智能制造系统与装备技术发展现状与展望bmut.pptx

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1、汽车产业与技术研究会研究报告（第138期）_2016.01.08本期主题：智能制造系统与装备技术发展现状与展望主办：清华大学汽车产业与技术战略研究院协办：盖斯特管理咨询公司电话：0512-69576333-803邮箱：caitgast-Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特2会议简介n会议名称：第三期智能制造系统与装备技术高级研修班n时间：2015年11月14-17日n地点：中国北京n主办单位：中国机电一体化技术应用协会Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特3会议议程演讲题目嘉宾智能制造

2、模式创新与产业转型升级明新国，上海交通大学机械与动力工程学院教授、博导现代工业体系与智能制造宁振波，中国航空工业集团信息化总体组专家、中航工业信息技术中心首席顾问德国工业4.0及智能制造的核心技术CPS赵敏，英诺维盛公司总经理基于高端离散制造业的数字化车间发展与实践朱铎先，北京兰光创新科技有限公司总经理、首席技术官智能制造的内涵特征及实施途径刘强，北京航空航天大学机械工程及自动化学院教授、博导，国防科技工业高效数控加工技术研究应用中心主任基于国际先进工业软件和标准体系的智能制造装备开发与数字工厂建设陈冰冰，中国科学院计算所顺德分所（广东华南计算技术研究所）所长，副研究员、博士Global Au

3、tomotive Strategies&Technologies盖 斯 特4目 录p技术系统进化理论p智能制造内涵特征p智能制造实施途径p互联网+：模式创新、服务转型Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特5技术系统进化理论n技术系统由相互联系的元件与运作组成的实现某种功能或职能的事物的集合n技术系统进化法则控制子系统传动子系统动力子系统执行子系统能量产品功能有结构，有时态，是一个不断变化的系统S-曲线进化法则提高理想度法则向超系统进化法则增加系统完备性法则减少人工介入法则向微观级和场的应用进化法则流进化法则增加协调性法则增加可控性法则动态性

4、法则子系统不均衡进化法则Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特6技术系统进化理论n技术系统进化法则能量传递法则能量传递必须畅通进化沿着能使能量流动路径缩短的方向协调性法则结构各性能参数工作节奏动态性进化法则提高柔性提高可移动性提高可控性子系统不均衡进化法则子系统沿各自S-曲线发展子系统间会出现矛盾发展最慢的决定进化速度向超系统进化法则单系统双系统多系统极限时子系统从系统中剥离至超系统Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特7目 录p技术系统进化理论p智能制造内涵特征p智能制造实施途径p互联

5、网+：模式创新、服务转型Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特8智能制造典型特征状态感知准确感知市场、客户、输入的实时运行状态精准执行执行决策，对外部需求、企业运行状态、研发和生产做出快速应对实时分析对获取的实时运行状态数据进行快速、准确的分析自主决策按照设定的规则，根据数据分析的结果，自主做出判断和选择智能制造典型特征Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特9赛博物理系统（CPS）n定义n基本架构计算机软件网络信息技术物理过程系统的通信与控制引导嵌入式系统传感器环境作动器计算网络赛博系统

6、将数字系统与物理系统联系起来p赛博空间是除航空、太空外，标志国家主权和领土空域的一个重要空间Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特10从嵌入式系统到物联网和数据服务的转变p人机万物互联，由嵌入开始，由互联兴盛网络嵌入式系统案例：自主航空赛博物理系统案例：智能网络路口物联网，数据和服务案例：智慧城市嵌入式系统案例：安全气囊来源:acatech，agendaCPS Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems，2012Global Automotive Strategies&Techno

7、logies盖 斯 特11目 录p技术系统进化理论p智能制造内涵特征p智能制造实施途径p互联网+：模式创新、服务转型Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特12新“两化融合”信息化工业化顶层战略赛博空间实体数字化数字实体化落地途径新“两化融合”技术路线研发手段数字化产品本身数字化产品服务数字化纵向集成（企业）端到端集成（产业）横向集成（生态）数字模型下集成研发知识驱动精益研发智能研发RFID（射频识别）芯片+PLCOS（开放式系统）+网络CPS产品+服务数字化产品服务产品免费数字化服务自动化工厂数字化工厂智能工厂企业间协作企业联盟虚拟企业企业

8、主导的产业链统一标准分配价值转换标准协商价值全新业态Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特13数字化根本BOMn三个BOM是核心要素n系统工程思想指导下构建PLM管理流程生成EBOM（工程）转化/发放PBOM（工艺）应用MBOM（制造）CAD/CAECAPP/PDMERP/MES/NC需求分析方案设计工程设计CAD虚拟样机工程测试加工制造CAPPCAM装配调试物理样机工程测试产品交付维护管理产品退役PDM数据管理ERP企业资源管理项目管理SDM仿真数据管理TDM试验数据管理嵌入式软件的配置管理MRO及供应链管理产品集成研发平台Global

9、Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特14数字化根本BOMn从基于模型的定义（MBD）到基于模型的制造（MBE）2D图纸时代2D图纸一统天下3D实体模型2D图纸为主3D CAD模型辅助基于模型的定义3D CAD模型+图纸 2D图纸仅是例外基于模型的企业整个企业和供应链都使用全3D CAD模型MBDMBE基于模型的支持（MBS）基于模型的环境（MBe）核心和数据源头重要过程之一MBE获得效益最高的环节支持MBE运行的结构基础p软件版本控制是质量管理的重要组成部分，数字化从软件版本管理开始Global Automotive Strategies&Techno

10、logies盖 斯 特15数字化车间ERPMES（制造执行系统）DNC、MDC（分布式数控、制造数据收集）设备层生产计划计划反馈生产指令计划反馈程序工艺加工信息计划层执行层控制层设备层数字化车间的核心计划排产数据采集作业管理核心功能收益缩短生产周期，达45%减少数据录入时间，达75%或更高减少待处理工作，达24%减少文档间传递，达61%缩短订交货时间，达27%减少纸面文档，达56%减少产品缺陷，达18%数字化车间的基础网络传输程序管理编辑仿真DNC功能MES将任务计划、程序、刀具、设备准备传给DNCMDC将加工进度、设备情况传给MES数据来源:国际MESA协会Global Automotive

11、 Strategies&Technologies盖 斯 特16数字化车间n六维智能理论六维智能智能计划排产智能决策支持智能生产协同智能资源管理智能质量管控智能互联互通n数字化车间模块组成展现集成部分程序传输、对刀仪联网、数据自动采集、3D车间、质量管理数据采集部分物料管理、工具管理、设备管理、程序管理、程序编辑仿真、文档管理资源管理部分计划管理、高级排产、作业管理、协同制造平台、现场信息管理生产管理部分Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特17数字化车间n加工程序集中式管理n实施注意事项CAM软件生成NC文件NCBase数据库编辑/仿真试切

12、加工OKOKNCBase数据库定型/归档批生产编程主管技术主管YesYesNoNo更改流程过程编程修改调试定型批生产状态可编辑但不可向机床发送可发送调试只读固化强制上传功能：下载新程序前必须把机床内程序发回服务器，确保其永远保存最新版本程序一把手工程：需要高层领导高度重视和参与CAPP等上游数据规范，确保集成后上下游流畅运行Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特18智能制造关键技术智能数控机床与工业机器人工业互联网3D打印赛博物理系统云计算无线传感器网络RFID射频识别大数据人工智能智能设备先进数据分析工具人机交互接口三大要素Google云

13、计算平台亚马逊弹性云计算IBM蓝云计划微软“云-端”策略工业4.0核心数据来源：条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、物联网、ERP、CAD、CAM、CAE、CAI等感知通信（接口、协议）计算（软件、硬件、算法）关键技术机器人语言识别图像识别自然语言处理专家系统p不要在落后的工艺基础上搞自动化p不要在落后的管理基础上搞信息化p不要在不具备网络化数字化基础时搞智能化北航刘强教授三个“不要”Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特19目 录p技术系统进化理论p智能制造内涵特征p智能制造实施途径p互联网+：模式创新、服务转型Glo

14、bal Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特20市场和消费发展趋势n不同历史时代企业面临的挑战产品经济时代差异化，创新能力靠设计赚钱苹果、三星、斯沃琪与众不同服务经济时代从硬件到软件靠服务赚钱IBM、招行、万科体验经济时代麦当劳、星巴克、迪斯尼从软件到感觉靠体验赚钱商品经济时代高质量，低价格靠加工赚钱格兰仕、美的物美价廉客户满意客户愉悦Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特21互联网+:转型n互联网催生C2B商业模式 消费者主导市场中间商服务化生产商柔性化孤陋寡闻分散孤立消极被动信息透明使原来靠信息

15、不对称赚取差价的传统中间商逐步让位于拥有更强信息能力的服务商互联网上易产生信息冗余，创造信息增值的服务商涌现以规模效应和资金为主的竞争见多识广相互连接积极参与“关于信息的信息的价值”成为服务商利益基点信息利用和灵活协同聚集长尾需求消费者需求实时反馈柔性化生产互联网为小生产商赋能互联网“无时无刻地连接”扭转产销格局来源:阿里巴巴集团研究院，“互联网+”中国经济新引擎Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特22互联网+：产业互联网n产业互联网时代个人改变人与人连接方式改变人的消费方式改变信息获取方式腾讯阿里百度企业改变生产研发方式改变物流销售方式

16、改变资本获取方式与群族合谋物流智能化去中心化互联网金融、众筹改变人的生活方式改变企业价值创造方式Global Automotive Strategies&Technologies盖 斯 特23互联网+未来：服务生态系统n产品设计知识服务知识类型多样、分散，内容滞后跨地域知识共享、交流知识获取途径多样化集成异构知识，有效使用知识服务按照设计需求主动推送知识服务知识服务的评价，形成良好互动机制产品设计知识分类产品设计知识表达产品设计知识集成产品设计知识检索产品设计知识配置产品设计知识推送产品设计知识管理服务产品设计知识管理服务评价产品设计知识管理服务平台产品设计知识产品设计知识服务工业需求研究内容支撑平台知识服务会员单位主办与协办单位欢迎加盟 Welcome to Join Us！