第一篇：《“智能制造”學習講座》會議紀要

《“智能制造”學習講座》會議紀要

一、“智能制造”學習講座

2018年1月20日上午，在三樓會議室召開“智能制造”學習講座，會議由浙江中控技術股份有限公司（以下簡稱中控公司）總經理及技術人員進行演講匯報。圍繞著智能制造的發展建設以及中控公司的相關業務進行了詳細的介紹說明。

會議講解的主要內容有以下三方面：

1、《今日中控與智能制造能力》圍繞中控公司發展現狀、業務能力以及智能工廠實踐，介紹了中控公司與智能制造息息相關的發展歷程。

2、《流程工業智能化控制技術及應用》，針對流程工業先進控制、APC軟件、工程作業流程以及應用案例等方面進行講解。

3、《中控工控安全整體解決方案》，針對工控安全問題、中控“彩虹防御體系”安全工程整體解決方案以及典型案例進行講解。

會上XX指出，危化品僅是裝備的提升，并不能完全保證生產的安全，人為因素才是安全事故中最不可控的因素。因此，SIS系統必須要具備人員定位系統，加強對主要崗位的人員監管，確保生產的絕對安全。

XX還強調，企業信息化、智能化的最終目標有以下五個方面：生產的安全環保、設備的連續穩定、成本的大幅節約（物料和人員）、質量的有效提升以及環境的顯著改善。圍繞以上五個方面，第一事業部在2018年要調整思路、開拓創新，成立智能化專題小組，對事業部智 能化改造進行全面的、科學的探討研究。

參加人員：AABBCC 請假人員：CCDD 記錄人員：好收

二〇一八年一月二十二日

第二篇：智能制造技術

現代制造技術

1142813203 吳文樂

摘要：現代制造技術是在傳統制造技術的基礎上, 不斷吸收和發展機械、電子、能源、材料、信息及現代管理技術的成果, 將其綜合應用于產品設計、制造、檢驗、管理服務等產品生命周 期的全過程, 以實現優質、高效、低耗、靈活、清潔的生產技術模式,取得理想的技術經濟效果的制造技術的總稱傳統的自動化生產技術可以顯著提高生產效率，然而其局限性也顯而易見，即無法很好地適應中小批量生產的要求。隨著現代制造技術的發展，特別是自動控制技術、數控加工技術、工業機器人技術等的迅猛發展，柔性制造技術(FMI)應運而生。

關鍵詞：現代制造技術；自動控制技術；柔性制造技術

1.現代制造技術發展綜述

現代制造技術在系統論、方法論、信息論和協同 論等的基礎上形成制造系統工程學，是一種廣義制造的概念，亦稱之為“大制造”的概念，它體現了制造概念的擴展。廣義制造概念的形成過程主要有以下幾方面原因[1]。

1).制造設計一體化。體現制造和設計的密切結合，形成了設計制造一體化，設計不僅是指產品設計，而且包括工藝設計、生產調度設計、質量控制設計等。

2).材料成形機理的擴展。現在加工成形機理明確地將加工分為去除加工、結合加工和變形加工。

3).制造技術的綜合性。現代制造技術是一門以 機械為主體，交叉融合光、電、信息、材料等學科的綜合體，并與管理科學、社會科學、文化、藝術、人機工 程、生物工程和生命科學等相結合，拓展了新領域。現代制造技術應包括硬件和軟件兩大方面，硬／軟件工具、平臺和支撐環境有了很大的發展。

4).產品的全生命周期。制造的范疇從過去的設計、加工和裝配發展為產品的全生命周期，包括市場調研、設計、制造、銷售、維修和報廢處理等。

5).生產制造模式的發展。計算機集成制造技術 是制造技術與信息技術結合的產物，集成制造系統強 調信息集成，其后出現了柔性制造、敏捷制造、虛擬制 造、網絡制造、大規模定制、綠色制造、智能制造和協 同制造等多種制造模式，有效地提高了制造技術的水平，擴展了制造技術的領域[2]。

現代制造技術的發展主要沿著“廣義制造”或稱 “大制造”的方向發展，其具體的發展可以歸納為四個方面和多個大項目[3]，如圖1所示：

圖1：現代制造技術方向

針對現代制造技術，本文從柔性制造技術的角度對現代制造技術進行學習，對柔性制造在實際中的應用進行深入的研究；

2.柔性制造

2.1 柔性制造簡述

所謂“柔性”，是指制造系統(企業)對系統內部及外部環境的一種適應能力，也是指制造系統能夠適應產品變化的能力。柔性可分為瞬時、短期和長期柔性[4]。瞬時柔性是指設備出現故障后，自動排除故障或將零件轉移到另一臺設備上繼續進行加工的能力；短期柔性是指系統在短時期內，適應加工對象變化的能力，包括在任意時期混合進行加工2種以上零件的能力；長期柔性則是指系統在長期使用中，能夠加工各種不同零件的能力。迄今為止，柔性還只能定性地加以分析，尚無科學實用的量化指標。因此，凡具備上述3種柔性特征之一的、具有物料或信息流的自動化制造系統都可以稱為柔性制造系統。柔性制造技術是計算機技術在生產過程及其裝備上的應用，是將微電子技術、智能技術與傳統制造技術融合在一起，具有自動化、柔性化、高效率的特點，是目前自動化制造系統的基本單元技術[5]。

柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和[6]。柔性制造技術是技術密集型的技術群，我們認為凡是側重于柔性，適應于多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬于柔性制造技術。目前按規模大小劃分為[7]：

(1)柔性制造系統（FMS）：關于柔住制造系統的定義很多，權威性的定義有：美國國家標準局把FMS定義為：“由一個傳輸系統聯系起來的一些設備，傳輸裝置把工件放征其他聯結裝置上送到各加工設備，使工件加工準確、迅速和自動化。

(2)柔性制造單元（FMC）：M S是FMS向廉價化及小型化方向發展的一種產物，它是由l～2臺加工中心、工業機器人。數控機床及物料運送存貯設備構成，其特點是實現單機柔性化及自動化，具有適應加工多品種產品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。

(3)柔性制造線（FML):它是處于單一或少品種人批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心，CNC機床；亦可采用爭用機床或NC專用機床，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生過程中的分散型控制系統(D C S)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化，其技術已日趨成熟，迄今已進入實用化階段。

(4)柔性制造工廠(FMF):FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化屯體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整F M S。它包括了CAD／CAM，并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際，實現生產系統 柔性化及自動化，進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表，其特點是實現工廠柔性化及自動化[8]。

2.2柔性制造所采用的關鍵技術

1.計算機輔助設計未來CAD技術發展將會引入專家系統，使之具有智能化，可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術，該項新技術是直接利用CAD數據，通過計算機控制的激光掃描系統，將二維數字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖彤對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各斤狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數據，數小時內便呵制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。

2.模糊控制技術模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊摔制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息井自動地對控制量作調整，使系統性能大為改善，其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。

3.人工智能、專家系統及智能傳感器技術迄今，柔性制造技術中所采用的人工智能大多指基礎規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理，求解各類問題（如解釋、預測，診斷、查找故障、設汁、計劃、監視、修復、命 令及控制等）。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，因而專家系統為柔性制造的諸方面工作增強綜合性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能（包括專家系統）技術必將在柔性制造(尤其智能型)中起著非常重要的關鍵性的作用。目前對未來智能化柔性制造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能產生的，它使傳感器具有內在的“決策”功能。

4.人工神經網絡技術人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，神經網絡不久將并列到專家系統和模糊控制系統，成為現代自動化系統中的一個組成部分[9]。

3.國內現代制造技術狀況

近年來，世界各國都投入了巨大的財力和物力，強化作為光機電一體化制造業基礎的先進制造業的技術和產業發展的戰略研究。美國、德 國、日 本 等 國 已 經 開 發 出 了 數 控（NC）、計算機數控（CNC）、直接數控（CAM）、計算機集成制造系統（CIMS）、制造資源規則（MRP）、柔性制造單元（TMC）、柔性制造系統（FMS）、機器人、計算機輔助設計／制造（CAD／CAM）、精益生產（LP）、智能制造系統（MS）、并行工程（CE）和敏捷制造（AM）等多項現代制造技術與制造模式。這些技術的推廣與應用，不僅使本國企業的國際競爭力得到鞏固，也使得世界先進制造業發展迅猛[10]。我國制造業市場的巨大潛力，為現代制造技術發展提供了廣闊的市場空間。但是，與制造業發達國家和地區相比，國內的現代制造技術的研發與市場拓展還不均衡。其中，國內機械基礎件制造行業中的數控化率極低，不足1.6%，先進加工工藝、技術和裝備的普及程度不足10 % ；CAD／CAM 系統應用的普及率在國內骨干企業僅有35%，產業規模較小。另外，在相關行業中如印刷業、電力行業和醫療器械行業等，技術裝備的低數控化率也遠不能滿足市場對中高檔先進產品的需求。縱觀國際制造業的競爭與發展，面對國際、國內兩個制造業市場的日漸融合，如何立足國內制造業的市場需求，整合分散的科研與企業資源，盡快形成自己在先進制造產業競爭中的技術優勢，已經是擺在我國制造業面前的迫在眉睫的課題了[11]。

總之，重視制造業和現代制造技術已成為全球化的大趨勢。現代制造技術不是一項具體技術，而是利用系統工程技術將各種相關技術集成的一個有機整體；現代制造技術是一種動態技術，而不是一成不變的，它需要不斷吸收各種高新技術成果，并將其滲透到產品的所有領域，結合成一個有機整體，實現優質、高效、低耗、清潔和靈活的生產[12]；現代制造技術的目的是提高制造業的綜合效益，其不摒棄傳統技術，而是有賴于不斷用科技新手段去研究它和傳承它，并應用科技新成果去改造它和充實它；現代制造技術在強調環境保護的同時，還強調各專業學科之間的相互滲透、融合和淡化，并消除其間的界限。我國先進制造技術的發展應結合自身的特點，形成特色，大力發展一些關鍵前沿技術，比如新一代材料成型技術、微米及納米技術、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的將來，現代制造技術將得到更大的發展和壯大，發展和應用先進制造技術是每個國家為提高企業的國際競爭力和技術創新能力的必然選擇。

參考文獻：

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第三篇：智能制造匯報

智能工廠——以三一重工18號工廠為例

摘要：在理論上解釋了智能工廠的概念，再以三一重工18號工廠作為研究對象，對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統化建設智能工廠打下了基礎。關鍵詞：物聯網；智能制造；數字化工廠 中圖分類號：TH161

INTELLIGENT FACTORY A CASE OF SANY HEAVY INDUSTRY NO.18TH FACTORY

Abstract：This paper explains the concept of intelligent factory in theory, then takes 31 heavy industry No.18th Factory as the research object, analyzes and discusses its operation mode and operation characteristics in detail, thus obtains the intellectualized gene of the factory.And further draws the intelligent factory frame, lays the foundation for the systematized construction intelligent Factory.Key words：Networking of things;Intelligent manufacturing;Digital chemical plant 0 前言

隨著物聯網、大數據和移動應用等新一輪信息技術的發展，全球化工業革命開始提上日程，工業轉型開始進入實質階段。在中國，智能制造、中國制造2025等戰略的相繼出臺，表明國家開始積極行動起來，把握新一輪工發展機遇實現工業化轉型。智能工廠作為工業智能化發展的重要實踐模式，已經引發行業的廣泛關注。到底什么是智能工廠？智能工廠的核心架構是怎樣的？能為企業的轉型提供哪些支撐？這都是企業比較關心的話題。

本文以三一重工18號工廠為例,分析智能工廠的主要特點還有其智能化的框架。數字化工廠、智能工廠和智能制造

1.1 數字化工廠

對于數字化工廠，德國工程師協會的定義是：數字化工廠（DF）是由數字化模型、方法和工具構成的綜合網絡，包含仿真和3D/虛擬現實可視化，通過連續的沒有中斷的數據管理集成在一起。數字化工廠集成了產品、過程和工廠模型數據庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產品的質量和生產過程所涉及的質量和動態性能：

圖1 在國內，對于數字化工廠接受度最高的定義是：數字化工廠是在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造

技術與計算機仿真技術相結合的產物，主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結論，數字化工廠的本質是實現信息的集成。1.2

智能工廠

智能工廠是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網技術和監控技術加強信息管理服務，提高生產過程可控性、減少生產線人工干預，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統等新興技術于一體，構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠。

圖2

智能工廠已經具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規劃；通過整體可視技術進行推理預測，利用仿真及多媒體技術，將實境擴增展示設計與制造過程。系統中各組成部分可自行組成最佳系統結構，具備協調、重組及擴充特性。已系統具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現了人與機器的相互協調合作，其本質是人機交互。1.3

智能制造

智能工廠是在數字化工廠基礎上的升級版，但是與智能制造還有很大差距。智能制造系統在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作，去擴大、延伸和部分地取代技術專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造系統不只是“人工智能系統，而是人機一體化智能系統，是混合智能。系統可獨立承擔分析、判斷、決策等任務，突出人在制造系統中的核心地位，同時在智能機器配合下，更好發揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質是人機一體化。

國內很多企業都在炒作智能制造，但是絕大多數企業還處在部分使用應用軟件的階段，少數企業也只是實現了信息集成，也就是可以達到數字化工廠的水平；極少數企業，能夠實現人機的有效交互，也就是達到智能工廠的水平[1]。

圖3 2 從大廠房到智能工廠

在全球科技革命的大背景下，工程機械行業作為多品種、中批量、按訂單生產的離散型技能密集型產業，要想向高端制造發展，必須依靠信息化建立先進的制造和管理系統[2]。

三一重工作為重工領域的標桿，其18號廠房成為應用基礎的示范。這間總面積約十萬平方米的車間，成為了行業內亞洲最大最先進的智能化制造車間。在這里，廠房更像是一個大型計算系統加上傳統的操作工具、大型生產設備的智慧體。2.1 18號廠房的“智慧”運轉

18號廠房是三一重工總裝車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是工程機械領域內頗負盛名的智能工廠。

在18號廠房，廠區旁邊有兩塊電視屏幕，它們是一線工人的“老師”——不熟悉裝配作業的工人，通過電子屏幕里的數字仿真和三維作業指導，可以學習和了解整個裝配工藝[3]。三一重工的三維作業現場指導模式，成為了著名3D技術開發公司達索的全球最佳案例。

廠房更像是一個大型計算系統加上傳統的操作工具、大型生產設備的智慧體，每一次生產過程、每一次質量檢測、每一個工人勞動量都記錄在案。裝配區、高精機加區、結構件區、立庫區等幾大主要功能區域都是智能化、數字化模式的產物[4]。

當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統會根據班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨[5]。取完貨后，采用激光引導的AGV小車，將根據運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝的高反光性反射板的激光定位標志，計算出車輛當前的位置以及運動的方向，從而將物料運送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一重工18號廠房有15臺。

從大廠房到智能工廠，實施智慧化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產值提高24%，現場質量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%。2014年，18號廠房同比節約制造成本1億元，年增加產量超過2000臺以上，每年同比產值新增60億元以上。此外，高精加工區也是18號廠房的特色之一。整個機加區集智能化、柔性化、少人化于一體，可以滿足多品種、小批量生產要求。2.2

智能背后的生產模式進化

2013年8月，三一重工集團啟動新一輪制造變革。在大會上，三一重工董事長梁穩根這樣描繪三一重工制造體系的藍圖：“所有結構件和產品都在很精益的空間范圍內制造，車間內只有機器人和少量作業員工在忙碌，裝配線實現準時生產，物流成本大幅降低，制造現場基本沒有存貨。”

制造模式的生產方式分散且獨立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成產品的生產制造，這使得生產效率低下的同時，生產成本還居高不下。因此三一重工開始借助信息化，在生產車間導入自動化制造模式。“部件工作中心島”就是這樣一個嘗試。

所謂“部件島”，即單元化生產，將每一類部件從生產到下線所有工藝集中在一個區域內，猶如在一個獨立的“島嶼”內完成全部生產，故稱為部件島，將裝配行業中“島”的概念引入到結構件生產中，這是三一重工重機制造人員的首創。三一重工:智能工廠實踐

三一重工18號廠房是亞洲最大的智能化制造車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是三一重工總裝車間。2008年開始籌建，2012年全面投產，總面積約十萬平方米。從2012年開始，以三一18號廠房為應用基礎，由三一重工、湖大海捷、華工制造、華中科大等單位聯合申報的“工程機械產品加工數字化車間系統的研制與應用示范項目”.經過3年精心建設，目前，三一已建成車間智能監控網絡和刀具管理系統、公共制造資源定位與物料跟蹤管理系統、計劃、物流、質量管控系統、生產控制中心（PCC）中央控制系統等智能系統，完成了國家批復的項目建設內容[6]。

圖4 同時，三一還與其他單位共同研發了智能上下料機械手、基于DNC系統的車間設備智能監控網絡、智能化立體倉庫與AGV運輸軟硬件系統、基于RFID設備及無線傳感網絡的物料和資源跟蹤定位系統、高級計劃排程系統（APS）、制造執行系統（MES）、物流執行系統（LES）、在線質量檢測系統（SPC）、生產控制中心管理決策系統等關鍵核心智能裝置，實現了對制造資源跟蹤、生產過程監控，計劃、物流、質量集成化管控下的均衡化混流生產，智能化功能和系統性能指標達到國家批復要求[7]。

3.1 智能加工中心與生產線

3.1.1 智能化加工設備

早在2007年，有“智能化機械手”之稱的焊接機器人現身三一挖機生產線，并在2008年后得到進一步推廣。2012年三一重工在上海臨港產業園建成全球最大最先進的挖掘機生產基地，焊接機器人大規模投入使用，大幅提升了產品的穩定性，使得三一挖掘機的使用壽命大約翻了兩番，售后問題下降了四分之三。由于規范了管理，又進一步提升了整個生產體系的效率。不但如此，機器人的使用減少了工人數量，管理模式的重心從原來的管人轉移

到了管理設備上，相對而言，管理設備要容易很多。3.1.2

智能刀具管理

在實際加工中，有多種因素會對加工刀具產生影響，首先是加工工件本身的因素，如加工工件材質、結構型式、工件剛度等對刀具使用效果影響較大。其次是加工工裝，定位基準、壓緊方式、結構型式以及工裝剛度等都會影響刀具使用效果。再次加工工藝方案，如加工順序、切削三要素（切深、進給、切削速度）對刀具使用效果影響更大。最后是加工機床，設備的切削功率、設備的剛度、設備的結構型式、切削冷卻介質對加工刀具發揮效率也有很大影響[8]。

三一在實踐中，要充分考慮刀具壽命和加工工件成本的關系，根據不同結構的工件選擇不同的刀具，包括刀具材料（分整體硬質合金、焊接硬質、高速鋼等）、刀具結構（分機夾刀片、焊接刀片和整體材料刀具）以及刀具裝夾方式（熱裝式、強力緊固式、側固式）等。有的刀具選擇涂層刀片來增加刀具的耐用度，延長刀具壽命。在高速加工時，對刀具動平衡也有要求，我們配備了刀具動平衡儀，并在加工成本允許的前提下選擇耐用度較高的刀具。3.1.3

DNC

DNC是計算機與具有數控裝置的機床群使用計算機網絡技術組成的分布在車間中的數控系統。該系統對用戶來說就像一個統一的整體，系統對多種通用的物理和邏輯資源整合，可以動態的分配數控加工任務給任一加工設備，是提高設備利用率，降低生產成本[9]。

圖5

目前，三一重工已經完成車間機加設備的研發采購與安裝調試，部分完成智能上料機械手、DNC實時監控裝置及刀具管理系統的購置和開發。3.2 智能化立體倉庫和物流運輸系統

3.2.1 智能化立體倉庫

立體倉庫后臺運作的自動化配送系統由華中科大與三一聯合研制，通過這套系統，三一打造了批量下架、波次分揀，單臺單工位配送模式，實現了從頂層計劃至底層配送執行的全業務貫通，大大提高了配送效率及準確率，準時配送率超95%。

三一智能化立體倉庫總投資6000多萬元, 分南北兩個庫，由地下自動輸送設備連成一個整體，總占地面積9000平方米，倉庫容量大概是16000個貨位。從南邊倉庫可以看到，這個庫區有幾千種物料，主要是泵車、拖泵、車載泵物料，能支持每月數千臺產品的生產量。

從大廠房到智能工廠，實施智能化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產值提高24%，現場質量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%，2014年18號廠房預計同比節約制造成本1億元，年增加產量超過2000臺以上，每年同比產值新增60億元以上。3.2.2 AGV智能小車

智能化立體倉庫的核心是AGV智能小車，當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統會根據班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨。取完貨后，由于AGV小車采用激光引導，小車上安裝有可旋轉的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標志，AGV依靠激光掃描器發射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置以及運動的方向，通過和內置的數字地圖進行對比來校正方位，從而將物料運送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一18號廠房有15臺。在18號廠房南北智能化立體倉庫，不僅有這樣的AGV自動小車，其后臺配送也是自動化系統完成的。

圖6

3.2.3 公共資源定位系統

公共資源定位系統是三一重工智能工廠的一個重要支撐。公共資源定位系統能實現包括對設備定位和狀態檢測、人員定位以及故障實時處理與報警等功能。通過公共資源定位監控中心，三一重工的生產管理人員能及時的了解生產車間的人員位置、設備位置和狀態、加工生產情況，并及時的指導生產和進行故障處理等操作。3.3

智能化生產執行過程控制

3.3.1高級計劃排程

在考慮企業資源所提供的可行物料需求規劃與生產排程計劃，讓規劃者快速結合生產限制條件與相關信息(如訂單、途程、存貨、BOM與產能限制等)，以做出平衡企業利益與顧客權益的最佳規劃與決策，滿足顧客需求及面對競爭激烈的市場。強化了ERP系統中以傳統MRP規劃邏輯為主的生產規劃與排程的功能，APS 系統的同步規劃能力，不但使得規劃結果更具備合理性與可執行性，亦使企業能夠真正達到供需平衡的目的[10]。3.3.2

執行過程調度

三一車間內一排排的MES終端機，生產線上明亮的LED屏幕，整齊劃一的醒目安全燈是系統給我們帶來直觀的印象。SanyMES系統是指由三一集團IT總部自主研發的制造執行系統，它充分利用信息化技術，從生產計劃下達、物料配送、生產節拍、完工確認、標準作業指導、質量管理、關重件條碼采集等多個維度進行管控，并通過網絡實時將現場信息及時準確地傳達到生產管理者與決策者[11]。該

系統除了通過各種方式如短信、郵件向管理者傳遞生產信息外，其設置在生產現場的MES終端機，給一線工人生產制造帶來了極大的便利。

通過MES終端機，生產線工人不僅可以及時報完工、方便快捷地查詢物料設計圖紙和庫存情況，更重要的是SanyMES終端機可以正確地指導工人每個工位如何進行安裝、安裝時候需要哪些零部件，同時給予安全提示。有了MES系統后，再也不用去借圖紙，直接在MES終端就能查到最新的圖紙信息，3.3.數字化質量檢測

目前，三一在質檢信息化方面，通過GSP、MES、CSM及QIS的整合應用，實現涵蓋供應商送貨、零件制造、整機裝配、售后服務等全生命周期的質檢電子化，并實現了SPC分析、質量追溯等功能。

以前質檢，是采用紙質記錄本記錄檢驗結果和全觸摸屏操作，簡單方便，而且通過查看標準作業指導以規范工人的操作，避免了紙質作業指導書的損壞和更新不及時造成的附加作業，極大提高了工作效率和作業質量[12]。3.3.3 數字化物流管控

三一自動化立體倉儲配送系統實現了該公司泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與AGV配套實現工位物料自動配送至各個工位。

根據泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線在車間的位置，北自所設計了兩個庫區，1#庫負責泵車物料的儲存、揀配功能，2#庫負責拖泵、車載泵物料的儲存、揀配功能，兩個庫區共用一個設置1#庫區的入庫組盤區域，2#庫入庫的物料在入庫組盤區完成組盤后通過地下輸送通道自動輸送進入2#庫庫區存儲。

倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面倉庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）。自動化立體倉庫和垂直升降庫的數據采用一套軟件進行統一管理，集中配送。通過垂直升降庫的應用，解決了將近總量30%的物料種類的儲存和出入庫作業模式，很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業壓力，有效地提高了整個系統的作業能力。

揀配模式采用提4臺套提前一班（8小時）揀配模式，按照工位進行配送。在兩個庫區分別設置了兩層的配盤區域，根據裝配工位數量及各工位裝配物料情況，對配盤區域的揀配托盤位置進行分配，揀配過程中采用LED顯示屏+RF手持終端模式進行人工作業。北自所根據各工位裝配物料情況，配合用戶設計了多種不同的配送容器，采用多層存放，提高容器使用效率，減少線邊容器數量，最終提高了AGV系統的搬運效率。

質量問題，現在則是用生產管理系統（MES），每一個檢驗項目都標準化、電子化，以前在本子上的內容都作為數據錄入PDA和平板電腦等終端。一旦發現質量異常，系統就會第一時間自動啟動不合格處理流程，將情況發送給相關責任人。“在不合格品控制流程中的隔離、評審等6個環節，保證每道工序的每個產品在下一道工序前合格。”而數據的錄入則會為產品質量追溯提供可靠依據。三一的自制件可以具體查到是某臺產品零部件，制作時間、制作地點和工位、制作人、制作條件等信息，供應商提供的零部件則是可以查到批次和反饋。3.4

智能化生產控制中心

3.4.1中央控制室

1.生產計劃及執行情況、設備狀態、生產統

計圖；

2.智能計劃系統操作界面；

3.生產現場監控、看板展示及異常報警； 4.各區域監控信息；

5.設計部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

6.各區域監控信息；

7.物流部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

8.質量部日常操作（支持10路信號同時切

入）。3.4.2

現場監視裝置

全方位的工廠車間監控系統能實現對生產過

程的全面監控和記錄，保證生產現場的安全，以及現場事故的追溯和回放。3.4.3 現場Andon Andon系統能夠為操作員停止生產線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統的汽車生產線上，如果發生故障，整條生產線立即停止。采用了Andon系統之后，一旦發生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發相應的聲音和點亮相應的指示燈，提示監督人員立即找出發生故障的地方以及故障的原因。一般來說，不用停止整條生產線就可以解決問題，因而可以減少停工時間同時又提高了生產效率。

Andon系統的另一個主要部件是信息顯示屏。每個顯示面板都能夠提供關于單個生產線的信息，包括生產狀態、原料狀態、質量狀況以及設備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數據，如目標輸出、實際輸出、停工時間以及生產效率。根據顯示器上提供的信息，操作員可以更加有效的開展工作。智能工廠理念

所謂“六維智能理論”，就是在設備聯網+遠程數據采集的基礎上，實現智能化的生產過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠。4.1 行業背景

“工業4.0”被認為是以智能制造為主導的第四次工業革命或是工業體系革命性的生產方法，而智能工廠將是構成未來工業體系的一個關鍵特征。在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網絡里自然地相互溝通協作，生產出來的智能產品能夠理解自己被制造的細節以及將如何使用，能夠回答“哪組參數被用來處理我”、“我應該被傳送到哪里”等問題。同時，智能輔助系統將從執行例行任務中解放出來，使他們能夠專注于創新、增值的活動；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實現更好地結合，個體顧客的需求將得到滿足。德國工業4.0、美國GE工業互聯網均是“工業4.0”的典范，但中國有自己特殊的國情，中國制造企業打造智能工廠，不能完全照搬國外模式，而是既要緊跟國際先進理念，還要符合中國企業的實際情況[13]。

4.2

概念內涵

美國與德國的工業發展戰略核心均為CPS（Cyber-Physical System）系統，是典型的二元戰略。美國是C(Cyber，包括：數字、信息、網絡等虛擬世界)+P(Physical，包括機器、設備、設施等實體世界)，德國是P+C，兩國均是基于高素質勞動者、國家人力匱乏、企業高協同化、高法制化的基礎之上而提出的戰略；而中國裝備水平較美國和德國有一定差距，數據采集分析決策能力也有局限，但中國具有人力資源優勢，所以應該充分挖掘人的作用。因此，中國制造企業推進工業發展不能完全照搬發達國家的二元戰略，更宜采用CPPS（Cyber-Person-Physical System）人機網三元戰略，充分體現人的能動作用。

圖7

所謂“三元戰略”，包括勞動者及其技能、素養、精神、組織、管理等，CPPS戰略體現了以人為本，繼續發揮與挖掘了中國在人力資源方面的優勢，揚長補短，實現人與賽博、物理虛實兩世界的融合和迭代發展，構建以賽博智能為目的的人機網三元戰略方案更符合中國國情[14]。

所謂“六維智能理論”，就是在設備聯網+遠程數據采集的基礎上，實現智能化的生產過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠，這6個方面包括：

1.智能計劃排產，是從計劃源頭上集成ERP，進行APS高級排產。

2.智能生產協同，從生產準備過程上，實現

物料、刀具、工裝、工藝的并行協同準備。3.智能的設備互聯互通，是CPS信息物理系

統的典型體現，實現數字化生產設備的分布式網絡化通訊、程序集中管理、設備狀

態的實時監控等。4.智能資源管理，包括對物料、設備、刀具、量具、夾具等生產資源進行精益化管理、庫存智能預警等。

5.智能質量過程管控，是對影響產品質量的生產工藝參數進行實時采集、控制，確保產品質量。

6.智能決策支持，是基于大數據分析的決策支持，形成管理的閉環，以實現數字化、網絡化、智能化的高效生產模式。

總之，通過以上6個方面智能的打造，可極大提升企業的計劃科學化、生產過程協同化、生產設備與信息化的深度融合，并通過基于大數據分析的決策支持對企業進行透明化、量化的管理，可明顯提升企業的生產效率與產品質量，是一種很好的數字化、網絡化的智能生產模式。

圖8 4.3

應用前景

“六維智能”分別從計劃源頭、過程協同、設備底層、資源優化、質量控制、決策支持等6個方面著手實現智能工廠，這6個方面涵蓋了工業生產的6個重要環節，可實現全面的精細化、精準化、自動化、信息化智能化管理與控制，通過底層設備的互聯互通、基于大數據分析的決策支持、可視化展現等技術手段，實現生產準備過程中的透明化協同管理、數控設備智能化的互聯互通、智能化的生產資源管理、智能化的決策支持，從而全方位達到智能化的生產過程管理與控制[15]。

從“六維智能”解決方案在青島海爾模具有限公司的實際應用效果來看，較好地達到了智能化生產過程管理與控制的目的。該系統是專門為海爾模

具定制的，是海爾模具生態圈的主要組成部分，系統以生產設備為核心，從設備底層層面實現了機床、對刀儀等設備的互聯互通與大數據分析，從生產管理層面實現了協同準備并行作業，從展現層面實現了生產信息的可視化。實施本系統后，操作工的作業效率從原來1個人管理3臺設備提升到7～8臺設備，設備利用率提升25%以上，使生產管理更加透明、科學、高效，應用效果比較明顯，在海爾模具的數字化制造與管理中發揮了重要的作用。工業4.0落地戰略

“工業4.0”不同的人從不同維度來解讀，涉及到國家戰略、產業戰略、企業發展等不同的層面。就從企業的層面去研究，看看企業層面實現工業4.0該怎么做，怎么走，有沒有路線圖？

近期，隨著“工業4.0”的在網絡上越炒越熱，我國也推出了“中國制造2025”戰略，在國家戰略需求的驅動下，中國對于制造大國向制造強國的邁進之路也陡然提速，這將對中國制造轉型升級打通主動脈。就企業層面來說中國版工業4.0如何落地將成為重點，如何通過信息技術和制造技術的深度融合，打通一切、聯通一切是企業信息化建設的目標[16]。

工業4.0是什么？每個人站在不同的角度會有不同的理解，是互聯、集成(縱向、橫向、端到端)、數據、創新、服務、轉型或是CPS、是智能工廠、是智能制造亦或是國家戰略、企業目標。工業4.0核心內容就是建一個網絡、三項集成、大數據分析、八項計劃和研究兩個主題。

5.1

建一個網絡：信息物理網絡系統（CPS）

CPS是英文CyberPhysical System的縮寫，就是講物理設備連接到互聯網上，讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治等五大功能，從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合，將網絡空間的高級計算能力有效的運用于現實世界中，從而在生產制造過程中，與設計、開發、生產有關的所有數據將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產系統。

圖9 5.2

三個集成

工業4.0中的三項集成包括：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過CPS形成一個智能網絡，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務與服務之間能夠互聯，從而實現橫向、縱向和端對端的高度集成，集成是實現工業4.0的重點也是難點。5.2.1 縱向集成

縱向集成主要解決企業內部的集成，即解決信息孤島的問題，解決信息網絡與物理設備之間的聯通問題。5.2.2 橫向集成

橫向集成主要實現企業與企業之間、企業與售出產品之間（如車聯網）的協同，將企業內部的業務信息向企業以外的供應商、經銷商、用戶進行延伸，實現人與人、人與系統、人與設備之間的集成，從而形成一個智能的虛擬企業網絡。制造業普遍存在的工程變更協同流程就是這樣一個典型的橫向集成應用場景。5.2.3 端到端的集成

端到端集成就是把所有該連接的端頭（點）都集成互聯起來，通過價值鏈上不同企業資源的整合，實現從產品設計、生產制造、物流配送、使用維護的產品全生命周期的管理和服務，它以產品價值鏈創造集成供應商（一級、二級、三級??）、制造商（研發、設計、加工、配送）、分銷商（一級、二級、三級??）以及客戶信息流、物流和資金流，在為客戶提供更有價值的產品和服務同時，重構產業鏈各環節的價值體系。

端到端的集成即可以是內部的縱向集成內容，也可以是外部的企業與企業之間的橫向集成內容，關注點在流程的整合上，比如提供用戶訂單的全程跟蹤協同流程，將用戶、企業、第三方物流、售后服務等產品全生命周期服務的端到端集成。

橫向、縱向、端到端三個集成的實現，不論技術層面還是業務層面在SOA信息集成都能找到相應的解決方案。5.3

大數據分析利用

“工業4.0”時代，制造企業的數據將會呈現爆炸式增長態勢。隨著信息物理系統（CPS）的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會帶來無所不在的感知和無所不在的連接，所有的生產裝備、感知設備、聯網終端，包括生產者本身都在源源不斷地產生數據，這些數據將會滲透到企業運營、價值鏈乃至產品的整個生命周期，是工業4.0和制造革命的基石。

總體來說，工業4.0關注的企業數據分為四類： 5.3.1

產品數據

包括設計、建模、工藝、加工、測試、維護、產品結構、零部件配置關系、變更記錄等數據。產品的各種數據被記錄、傳輸、處理和加工，使得產品全生命周期管理成為可能，也為滿足個性化的產品需求提供了條件。5.3.2

運營數據

運營包括組織結構、業務管理、生產設備、市

場營銷、質量控制、生產、采購、庫存、目標計劃、電子商務等數據。工業生產過程的無所不在的傳感、連接，帶來了無所不在的數據，這些數據會創新企業的研發、生產、運營、營銷和管理方式。5.3.3

價值鏈數據

包括客戶、供應商、合作伙伴等數據。企業在當前全球化的經濟環境中參與競爭，需要全面地了解技術開發、生產作業、采購銷售、服務、內外部后勤等環節的競爭力要素。大數據技術的發展和應用，使得價值鏈上各環節數據和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角，使得企業有機會把價值鏈上更多的環節轉化為企業的戰略優勢。例如，汽車公司大數據提前預測到哪些人會購買特定型號的汽車，從而實現目標客戶的響應率提高了15%至20%，客戶忠誠度提高7%。5.3.4 外部數據

包括經濟運行、行業、市場、競爭對手等數據。為了應對外部環境變化所帶來的風險，企業必須充分掌握外部環境的發展現狀以增強自身的應變能力。大數據分析技術在宏觀經濟分析、行業市場調研中得到了越來越廣泛的應用，已經成為企業提升管理決策和市場應變能力的重要手段。

工業4.0落地中國企業，工業大數據是一項重要抓手。利用工業大數據分析，可以找出隱性的問題并預測未知情況的發生，有助于及時地做好預防，避免故障和偏差。結論

以三一重工18號工廠作為研究對象.對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統化建設智能工廠打下了基礎。主要的研究結論如下：

1.在理論上對數字化工廠、智能工廠和智能制造進行了分析指出，要又好又快地發展智能工廠就必須先建設好數字化工廠。

2.對比三一重工18號工廠實現智能化之后生產效率得到提升，直觀地反映了智能化對制造業帶來的好處。

3.通過對18號工廠的生產線、物流系統、執行系統、控制中心進行分析，找到了工廠可實現智能化的內在基因。也就是在設備聯網+遠程數據采集的基礎上，實現智能化的生產過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠(1)。

4.概括了智能工廠的框架，提出了運用大數據分析，做好CPS和三個集成是實現智能工廠的前提條件，而智能工廠的標志就是生產流程智能化，生產設備動態適應個性化的產品需求。

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第四篇：智能制造系統論文

智能制造概述

摘要：介紹了智能制造提出的背景、主要研究內容和目標, 人工智能與 I M T、I M S的關系, I M S 和C I M S, 智能制造的物質基礎及理論基礎, 智能制造系統的特征及框架結構, 并簡要介紹了智能加工中心 IMC, 智能制造技木的發展趨勢，以及智能制造系統研究成果及存在問題。關鍵詞：智能制造，IMS, IMC, IMT。

Abstract：Intelligent Manufacturing introduced the background, main contents and objectives, Artificial Intelligence and IMT, IMS relations, IMS and CIMS, intelligent manufacturing and the material basis of the theoretical basis of the characteristics of intelligent manufacturing system and the framework structure, and gave a briefing on intelligence Machining Center IMC, intelligent manufacturing technology development trend of wood, as well as the Intelligent Manufacturing Systems research results and problematic.Key words: Intelligent Manufacturing, IMS, IMC, IMT。

一.智能制造提出的背景

制造業是國民經濟的基礎工業部門, 是決定國家發展水平的最基本因素之一。從機械制造業發展的歷程來看, 經歷了由手工制作、泰勒化制造、高度自動化、柔性自動化和集成化制造、并行規劃設計制造等階段。就制造自動化而言, 大體上每十年上一個臺階: 50～ 60年代是單機數控, 70 年代以后則是CNC 機床及由它們組成的自動化島, 80 年代出現了世界性的柔性自動化熱潮。與此同時, 出現了計算機集成制造, 但與實用化相距甚遠。隨著計算機的問世與發展, 機械制造大體沿兩條路線發展: 一是傳統制造技術的發展, 二是借助計算機和自動化科學的制造技術與系統的發展。80年代以來, 傳統制造技術得到了不同程度的發展,但存在著很多問題。先進的計算機技術和制造技術向產品、工藝和系統的設計人員和管理人員提出了新的挑戰, 傳統的設計和管理方法不能有效地解決現代制造系統中所出現的問題, 這就促使我們借助現代的工具和方法, 利用各學科最新研究成果, 通過集成傳統制造技術、計算機技術與科學以及人工智能等技術, 發展一種新型的制造技術與系統, 這便是智能制造技術(In telligen t M anufactu r ingTechno logy, I M T)與智能制造系統(In telligen tM anufactu r ing System , I M S)[1 ]。

年代以后, 世界各國競相大力發展 I M T 和I M S 的深層次原因有:(1)集成化離不開智能 制造系統是一個復雜的大系統, 其中有多年積累的生產經驗, 生產過程中的人—機交互作用, 必須使用的智能機器(如智能機器人)等。脫離了智能化, 集成化也就不能完美地實現。

(2)機器智能化比較靈活 可以選擇系統智能化, 也可以選擇單機智能化;單機可發展一種智能,也可發展幾種智能;無論在系統中或單機上, 智能化均可工作, 不像集成制造系統, 只有全系統集成才可工作。

(3)智能化的經濟效益較高 現有的計算機集成制造系統(Compu ter In tegratedM anufactu r ingSystem , C I M S)少則投資數千萬元, 多則投資數億元乃至數十億元, 很少有企業能承擔得起, 而且投入正常運行的很少, 維護費用也高, 還要廢棄原有的設備, 難以推廣。

(4)白領化使得有豐富經驗的機械工人和技術人員日益缺少，產品制造技術越來越復雜, 促使使用人工智能和知識工程技術來解決現代化的加工問題。(5)工廠生產率的提高更多地取決于生產管理和生產自動化 人工智能與計算機管理相結合, 使得不懂計算機的人也能通過視覺、對話等智能手段實現生產管理的科學化。

總之，以計算機信息技術為基礎的高新技術得到迅猛發展 ,為傳統的制造業提供了新的發展機遇。計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統制造技術相結合 ,形成了先進制造技術概念。冷戰結束以后 ,國際間競爭的重點由單純的軍事實力較量轉向以發展經濟和提高國民生活水平的綜合國力較量 ,隨之而來的這種國際間高新技術領域的競爭愈演愈烈 ,且其發展形式由最初的僅依托本國的人力、物力和財力 ,發展到國際間的大規模合作。近年來由發達國家倡導的面向21世紀的 “智能制造系統”、“信息高速公路” 等國際研究計劃 ,無疑是該背景下的產物 ,也是國際間進行高科技研究開發的具體表現和積極占領 21 世紀高科技制高點的象征。二.主要研究內容和目標

智能制造在國際上尚無公認的定義。目前比較通行的一種定義是, 智能制造技術是指在制造工業的各個環節, 以一種高度柔性與高度集成的方式,通過計算機來模擬人類專家的制造智能活動。因此, 智能制造的研究開發對象是整個機械制造企業, 其主要研究開發目標有二: ①整個制造工作的全面智能化, 它在實際制造系統中首次提出了以機器智能取代人的部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;②信息和制造智能的集成與共享, 強調智能型的集成自動化。目前, I M T 和 I M S 的研究方向已從最初的人工智能在制造領域中的應用(A i M)發展到今天的I M S, 研究課題涉及的范圍由最初僅一個企業內的市場分析、產品設計、生產計劃、制造加工、過程控制、信息管理、設備維護等技術型環節的自動化, 發展到今天的面向世界范圍內的整個制造環境的集成化與自組織能力, 包括制造智能處理技術、自組織加工單元、自組織機器人、智能生產管理信息系統、多級競爭式控制網絡、全球通訊與操作網等。

由日本提出的 I M S 國際合作研究計劃對 I M S的解釋可以看出, I M S 的研究包括智能活動、智能機器以及兩者的有機融合技術, 其中智能活動是問題的核心。在 I M S 研究的眾多基礎技術中, 制造智能處理技術是最為關鍵和迫切需要研究的問題之一, 因為它負責各環節的制造智能的集成和生成智能機器的智能活動。在一個國家甚至世界范圍內, 企業之間有著密切的聯系, 譬如, 采用相同的生產設備和系統, 有著類似的生產控制與管理方式,上下游產品之間的聯系, 等等。其間存在的突出問題是產品和技術的規范化、標準化和通用化、信息自動交換形式與接口以及制造智能共享等。

國際 I M S 計劃的基本觀點如下: ①I M S 是21世紀的制造系統, 必須開發與之相適應的制造技術;②應對這些技術進行組織化和系統化;③加強技術的標準化;④考慮人的因素;⑤保護環境。該計劃由已有生產技術的體系化和標準化、21 世紀生產技術的研究與開發兩大部分構成。

1992 年4 月在日本召開的第一次國際技術委員會, 確定了4 個主題: ①技術課題;②選擇原則;③評價程序;④執行準則。由國際 I M S 中心成員提出的首批10 項研究課題是①企業集成;②全球制造;③系統單元技術;④清潔制造技術;⑤人與組織研究;⑥先進的材料加工技術;⑦全球并行工程(評估和實施);⑧自主模塊的系統設備與分布控制;⑨快速產品開發;b k知識系統化(設計與制造)。美國國家科學基金會(N SF)已連續數年重點資助了與智能制造有關的研究項目, 這些項目覆蓋了智能制造的絕大部分技術領域, 包括制造過程中的智能決策、基于多施主(mu lt i-agent)的智能協作求解、智能并行設計、物流傳輸的智能自動化、智能加工系統和智能機器等。

日本提出的智能制造系統國際合作計劃, 以高新計算機為后盾、深受其 “真空世界” 計算機研究計劃的影響。其主要研究內容如下: ①強調部分代替人的智能活動, 實現部分人的技能;②使用智能計算機技術來集成設計制造過程, 使之一體化, 以虛擬現實技術實現虛擬制造, 以多媒體的人機接口技術、虛擬現實技術, 實現職業教育;③強調全球制造網絡的生產制造技術, 通過衛星、In ternet 和數字電話網絡實現全球制造;④強調智能化與自律化的智能加工系統以及智能化CNC、智能機器人的研究。⑤重視分布式人工智能技術的應用, 強調自律協作代替集中遞階控制。

I M T 與 I M S 的研究與開發對于提高產品質量、生產效率和降低成本, 提高國家制造業響應市場變化的能力和速度, 以及提高國家的經濟實力和國民的生活水準, 均具有重大的意義。其研究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: ①使整個制造過程實現智能化, 并具有自組織能力;②I M S 是一個集成許多工廠和多種機器設備的混合系統;③具備滿足各種社會需求的柔性;④能充分發揮人的作用;⑤易于操作;⑥總效率高;⑦能避免重復投資等。人工智能的目的是為了用技術系統來突破人的自然智力的局限性 ,達到對人腦的部分代替、延伸和加強的目的 ,使那些單靠人的天然智能無法進行或帶有危險性的工作得以完成 ,從而使人類的智慧能集中到那些更富于創造性的工作中去。人是制造智能的重要來源 ,在制造業走向智能化過程中起著決定性作用。目前在整體智能水平上 ,與人工系統相比 ,人的智力仍然是遙遙領先的。人工智能模擬的藍本主要是人類的智能 ,但人類的智能是隨時間不斷變化的 ,而這種變化又是無止境的 ,只有人與機器有機高度結合 ,才能實現制造過程的真正智能化。智能制造被稱為新世紀的制造技術 ,目前之所以還不能實現 ,是由于要受到目前科學技術、人以及經濟等諸多方面的制約。智能與思維智能 ,就是在各種環境和目的的條件下正確制定決策和實現目的的能力。在這里 ,給定的環境和目的是問題的約束條件 ,制定正確的決策是智能的中心環節 ,而有效地實現目的 ,則是智能的評判準則。從信息處理的角度講 ,智能可以看成是獲取、傳遞、處理、再生和利用信息的能力。而思維能力是整個智能活動中最復雜、最核心的部分 ,主要指處理和再生信息的能力。這種信息處理的過程是十分復雜和多樣化的 ,歸納起來 ,大體可分為 3 種基本的類型 ,即:經驗思維、邏輯思維和創造性思維。在工藝設計過程中 ,這三種類型的思維都存在 ,在不同層次的決策中起著重要作用。

總之，智能制造技術是制造技術、自動化技術、系統工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術。其具體表現為:智能設計、智能加工、機器人操作、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能裝配、智能測量與診斷等。它強調通過“ 智能設備 ” 和“ 自治控制 ” 來構造新一代的智能制造系統模式。智能制造系統具有自律能力、自組織能力、自學習與自我優化能力、自修復能力 ,因而適應性極強 ,而且由于采用 VR技術 ,人機界面更加友好。因此 , I M技術的研究開發對于提高生產效率與產品品質、降低成本 ,提高制造業市場應變能力、國家經濟實力和國民生活水準 ,具有重要意義。智能制造是制造系統柔性自動化和集成自動化的新發展和重要組成部分 ,因此未來智能制造將向智能集成的方向發展 ,未來智能制造的研究將著重于智能傳感與檢測(如智能傳感器、智能傳感與檢測技術、光纖傳感技術等)。

三.人工智能與 I M T、I M S 人工智能的研究, 一開始就未能擺脫制造機器生物的思想, 即 “機器智能化”。這種以 “自主” 系統為目標的研究路線, 嚴重地阻礙了人工智能研究的進展。許多學者已意識到這一點, Feigenbaum、N ew ell、錢學森從計算機角度出發, 提出了人與計算機相結合的智能系統概念。目前國外對多媒體及虛擬技術研究進行大量投資, 以及日本第五代智能

計算機研制計劃的擱淺等事例, 就是智能系統研究目標有所改變的明證。

人工智能技術在機械制造領域中的應用涉及市場分析、產品設計、生產規劃、過程控制、質量管理、材料處理、設備維護等諸方面。結果是開發出了種類繁多的面向特定領域的獨立的專家系統、基于知識的系統或智能輔助系統, 形成一系列的 “智能化孤島”。隨著研究與應用的深入, 人們逐漸認識到, 未來的制造自動化應是高度集成化與智能化的

人—機系統的有機融合, 制造自動化程度的進一步提高要依賴于整個制造系統的自組織能力。如何提高這些 “孤島” 的應用范圍和在實際制造環境中處理問題的能力, 成為人們的研究焦點。在80 年代末和90 年代初, 一種通過集成制造自動化、新一代人工智能、計算機等科學技術而發展起來的新型制造工程—— I M T 和新——代制造系統—— I M S 便脫穎而出。

人工智能在制造領域中的應用與 I M T 和I M S 的一個重要區別在于, I M S 和 I M T 首次以部分取代制造中人的腦力勞動為研究目標, 而不再僅起 “輔助和支持” 作用, 在一定范圍還需要能獨立地適應周圍環境, 開展工作。

四.I M S 和C I M S C I M S 發展的道路不是一帆風順的。今天,C I M S 的發展遇到了不可逾越的障礙, 可能是剛開始時就對C I M S 提出了過高的要求, 也可能是C I M S 本身就存在某種與生俱來的缺陷, 今天的C I M S 在國際上已不像幾年前那樣受到極大的關注與廣泛地研究。從C I M S 的發展來看, 眾多研究者把重點放在計算機集成上, 從科學技術的現狀看, 要完成這樣一個集成系統是很困難的。

C I M S 作為一種連接生產線中的單個自動化子系統的策略, 是一種提高制造效率的技術。它的技術基礎具有集中式結構的遞階信息網絡。盡管在這個遞階體系中有多個執行層次, 但主要控制設施仍然是中心計算機。C I M S 存在的一個主要問題是用于異種環境必須互連時的復雜性。在C I M S 概念下, 手工操作要與高度自動化或半自動化操作集成起來是非常困難和昂貴的。在C I M S 深入發展和推廣應用的今天, 人們已經逐漸認識到, 要想讓C I M S 真正發揮效益和大面積推廣應用, 有兩大問題需要解決: ①人在系統中的作用和地位;②在不作很大投資對現有設施進行技術改造的情況下亦能應用C I M S。現有的C I M S概念是解決不了這兩個難題的。今天, 人力和自動化是一對技術矛盾, 不能集成在一起, 所能做的選擇, 或是昂貴的全自動化生產線, 或是手工操作, 而缺乏的是人力和制造設備之間的相容性,人機工程只是一個方面的考慮, 更重要的相容性考慮要體現在競爭、技能和決策能力上。人在制造中的作用需要被重新定義和加以重視。

事實上, 在70 年代末和80 年代初, 人們已開始認識到人的因素在現代工業生產中的作用。英國出版公司(IFS)于 1984 年就首次發起了第一屆“制造中人的因素” 研討會, 目的在于提高人們對制造環境中人的因素及其所起作用的認識。事實證明, 人是 I M S 中制造智能的重要來源。值得指出的是, C I M S 和 I M S 都是面向制造過程自動化的系統, 兩者密切相關但又有區別。

C I M S 強調的是企業內部物料流的集成和信息流的集成;而 I M S 強調的則是更大范圍內的整個制造過程的自組織能力。從某種意義上講, 后者難度更大, 但比C I M S 更實用、更實際。C I M S 中的眾多研究內容是 I M S 的發展基礎, 而 I M S 也將對C I M S 提出更高的要求。集成是智能的基礎, 而智能也將反過來推動更高水平的集成。I M T 和 I M S 的研究成果將不只是面向21 世紀的制造業, 不只是促進C I M S 達到高度集成, 而且對于FM S、M S、CNC 以至一般的工業過程自動化或精密生產環境而言, 均有潛在的應用價值。有識之士對人工智能技術、計算機科學和C I M S 技術進行了全面的反思。他們在認識機器智能化的局限性的基礎上, 特別強調人在系統中的重要性。如何發揮人在系統中的作用, 建立一種新型的人—機的協同關系, 從而產生高效、高性能的生產系統, 這是當前眾多學者都會提出的問題, 也正是C I M S 所忽視的關鍵因素, 這一因素導致了C I M S 發展中不可逾越的障礙。值得一提的是有的學者特別強調 “人件(Humanw are)” 在系統中的重要性, 提出C I M S 的開放結構體系思想。最引人注目的是歐共體的ESPR IT 計劃中單獨列出的一個研究子項, 即 “以人為中心的C I M S”。甚至有人索性稱以人為中心的 C I M S 為 H I M S(HumanIn tegrated M anufactu r ing System), 指出集成制造系統首先是 “人的集成”。耐人尋味的是, 目前研究的 “精良生產” 與 “敏捷制造” 等新型制造系統的主要出發點也是強調 “人” 的作用, 即 “以人為中心”。

五．智能制造的物質基礎及理論基礎 1.智能制造系統的物質基礎主要有:

(1)數控機床和加工中心 美國于 1952 年研制成功第一臺數控銑床 ,使機械制造業發生一次技術革命。數控機床和加工中心是柔性制造的核心單元技術。(2)計算機輔助設計與制造提高了產品的質量和縮短產品生產周期 ,改變了傳統用手工繪圖、依靠圖紙組織整個生產過程的技木管理模式。

(3)工業控制技術、微電子技術與機械工業的結合 — — — 機器人開創了工業生產的新局面 ,使生產結構發生重大變化 ,使制造過程更富于柔性擴展了人類工作范圍。

(4)制造系統為智能化開發了面向制造過程

中特定環節、特定問題的 “智能化孤島”,如專家系統、基干知識的系統和智能輔助系統等。

(5)智能制造系統和計算機集成制造系統用

計算機一體化控制生產系統 ,使生產從概念、設計到制造聯成一體 ,做到直接面向市場進行生產 ,可以從事大小規模并舉的多樣化的生產;近年來 ,制造技術有了長足的發展和進步 ,也帶來了很多新問題。數控機床、自動物料系統、計算機控制系統、機器人等在工業公司得到了廣泛的應用 ,越來越多的公司使用了 “計算機集成制造系統(CIMS)”、“柔性制造系統(FMS)”、“工廠自動化(FA)”、“多目標智能計算機輔助設計(M1CAD)”、“模塊化制造與工廠(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系統(ICS)” 以及 “智能制造(IM)”、“智能制造技術(IMT)” 和 “智能制造系統(IMS)” 等等新術語。先進的計算機技術、控制技術和制造技術向產品、工藝和系統的設計師和管理人員提出了新的挑戰 ,傳統的設計和管理方法不能再有效地解決現代制造系統提出的問題了。要解決這些問題、需要用現代的工具和方法 ,例如人工智能(AI)就為解決復雜的工業問題提出了一套最適宜的工具。2.智能制造技術的理論基礎

智能制造技術是采用一種全新的制造概念和實現模式。其核心特征強調整個制造系統的整體“智能化” 或 “自組織能力” 與個體的 “自主性”。“智能制造國際合作研究計劃J IRPIMS” 明確提出: “智能制造系統是一種在整個制造過程中貫穿智能活動 ,并將這種智能活動與智能機器有機融合 ,將整個制造過程從訂貨、產品設計、生產到市場銷售等各個環節以柔性方式集成起來的能發揮最大生產力的先進生產系統”。基于這個觀點,在智能制造的基礎理論研究中 ,提出了智能制造系統及其環境的一種實現模式 ,這種模式給制造過程及系統的描述、建模和仿真研究賦予了全新的思想和內容 ,涉及制造過程和系統的計劃、管理、組織及運行各個環節 ,體現在制造系統中制造智能知識的獲取和運用 ,系統的智能調度等 ,亦即對制造系統內的物質流、信息流、功能決策能力和控制能力提出明確要求。作為智能制造技術基礎 ,各種人工智能工具 ,及人工智能技術研究成果在制造業中的廣泛應用 ,促進了智能制造技術的發展。而智能制造系統中 ,智能調度、智能信息處理與智能機器的有機融合而構成的復雜智能系統 ,主要體現在以智能加工中心為核心的智能加工系統的智能單元上。作為智能單元的神經中樞——智能數控系統 ,不僅需要對系統內部中各種不確定的因素如噪聲測量、傳動間隙、摩擦、外界干擾、系統內各種模型的非線性及非預見性事件實施智能控制 ,而且要對制造系統的各種命令請求做出智能反應。這種功能已遠非傳統的數控系統體系結構所能勝任 ,這是一個具有挑戰性的新課題。對此有待研究解決的問題有很多 ,其中包括智能制造機理、智能制造信息、制造智能和制造中的計算幾何等。總之 ,制造技術發展到今天 ,已經由一種技術發展成為包括系統論、信息論和控制論為核心的、貫穿在整個制造過程各個環節的一門新型的工程學科 ,即制造科學。制造系統集成與調度的關鍵是信息的傳遞與交換。從信息與控制的觀點來看 ,智能制造系統是一個信息處理系統 ,由輸入、處理、輸出和反饋等部分組成。輸入有物質(原料、設備、資金、人 員)、能量與信息;輸出有產品與服務;處理包括物料的處理與信息處理;反饋有產品品質回饋與顧客反饋。制造過程實質上是信息資源的采集、輸入、加工處理和輸出的過程 ,而最終形成的產品可視為信息的物質表現形式。

六．智能制造系統的特征及框架結構

1.為了提出有我國特色的智能制造模式 ,首先要搞清智能系統應具有什么特征。當前對智能系統的理解有兩種不同的意見:一種是從科學的角度來看這個問題的意見 ,即認為只有具備下列特征的系統才能稱為智能系統:一個系統既具有人類智能(或部分地),又具有與人類實現其智能相似的過程與途徑。另一種是從工程的角度來看這個問題的意見 ,即認為一個系統只要具有(或部分具有)人類智能就稱為智能系統 ,而不管實現其智能的過程與途徑。我們這里所討論的問題是關于智能制造系統的問題 ,也就是從工程角度來討論智能系統的問題。我們認為:在工程上 ,智能系統的特征有以下幾個方面 ,具有下列特征之一的系統 ,從工程角度看 ,就可稱為智能系統：(1)多信息感知與融合;(2)知識表達、獲取、存儲和處理(主要是識別、設計、計算、優化、推理與決策);(3)聯想記憶與智能控制;(4)自治性 自相似、自學習、自適應、自組織、自維護;(5)機器智能的演繹(分解)與歸納(集成);(6)容錯。

2.智能制造系統模式的框架結構

整個系統是一個多智能體分布式網絡結構 ,分成四個部分:中心層、管理層、計劃層和生產層。每個層由具有自治性的多智能體組成 ,這種多智能體具有相似的結構 ,但根據任務的不同而有不同的自學習、自適應、自組織、自維護功能。智能系統有一定的容錯能力 ,可以在不完整的信息或偶然誤差出現時正常地工作。系統與因特網兼容 ,可以進行企業動態聯盟、招標、投標及電子商務 ,還可形成虛擬制造的支持環境。

七． 智能加工中心 IMC 1.智能加工中心是智能制造系統中一種典型的智能加工機器。作為以 IMC 為主的智能加工單元 ,其任務為感知、決策、加工、控制與學習。智能加工中心既是智能制造過程和系統的實驗和應用對象 ,也是智能制造技術的縮影和實現通道。它與普通的加工中心(MC)有著本質的區別 ,除了完成數控代碼規定的加工任務外 ,能夠根據信息的綜合進行自主決策 ,實時調整自身行為 ,適應環境和自身的不確定性變化 ,即應具有 “自主性” 和 “自組織” 能力 ,實現對 IMC的數控系統進行實時干預與智能控制。數控加工中心的實時智能控制 ,表現為三個方面:第一是遠程控制 ,通過通信線路對加工現場進行控制 ,對加工中心的加工操作和加工狀態進行監視;第二是故障識別與處理 ,如刀具磨損識別與自動更換備用刀具、自激振動識別與自動抑制或消除等;第三是自適應控制 ,根據檢測到的過程控制信息自適應地改變加工參數。而智能加工中心對信息的獲取與處理表現在對加工環境和加工狀態的自主響應能力 ,其中對刀具狀態的監測是評判加工狀態的重要依據。加工中心刀具狀態實時在線智能監測系統 ,及基于神經網絡與模糊識別模式的多傳感器融合技術的刀具磨、破損監測

系統的成功開發 ,為智能制造信息的自動獲取 ,成功提供了有力的保證。2.智能加工中心的主要功能

在智能加工中心中 ,智能數控系統是 IMC 的神經中樞 ,其智能化程度直接決定了整個智能制造系統的智能水平。智能數控系統具有高級的自主控制功能 ,能將任務請求、作業規劃、軌跡控制、過程監視與控制、錯誤自修復等功能有機結合起來。面向制造系統 ,它是任務驅動的柔性規劃學習系統 ,而面對復雜的物流加工環境 ,它又是 “刺激一反應” 型的再勵系統 ,能對來自內部和外界環境的多種刺激做出理智的決策 ,從而以最優策略完成目標任務。通過對智能制造環境下的加工過程進行分析 ,確定加工中心應具備的主要功能有:(1)感知功能 ,根據多種傳感器信號的收集、特征提取和信息融合 ,實現加工對象感知和系統狀態感知。

(2)決策功能 ,在感知的基礎上通過決策 ,明確其在整個制造系統中的作用、與其它智能機器的關系 ,并確定自身的行為方式。

(3)控制功能 ,智能加工中心根據決策結果進行處理 ,采用最優化的方式完成加工任務 ,并保證加工過程得到可靠的監視和維護。

(4)通信功能 ,包括與 CAD/ CAM 系統的智能通信 ,實現數據與知識的交流 ,支持并行工程策略;與其它智能加工機器的智能通信 ,交流狀態信息 ,協調加工負荷;與人類專家和操作人員的智能通信 ,提供良好的人機交互環境 ,為智能機器提供知識單元 ,做出相應決策。

(5)學習功能 ,依據決策、控制和加工指令 ,以及由此引起的狀態變化和最終加工任務 ,學習和積累相關知識 ,改進決策和控制策略。此外 ,還包括從人類專家和其它智能機器直接獲取知識。

八．智能制造技木的發展趨勢 智能制造是從 80 年代末發展起來的 ,最旱的幾本有關智能制造及系統方面的專著是在 1988年由 Wrightfg MilaciC 等人編寫的 ,隨后、Kusiak和 Pain也相繼出版了這方面的研究著作。這些專著所描述的 IMS仍基于設計與制造技術所提出的問題和解決的工具與方法。在許多工業化國家、人工智能已被當作求解現代工業提出的問題的工具和方法。因此 ,這些專著僅著力于人工智能在制造業中的應用和智能系統研究與應用中提出的問題的求解、使用基于知識的系統(如級聯結構系統)和優化方法來解決自動化制造環境中零件、產品、系統的設計與制造 ,以及自動制造系統的規劃與調度(管理)問題。先進的工業化國家在研究 FMS、CIMS、FA 及AI籌的基礎上 ,為了進行國際間制造業的共同協作研究、開發、設計、生產、物流、信息流、經營管理乃至制造過程的集成化與智能化等而提出來的智能制造系統 ,也是為了解決各發達國家面臨的企業活動全球化、重復投資增大、現場熟練技術工人不足和社會對產品的需求變化等因素而倡導的國際制造業的合作。在迸行智能制造及其相關技術與系統的研究方面、首推日本在 1990 年提議和倡導的日、美、歐之間建立的國際運營委員會、國際技術委員會和附屬機構 IMS中。大有主宰未來制造技術的趨勢。1991～ 1993 年 Barschdor 汀和 Monostori 等應用人工神經網絡(ANNS)到智能制造中進行加工過程的建模、監測、診斷、自適應控制;通過神經網絡的知識表示和學習能力 ,縮短 CIMS的反應時間 ,提高產品的質量 ,使系統更可靠。而 Furukawa則對智能機器的設計程序及它在自動導引車中的應用作了介紹。被稱為是二十一世紀的制造技術的智能制造系統 ,目前國內外已相繼開展了國際聯合研究計劃。智能制造系統與當前任何制造系統相比 ,在體系結構上有著根本意義上的不同 ,具體體現在:一是采用開放式系統設計策略。通過計算機網絡技術 ,實現共享制造數據和制造知識 ,以保證系統質量。這是將計算機界先進的設計和開發思想融入到制造系統的結果 ,因而使制造系統向擬人化的方向進一步發展。二是采用分布式多自主體智能系統設計策略 ,其基本思想是:賦予制造系統中各組成部分或子系統一定的自主權 ,使其形成一個封閉的具有完整功能的自主體 ,這些自主體以網絡智能結點的形式聯接在通訊網絡上 ,各個智能結點在物理上是分散的 ,在邏輯上是平等的。通過各結點的協同處理與合作 ,共同完成制造系統任務 ,實現人與人的知識在制造中的核心地位。此外 ,生物制造與仿生機械的科學與技術、生物自生長成形制造、綠色制造的科學與技術包括產品與人類和自然的協調理論 ,產品綠色工藝(如Near2Zero Waste)等也極大地豐富了智能制造的范疇 ,促進了智能制造系統的發展。目前 ,我國一些高等院校也在進行智能制造技術的研究 ,如南京航空航天大學機電學院朱劍英教授成立的智能制造科研組 ,一方面跟蹤國際智能制造的最新研究動態 ,另一方面從事智能制造關鍵基礎技術的預研工作 ,為地區及我國智能制造技術的發展做出了一定貢獻。遺憾的是 ,由于種種原因 ,我國政府主管部門和有關大公司、廠家并無跡象表明對智能制造已引起足夠的重視 ,至今也未得到我國機械學科的普遍關注。相信隨著人們對智能制造系統認識的逐步深入 ,智能制造系統必將得以迅猛發展 ,迎頭趕上世界先進發展水平。

九．智能制造系統研究成果及存在問題

目前對分布式制造系統的研究雖然還處于初期階段 ,但已在不同層次、不同側面上取得了大量令人振奮的基礎理論研究成果和應用成果 ,如制造 Agent的個體目標機制(如獎懲機制、市場機制、目標函數等)等。這些研究成果奠定了MAS在制造控制中應用的基礎。但是 ,由于制造 Agent 在信息、知識和控制上的完全分布 ,每個 Agent 對環境、對整個問題求解活動及其他Agent 的意圖只有部分的、不完全的知識 ,并且擁有的知識可能互相不一致 ,各個 Agent只能根據不完備的知識與不完整、不同步的信息做出局部決策。又由于整個系統缺乏類似中央控制的機制 ,因而整個系統的控制和決策往往不能達到最優效果 ,而且不可避免地存在大量難以解決的決策沖突(C onflict)和死鎖(Deadlock)。因此 ,對分布式自治制造系統中異構 Agent 間的相互合作以及全局協調機制的研究 ,是分布式自治制造系統最重要 ,也是最基本的問題 ,更是其走向實用所亟待解決的核心問題。協調是指一組 Agent 完成一些集體活動時相互作用的性質。在分布式制造系統中 ,全局協調和優化是一個在多目標動態約束下 ,各類活動和資源的最佳組合和排序的動態求取過程 ,它可以描述為兩個子問題 ,即局部調度決策和全局資源協調。由于 “組合爆炸” 現象的存在 ,當前采用的普遍方法是談判和投標(Neg otiation and Bidding)。談判被定義為:在開放的、動態的制造控制環境下 ,擁有任務訂單的 Agent(協調者),及欲參與任務執行的 Agent(投標者)之間傳遞各自的資源、愿望和能力信息 ,反復進行協商 ,直到其中一個Agent 或一組Agent 被選出組成執行該任務的隊列的過程。在這個過程中出現的沖突和死鎖或者由協調者來解決 ,或者由沖突中的 Agent 自行解決。為了加快談判過程 ,許多研究工作致力于改進談判策略和開發支持協商的協議和語言 ,目前已提出了諸如一步談判、多步談判、合同網等多種談判策略和協議。分析這種談判過程 ,可以看出:

(1)在當前所采用的模型中 ,談判是基于對談判者的知識與能力、討價還價過程、收益計算 ,以及子系統的影響(或能力)的平衡的顯式表達 ,以可計算的迭代模型模擬社會或生物界的組織形式和進化過程的協調和協作方法;

(2)各個Agent 總是將其他Agent 的局部調度作為其預測信息 ,以計算其自己的局部調度決策。依次地 ,又將決策結果傳遞給其他 Agent。宏觀上看 ,這是一個串行過程。當一個Agent 產生的結果不可接受時 ,又需要進行反復通信和迭代。因而 ,各個 Agent 的內部可以看作是一個局部閉環反饋控制系統 ,而沖突則是其外部擾動;

(3)全局協調的目標是要完全消解沖突 ,因而各 Agent 總是要利用最新的信息來處理沖突。因此 ,談判實際上是一種外部合作機制。這種方法在一定程度上解決了開放環境中的 Agent 協調和協作的組合優化問題 ,但是該方法的一個固有缺陷是它只是對社會市場或生物界的組織形式和進化過程的直覺模仿[1 ],尚缺乏對其基本原理、機制和限制條件的深刻認識和理論上的證明 ,例如 ,在什么條件下談判的過程是收斂的、穩定的。如何得到期望的結構或功能等。尤其當系統規模較大 ,而且 Agent 處于信息連續變化的高度紊亂的環境中(如由于市場的快速變化 ,經常會有一些短期的、緊急的訂單需要及時處理)時 ,有可能引起沖突的傳播(即任何兩個實體間沖突的解決會觸發其他沖突的出現)。這種特性類似于自催化過程 ,各個制造Agent 間正向先進制造技術的源泉.科學通報,1998 , 43-33727.[4 ] 史忠植.高級人工智能.北京: 科學出版社, 1998.[5]楊文通 ,王曹 劉志峰 ,等 數字化網絡化制造技術北京 電子工業出版社 , [6]王英林 ,劉敏 ,張申生 ,基于Agent的敏捷供應鏈及相關技術 中國機械工程 , [7]張軍 ,趙江洪 網絡協同數控機床工業設計系統中的知識獲取與應用研究 〔機械工程學報 〕 ,

第五篇：法制講座會議紀要

法制講座會議紀要

時間：2010年10月18地點：校長室門前參加人員：全體師生、學校領導、梁志鑫（法制副校長）

主持：張啟志（校長）主講：鄭國順（派出所民警）

講座內容：

一、張校長主持此次講座，首先對百忙當中為我們做法制講座的民

警同志進行歡迎和感謝，并講一下此次活動的意義和紀律要求。

二、由派出所民警鄭國順同志做法制講座。

1、學習法律知識的重要意義。

2、用幾個案例，說明一個道理：中學生應該學法、懂法，未成年

人應該健康成長。

案例一：九青年結伙搶劫斷送前程追悔莫及

案例之二：兩學生年幼無知，受欺騙引狼入室，邱某、武某某盜竊案。

案例三在校生酒后傷人受害者亦屬活該

案例之四：觸法網不思悔改再犯罪迷途難返

我們應當從中受到哪些啟示呢？我想應是5句話，15個字：這就是：慎交友、立大志、善慎獨、敢維權、要坦白。最后，祝愿青少年朋友們，同學們，勤奮學習，只爭朝夕，時刻準備著，為創造中華民族更加燦爛輝煌的明天而努力。

3、林校長做總結：要求全體同學要認真理解和領會此次法制講座的內容，爭做知法、守法的模范。

良王莊中學

2010年10月18日