智能制造概论
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《智能制造概论》课程教学大纲一、课程的地位、作用和任务《智能制造概论》课程在智能制造工程专业的课程体系中扮演着重要的角色,它是几乎所有专业课程的基础。
智能制造是由智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,其日益成为未来制造业发展的核心内容。
为了适应智能制造行业形势发展的需要,解决社会亟需智能制造工程领域相关的专业人才的问题,我国高校纷纷开设智能制造工程专业,旨在为智能制造行业培养人才。
《智能制造概论》作为该专业课程体系的基础,对于学生了解智能制造理论和方法、把握智能制造技术的发展,具有非常重要的作用,也能够让学生认识到改变传统生产方式,建立高效、专业的智能制造体系的重要性。
通过对本课程的学习,学生不但能够了解智能制造各部分的基本概念、基础知识,而且能够很好地掌握智能制造技术和方法,为后续专业课程的学习打下良好的基础。
《智能制造概论》课程的任务在于培养学生的科学思维能力、创新能力,树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力,提高综合素质。
二、教学内容和教学要求第1章智能制造概述1. 知识点和教学要求(1)了解智能制造的发展历程,从手工作坊制造到智能制造的6种制造模式及特点;熟悉精益制造和柔性制造概念、产生背景和特点。
(2)熟悉四次工业革命,每次工业革命的推动力、崛起的国家;了解德国工业4.0计划的宗旨和主要内容;熟悉我国发展智能制造的指导思想和战略目标。
(3)掌握智能制造的概念、特征和5个关键环节;了解智能制造与传统制造在产品设计、产品加工、制造管理以及产品服务方面的差别。
(4)掌握智能制造的5种制造模式,重点是网络协同制造和大规模定制。
(5)了解我国发展智能制造的意义、目前面临的挑战和智能制造未来的发展趋势。
2. 本章重点(1)精益制造和柔性制造的概念、产生背景和特点。
(2)四次工业革命。
(3)智能制造的概念和5个关键环节。
(4)智能制造的5种制造模式。
智能制造与传统制造的异同。
智能制造概论
智能制造是以信息技术为基础,能够实现设计、制造、检测、优化和改善的机器人技
术的集成。
它的关键是把各种新型技术,如现代传感技术、流体力学技术、机器人技术、
智能测控技术、智能优化技术等集成到机器设备及其生产过程中,形成自动化、智能化、
网络化、集成化的智能制造系统,实现制造自动化化、高效化、可控性和可协调性高的智
能化制造。
智能制造不仅可以实现对产品质量的全面控制,而且可以缩短投资回报期,提高企业
实用性、经济效益和市场竞争力,满足人们的多样化需求,为社会的可持续发展做出积极
贡献。
智能制造的应用主要体现在以下几个方面:首先是信息化生产,采用计算机和通讯技术,将产品规范建模,实现自动编程和自动调试,充分利用智能制造技术辅助人们实现设计、制造和维护的数字化过程;其次是制造过程精度控制,实现精确的运动规划,获得准
确的加工数据,实现精密加工和精细制造;最后是物联网创新,采用传感器、网络通信和
自控技术,实现实时采集、数据处理、信息融合和设备自控,实现企业经济快速发展。
此外,智能制造离不开大数据分析。
大数据分析能够更好地控制和管理生产质量,实
现自由行驶,让经济实现高效发展。
再加上人工智能技术,可以更好地自动控制生产过程,辅助决策,改善协调和推进智能制造的实施。
智能制造能够极大地提高生产率和企业效率,使批量生产变得更加高效,让企业受益。
它不仅改进了企业的经济效益,而且能够提升社会的可迭代性、持续发展。
智能制造的未
来趋势也将会向着智能制造一体化、智能制造安全化方向努力,给人们带来更新奇、更便
捷的消费体验。
智能制造概论与技术智能制造概论与技术文档第一章:引言1.1 智能制造的定义和背景1.2 智能制造的意义和影响1.3 文档目的和结构第二章:智能制造的基础知识2.1 制造业的发展历程2.2 智能制造的关键技术与特点2.3 智能制造的应用领域2.4 智能制造的挑战和机遇第三章:智能制造的架构与框架3.1 智能制造的整体架构3.2 智能制造的关键技术架构3.3 智能制造的数据流程与信息流程3.4 智能制造的软硬件平台与集成第四章:智能制造的关键技术4.1 在智能制造中的应用4.2 大数据在智能制造中的应用4.3 云计算与边缘计算在智能制造中的应用4.4 物联网技术在智能制造中的应用4.5 自动化技术在智能制造中的应用4.6 机器视觉与感知技术在智能制造中的应用第五章:智能制造的案例研究5.1 智能工厂建设与实践5.2 智能生产线的设计与优化5.3 智能仓储与物流管理5.4 智能在制造业中的应用5.5 智能制造在汽车制造业中的应用5.6 智能制造在电子制造业中的应用第六章:智能制造的发展趋势与展望6.1 智能制造的发展趋势6.2 智能制造的市场前景与机遇6.3 智能制造的挑战与解决方案6.4 智能制造的创新与应用推广第七章:总结与展望7.1 文档总结7.2 对智能制造的展望和预测7.3 对未来研究方向的建议附件:附件一:智能制造的应用案例研究报告附件二:智能制造的技术资料和专利文献附件三:智能制造的数据分析和统计报告法律名词及注释:1.知识产权:指对各种创造性的智力劳动成果所享有的权利,包括专利权、商标权、著作权等2.数据隐私:指个人或组织在网络中产生的各种数据信息,受到法律保护的隐私权3.电子商务:利用电子通信技术和互联网开展商业活动的行为和过程4.数据安全:指确保数据不被无权限访问、使用、修改或销毁的保密性、完整性和可用性。
《智能制造概论》陈明教案
敬爱的同事们:
大家好! 今天我将和大家一起分享《智能制造概论》的教学内容。
这门课程旨在介绍智能制造的概念、原理和应用,着重强调智能制造对传统制造业的影响和未来发展趋势。
通过本课程的学习,同学们将能够了解智能制造的核心概念,并掌握相关的基本知识和技术。
课程名称: 智能制造概论
授课教师: 陈明
授课对象: 目标对象为大三和研究生
授课时间: 2学期,每周2节课,每节1.5小时
一、课程目标
1. 理解智能制造的概念和特点
2. 掌握智能制造技术在传统制造业中的应用
3. 了解智能制造对产业发展的影响和未来发展趋势
二、教学内容
1. 智能制造的概念和内涵
- 智能制造的定义和发展历史
- 智能制造的特点和优势
2. 智能制造的关键技术
- 人工智能在制造业中的应用
- 机器视觉和传感技术
- 智能制造的自动化和集成
3. 智能制造的应用案例
- 智能制造在汽车制造、电子制造等领域的应用
- 智能制造对产业结构的影响
4. 智能制造的发展趋势
- 智能制造与工业4.0的关系
- 智能制造在全球范围内的发展趋势
三、教学方法
1. 课堂讲授
2. 学生讨论和分组展示
3. 真实案例分析和讨论
四、教学评估
1. 课堂参与度
2. 作业和小组项目
3. 期末考试
希望通过本课程的学习,同学们能够对智能制造有更深入的了解,并认识到智能制造对未来产业发展的重要性和影响。
希望我们共同努力,使本门课程取得良好的效果。
谢谢大家!。
可编辑修改精选全文完整版《智能制造技术概论》教学大纲(一)课程地位智能制造技术概论是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课程。
智能制造技术是指制造工业的各个环节,以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动,对制造问题进行分析、判断、推理、构思和决策,旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展。
课程从人工智能及其在机械制造领域中的应用角度出发,系统地介绍智能制造涉及的装备技术、信息技术、生产管理和制造服务。
(二)课程目标. 了解智能制造涉及的装备技术、信息技术、生产管理和制造服务;1.培养学生积极探索先进技术服务于我国经济社会发展的途径,增强“四个自信”;.具备通过自行资料查阅理解智能制造最新前沿动态。
二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主,结合自学、课堂讨论等。
课堂教学以讲授智能制造涉及的装备技术、信息技术、生产管理和制造服务等知识点;自学环节学生根据教师提出智能制造关键技术主题,完成资料检索,了解智能制造最新前沿动态;课堂讨论教师提出智能制造关键技术案例引导学生开展讨论,对智能制造涉及的装备技术、信息技术、生产管理和制造服务等概念有较为具体的认识。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注:1 ,支撑强度分别填写H、M或L (其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低);2 •毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。
四、课程主要内容与基本要求基本要求:L1-理解,L2-掌握,L3-熟练掌握五、课程学时安排(一)推荐教材.李晓雪.智能制造导论[M].机械工业出版社,2019.(二)主要参考书:1.德州学院.智能制造导论[M].西安电子科技大学出版社,2016.2.葛英飞.智能制造技术基础[M].机械工业出版社,2019.。
国内现有制造业生产线的升级和改造
——以一次参观为例
孟大德2013212331
一、现存问题
1、参观总结
这次参观是一次因缘际会,和几位本学院老师一起去的,本次参观的是某空调品牌厂商产品生产线上游的一个重庆分厂,这个厂加工的是格力产品中的绝大部分非芯片电路板的零件,包括格力产品的外壳,散热板,风扇等。
在参观过程中,纪录片宣传片里面的整洁亮丽,高效畅通的流水线并没有出现,参观了好几个生产车间,我的直观感觉如下:
1)车间生产工序操作零散分布,没有很合理的流水线将其串接;
2)各个工序之间的传送主要靠人力传送,传送需要很多人力装卸,各个工序间由于散乱分布浪费了大量的装卸时间和人力以及生产空间,这成了高效生产最大阻力;
3)由于自动化程度低,需要很多的低技术含量的人力,但是每个工人总是重复很少的生产工步嘛,很多机器可以完成的步骤让人力来完成;
4)整个生产过程中,合理的生产规划没有很好的体现,生产细节控制主要由人的感官控制为主;
5)在生产过程中,会产生各种污染,例如,冲压车床的运作产生大量的噪声,地上积水油污、电焊火花四溅,等等,都没有有效的防治;
6)在空调金属外壳的切割操作会产生很多的废料,这些废料在切割前没有得到合理的面积最大化规划计算,切割之后也没有及时的处理;
7)生产环境恶劣,对于工人持久健康工作有不利的影响,厂房里面暗黑,空气不流通诸如此类的情况都有存在;
8)……。
2、国内生产线现存问题
管中窥豹,可见一斑。
这家工厂可以说是国内机械制造工厂的一个缩影,由于国家经济转型,人力成本增加,国内千千万万个这样的工厂面临着转型升级。
这家工厂促成这次参观活动,也是想寻求产业升级助力。
通过收集资料,我们可以得到国内机械制造业面临的问题有:
1)成本管理控制较为困难
机械制造企业的技术更新速度越来越快。
原来那种产品技术长期不变的情况已经不能够被市场接受。
而技术更新则会导致成本的增加,占用企业大量的资金。
机械制造的产品定制性很强,基本是按照订单装配、制造、设计、生产;产品的规格繁多,原材料的生产、采购异常复杂,容易造成额外成本的产生;同时为了能够控制产品的品质,也容易导致成本增加。
成本管理涉及到多个环节,而当前机械制造企业的成本控制仅仅只停留在成本核算之上,难以真正有效的降低成本,进而造成浪费,不符合精益生产的思想。
2)生产运营和生产现场方面
部分工作人员的生产理念比较落后,生产运作理念难以适应市场竞争的需求。
主要
表现在:没有完善的生产控制计划,没有ERP的机械制造企业计划的方式;生产计划和采购计划没有能够有效结合,零件成套水平不足;缺乏准确的成本计算,成本控制不足;
人工成本核算通常情况下只能够计算产品成本,难以计算零部件成本;成本费用分摊很粗,部分成本数据的采集仍然是人工归集,数据的准确性不足,成本计算不够准确;多层式的组织机构和一般业务流程不合理,信息分散、不及时、不准确、不共享;制造业产、供、销、人、财、物之间存在大量信息交换,缺乏标准化、规范化、制度化、程式化的管理;制定了一系列的程序文件,执行的效果却因企业和管理者而异;管理工具较为落后;企业还处于手工分散管理或微机单项管理等。
3)盲目生产,导致产品库存和企业资金周转出现问题
机械制造企业是高技术企业,但是国内的制造企业在核心技术方面还严重不足,这就导致了很多企业喜欢盲目跟风制造,没能够生产出自己的特色产品。
还有很多企业在跟风生产的过程中,没有制定出详细合理的生产计划而盲目生产。
盲目生产,会导致一系列的严重后果:所生产的产品在市场上已经饱和,如果盲目生产则有可能导致产品无法销售,进而使得产品库存积压,占用大量的资金,导致企业资金周转不灵。
4)品质管理存在问题
没有建立起健全的品质保证体系,各个检查体系都还需要进一步加强;品质的过程控制能力不足,产生了大量的品质成本;品质的目视管理、预防管理以及事后品质对策等方面还需要进一步的加强。
同时,过程品质控制缺乏,过程损失严重,在产品生产的过程中,受到诸多因素的影响,让产品品质出现波动等。
如果生产过程中保证品质的能力不能继续下去,就应该尽早发现,并进行调查,通过相应的措施来保证品质。
二、先进方案
参照国外先进模式,结合国内生产线的特点,对其发现的对应问题进行改造,这是我们解决问题的基本思想。
在分析了问题之后,我对国际先进的制造业生产线升级解决方案进行了了解,下面将对这些解决方案作出说明。
1、PROFINET
由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工业以
太网技术的自动化总线标准。
作为一项战略性的技术创新,PROFINET为自动化通
信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布
式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供
应商的技术,可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如PROFIBUS)技术,
保护现有投资。
PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案,其功能包括8个主
要的模块,依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安
装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。
2、Sinasave
Sinasave是西门子公司的一款软件,通过这款软件,可以对传统电机的能耗进行分
析,通过分析,可以得到采用高效节能驱动的投资回收期,从而实现最优方案的解
决。
3、Sirius
Sirius是西门子的一款计算电机不同时间不同工作条件下的功耗问题的方案的软件。
这款软件将所有收集到的某款电机的数据集中到中央计算机进行统计和数据分析,
最后得到最优方案的解决。
4、ERP
ERP是一套很成熟的企业管理系统,将这一系统运用在企业生产管理,把完整的流
水线的管理和ERP系统结合起来,将会很好的搭配各个生产关系,供求关系,实现
精益生产和利润产出最大化。
三、现有规模生产线的升级改造
针对上述的一类粗放工厂进行改造,考虑到转型期所需的巨大成本,所以生产改造只能一步一步地进行,只有通过逐步的控制成本的改造,才能在控制成本的同时平稳过渡到理想的智能工厂。
我将会就升级改造的其中几个方面提出自己的改造设想。
1、生产线布局上述工厂的生产工序过于离散,甚至是散乱,于此,对于生产线的再布
局成了当务之急。
改造过程中,首先应当把生产工序的结构梳理清楚(并联结构还是
串联结构等等),然后将其合理布局出来,一条出色的生产线应当是及其高效且具
最高产出的。
然后,将生产工序连接起来。
设计过程中,应当注意到尽量减少人工
搬运小车的使用的原则,将各生产工序按序用传送带连接,就可以解决很多问题:人
力成本,搬运时间成本,散乱布局,等等;
2、生产集成化程度的提高在升级改造过程中,应当注意到以人力为主的分布式生产
已经一去不复返,即将取而代之的是集成化程度比较高的生产系统,在生产线改造
中,注重生产线的相互关联即整体化,将上述的PROFINET系统运用到整个生产系
统中,结合ERP思想,将生产控制到时刻都能把握的程度。
但是在实现系统化集成
化的之前,应当实现自动化,对于独立的生产车床,我们可以对其进行改造,给其
加入合理的监控硬件,同时把车床的控制系统的控制权交给中央计算机,中央计算
机通过监控软件收集到的数据,对车床进行控制。
另外,对于改造难度大的工序集
合,短期内可以将其改造为具有特色的独立制造岛为踏板,最后再将其更换为更智
能更符合要求的设备。
3、生产废料对于工业生产,废料的产生是存在的,但是这些可以通过系统改造来解
决。
通过各类传感器和计算系统的大量使用,我们可以得到最理想的生产方案。
4、污染解决污染问题是重中之重,在上述的参观过程中,我们遇到的污染有声音污
染嘛,空气污染,废水,化学废液等。
在生产过程中,对车床添加防护罩,对化学
污染的排放端添加传感器从而对其进行监控,从而通过中央系统实现污染零排放等
等。
5、生产环境的改善一个人性化的健康具有强劲生产力的车间应当是分布合理,整洁
卫生的,对于车间环境的改造也成了重中之重。
四、心得体会
这次参观让我看到了不一样的生产车间,让整洁亮丽宽阔有序的宣传片以残酷现实的姿态展现在我眼前,也让我对耳闻目睹的严峻的我国制造业困境和现状有了切身的体会。
也是这次活动,让我进一步发现自己的专业和制造业如此之近。
学习了智能制造和ERP课程之后,我尽力将自己所学用在机械制造生产线升级改造中,尽管上述只是设想,但是能够将如果能够按照这样的设想去从细节上完善,让自己的所学能够使用在铺天盖地的产业升级中去,那也是很不错的。
这次参观由于时间和权限有限,我对这家工厂的认识也比较有限(限于感性认识,比较片面),希望随着学习的不断深入和对这些生产线的认识不断加深,我能继续完善这份改造方案。