智能制造空间

发布时间：2020-06-08 15:02

【摘要】：在基于泛在信息的智能制造时代,信息技术的大量涌现,以从未有过的能力,不断满足市场对制造业变革的技术需求,极大地冲击和促进制造业从传统模式向未曾有过的模式转变,使其逐步进入新的、不断发展的信息环境与制造模式之中,这种新的信息环境与制造模式组成了智能制造空间,它的发展与变化将影响智能制造的发展.文章详细阐述了在制造系统结构、设计与制造技术、人机关系方面正在发生的巨大变革,并且指出以"分散与集中相统一的制造系统、虚实结合的设计与制造手段、人机共融的生产方式"为特征的智能制造空间将快速形成,重塑需求牵引和技术驱动下的智能制造发展模式和技术体系.
【图文】：

生产模式,历程

息条件下，制造业在需求牵引和信息技术驱动下将快速形成先进制造领域的信息环境与相应的模式，也就是智能制造空间．2智能制造空间的特征分析随着信息技术与制造技术的不断深度融合，制造业将在制造系统、设计与制造手段、人机关系三个方面产生巨大变革，形成以“分散与集中相统一的制造系统、虚实结合的设计与制造手段、人机共融的生产方式”为3大鲜明特征的智能制造空间，并以此推进在生产组织方式、资源聚集模式、产品设计手段、人机融合关系方面的新一代智能制造的发展．2．1制造系统的构成产生变革历史上，如图1所示，从手工制造到大规模生产的发展实现了大众化产品的转变，而目前大规模生产正在向市场和客户驱动的个性化定制方向进行转变，并且将基于更高生产效率、更高的技术层次实现用户的个性化需求［6］．图1生产模式的历程Fig．1Evolutionoftheproductionmode为满足用户的个性化要求，生产设备与过程必将改变．为此重新建立或更换设备，显然不是一个好办法．大量研究表明，分布式制造是有效的解决方案．德国工业4．0针对批量定制化生产模式，提出通过把生产过程分解成很小的价值导向的单元(valueorientedunits)，增加灵活性，进而减少调整的难度，实现分布自治系统(decentralizedautonomoussystems)环境下的柔性生产，，满足市场和客户的定制化需求［7］．也就是，尽可能地利用已有的设备，企业内的设备，甚至是社会上的设备，重新组成可以满足个性化需求的新的制造系统．另外，在满足个性化需求的过程中，制造企业正在向设计和服务端延伸［8－9］．如图2所示，服务的内容已不仅仅是传统的售后、维修服务，生产链中所包括的产品设计、加工制造等任何一部分都可以独立出来，成为为其它企业服务的内容．?

分布式制造,生产链,个性化需求,制造企业

皇且桓龊冒旆ǎ釈?量研究表明，分布式制造是有效的解决方案．德国工业4．0针对批量定制化生产模式，提出通过把生产过程分解成很小的价值导向的单元(valueorientedunits)，增加灵活性，进而减少调整的难度，实现分布自治系统(decentralizedautonomoussystems)环境下的柔性生产，满足市场和客户的定制化需求［7］．也就是，尽可能地利用已有的设备，企业内的设备，甚至是社会上的设备，重新组成可以满足个性化需求的新的制造系统．另外，在满足个性化需求的过程中，制造企业正在向设计和服务端延伸［8－9］．如图2所示，服务的内容已不仅仅是传统的售后、维修服务，生产链中所包括的产品设计、加工制造等任何一部分都可以独立出来，成为为其它企业服务的内容．比如，富士康是一个加工制造企业，它为苹果服务，但它不负责产品设计销售等工作，而仅仅是苹果生产链上的一个生产单位，可以说它是服务型制造企业．为了最求利益最大化，现有生产链上的单元，可以被拆分出来，独立为其它需要者服务．这种制造服务的思想，同样促成制造分散化，向分布式发展．图2服务型制造Fig．2Service-orientedmanufacturing然而，分布式制造在管理上的难度是可想而知的．只有在网络的支持下，才使得它在经济上、实现技术上和时间效率上能够实际可行．网络技术及网络协同制造技术和不断涌现的其它信息技术，支持和驱动着生产方式的发展．近些年，不断有新的企业组织模式诞生．美国特斯拉公司通过与其它公司在电机、电池、车身、变速箱等技术的全球合作，实现了基于分布式的生产系统的“无工厂模式”．美国GE公司在印度Pune建立了具有超强灵活性的“炫工厂”，在该厂房内可以依据全球需要，生产飞机发动机、水处理设备、内燃机车组件等看似完全?

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