智能制造系统及其层级模型

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1、论坛FORUM智能制造系统及其层级模型IntelligentManufacturingSystemandItsHierarchyModel中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司 杜宝瑞 王 勃 赵 璐 周元莉本文提出了智能制造系统的层级模型，并详细介绍了各层级的基本结构和技术特征。各制造企业可以依据自己的产品特点和不同的组织形式，参考层级模型，判断本单位现有的制造技术水平，明确智能制造发展的需求，确定发展目标、方向和重点，找准发展路径。在夯实技术基础的条件下，调配资源，重点突破，逐步提高智能制造的层级。DOI:10.16080/j

2、.issn1671-833x.2015.13.046合为核心，成为一种高度自动化和柔制造系统提供了良好的系统集成与杜宝瑞性化的新型制造模式。拓展功能。若干低层级的智能制造中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司副总工程师，研究员级高级工程智能制造系统是指应用智能制系统、辅助制造装备以及附着于其上师，硕士研究生导师。1992年毕业于北造技术，达成全面或部分智能化的制的应用系统共同构成高层级的智能京航空航天大学飞行器制造工程专业，造过程或组织，按照其技术成熟度与制造系统，并最终构成统一的智能制长期从事数字化制造技术研究与应用工智能化发展

3、水平的不同可分为若干造生态环境。作。主持、参与多项国家863计划、国家科技支撑计划和国防基础科研项目，发个层级。任意层级的智能制造系统表论文30余篇。均表现出强烈的系统工程属性和良智能制造系统层级划分好的可拓展特性。根据制造技术的一般发展规律，首先，智能制造系统中的所有要在智能制造系统的发展过程中，通常智能制造与智能制造系统素均处于同一赛博物理空间，完备的是在智能装备层面上的单个技术点智能制造的概念提出于20世纪赛博空间与全自动化的物理系统深首先实现智能化突破，然后出现面向80年代。近年来，随着数字化、信息度交融；同时，人作为智

4、能制造系统智能装备的组线技术，并逐渐形成高化、网络化、自动化和人工智能技术的重要因素，与系统中其他因素间的度自动化与柔性化的智能生产线。等的发展，特别是德国工业4.0、中国交互方法与交互信息量也获得了极在此基础上，当面向多条生产线的车制造2025的推出，智能制造获得了大的丰富。这些大量、深度而有序的间中央管控、智能调度等技术成熟之快速发展的新契机，已成为现代先进信息交互使得制造系统中的各因素后，才可形成智能车间。由此可见，制造业新的发展方向。未来，智能制相互依托，共同构成具有自循环、自智能制造系统的发展是由低层级向造将以赛博物理

5、系统为支撑，以人、优化特性的制造环节。高层级逐步演进的，而在不同的发展机（智能制造装备）和资源的深度融其次，基于开放平台架构的智能阶段，制造系统的智能化水平均表现46航空制造技术·2015年第13期论坛FORUM出其独有的特征。智能数控系统主要负责设备的部的主轴转速、进给量、加工质量等智能制造系统的水平主要从系自主分析和智能决策。其接收智能数据，还包含嵌入传感器所采集的数统的技术基础、实施规模等方面进行传感器采集到的数据，通过对数据的据，如振动、切削力、加速度等。云计评定，主要划分为装备级、生产线级、分析实时控制与调整设备的运行

6、参算与云服务平台基于计算资源虚拟车间级、工厂级以及联盟级5个层级数，使设备在加工过程中始终处于最化的技术，使得单台智能设备的计算（见图1）。智能制造装备中包含了佳的效能状态，实现设备的自适应加能力获得了无限提升。对于比较复若干具有一定感知、分析、决策能力工。同时，通过传感器对设备运行数杂、实时性要求不高的智能化计算任的基本逻辑结构，并能实现相对完整据的采集与分析，还可以实现对设备务，可以将其直接部署到云端服务器的智能制造活动，智能制造装备除包健康状态的监控与故障预警。智能中，达到充分利用服务器高性能计算含装备本体外，还包括嵌入装

7、备中的数控系统的技术体系主要包括开放能力的目的。这种分布式计算通过软件系统以及与之协作的配套设施；式软硬件系统平台，大数据采集、传“任务分解和结果合并”，使得计算负智能生产线将若干智能制造装备从输与存储平台，以及云计算与云平台载均衡，数据处理同步。物理与逻辑上进行关联，并通过生产系统。其中，开放式软硬件系统能够在智能数控系统的基础上，可以线的自动化系统实现各制造装备的支持对各种类型元器件的控制，使得根据需求开发出各种智能化应用程协作；智能车间则是由若干条智能制造设备具有更多的硬件选择；软序。这些智能化应用程序嵌入到数生产线以及车

8、间层级的智能决策系件系统基于开放式体系架构，在运动控系统中，能够充分发挥设备的最佳统、仓储物流系统等构成；若干智能控制、逻辑控制等方面均具有良好的效能，提升产品制造质量，并实现设车间构成了智能工厂的实际生产能二次开发接口，便于第三方智能应用备的健康监控与故障诊断