智能制造导论:从工业革命到未来制造

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"智能制造导论(智能制造概论),共10章,368页" 本文将探讨智能制造这一前沿领域,首先从制造的历史发展脉络出发,深入理解制造的本质和意义。制造活动自古以来就伴随着人类社会的进步,从最初的简单工具制造到现代的高科技智能产品生产,其演变历程经历了多次工业革命的洗礼。 第一次工业革命,以蒸汽机的广泛应用为标志,实现了机械化生产,极大地提高了生产效率。第二次工业革命引入了电力,推动了电气化生产。第三次工业革命,即信息化革命,带来了自动化和计算机技术在制造中的应用。而当前我们正处于第四次工业革命,也就是所谓的工业4.0时代,智能制造成为了这一阶段的核心。 智能制造不仅仅是单纯的机器自动化,而是深度融合了信息技术、物联网、大数据分析、人工智能等先进技术,实现了从产品设计、材料选择、生产制造、质量控制到营销管理的全过程智能化。在这一过程中,产品设计不再孤立,而是根据市场需求和用户反馈动态调整;材料选择更加科学,考虑了功能、性能和经济性;制造生产环节实现了高度自动化和个性化定制;质量保证通过精准的检测和数据分析得以提升;营销管理也变得更加精准,基于消费者行为数据进行市场策略制定。 制造过程中的分类包括减材制造,如车、铣、刨、磨等,通过去除材料形成所需的部件,适用于常规形状的高精度制造。此外,还有增材制造,如3D打印,通过逐层叠加材料构建复杂的结构,尤其适合小批量、定制化的产品制造。再有就是材料基本不变的制造方法,如铸造和锻造,保持材料原有形态的同时改变其内部结构和性能。 智能制造的实施,不仅提升了制造效率,减少了人力成本,还促进了绿色制造和可持续发展。通过优化能源使用、减少废弃物产生,以及提高产品全生命周期的环保性能,智能制造为构建循环经济提供了可能。同时,智能制造也对人才培养提出了新的要求,未来的工程师需要具备跨学科的知识,能够熟练运用数字化工具,并理解智能制造的系统性和整体性。 智能制造导论这本教材将全面介绍这一领域的理论基础、关键技术及其实际应用,对于理解和掌握智能制造的内涵和未来发展趋势具有重要的指导价值。通过学习,读者可以了解到智能制造如何改变传统的制造业模式,以及如何通过创新推动制造业的转型升级,从而在全球竞争中占据优势。
2023-02-27 上传
中国制造2025之智能制造工程现状及问题分析 姓名: 班级: 学号: 前言 实现由制造大国向制造强国的转变,已经成为新时期我国经济发展面临的重大课题。在 详细分析我国制造业现状的基础上,阐述了"中国制造2025"的指导思想、战略部署、基本 方针和战略举 措,认为"互联网+先进制造业+现代服务业"将成为中国经济发展的新引擎。指出"制造业 数字化网络化智能化是新一轮工业革命的核心技术,应该作为中国制造 2025的制高点、突破口和主攻方向",重点围绕"智能制造是新一轮工业革命的核心技术 "和"智能制造是中国制造2025的主攻方向"两个论断展开了全面深入的剖析解读。 智能制造工程的研究综述 紧密围绕重点制造领域关键环节,开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工 程应用.支持政产学研用联合攻关,开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。 依托优势企业,紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、 供应链优化,建设重点领域智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切的重点地区 、行业和企业中,分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智 能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障 系统,搭建智能制造网络系统平台。   到2020年,制造业重点领域智能化水平显著提升,试点示范项目运营成本降低30% ,产品生产周期缩短30%,不良品率降低30%。到2025年,制造业重点领域全面实现智能 化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%. 对我国智能制造现状的分析 1、现状 我国制造业步入新常态下的攻坚阶段,制造强国战略开始推进实施.经过多年迅猛发 展,我国已稳居世界制造业第一大国,对全球制造业的影响力不断提升。但随着全球经济 结构深度调整,我国制造业面临"前后夹击"的双重挑战。从国内来看,经济发展正处于 增速换档和结构调整阵痛的关键节点,制造业潜在增长率趋于下降.总体来看,我国经济 发展已进入以中高速、优结构、多挑战、新动力为特征的新常态阶段。2015年5月8日, 国务院出台制造强国中长期发展战略规划《中国制造2025》,全面部署推进制造强国战略 实施,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国 .智能制造已成为我国未来重要的发展方向. 2、智能制造装备产业发展趋势 今后一段时期内,智能制造装备将持续呈现出自动化、集成化、信息化、绿色化的发展趋 势. 自动化。自动化和智能化是智能制造装备的重要发展趋势,主要表现在装备能根据用户 要求完成制造过程的自动化,并对制造对象和制造环境具有高度适应性,实现制造过程的 优化。 集成化。智能制造装备正向技术集成、系统集成的方向发展,主要体现在生产工艺技术 、硬件、软件与应用技术的集成及设备的成套,同时还体现在生物、纳米、新能源、新 材料等跨学科高技术的集成,从而使装备得到不断提高和升级,甚至发生深刻变化。 信息化。信息技术与先进制造技术的融合,带来巨大的、甚至是革命性的变化。将传感 技术、计算机技术、软件技术"嵌入"装备中,实现装备的性能提升和"智能"。设计及制 造过程的数字化、信息化与智能化的最终目标不仅是要快速开发出产品或装备,而且要努 力实现大型复杂产品一次开发成功。 绿色化.资源、能源的压力,使装备必须考虑从设计、制造、包装、运输、使用到报 废处理的全生命周期中,对环境负面影响极小,资源利用率极高,并使企业经济效益和社 会效益协调优化。绿色制造是提高智能制造装备资源循环利用效率和降低环境排放的关 键途径. 3、创新智能产品成为主体 制造业数字化网络化智能化是实现机械产品创新的共性使能技术,使机械产品向"数 控一代"乃至"智能一代"发展,可从根本上提高产品功能、性能和市场竞争力。 传统机械产品的构成包括:动力装置—传动装置—工作装置。机械产品的主要创新途径 有二:一是创新工作原理或者说工作装置;二是创新运动的驱动和控制系统. 第一种创新:工作原理的创新。这种创新是根本性的,极为重要。如3D(三维)打印 机或称为快速成形机的3D打印的材料添加成形是一种重大的创新;第二种创新:应用数控 化和智能化技术进行机械产品创新,它用伺服驱动系统取代了传统机械中的动力装置与 传动装置并采用计算机控制系统对机械运动与工作过程进行控制,如动力机车的数控化 和智能化、X52K普通立式铣床 XHK714/3—5五坐标加工中心,在数控化的基础上,各种机 床向高速高精度高性能方向快速发展,形成了崭新一代的数控机床。 总结 智能制造发展具有复杂性、系统性,涉及研发设计、生产制造、仓储物流、市场营销、 售后服务、信息咨询等各个价值链环节,涉及执行设备层、控制层、管理层、企业层、 云服务层、网络层等企