先進(jìn)制造技術(shù)課件 第5章 現(xiàn)代制造系統(tǒng)

先進(jìn)制造技術(shù)第5章現(xiàn)代制造系統(tǒng)5.25.35.4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）并行工程（CE）精益生產(chǎn)（LP）CONTENTS目錄5.1虛擬制造技術(shù)（VM）5.5敏捷制造（AM）5.6智能制造5.7綠色制造（GM）5.1虛擬制造技術(shù)（VM）虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程5.1.1虛擬現(xiàn)實(shí)的概念指物質(zhì)世界的數(shù)字化，即對(duì)真實(shí)世界的動(dòng)態(tài)模擬和再現(xiàn)，即虛擬現(xiàn)實(shí)。它是通過(guò)綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種顯示及控制接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)三個(gè)基本要素操作者計(jì)算機(jī)人機(jī)接口操作者在系統(tǒng)中處于主導(dǎo)地位計(jì)算機(jī)是虛擬環(huán)境的核心人機(jī)接口將虛擬環(huán)境與操作者連接起來(lái)智能制造5.1.2虛擬制造的分類(lèi)與特點(diǎn)指實(shí)際制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的一種虛擬，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造中的應(yīng)用或者實(shí)現(xiàn)。虛擬制造采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)造一個(gè)虛擬的制造環(huán)境，操作者身處其中，可以虛擬實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)則、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，包括企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制等產(chǎn)品制造。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，可以增強(qiáng)人們對(duì)制造過(guò)程各級(jí)的決策與控制能力。虛擬制造技術(shù)虛擬制造可分為三類(lèi)：1）以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造（面向設(shè)計(jì)的虛擬制造）2）以生產(chǎn)為中心的虛擬制造（面向生產(chǎn)的虛擬制造）3）以控制為中心的虛擬制造（面向控制的虛擬制造）虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.2虛擬制造的分類(lèi)與特點(diǎn)與實(shí)際制造相比較，虛擬制造的主要特點(diǎn)：1）產(chǎn)品與制造環(huán)境是虛擬模型，在計(jì)算機(jī)上對(duì)虛擬模型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試，甚至設(shè)計(jì)人員或用戶(hù)可進(jìn)入虛擬的制造環(huán)境檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)、加工、裝配和操作，而不依賴(lài)于傳統(tǒng)的原型樣機(jī)的反復(fù)修改；還可將已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品（部件）存放在計(jì)算機(jī)里，不但大大節(jié)省倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用，更能根據(jù)用戶(hù)需求或市場(chǎng)變化快速改變?cè)O(shè)計(jì)，快速投入批量生產(chǎn)，從而能大幅度壓縮新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高質(zhì)量、降低成本。2）可使分布在不同地點(diǎn)、不同部門(mén)的不同專(zhuān)業(yè)人員在同一個(gè)產(chǎn)品模型上同時(shí)工作，相互交流，信息共享，減少大量的文檔生成及其傳遞的時(shí)間和誤差，從而使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以快捷、優(yōu)質(zhì)、低耗響應(yīng)市場(chǎng)變化。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.3虛擬制造體系結(jié)構(gòu)虛擬制造的體系結(jié)構(gòu)示例虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-1虛擬制造的體系結(jié)構(gòu)示例5.1.3虛擬制造體系結(jié)構(gòu)虛擬制造事實(shí)上研究的是產(chǎn)品的可制造性可制造性指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的可加工性和可裝配性可加工性指企業(yè)在已有資源的約束下，如何優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度，以滿(mǎn)足市場(chǎng)或顧客的要求虛擬制造還為企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的“可合作性”提供支持虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.3虛擬制造體系結(jié)構(gòu)虛擬加工平臺(tái)支持產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工、裝配及維修過(guò)程，進(jìn)行可加工性分析（包括性能分析、費(fèi)用估計(jì)、工時(shí)估計(jì)等）。其內(nèi)容包括：虛擬加工平臺(tái)基于產(chǎn)品技術(shù)復(fù)合化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與分析基于仿真的零部件制造設(shè)計(jì)與分析產(chǎn)品虛擬裝配材料加工成型仿真基于仿真的制造過(guò)程碰撞干涉檢驗(yàn)及運(yùn)動(dòng)軌跡檢驗(yàn)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.4虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)虛擬制造的實(shí)現(xiàn)主要依賴(lài)于CAD/CAM/CAE和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)。一般可以歸結(jié)為兩個(gè)方面，一是側(cè)重于計(jì)算機(jī)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，另一方面是側(cè)重于制造應(yīng)用的技術(shù)。產(chǎn)品虛擬裝配1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括操作者、計(jì)算機(jī)及人機(jī)接口三個(gè)基本要素。特征自主性交互性沉浸感虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.4虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)制造系統(tǒng)是制造工程及所涉及的硬件和相關(guān)軟件組成的具有特定功能的一個(gè)有機(jī)整體。其中硬件包括人員、生產(chǎn)設(shè)備、材料、能源和各種輔助裝置，軟件包括制造理論、制造技術(shù)、和制造信息等。2.制造系統(tǒng)的建模需建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品相關(guān)信息進(jìn)行組織和描述的集成產(chǎn)品模型，主要強(qiáng)調(diào)制造過(guò)程中產(chǎn)品和周?chē)h(huán)境之間，以及產(chǎn)品各個(gè)加工階段之間的內(nèi)在聯(lián)系。主要針對(duì)制造系統(tǒng)中各種加工和檢測(cè)設(shè)備，建立其幾何模型、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和功能模型等。是在分析產(chǎn)品加工和裝配的復(fù)雜過(guò)程以及眾多影響因素的基礎(chǔ)上，建立產(chǎn)品加工和裝配過(guò)程規(guī)劃信息模型，是聯(lián)系設(shè)備模型和產(chǎn)品模型的橋梁，并反映兩者之間的相互作用。設(shè)備模型產(chǎn)品模型制造系統(tǒng)模型工藝模型虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.4虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)又稱(chēng)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)和數(shù)字化設(shè)計(jì)，主要包括實(shí)體建模和仿真兩個(gè)方面。3.虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造過(guò)程仿真可分為制造系統(tǒng)仿真和具體的生產(chǎn)過(guò)程仿真。具體的生產(chǎn)過(guò)程仿真又包括加工過(guò)程仿真、裝配過(guò)程仿真、檢測(cè)過(guò)程仿真等。4.制造過(guò)程仿真主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性和可加工性、加工方法、機(jī)床和切削工藝參數(shù)的選擇以及刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真和分析。加工過(guò)程仿真根據(jù)產(chǎn)品的形狀特征和精度特征，在虛擬環(huán)境下對(duì)零件裝配情況進(jìn)行干涉檢查。

裝配過(guò)程仿真虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.4虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)可制造性評(píng)估主要包括對(duì)技術(shù)可行性、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率等方面的評(píng)估。虛擬的根本目的是精確地進(jìn)行產(chǎn)品的可制造性評(píng)估，以便對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。5.可制造性評(píng)估虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.1.5虛擬制造技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用1）提供關(guān)鍵的設(shè)計(jì)信息和管理策略對(duì)生產(chǎn)成本、周期以及生產(chǎn)能力的影響信息2）提高生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)發(fā)效率3）通過(guò)生產(chǎn)計(jì)劃的仿真，優(yōu)化資源的利用，縮短生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)柔性制造和敏捷制造，降低生產(chǎn)成本。4）可以根據(jù)用戶(hù)的要求修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，及時(shí)作出報(bào)價(jià)和保證交貨期。給企業(yè)帶來(lái)效益：產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)、產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)、產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真，熱加工工藝模擬、加工過(guò)程仿真、產(chǎn)品裝配仿真、虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評(píng)測(cè)、產(chǎn)品廣告與漫游、企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程仿真與優(yōu)化等應(yīng)用效果明顯的領(lǐng)域虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）5.2.1CIMS產(chǎn)生的背景CIMS一詞由美國(guó)哈靈頓博士提出與CIMS有關(guān)的各項(xiàng)單元技術(shù)（如CAD、CND、CAPP、MIS、FMC、FMS……）發(fā)展已較完善，并形成一個(gè)個(gè)自動(dòng)化“孤島”。在這種形勢(shì)下，為取得更大的經(jīng)濟(jì)效益，需要將這些“孤島”集成起來(lái)，CIMS概念受到重視并被普遍接受。197420世紀(jì)80年代以后20世紀(jì)80年代中后期CIMS逐漸開(kāi)始實(shí)施，并迅速顯示出明顯提高企業(yè)生產(chǎn)率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的效益。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.2.2CIM與CIMS的基本概念CIM：信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力。企業(yè)所有功能、信息、組織管理等方面都是集成起來(lái)的整體的各個(gè)部分。CIM是一種制造哲理，是一種思想。CIMS是CIM制造哲理的具體體現(xiàn)。是一種基于CIM理念構(gòu)成的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成化的制造系統(tǒng)12CIM的兩個(gè)基本理念企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理到售后服務(wù)是一個(gè)統(tǒng)一的不可分割的整體。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以視為一個(gè)數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理的過(guò)程，最終產(chǎn)品可視為數(shù)據(jù)的物化表現(xiàn)。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.2.2CIM與CIMS的基本概念CIM往往和人們經(jīng)常提到的“三無(wú)工廠(chǎng)”（無(wú)圖紙、無(wú)庫(kù)存、無(wú)人化),等概念相聯(lián)系。CIMS的核心是集成，而集成的本質(zhì)是信息集成。系統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)從系統(tǒng)工程觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，將自動(dòng)化孤島進(jìn)行整體優(yōu)化。信息化的觀(guān)點(diǎn)CIMS的兩個(gè)基本觀(guān)點(diǎn)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.2.3CIMS的構(gòu)成CIM往往和人們經(jīng)常提到的“三無(wú)工廠(chǎng)”（無(wú)圖紙、無(wú)庫(kù)存、無(wú)人化),等概念相聯(lián)系。CIMS的構(gòu)成企業(yè)的活動(dòng)層驅(qū)動(dòng)輪子的軸心——顧客企業(yè)組織中的人員和群體工作方法第五層第二層第一層信息（知識(shí)）共享系統(tǒng)第六層第四層第三層企業(yè)的管理層，它的功能是合理配置資源，承擔(dān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)的責(zé)任企業(yè)的外部環(huán)境，受用戶(hù)、競(jìng)爭(zhēng)者、合作者等的影響虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-2CIMS的基本結(jié)構(gòu)輪圖5.2.3CIMS的構(gòu)成虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-3CIMS的的基本組成結(jié)構(gòu)CIMS的體系結(jié)構(gòu)以現(xiàn)代信息技術(shù)的觀(guān)點(diǎn)建立的企業(yè)管理模型框架。是建立在兩個(gè)支撐系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）基礎(chǔ)上。通常，CIMS可劃分為5個(gè)分系統(tǒng)。125功能研究對(duì)象43是將企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)、供、銷(xiāo)、人、財(cái)、物等進(jìn)行統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目的：縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低流動(dòng)資金占有，提高企業(yè)應(yīng)變能力。經(jīng)營(yíng)管理信息分系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)：利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造準(zhǔn)備及產(chǎn)品性能測(cè)試等工作。目的：使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)更高效、更優(yōu)質(zhì)的進(jìn)行。設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)使直接完成制造活動(dòng)的基本環(huán)節(jié)，是CIMS中信息流和物流的結(jié)合點(diǎn)。制造自動(dòng)化分系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)包括質(zhì)量決策、質(zhì)量檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量評(píng)價(jià)、控制與跟蹤等功能。目的：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)量、低成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。質(zhì)量保證信息分系統(tǒng)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)異種機(jī)互聯(lián)、異構(gòu)局域網(wǎng)及多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.2.4我國(guó)CIMS的發(fā)展情況“十五”國(guó)家863/CIMS主題目標(biāo)為：從國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全的需求出發(fā)，有重點(diǎn)地選擇能夠促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展和升級(jí)的戰(zhàn)略性、前沿性和前瞻性關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行突破、開(kāi)發(fā)。為了實(shí)現(xiàn)上述戰(zhàn)略目標(biāo)，我國(guó)已建立了開(kāi)展CIMS研究與技術(shù)推廣的體系結(jié)構(gòu)，如圖5-4所示。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-4我國(guó)CIMS研究與技術(shù)推廣的體系結(jié)構(gòu)5.3并行工程（CE）5.3.1并行工程的產(chǎn)生和概念1.并行工程的產(chǎn)生

并行工程：ConcurrentEngineering——CE

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)——以最短的時(shí)間開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品投放市場(chǎng)，并提供用戶(hù)好的服務(wù)，其中時(shí)間（time）是核心。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.3.1并行工程的產(chǎn)生和概念2.并行工程的定義虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-5串行工程工作方式圖5-6并行工程工作方式5.3.1并行工程的產(chǎn)生和概念虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造2.并行工程的定義

并行工程的兩個(gè)關(guān)鍵思想：①并行工程是一種工作模式，而不是具體的工作方法；②并行工程著重于從產(chǎn)品設(shè)計(jì)一開(kāi)始就對(duì)產(chǎn)品的關(guān)鍵因素進(jìn)行全面考慮，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)一次成功。并行工程對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)模式的沖擊技術(shù)方面組織方面管理方面并行工程的特性并行特性整體特性約束特性3.并行工程的特性協(xié)同特性5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性1工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng)2制造分系統(tǒng)并行工程4個(gè)分系統(tǒng)4產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3支撐環(huán)境分系統(tǒng)1.并行工程的體系結(jié)構(gòu)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性1.工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng)

工程分系統(tǒng)以CIMS信息集成和CAD/CAE/CAPP/CAM為基礎(chǔ)，擴(kuò)展面向裝配的設(shè)計(jì)(DFA)和面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）功能，實(shí)現(xiàn)基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）的并行設(shè)計(jì)和產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化定義。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-7工程分系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性2.制造分系統(tǒng)

制造分系統(tǒng)的各類(lèi)活動(dòng)在管理調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下進(jìn)行，同時(shí)接受并行開(kāi)發(fā)過(guò)程管理的控制。

制造系統(tǒng)的主要活動(dòng)是：快速工裝準(zhǔn)備、加工制造及快速原型的制造。制造設(shè)備、工具系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)及各種計(jì)算機(jī)軟硬件構(gòu)成對(duì)上述活動(dòng)的支持。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-8制造分系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性3.支撐環(huán)境分系統(tǒng)

并行工程的研究開(kāi)發(fā)環(huán)境基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)如下。

１）Client/Server結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)環(huán)境支持并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

２）異構(gòu)的廣域網(wǎng)絡(luò)支持群組協(xié)同工作。

３）并行工程的研發(fā)基于開(kāi)放的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)工具，如產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)Metaphase，群組協(xié)同工作軟件Notes，多媒體會(huì)議系統(tǒng)Showme，CAD開(kāi)發(fā)工具Pro/Develop，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)ObjectStore，信息集成開(kāi)發(fā)工具STEPDT，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性4.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

PDM系統(tǒng)可以作為支持并行工程的集成框架，在PDM環(huán)境中建立多功能開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的組織模式及協(xié)作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)過(guò)程的管理與監(jiān)控。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-9

PDM集成框架5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)2.并行工程的運(yùn)行特性1）突出人的作用，強(qiáng)調(diào)人的協(xié)同工作。2）一體化、并行地進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程的設(shè)計(jì)。3）重視滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，注重產(chǎn)品質(zhì)量。4）持續(xù)地改善產(chǎn)品有關(guān)過(guò)程。5）制造/支持等過(guò)程的約定和定義，重視過(guò)程質(zhì)量和效率。6）注重信息與知識(shí)財(cái)富的開(kāi)發(fā)、利用與管理。7）注重目標(biāo)的不變性。8）并行工程不能省去串行工作中的任一環(huán)節(jié)。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.3.2并行工程的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)3.并行工程的關(guān)鍵技術(shù)（1）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的重構(gòu)；（2）集成的產(chǎn)品信息模型；（3）并行設(shè)計(jì)過(guò)程的協(xié)調(diào)和控制；4.并行工程的支持工具（1）全數(shù)字化定義的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAX）工具（2）面向X的設(shè)計(jì)技術(shù)（DFX）（3）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）（4）協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)通信手段虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.4精益生產(chǎn)（LP）5.4.1精益生產(chǎn)的提出及發(fā)展背景虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造日本豐田汽車(chē)公司豐田生產(chǎn)系統(tǒng)20世紀(jì)50年代初1953年

20世紀(jì)80年代初改革生產(chǎn)管理為中心的LP體系1953年1953年1990年統(tǒng)一制造技術(shù)的發(fā)展方向20世紀(jì)50年代初1992年精益生產(chǎn)方式1990年21世紀(jì)5.4.2精益生產(chǎn)的概念與生產(chǎn)方式1.精益生產(chǎn)的基本概念

精益生產(chǎn)，英文原意是“瘦型”生產(chǎn)方式。精益生產(chǎn)簡(jiǎn)練的含義就是運(yùn)用多種現(xiàn)代管理方法和手段，以社會(huì)需求為依托，以充分發(fā)揮人的作用為根本，有效配置和合理使用企業(yè)資源為企業(yè)謀求經(jīng)濟(jì)效益的一種新型企業(yè)生產(chǎn)方式。

精益生產(chǎn)方式的資源配置原則，是以徹底消除無(wú)效勞動(dòng)和浪費(fèi)為目標(biāo)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.4.2精益生產(chǎn)的概念與生產(chǎn)方式2.生產(chǎn)方式虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造精益生產(chǎn)思維方式逆向思維方式逆境中的拼搏精神無(wú)止境的盡善盡美追求精益生產(chǎn)的思維方式大多都是逆向思維、風(fēng)險(xiǎn)思維，很多問(wèn)題都是倒過(guò)來(lái)看，也是倒過(guò)來(lái)干的。精益生產(chǎn)方式是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物，來(lái)自逆境中的拼搏精神。在思維方法上，精益生產(chǎn)與以往生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的根本差別在于追求盡善盡美，這是豐田公司的精神動(dòng)力。5.4.3精益生產(chǎn)方式的特點(diǎn)1）以銷(xiāo)售部門(mén)作為企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的起點(diǎn)2）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)采用并行工程方法和主查制3）在生產(chǎn)制造過(guò)程中實(shí)行“拉動(dòng)式”的準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)4）以人為中心5）追求無(wú)廢品、零庫(kù)存、零故障等目標(biāo)6）消除一切影響工作的“松弛點(diǎn)”7）將主機(jī)廠(chǎng)與協(xié)作廠(chǎng)之間的關(guān)系變?yōu)檠夑P(guān)系虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.4.4

精益生產(chǎn)的體系結(jié)構(gòu)

精益生產(chǎn)要求不僅是在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程和信息流的自動(dòng)化及其集成。而更重要的是從系統(tǒng)工程的角度對(duì)企業(yè)的活動(dòng)及其社會(huì)影響進(jìn)行全面的、整體的優(yōu)化。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-10精益生產(chǎn)體系結(jié)構(gòu)5.4.5精益生產(chǎn)的主要內(nèi)容虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造

精益生產(chǎn)方式的應(yīng)用涉及企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造和經(jīng)營(yíng)管理的各個(gè)方面，主要是改進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)組織和現(xiàn)場(chǎng)管理，徹底消除生產(chǎn)制造過(guò)程中的無(wú)效勞動(dòng)和浪費(fèi)，科學(xué)、合理地組織與配置生產(chǎn)要素，增強(qiáng)企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的應(yīng)變能力，取得更高經(jīng)濟(jì)效益。1.主查制的開(kāi)發(fā)組織，并行式的開(kāi)發(fā)程序2.拉動(dòng)式的生產(chǎn)管理3.以人本管理為根本的勞動(dòng)組織體制4.簡(jiǎn)化產(chǎn)品檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)一體化的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理5.總裝廠(chǎng)與協(xié)作廠(chǎng)之間的相互依存6.以顧客為中心的銷(xiāo)售策略

5.5敏捷制造（AM）5.5.1敏捷制造提出的背景

敏捷制造，又稱(chēng)靈捷制造（AM，AgileManufacturing），是由海里（Lehigh）大學(xué)亞柯卡（Iaccoca）研究所與美國(guó)通用汽車(chē)公司等企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合研究，于1991年正式提出阿里的一種新型生產(chǎn)模式。該生產(chǎn)模式公開(kāi)后，立即受到世界各國(guó)的關(guān)注和重視。敏捷制造是在如下的背景下提出的。

（1）全球商品市場(chǎng)的形成

（2）對(duì)制造業(yè)進(jìn)行認(rèn)識(shí)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.5.2

敏捷制造的基本原理和特點(diǎn)特點(diǎn)1）敏捷制造企業(yè)不僅能迅速設(shè)計(jì)、試制全新的產(chǎn)品，而且還易于吸收實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工藝改革建議，不斷改進(jìn)老產(chǎn)品。2）敏捷制造企業(yè)能在整個(gè)生命周期中滿(mǎn)足用戶(hù)要求。3）敏捷制造企業(yè)的生產(chǎn)成本與生產(chǎn)批量無(wú)關(guān)。4）敏捷制造企業(yè)采用多變的動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)。5）敏捷制造企業(yè)通過(guò)所建立的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。6）敏捷制造企業(yè)把最大限度地調(diào)動(dòng)、發(fā)揮人的租用作為強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)武器?；驹?/p>

采用標(biāo)準(zhǔn)化和專(zhuān)業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以分布式結(jié)構(gòu)連接各類(lèi)企業(yè)，構(gòu)成虛擬制造環(huán)境；以競(jìng)爭(zhēng)合作為原則在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動(dòng)態(tài)選擇成員，組成面向任務(wù)的虛擬公司進(jìn)行快速生產(chǎn)；系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)是最大限度滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.5.2

敏捷制造的基本原理和特點(diǎn)特點(diǎn)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-11敏捷制造概念示意圖5.5.3

敏捷制造的關(guān)鍵因素1.企業(yè)的信息系統(tǒng)

隨著全球通信技術(shù)的飛速發(fā)展，信息已日益成為企業(yè)成功最重要的因素之一。企業(yè)信息系統(tǒng)的建立和管理，交流各種與企業(yè)有關(guān)的信息，是敏捷制造的支持環(huán)境。企業(yè)信息系統(tǒng)主要有企業(yè)內(nèi)管理信息系統(tǒng)（MIS）和企業(yè)外信息互聯(lián)網(wǎng)兩部分組成。在實(shí)施敏捷制造過(guò)程中，企業(yè)內(nèi)的MIS是影響企業(yè)信息系統(tǒng)最重要的因素。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.5.3

敏捷制造的關(guān)鍵因素2.虛擬公司

虛擬公司是指企業(yè)群體為了贏得某一個(gè)機(jī)遇性市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，把某復(fù)雜產(chǎn)品迅速開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出來(lái)并推向市場(chǎng)，由一個(gè)企業(yè)內(nèi)部有優(yōu)勢(shì)的不同部分和有優(yōu)勢(shì)的不同企業(yè)，按照資源、技術(shù)和人員的的最優(yōu)配置，快速組成一個(gè)功能單一的臨時(shí)性的經(jīng)營(yíng)實(shí)體，從而迅速抓住市場(chǎng)機(jī)遇。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造圖5-12虛擬公司的生命周期圖5-12虛擬公司的生命周期5.5.3

敏捷制造的關(guān)鍵因素2.虛擬公司

虛擬公司改變了傳統(tǒng)的靜態(tài)不變的組織結(jié)構(gòu)，是敏捷制造的核心，具有以下幾個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：1）中小企業(yè)可以通過(guò)分享其他合作者的資源完成過(guò)去只有大企業(yè)才能完成的工作，而大企業(yè)在不需要大量投資的情況下通過(guò)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的方式迅速擴(kuò)大它的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)占有率，從另一角度也降低了失敗的風(fēng)險(xiǎn)。2）由于合作者有著各自的專(zhuān)長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì),虛擬公司可以在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力上很方便地超過(guò)它的所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。3）跨地區(qū)、跨國(guó)界的國(guó)際合作，使每一個(gè)合作者都有機(jī)會(huì)進(jìn)入更廣泛的市場(chǎng)，各自的資源可以得到充分的利用，取得局部最優(yōu)基礎(chǔ)上的全局最優(yōu)。4）可兼容企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)和合作，保存競(jìng)爭(zhēng)的活力，又避免過(guò)度的競(jìng)爭(zhēng)。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.5.3

敏捷制造的關(guān)鍵因素3.敏捷制造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

1）物理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

指虛擬公司運(yùn)行所必需的廠(chǎng)房、設(shè)備、實(shí)施、運(yùn)輸、資源等必要的物理?xiàng)l件，是指一個(gè)企業(yè)乃至全球范圍內(nèi)的物理設(shè)施。2）法律基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

指國(guó)家關(guān)于虛擬公司的法律和政策條文。3）社會(huì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

虛擬公司要能夠生存和發(fā)展，還必須有社會(huì)環(huán)境的支持。4）信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

指敏捷制造所需要的信息支持環(huán)境，包括企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)、各種服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、中介機(jī)構(gòu)等一切為虛擬公司服務(wù)的信息手段。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.5.3

敏捷制造的關(guān)鍵因素4.敏捷型的員工

擁有敏捷型員工的企業(yè)優(yōu)勢(shì)：1）敏捷型員工能夠充分發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性，積極有效地掌握信息和新技術(shù)；2）敏捷型員工反應(yīng)迅速靈活，能快速地從一個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)換到另一個(gè)項(xiàng)目；3）敏捷型員工得到授權(quán)后，能自己組織和管理項(xiàng)目，在各個(gè)層次上作出適當(dāng)?shù)臎Q策；4）敏捷型員工具有協(xié)作精神，在虛擬公司中能與各種人員保持良好的合作關(guān)系。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造表5-1敏捷型員工的特征5.5.3

敏捷制造的關(guān)鍵因素5.虛擬制造

虛擬制造是指在計(jì)算機(jī)環(huán)境下將現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)映射為虛擬制造系統(tǒng)，借助三維可視交互環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到裝配的全過(guò)程進(jìn)行全面仿真的技術(shù)。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造虛擬制造系統(tǒng)特征功能一致性結(jié)構(gòu)相似性集成化組織的靈活性5.5.4

敏捷制造對(duì)制造業(yè)的影響5.虛擬制造

（1）聯(lián)合競(jìng)爭(zhēng)

（2）技術(shù)和技能交叉

（3）環(huán)境意識(shí)加強(qiáng)

（4）信息成為產(chǎn)品虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.6智能制造（GM）5.6.1智能制造的背景

制造產(chǎn)業(yè)希望減少對(duì)人類(lèi)智慧的依賴(lài)，以解決人才供求的矛盾。智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)正是適應(yīng)上述情況而得以發(fā)展。1992年，美國(guó)執(zhí)行新技術(shù)政策，大力支持關(guān)鍵重大技術(shù)，包括信息技術(shù)和新的制造工藝等，智能制造技術(shù)列在其中，美國(guó)政府希望借助此舉改造傳統(tǒng)工業(yè)并啟動(dòng)新產(chǎn)業(yè)。

加拿大制訂的1994-1998年戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃認(rèn)為，未來(lái)知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)是驅(qū)動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)和加拿大經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展和應(yīng)用智能系統(tǒng)至關(guān)重要，并將具體研究項(xiàng)目選擇為智能計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、機(jī)械傳感器、機(jī)器人控制、新裝置及動(dòng)態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)集成等方面。

日本1989年提出智能制造系統(tǒng)，且于1994年啟動(dòng)了先進(jìn)制造國(guó)際合作研究項(xiàng)目，包括了公司集成和全球制造、制造知識(shí)體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術(shù)等。歐洲聯(lián)盟的信息技術(shù)相關(guān)研究有ESPRIT項(xiàng)目，該項(xiàng)目大力資助有市場(chǎng)潛力的信息術(shù)。1994年又啟動(dòng)了新的R&D項(xiàng)目，選擇了39項(xiàng)核心技術(shù)，其中3項(xiàng)（信息技術(shù)、分子物學(xué)和先進(jìn)制造技術(shù)）中均突出了智能制造的位置。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.6.1智能制造的背景

我國(guó)20世紀(jì)80年代末也將“智能模擬”列入國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，已在專(zhuān)家系統(tǒng)、模式識(shí)別、機(jī)器人、漢語(yǔ)機(jī)器理解方面取得了一批成果?？萍疾空教岢隽恕肮I(yè)能工程”，作為技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃中創(chuàng)新能力建設(shè)的重要組成部分，智能制造將是該項(xiàng)工程中重要內(nèi)容?！吨袊?guó)制造2025》明確了我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的十大重點(diǎn)領(lǐng)域，其中智能制造是主攻方向或是最重要的突破口。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造5.6.２

智能制造的含義

智能制造源于人工智能的研究。智能制造（IM）是一種由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過(guò)人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類(lèi)專(zhuān)家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)。應(yīng)當(dāng)指出的是智能制造具有鮮明的時(shí)代特征，內(nèi)涵也不斷完善和豐富。智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)兩部分。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.２

智能制造的含義1智能制造技術(shù)

智能制造技術(shù)包括人類(lèi)對(duì)制造過(guò)程的行為認(rèn)識(shí)，以及對(duì)解決制造問(wèn)題各種方法的認(rèn)識(shí)等，是指在制造工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以一種高度柔性與高度集成的方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，并對(duì)人類(lèi)專(zhuān)家的制造智能進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、完善、共享、繼承與發(fā)展的技術(shù)。2智能制造系統(tǒng)

智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以在確定性受到限制，或在沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和不能預(yù)測(cè)的環(huán)境下，根據(jù)不完全的、不精確的信息來(lái)完成擬人的制造任務(wù)。由于這種制造模式，突出了知識(shí)在制造活動(dòng)中的價(jià)值地位，而知識(shí)經(jīng)濟(jì)又是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式，所以智能制造就成為影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.3智能制造的特征智能制造的特征5.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)2.人機(jī)一體化4.學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力1.自律能力3.自組織與超柔性虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.4智能制造研究的內(nèi)容1智能制造理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

智能制造概念的正式提出至今時(shí)間不長(zhǎng)，其理論基礎(chǔ)和技術(shù)體系仍在形成過(guò)程中，它的精確內(nèi)涵和關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)仍需進(jìn)一步研究。其內(nèi)容包括：智能制造的概念體系，智能制造系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境與設(shè)計(jì)方法以及制造過(guò)程中的各種評(píng)價(jià)技術(shù)等。

智能制造的支撐技術(shù)是人工智能技術(shù)、并行工程、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其中IMT的目標(biāo)是用計(jì)算機(jī)模擬制造業(yè)人類(lèi)專(zhuān)家的智能活動(dòng)，取代或延伸人的部分腦力勞動(dòng)，而這些正是人工智能技術(shù)研究的內(nèi)容。虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.4智能制造研究的內(nèi)容2智能制造單元技術(shù)的集成

人們?cè)谶^(guò)去的工作中，以研究人工智能在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了眾多的面向制造過(guò)程中特定環(huán)境、特定問(wèn)題的智能單元，形成了一個(gè)個(gè)“智能化孤島”。它們是智能制造研究的基礎(chǔ)。為使這些“智能化孤島”面向智能制造，使其成為智能制造的單元技術(shù)，必須研究它們?cè)贗MS中的集成，并進(jìn)一步完善和發(fā)展這些智能單元。它們包括：（１）智能設(shè)計(jì)（２）生產(chǎn)過(guò)程的智能規(guī)劃（３）生產(chǎn)過(guò)程的智能調(diào)度（４）生產(chǎn)過(guò)程的智能控制（５）智能檢測(cè)、診斷和補(bǔ)償（６）智能質(zhì)量控制（７）生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)的智能決策（８）智能機(jī)器的設(shè)計(jì)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5智能制造研究的內(nèi)容1智能技術(shù)智能技術(shù)模塊化、嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)新型傳感技術(shù)識(shí)別技術(shù)特種工藝與精密制造技術(shù)故障診斷與健康維護(hù)技術(shù)系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)功能安全技術(shù)高可靠實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5

智能技術(shù)與智能設(shè)備1穿戴式智能設(shè)備圖5-13智能穿戴設(shè)備（a）智能手表；（ｂ）智能手環(huán)；（ｃ）谷歌眼鏡虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5

智能技術(shù)與智能設(shè)備2智能電視圖5-14智能電視手勢(shì)操作圖虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5

智能技術(shù)與智能設(shè)備圖5-15智能汽車(chē)的組成裝置3智能汽車(chē)圖5-16Google無(wú)人駕駛汽車(chē)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5

智能技術(shù)與智能設(shè)備圖5-17智能家居4智能家居虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5

智能技術(shù)與智能設(shè)備圖5-17建筑智能化工程4智能家居虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色制造智能制造５.６.5

智能技術(shù)與智能設(shè)備圖5-19智能電網(wǎng)5智能電網(wǎng)虛擬制造技術(shù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)并行工程精益生產(chǎn)敏捷制造綠色