智能制造与数字孪生技术：面向可持续制造方向发展

天津大学TianjinUniversity智能制造与数字李生技术面向可持续制造方向发展天津大学提纲Tianjin University一、新一代智能制造模式下的思考智能制造与数字李生技术三、新一代智能制造高端人才培养天津大学TianjinUniversity一、新一代智能制造模式下的思考天大精益智能可重构数控系统第4页天津大学一、新一代智能制造模式下的思考TianjinUniversity1.1当代智能制造的发展阶段1.2智能制造时代企业如何生存和发展1.3未来智能制造新业态的核心技术天津大学1.1当代智能制造的发展阶段Tianjin University>智能制造定义智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式[1]。---《国家智能制造标准体系建设指南》2015工业4.0工业3.0开始应用信息物理融合复杂性人机接口工业2.0应用电子信息技术进一系统（CPS)将人类带入分工明确、步提高生产白动化水平信息物联系统大脑工业1.0大批量生产的流水线模控制器自动化、信息化创造机器工厂的式和“电气时代”“蒸汽时代”电力广泛应用触觉感知蒸汽机智能视觉感知【力传感器视觉传感器体能智能机器人18世纪末20世纪初1970年代初今天时间轴天津大学1.1当代智能制造的发展阶段使能技术是驱动力Tianjin University>智能制造使能技术IMS ：主要性能特征AI技术智能制造，趋势预测-一深层迭代，自学习、自推理以至于寿命预测、故障溯源增强感增强专知控制家知识综合决策—实时性、准确性、多IMS源（维）重现，多维仿真，深度推物联网大数据完备数演以至于数字李生，多目标优化据库网络制造数字化制造超前调整处理未来事件推演最优决策以至于协调或干预X 智能制造是基于新一代信息通信技术S 先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式[1]。天津大学1.1当代智能制造的发展阶段赋能技术是关键Tianjin University产品需求产品>当前智能制造关键是赋能快速使用报废生产规划工程设计原型制造与维护与回收AI技术智能制造增强感增强专智能制造将使能技术在生产诸环节赋能是关键知控制家知识物联网大数据完备数网络制造数字化制造AlAlAl装备智能化生产智能化制造智能化智能制造是基于新一代信息通信技术先进制造技术 深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式[1]。天津大学1.1当代智能制造的发展阶段Tianjin University>数字化是基础、网络化是关键、智能化是趋势工业4.0HCPS2.0工业3.0开始应用信息物理融合复杂性智工业2.0应用电子信息技术进系统(CPS)能步提高生产自动化水平HCPS1.5将人类带入分工明确、信息物联系统升新一代工业1.0大批量生产的流水线模智能制造创造机器工厂的式和“电气时代”自动化、信息化级“蒸汽时代”HCPS1.0电力广泛应用数字化网络化制造智能化蒸汽机智能化数字化制造网络化智能化网络化网络化数字化数字化体能数字化18世纪末20世纪初1970年代初今天时间轴范式演进数字化网络化智能制造是科技发展的必然阶段智能化智能制造时代已来，势不可挡！A天津大学1.2智能制造时代企业如何生存和发展可持续性是方向Tianjin University口把握本质积极应对口选择核心技术高质量落实先进制造技术新一代信息技术口面向未来趋势，把我发展方向造>什么是好的智能制造系统？奔物维控成术制造前消费者保证使用后√是满足 客户个性定制生产需求 的目标下，对生产二努材势成本再设过程 者环节进行精准测、规划并对制造过程材料加的长期健康高效运行进行精益控制和维护环境社会经济可持续的生态环境智能制造的最终标准是“人-制造-环境整体质量最优的和谐发展即可持续制造。https://www.sohu.com/a/156820371_658106天津大学1.3未来智能制造新业态的核心技术TianjinUniversity口装备智能化AI口生产智能化无线局域网持卖时通先进制造技术新一代信息技术口服务智能化控制产品需求产品快速使用报废生产规划工程设计原型制造与维护与回收外脑功能系统复现的关键技术数字李生（DigitalTwin）https://www.sohu.com/a/156820371_658106天津大学Tianjin University二.智能制造与数字李生技术天津大学2.1数字李生的概念Tianjin UniversityServicesAI技术AI大数据技术CNISD:信息管理执行connection betweenservicesandaata信息监测预测2Digitaltwindata硬件关键技术CN_PV:connection between软件关键技术physical entities andvirtual modelsPhysicalentitiesVirtualmodelsJCheng, H Zhang, Fei Tao*, et al. DT-II: Digital twin enhanced Industrial Internet reference framework towards smart manufacturing[J]. Robotics andComputer-Integrated Manufacturing, 2020, 62: 101881.天津大学2.1数字李生技术智能机床TianjinUniversity智能机床是对其加工制造过程能够进行自动感知、智能辅助决策、智能监测、智能调节和智X能维护的机床，实现加工制造过程的高速、高精、高可靠性和低功耗。学习与建模感知与连接算法库深度学习数据库知识脑力替代与增强OTHINGS优化与决策控制与执行优化更准确决策更及时NCUC2.0.总线天津大学2.1数字李生技术智能机床Tianjin University数控机床与互联网+机床V信息系统拼主动机床零件工作食口数控机床是"人-信息-机系统（human-cyber-physical手动机床(manually operated machine toolsystems，HCPS），即在"人"（human）和"机"（physical）之间增加了一个信息系统（cyber system）。MOMT）是机床的最初形态，它是人和机床物理系统的融合。操作者通过人脑的感知和决策，用双手口随着"互联网+"技术的不断推进，互联网、物联网、智能传操控机床，完成零件加工。感技术开始应用到数控机床的远程服务、状态监控、故障诊断、维护管理等方面。天津大学2.1数字李生技术智能机床TianjinUniversity机床空间结构模型数字李生大数据平台自主感知与连接机床运动学机床儿何误差AI自主学习与建模机床热误差模型模型模型机器学习、深度学习自主优化与决策强化学习、迁移学习数控加工控制机床工艺系统自主控制与执行其他智能机床的控模型（