智能制造系统与生产模式解析

智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统,

它

突出了在制造诸环节中,

以一种高度柔性与集成的方式,

借助计算机模拟的人类

专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中

人的部分脑力劳动,同时,收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的制

造智能。

由于这种制造模式,

突出了知识在制造活动中的价值地位,

而知识经济

又是继工业经济后的主体经济形式,

所以智能制造就成为影响未来经济发展过程

的制造业的重要生产模式。

智能制造系统是智能技术集成应用的环境,也是智

能制造模式展现的载体。

一般而言,

制造系统在概念上认为是一个复杂的相互关联的子系统的整体集

成,

从制造系统的功能角度,

可将智能制造系统细分为设计、

计划、

生产和系统

活动四个子系统。

在设计子系统中,

智能制定突出了产品的概念设计过程中消费

需求的影响;

功能设计关注了产品可制造性、

可装配性和可维护及保障性。

另外,

模拟测试也广泛应用智能技术。

在计划子系统中,

数据库构造将从简单信息型发

展到知识密集型。

在排序和制造资源计划管理中,

模糊推理等多类的专家系统将

集成应用;

智能制造的生产系统将是自治或半自治系统。

在监测生产过程、

生产

状态获取和故障诊断、

检验装配中,

将广泛应用智能技术;

从系统活动角度,

神

经网络技术在系统控制中已开始应用,

同时应用分布技术和多元代理技术、

全能

技术,

并采用开放式系统结构,

使系统活动并行,

解决系统集成。

由此可见,

IMS

理念建立在自组织、

分布自治和社会生态学机理上,

目的是通过设备柔性和计算

机人工智能控制,

自动地完成设计、

加工、

控制管理过程,

旨在解决适应高度变

化环境的制造的有效性。

智能制造系统的特点

和传统的制造系统相比,

IMS

具有以下几个特征:

(1)

自组织能力。

IMS

中

的各种组成单元能够根据工作任务的需要,

自行集结成一种超柔性最佳结构,

并

按照最优的方式运行。

其柔性不仅表现在运行方式上,

还表现在结构形式上。

完

成任务后,

该结构自行解散,

以备在下一个任务中集结成新的结构。

自组织能力

是

IMS

的一个重要标志。

(2)

自律能力。

IMs

具有搜集与理解环境信息及自身的

信息,

并进行分析判断和规划自身行为的能力。

强有力的知识库和基于知识的模

型是自律能力的基础。

IMS

能根据周围环境和自身作业状况的信息进行监测和处

理,

并根据处理结果自行调整控制策略,

以采用最佳运行方案。

这种自律能力使

整个制造系统具备抗干扰、

自适应和容错等能力。

(3)

自学习和自维护能力。

IMS

能以原有的专家知识为基础,

在实践中不断进行学习,

完善系统的知识库,

并删

除库中不适用的知识,

使知识库更趋合理;

同时,

还能对系统故障进行自我诊断、

排除及修复。这种特征使

IMs

能够自我优化并适应各种复杂的环境。

(4)

整个制

造系统的智能集成

IMS

在强调各个子系统智能化的同时,更注重整个制造系统

的智能集成。这是

IMS

与面向制造过程中特定应用的“智能化孤岛”的根本区

别。

IMS

包括了各个子系统,

并把它们集成为一个整体,

实现整体的智能化。

(5)

人机一体化智能系统。

IMs

不单纯是“人工智能”系统,而是人机一体化智能系

统,


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