度。操作權(quán)限指紋確認(rèn)。工件試切時(shí)，可在屏幕觀察加工過(guò)程。故障報(bào)警顯示、在線幫助排除。操作權(quán)限指紋確認(rèn)加工任務(wù)完成情況和機(jī)床狀態(tài)可用手機(jī)查詢數(shù)碼相機(jī)-38-4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能加工裝備第38頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月39-39-4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能加工裝備2）智能機(jī)器人第39頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-40-4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能加工裝備3）增材制造（3D打?。┰霾闹圃焓遣捎貌牧现饾u累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù),被譽(yù)為有望產(chǎn)生“新一次工業(yè)革命”的代表性技術(shù)。3D打印全球市場(chǎng)規(guī)模（億美元）中國(guó)產(chǎn)3D打印裝備僅占3%3D打印技術(shù)有待充分成熟，主流市場(chǎng)有待進(jìn)一步培育。從技術(shù)成熟到適應(yīng)市場(chǎng)需求還將需要5~10年的培育期。第40頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳感器傳感器傳感器傳感器4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能傳感器1)基于智能傳感的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)第41頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-42-4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能傳感器基于智能傳感的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)第42頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月智能車(chē)身工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)零件公差裝配順序定位裝夾連接參數(shù)新工藝設(shè)計(jì)模型4.關(guān)鍵支撐技術(shù)—智能制造工藝-43-第43頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-44-5.智能制造應(yīng)用愿景中德簽署《中德合作行動(dòng)綱領(lǐng)》

2014年10月10日，中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在訪問(wèn)德國(guó)期間和德國(guó)總理默克爾，聯(lián)合發(fā)表了《中德合作行動(dòng)綱領(lǐng)》，重點(diǎn)突出了雙方在制造業(yè)就“工業(yè)4.0”計(jì)劃的攜手合作。雙方將以中國(guó)擔(dān)任2015年德國(guó)漢諾威消費(fèi)電子、信息及通信博覽會(huì)(CeBIT)合作伙伴國(guó)為契機(jī)，推進(jìn)兩國(guó)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的合作。借鑒了德國(guó)的工業(yè)4.0計(jì)劃，我國(guó)也制定了《中國(guó)制造2025》計(jì)劃，目前初稿已經(jīng)完成，在部分地區(qū)已經(jīng)展開(kāi)了試點(diǎn)工作，要在2025年對(duì)制造業(yè)完成升級(jí)轉(zhuǎn)型。隨著勞動(dòng)力供給的減少，用人成本