智能制造模式中的智能制造系統IMS介紹分析

過去由于人們對制造技術的注意力偏重于制造過程的自動化生產線，從而導致在自動化水平不斷提高的同時，產品設計及生產管理效率提高緩慢。為此，要求未來智能工廠具有信息加工能力，特別是信息的智能加工能力。因此智能制造應當包含智能制造技術(IMT)和智能制造系統(IMS)。

智能制造技術是指利用計算機模擬制造專家的分析、判斷、推理、構思和決策等智能活動，并將這些智能活動與智能機器有機地融合起來，將其貫穿應用于整個制造企業的各個子系統(如經營決策、采購、產品設計、生產計劃、制造、裝配、質量保證和市場銷售等)，以實現整個制造企業經營運作的高度柔性化和集成化，從而取代或延伸制造環境中專家的部分腦力勞動，并對制造業專家的智能信息進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發展的一種極大地提高生產效率的先進制造技術。

智能制造系統是指基于IMT，利用計算機綜合應用人工智能技術(如人工神經網絡、遺傳算法等)、智能制造機器、代理(agent)技術、材料技術、現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、并行工程、生命科學和系統工程理論與方法，在國際標準化和互換性的基礎上，使整個企業制造系統中的各個子系統分別智能化，并使制造系統形成由網絡集成的、高度自動化的一種制造系統。

IMS是智能技術集成應用的環境，也是智能制造模式展現的載體。IMS理念建立在自組織、分布自治和社會生態學機制上，目的是通過設備柔性和計算機人工智能控制，自動地完成設計、加工、控制管理過程，旨在解決適應高度變化的環境制造的有效性。

由于智能制造模式突出了知識在制造活動中的價值地位，而知識經濟又是繼工業經濟后的主體經濟形式，所以智能制造就成為影響未來經濟發展過程的制造業的重要生產模式。

智能制造系統的特點，和傳統的制造系統相比，IMS具有以下幾個特征：

自組織能力。

IMS中的各種組成單元能夠根據工作任務的需要，自行集結成一種超柔性最佳結構，并按照最優的方式運行。其柔性不僅表現在運行方式上，還表現在結構形式上。完成任務后，該結構自行解散，以備在下一個任務中集結成新的結構。自組織能力是IMS的一個重要標志。

自律能力。

IMS具有搜集與理解環境信息及自身的信息，并進行分析判斷和規劃自身行為的能力。強有力的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎。IMS能根據周圍環境和自身作業狀況的信息進行監測和處理，并根據處理結果自行調整控制策略，以采用最佳運行方案。這種自律能力使整個制造系統具備抗干擾、自適應和容錯等能力。

自學習和自維護能力。

IMS能以原有的專家知識為基礎，在實踐中不斷進行學習，完善系統的知識庫，并刪除庫中不適用的知識，使知識庫更趨合理；同時，還能對系統故障進行自我診斷、排除及修復。這種特征使IMS能夠自我優化并適應各種復雜的環境。

整個制造系統的智能集成IMS在強調各個子系統智能化的同時，更注重整個制造系統的智能集成。這是IMS與面向制造過程中特定應用的“智能化孤島”的根本區別。IMS包括了各個子系統，并把它們集成為一個整體，實現整體的智能化。

人機一體化智能系統IMS不單純是“人工智能”系統，而是人機一體化智能系統，是一種混合智能。人機一體化一方面突出人在制造系統中的核心地位，同時在智能機器的配合下，更好地發揮了人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事、相互“理解”、相互協作的關系，使兩者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。因此，在IMS中，高素質、高智能的人將發揮更好的作用，機器智能和人的智能將真正地集成在一起。

虛擬現實這是實現虛擬制造的支持技術，也是實現高水平人機一體化的關鍵技術之一。人機結合的新一代智能界面，使得可用虛擬手段智能地表現現實，它是智能制造的一個顯著特征。

綜上所述，可以看出IMS作為一種模式，它是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不斷向縱深發展的先進制造系統。

智能制造理論和系統設計技術IM概念的正式提出至今時間還不長，其理論基礎與技術體系仍在形成過程中，它的精確內涵和支撐設計技術仍需進一步研究。其研究內容包括：IM的概念體系，IMS的開發環境與設計方法，以及制造過程中的各種評價技術等。

智能制造單元技術的集成在以往的工作中，人們以研究人工智能在制造領域中的應用為出發點，開發出了許多面向制造過程中特定環節、特定問題的智能單元，形成了一個個“智能化孤島”。它們是智能制造研究的基礎。為使這些“智能化孤島”面向智能制造，使其成為IM的單元技術，必須研究它們在IMS中的集成，并進一步完善和發展這些智能單元，從而形成智能型的集成自動化。

它們包括：智能設計 應用并行工程和虛擬制造技術，實現產品的并行智能設計；智能工藝過程編制 在現有的檢索式、半創成式CAPP系統的基礎上，研究、開發創成式CAPP系統，使之面向IMS；生產過程的智能調度；智能監測、診斷及補償；加工過程的智能控制；智能質量控制；生產與經營的智能決策。

智能機器的設計智能機器是IMS中模擬人類專家智能活動的工具之一，因此．對智能機器的研究在IMS研究中占有重要的地位。IMS常用的智能機器包括智能機器人、智能加工中心、智能數控機床和自動引導小車(AGV)等。

智能制造主要研究目標，整個制造過程的全面智能化，在實際制造系統中，以機器智能取代人的部分腦力勞動作為主要目標，強調整個企業生產經營過程大范圍的自組織能力。信息和制造智能的集成與共享，強調智能型的集成自動化。

綜上所述，可以看出IMS作為一種模式，它是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不斷向縱深發展的先進制造系統。總之，IM的研究與開發目標是要實現將市場適應性、經濟性、人的重要性、適應自然和社會環境的能力、開放性和兼容能力等融合在一起的生產系統。

以上就是今天和大家分享的智能制造內容，我們專注于為制造型企業提供智能工廠規劃服務，如果覺得此文讓你小有收獲，可以搜索“德誠智能”與我們進行互動學習。