人工智能技术基础 课件 第9、10章 数字工厂、 智能机器人.pptx

人工智能技术基础;;; 现代工厂已经实现了装备数字化、管理数字化、设计数字化、产品数字化和生产过程数字化。 装备数字化主要内容有实时硬件装备集成、多源异构数据采集、生产指令传递与反馈。装备数字化能够知道本系统的加工能力和状态，能够监控和自主优化加工过程，能够自行度量工作（输出）的质量，能够不断持续学习和提高自己的能力，能够实现与企业层和设备控制层实时交换数据，能够形成制造决策、执行和控制等信息流的闭环。; 设计数字化使得客户和生产商、供应商的协作研发成为现实，它帮助制造企业通过逆向工程等技术，高效率地开发出先进、实用、高性能价格比的产品。 产品数字化由产品数字仿真原型和虚拟实现技术、虚拟产品样品——Virtual prototyping、虚拟制造仿真——Virtual Manufacturing (VM)组成，能够将实物原型转化为精准的数字原型，同时将所有实现这一产品的工艺参数进行集成。;; 越来越复杂的产品和制造过程给世界级制造商提出了“尽快上市”和制造资源优化等挑战。制造工程团队被要求依据成本、质量和投产目标投放无瑕疵的新产品。 为了应对这些挑战，业界领先的制造商利用其结构化的知识积累以及可重用的产品和资源三维模型，验证产品的制造过程，结合最新技术，能够高效而且几乎自动地进行数千个验证试验，以确保生产以最优化的方式得以进行，如图;; 系统仿真的发展基本上是伴随着仿真软件和优化算法的发展而成长的。而随着技术的发展和成熟，以及与其他信息技术的集成，而这种集成化的仿真技术也是未来发展的主要方向。目前，我们将集成化的系统仿真在制造行业的应用称之为数字工厂。 数字工厂的定义如下：在仿真环境中构建与现实工厂相对应的、完整的数字工厂，实现对实际生产过程的动态监测；同时基于仿真分析系统，可实现对规划方案前期的验证和优化，实现生产数据的多维分析，支持资源配置方案评估、多层次计划验证和优化等业务决策。;工厂生产过程仿真的意义 随着全球范围内市场竞争的加剧，缩短产品的设计周期、生产周期、上市周期，降低开发成本已成为企业追逐的目标。多功能性、高独立性和产品的短期设计制造都给制造系统的规划和设计提出更高的要求。; “实线”是通过仿真技术建设工厂的成本和时间的关系，“虚线”是未仿真的工厂搭建成本和时间的关系。;工厂仿真技术的先进性 工厂仿真完全可以按照工艺流程来建模，而且可以把各种对生产线有影响的因素都放进模型中，从而构建一个较精确的、符合实际物理情况的仿真模型。 在工厂仿真的仿真模型里可以分析在生产线上的生产计划的执行能力，如验证生产任务能否在规定的计划时间前完成；也可以优化生产的批量，特别在混线生产线上可以优化生产品种的投产顺序。 在工厂仿真的仿真模型里各种参数都可以随时更改,参数的更改不影响模型，特别在控制方法中的参数更改不需重新编译即可使用，同时也可以进行设定。;;DELMIA/Quest DELMIA软件，如图9-18所示，是达索公司的产品，包含面向制造过程设计的DPE、面向物流分析的Quest、面向装配过程分析的DPM、面向人机分析的Human、面向机器人仿真的Robotics和面向虚拟数控加工仿真的VNC等几个功能模块。Quest是针对设备建模、实验、分析设备分布和工艺流程的柔性、面向对象的、基于连续事件的专用模拟软件。 2D图表和3D模型均可以通过按钮式界面、对话框、扩展标准库而得到，实时交互界面允许在运行期间对变量进行修改并观察各参数的演变。Quest可单独操作或从DENEB的其它产品中输入模型，准确的确定现有的或新的系统的优化车间布置、成本、工艺流程。在周边的机器人仿真器群等方面的功能也很齐备，适用于大型制造业生产线。;DELMIA软件;Flexsim Flexsim，如图9-19所示，是美国FlexSim公司开发的三维物流仿真软件，能应用于系统建模、仿真以及实现业务流程可视化。Flexsim中的对象参数可以表示基本上所有的存在的实物对象,如机器装备、操作人员、传送带、叉车、仓库、集装箱等,同时数据信息可以用Flexsim丰富的模型库表示出来。 Flexsim具有层次结构,可以使用继承来节省开发时间。而且它还是面向对象的开放式软件。由于Flexsim的对象是开放的,所以这些对象可以在不同的用户、库和模型之间进行交换,再结合对象的高度可自定义性,可以大大提高建模的速度。 FlexSim具有完全的C++面向对象(object-oriented)性，超强的3D虚拟现实(3D动画)，