1、SScRRC設計文件名稱編號版本版權專有違者必究中車株洲電力機車研究所有限公司標準模板：Q/TEG41.23-2010/ZS-OS-TP-042/V6.1生慧XXXXXXXXXX生慧XXXXXXXXXX中國中車匚ARC中國中車匚ARCXXXXXXXXXX 頁中車株洲電力機車研究所有限公司1目的及意義隨著城市配電網(wǎng)的不斷發(fā)展,配電網(wǎng)的結構越來越復雜,網(wǎng)絡供電方式和手拉手供電方式成為城市配電網(wǎng)的主要供電方式。與此同時,隨著電力供需矛盾的緩和,廣大電力用戶對電力供應的需求不斷提高,電力系統(tǒng)配電生產(chǎn)管理人員的工作量與日俱增,配電網(wǎng)的重要性日益突出。原有的人工粗放型的管理方式和工作流程已不能適應新的要求

2、,亟待建立新型的技術管理模式。作為“中國制造2025”國家戰(zhàn)略計劃的重要組成部分，從數(shù)字制造到智能制造的轉型升級，已成為各行各業(yè)以及高端裝備制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是促進我國從制造大國向制造強國轉變的必然之路。近年來，我國在數(shù)字制造技術研究與應用方面取得了重要的進展與突破，數(shù)字制造技術得到廣泛應用，并成為解決高、精、尖復雜裝備制造難題的核心技術之一；智能制造技術研究與應用也初現(xiàn)端倪，部分制造企業(yè)集團積極采用智能制造技術提升產(chǎn)品的智能化水平，智能化生產(chǎn)線、智能化車間、智能化工廠不斷涌現(xiàn)。但就我國從數(shù)字制造到智能制造的發(fā)展水平而言，與工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在很大差距。德勤有限公司與中國機械工業(yè)聯(lián)合會

3、2015年對上百家制造業(yè)企業(yè)智能制造與信息化情況開展調(diào)研，報告顯示中國智能制造尚處于初級發(fā)展階段，僅23%的企業(yè)進入智能制造廣泛應用階段；除在汽車及零部件行業(yè)智能設備應用程度超過90%外，其他行業(yè)尤其是機械加工制造行業(yè)的智能設備應用程度均較低(如圖所示)。造成上述差距的根源，主要是缺乏從數(shù)字制造到智能制造發(fā)展的具體技術途徑指引，導致我國智能制造應用推廣進展緩慢。尚未應用；已經(jīng)應用為此我們提出利用數(shù)字化技術、智能化技術,通過圖形與數(shù)據(jù)相結合,實現(xiàn)配電網(wǎng)的生產(chǎn)運行管理與輔助決策管理,實現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)度、生產(chǎn)、運行、檢修、管理的科學性和數(shù)字化,進一步改善服務質(zhì)量,提高供電可靠性,提高供電企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益

4、。為了建成上述的一體化2從數(shù)字化工廠到智能工廠再到智能制造數(shù)字化工廠對于數(shù)字化工廠，德國工程師協(xié)會的定義是：數(shù)字化工廠(DF)是由數(shù)字化模型、方法和工具構成的綜合網(wǎng)絡，包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實可視化，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能。在國內(nèi)，對于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是：數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術與計算機仿真技術相結合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)

5、品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結論，數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實現(xiàn)信息的集成。智能工廠智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術和監(jiān)控技術加強信息管理服務，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)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(tǒng)等新興技術于一體，構建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)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(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結構，具備協(xié)調(diào)、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)

6、是人機交互。智能制造智能工廠是在數(shù)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(tǒng)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(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔分析、判斷、決策等任務，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器配合下，更好發(fā)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(zhì)是人機一體化。(NCCrib)生產(chǎn)贊據(jù)及ifi(NCCrib)生產(chǎn)贊據(jù)及

7、ifi苔精總信急米條分析言理噩統(tǒng)(MDC)觸盤配T智造逆向磔系比(Virtue匚NC)智能制造，是智能技術與制造技術的融合，是用智能技術解決制造的問題，是指對產(chǎn)品全生命周期中設計、加工、裝配等環(huán)節(jié)的制造活動進行知識表達與學習、信息感知與分析、智能決策與執(zhí)行，實現(xiàn)制造過程、制造系統(tǒng)與制造裝備的知識推理、動態(tài)傳感與自主決策。智能制造是涉及產(chǎn)品全生命周期中各環(huán)節(jié)的制造活動，包括智能設計、智能加工、智能裝配三大關鍵環(huán)節(jié)。智能制造的實現(xiàn)可以分為三個不同的層面，即制造對象或產(chǎn)品的智能化、制造過程的智能化、制造工具的智能化；而知識庫/知識工程、動態(tài)傳感與自主決策，構成了智能制造的三大核心。智能制造是在數(shù)字制

8、造的基礎上發(fā)展的更前沿階段，其實現(xiàn)離不開數(shù)字制造的基礎，因此數(shù)字制造技術，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術、虛擬制造技術、快速成型技術、計算機輔助檢測技術、數(shù)字控制技術等，均為智能制造的基礎技術。但是，智能制造過程以知識和推理為核心，數(shù)字制造過程以數(shù)據(jù)和信息處理為核心，兩者之間有著本質(zhì)的區(qū)別：（1）數(shù)字制造系統(tǒng)處理的對象是數(shù)據(jù)，而智能制造系統(tǒng)處理的對象是知識；（2）數(shù)字制造系統(tǒng)處理方法主要停留在數(shù)據(jù)處理層面，而智能制造系統(tǒng)處理方法基于新一代人工智能；（3）數(shù)字制造系統(tǒng)建模的數(shù)學方法是經(jīng)典數(shù)學（微積分）方法，智能制造系統(tǒng)建模的數(shù)學方法是非經(jīng)典數(shù)學（智能數(shù)學）方法；（4）數(shù)字制造系統(tǒng)的性能在使用中是不斷退化的

9、，而智能制造系統(tǒng)具有自優(yōu)化功能，其性能在使用中可以不斷優(yōu)化；（5）數(shù)字制造系統(tǒng)在環(huán)境異?；蚴褂缅e誤時無法正常工作，而智能制造系統(tǒng)則具有容錯功能。智能制造是智能技術與制造技術不斷融合、發(fā)展和應用的結果。數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、計算機視覺、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等智能方法與產(chǎn)品設計、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品裝配等制造技術融合，就形成了知識表達與建模技術、知識庫構建與檢索技術、異構知識傳遞與共享技術、實時定位技術、無線傳感技術、動態(tài)導航技術、自主推理技術、自主補償技術、自主預警技術等各種形式的智能制造技術，如圖所示。我能制造皆能技術制造技術產(chǎn)品訝計技術產(chǎn)品加工技術產(chǎn)品裝配技術制造管理技術制造服舞技術教

10、據(jù)控掘與機器學R專家系統(tǒng)與定性性理出幗遙指與種姓網(wǎng)增啟發(fā)拽索與磷忠而升短痛跟知毒一我能制造皆能技術制造技術產(chǎn)品訝計技術產(chǎn)品加工技術產(chǎn)品裝配技術制造管理技術制造服舞技術教據(jù)控掘與機器學R專家系統(tǒng)與定性性理出幗遙指與種姓網(wǎng)增啟發(fā)拽索與磷忠而升短痛跟知毒一朝底曲支旅云計戟技米一系統(tǒng)工程技術知史表達與建模技術知徨庫構造與樁案技術異構就以定選與共贏未自主推理技術-I芥卜償技術自匕自瞥技術實時定位技術無線傳感技術動態(tài)導航技術動態(tài)傳感自主決第和識點/知熾工程3從數(shù)字數(shù)字化開發(fā)到智能制造的關鍵技術途徑從數(shù)字制造到智能制造的發(fā)展模式針對不同行業(yè)和不同企業(yè)的特點及優(yōu)勢，實現(xiàn)從數(shù)字制造到智能制造的發(fā)展模式可以分為以

11、下三大類。.在通過數(shù)字制造實現(xiàn)數(shù)字工廠的基礎上，實現(xiàn)智能工廠，進而實現(xiàn)智能制造。在通過數(shù)字制造實現(xiàn)數(shù)字工廠的基礎上，基于物聯(lián)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng)加強產(chǎn)品制造過程的信息管理和服務，提高生產(chǎn)過程的可控性，并利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術實現(xiàn)加工與裝配過程的智能管理與決策，實現(xiàn)智能工廠與智能制造。具備較好數(shù)字制造基礎和較強信息集成能力的大型企業(yè)集團，適合采用從數(shù)字工廠到智能工廠的發(fā)展途徑。通過對企業(yè)管理和生產(chǎn)運行過程的持續(xù)動態(tài)優(yōu)化，全面提升制造的自動化和智能化水平。.數(shù)字制造與智能制造并舉，實現(xiàn)信息化、數(shù)字化，并且實現(xiàn)實時傳感、知識推理、智能控制，進而實現(xiàn)智能制造。數(shù)字制造與智能制造并舉，在利用數(shù)字制造先進技術

12、的發(fā)展和應用推廣來實現(xiàn)制造信息化和數(shù)字化的同時，發(fā)展和應用智能制造技術以實現(xiàn)制造裝備的實時傳感、知識推理、智能控制、自主決策。數(shù)控機床等基礎制造裝備行業(yè)，超精密加工、難加工材料加工、巨型零件加工、高能束加工、化學拋光加工等所需特種制造裝備行業(yè)，適合采用數(shù)字制造與智能制造并舉的發(fā)展途徑。.在單元技術、單元工藝、單元加工實現(xiàn)數(shù)字化的基礎上，實現(xiàn)單元制造智能化，一個單元、一個單元逐步實現(xiàn)整機智能化制造，進而實現(xiàn)企業(yè)智能制造。對于高度復雜、超大型尺寸產(chǎn)品的制造行業(yè)，如大型艦船、大型商用飛機等，產(chǎn)品制造單元數(shù)量眾多，且需分布式協(xié)同制造，適合采用將制造單元逐個智能化的途徑以實現(xiàn)整機的智能制造。從數(shù)字制造到

13、智能制造的具體途徑基于從數(shù)字制造到智能制造的三大發(fā)展模式，具體落實到不同行業(yè)的制造企業(yè)，均可以通過以下三條具體途徑實現(xiàn)從數(shù)字制造到智能制造的發(fā)展。智能設計到智能加工、智能裝配、智能服務，進而實現(xiàn)智能制造。從智能設計到智能加工、智能裝配、智能管理、智能服務，實現(xiàn)制造過程各環(huán)節(jié)的智能化，進而實現(xiàn)智能制造，如圖所示。加工智能化加工過程監(jiān)控身俁差補償數(shù)控加工娟程加工智能化加工過程監(jiān)控身俁差補償數(shù)控加工娟程通過機器人流水線作業(yè)智能化，實現(xiàn)制造過程物質(zhì)流、信息流、能量流和資金流的智能化。依托機器人流水線作業(yè)智能化，利用機器手、自動化控制設備或自動流水線推動企業(yè)技術改造向機械化、自動化、集成化、生態(tài)化、智能

14、化發(fā)展，實現(xiàn)制造過程物質(zhì)流、信息流、能量流和資金流的智能化。機器換人的實現(xiàn)可以分4個步驟進行：機器換人工、自動換機械、成套換單臺、智能換數(shù)字，如圖所示。通過機器人的應用、推廣，提高機器人的智能性，使機器人不僅能夠替代人的體力勞動，而且能夠替代人的一部分腦力勞動。在工業(yè)機器人核心技術與關鍵零部件自主研制取得突破性進展的基礎上，提高工業(yè)機器人的智能化水平，使機器人的操控越來越簡單，不需要人示教，甚至不需要高級技術人員的操作即可完成作業(yè)任務，實現(xiàn)高層次的智能機器人，如圖所示。4典型行業(yè)智能制造發(fā)展技術路線圖從數(shù)字制造到智能制造的發(fā)展，應重點突破以下四項關鍵技術：（1）大數(shù)據(jù)驅動的制造知識發(fā)現(xiàn)與知識庫

15、構建技術。通過語義分析技術和元搜索引擎，對本行業(yè)產(chǎn)品大數(shù)據(jù)進行深層分析挖掘，形成對產(chǎn)品設計制造有用的知識，并構建產(chǎn)品設計制造知識庫。（2）基于分布式傳感的制造實時感知技術。將多種傳感器嵌入數(shù)控機床的主要部件中，以各傳感器的返回數(shù)據(jù)作為判定基礎，以內(nèi)置智能判定算法為判定依據(jù)，對生產(chǎn)過程進行實時感知。（3）基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控加工系統(tǒng)智能控制技術。將多臺具有不同加工特性的生產(chǎn)設備進行信息關聯(lián)，構建基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控加工智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)設備的智能識別、定位、追蹤和管理，以及對制造系統(tǒng)的實時監(jiān)測與智能控制。（4）基于云平臺的制造資源自主決策技術。根據(jù)云平臺用戶的資源需求，將設計資源按相應規(guī)則條件進行

16、匹配，并根據(jù)設計資源的實時狀態(tài)，實現(xiàn)基于云平臺的制造資源的自主決策。兌現(xiàn)曲控機床制造第那年本其于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控加工累統(tǒng)智能控制大數(shù)據(jù)姐動的數(shù)控機床制造知識推理基于云平臺的數(shù)控機床鋁造資源自主決籟基于分布式傳感的數(shù)控機床工況實時感知目攤：構建數(shù)控機床工況信息以刖系統(tǒng)目標：實現(xiàn)對數(shù)控機床工尻信息的實時準南實時聒如2020年期！i年數(shù)控機床海M兌現(xiàn)曲控機床制造第那年本其于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控加工累統(tǒng)智能控制大數(shù)據(jù)姐動的數(shù)控機床制造知識推理基于云平臺的數(shù)控機床鋁造資源自主決籟基于分布式傳感的數(shù)控機床工況實時感知目攤：構建數(shù)控機床工況信息以刖系統(tǒng)目標：實現(xiàn)對數(shù)控機床工尻信息的實時準南實時聒如2020年期！i年數(shù)控機床海M異構分布信息的知識發(fā)現(xiàn)他術數(shù)控機床例指知板關票網(wǎng)給構建與評價技術數(shù)控機床制造知識庫及其管理鴕統(tǒng)構芭他術數(shù)控機床制造知識崗臺推理技術數(shù)拄機床幾何物理約束推理校術/數(shù)控機床異構分布卻W協(xié)同推理堯統(tǒng)目揖：數(shù)控加工過程看靶抵廳目標：觸控加工命疏智?？刂品衲軘?shù)控系統(tǒng)與何時皿動技術皆能工藝視切與智能蕃程技術數(shù)控機床皆骷制揖執(zhí)行系統(tǒng)技術觸控企業(yè)智能仃控與智能供應械管理推術啜控機席!企業(yè)制造與眼苒柒成平白夕數(shù)拄機床