提綱一、智能制造技術概況二、中國制造2025與互聯網+三、CIMS研究所簡介一、智能制造技術概況1.智能制造發展2.高端數控機床3.工業機器人技術4.3D打印技術5.關鍵基礎零部件美國：創新優勢的互聯網+優勢制造業提出：先進制造技術伙伴美國要重振制造業，要奪回制造業的領先優勢。美國政府再次賦予機械工業行業更大的優先權，努力實行積極的產業政策以創造就業機會和鼓勵制造業回歸美國。2011年夏，奧巴馬總統推出了先進制造伙伴計劃（AMP這是一個匯集了來自研究、商業和政治部門的代表私營機構，來共同描繪“投資和促進新興技術發展”的路線。德國：強大的制造業+互聯網提出：工業4.0德國為了保持制造業在全球的領先優勢，實時提出工業4.0，主要是發揮德國在制造技術和制造裝備的傳統優勢，將制造業和互聯網等技術融合，形成工業互聯網，以保持德國在世界領先地位。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術，實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化，是信息技術和智能技術與裝備制造過程技術的深度融合與集成。——《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》制造系統正在由原先的能量驅動型轉變為信息驅動型，要求制造系統表現出更高的智能。數字化數字化機械化 機械化 電氣化 制造業革命智能制造產品智能制造產品工況感知與智能識別性能預測與智能維護智能規劃與智能編程工況感知與智能識別性能預測與智能維護智能規劃與智能編程智能數控與伺服驅動服務感知與控制的互聯工業產品智能服務服務過程的智能運控制造物聯網與物流智能服務制造與服務的集成共享和協同……智能制造裝備包括傳感、控制、驅動等三大核心技術，如工業機器人、智能數控系統等。智能制造系統是先進制造技術、信息技術和智能技術在裝備產品上的集成和融合，體現了制造業的智能化、數字化和網絡化。遠程監測監控系統智能工藝裝備D激光加工系統工業機器人遠程監測監控系統智能工藝裝備D激光加工系統工業機器人機器視覺數控機床控制系統伺服系統電子標簽執行系統光電器件激光器傳感系統物料運送倉儲設備感知感知化物聯化城市智能化智慧城市核心理念城市智能化智慧城市核心理念……自控技術是關鍵自控技術是關鍵應用層應用層應急指揮數字城管平安城市政府熱線數字醫療環境監控智能交通數字物流城市數據中心CT城市數據中心CT能力IT能力感知層手機視頻電話呼叫中心無線網關云計算PCinternet攝像頭感知層手機視頻電話呼叫中心無線網關云計算PCinternet攝像頭RFID傳感器網絡通信網互聯網主要包括1.新型傳感技術2.模塊化、嵌入式控制系統設計技術3.先進控制與優化技術4.系統協同技術5.故障診斷與健康維護技術6.高可靠實時通信網絡技術7.功能安全技術8.特種工藝與精密制造技術9.識別技術一、智能制造技術概況1.智能制造發展2.高端數控機床3.工業機器人技術4.3D打印技術5.基礎部件及技術關鍵支撐技術——高檔數控機床現代集成制造與數控裝備研究所CIMS 機床信息化，具有語音、文本和視聯網，實時反映機床工作狀態和加工操作權限指紋確認。工件試切時，可在屏幕觀察加工過程。故障報警顯u機床在加工過程中不可避免會產生誤差，需要采用各種傳感器，借助實時監控和補償技術，進一步提高機床的性能，使它聰明起來。u借助微機電系統技術可以制作體積非常小的加速度、位移、溫度等物理量傳感器，用于測量機床工作時的振動（脈搏），功率（血壓）和溫升（體溫）。u測量可以在加工過程中、過程之間和加工完畢后進行，將誤差輸入誤差模型，然后進行補償。u先進過程控制系統的任務是監控電主軸的工作狀態，它在很大程度上反映了數控機床的“健康”水平。u當主軸高速運轉時，主軸軸承和電機的發熱都會造成熱變形，使主軸端產生軸向位移。u當主軸轉速超過10000r/min時，主軸軸承滾珠的離心力，使滾珠壓緊外環，也使主軸端產生軸向位移。u借助安放在主軸殼體中的位移傳感器，測出位移量，輸入誤差模型，在數控系統中加以補償控控mmmm智能溫度控制--ITCu除了主軸以外，滾珠絲桿在高速運轉時產生的熱量也不容忽視。采用中空的滾珠絲桿，將恒溫冷卻液在其中循環，可以顯著減少熱變形。u實時測量冷卻液溫度，并將其輸入誤差模型，通過數控系統進一步補償機床的位移誤差，提高工作精度。遠距通知系統--RNSu遠距通知系統（RNS）建立了機床與有關人員的通信關系，人和機在時間和空間上完全分離而卻保持著實時聯系。u將加工狀態通知操作者和調度，缺少刀具還要通知工具室和供應商，機床故障通知維修部門等，不同的信息立即通知到責任人和相關人。u保證加工質量和數量，提高整體運作效率。MikronHSM400機床2016年2月21日14343號托板加工完畢人機分離保證加工質量保證加工數量提高生產率故障通知一、智能制造技術概況1.智能制造發展2.高端數控機床3.工業機器人技術4.3D打印技術5.基礎部件及技術“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或者生物相似的智能能力，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。”科幻電影中的機器人Spirit火星漫游車Marshod火星漫游車CanadaArm太空機械臂迎賓機器人導盲機器人跳舞機器人醫療機器人機器人的種類很多。可以按驅動形式、用途、結構和智能水平等觀點劃分按用途劃分工業機器人空間機器人水下機器人軍用機器人服務機器人教學機器人醫用機器人排險救災機器人特種機器人國際標準化（ISO）曾于1987年對工業機器人給出了定義：“工業機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能夠完成各種作業的可編程操作機。”我國國家標準GB/T12643—90將工業機器人定義為“是一種能自動控制、可重復編程、多功能、多自由度的操作機，能搬運材料、工件或操持工具，用以完成各種作業”。20公斤點焊機器人6公斤弧焊機器人點焊機器人在工作中弧焊機器人在工作中國際發達國家工業機器人的發展歷程起步期起步期第二代機器人：視覺機器人第三代機器人：智能機器人第二代機器人：視覺機器人第三代機器人：智能機器人智能工廠的建設與機器人技術發展密切相關，物聯網、移動通訊等技術的不斷迭代為研發智能機器人提供支撐現代集成制造與數控裝備研究所CIMS工業機器人廣泛用于汽車、電子電氣等領域，是實現工廠自動化的基礎現階段，工業機器人已廣泛應用于汽車、電子電氣、金屬和機械等領域，機器人替代人工生產是未來制造業重要的發展趨勢，是實現智能制造的基礎，也是未來實現工業自動化、數字化、智能化的保障。2015年全球機器人銷量在行業中的份額工業機器人產業鏈分析傳統材料：鑄鐵、鋁合金、不銹鋼等。新材料：碳纖維、尼龍、傳統材料：鑄鐵、鋁合金、不銹鋼等。新材料：碳纖維、尼龍、樹脂等復合材料。相關供應商：中鋼吉炭、奇峰化纖等。精密減速機國際：Nabtesco、Harmonic、住友等。國內：秦川發展、上海機電、南通振康等。伺服電機國際：發那科、安川電機、倫茨、三菱等。國內：英威騰、華中數控、新時達等。控制器國際：ABB、庫卡等國內：新松機器人、南京埃斯頓、廣州數控等。原材料供應零部件生產采購需求負責工業機器人支柱、手臂、底座等部件與精密減速機等零部件生產加工組裝，并負責機器人的直銷。國際：庫卡、ABB、發那科、安川電機等。國內：新松機器人、廣州數控、銳奇股份等。負責工業機器人軟件系統開發和集成，是工業機器人自動作業的重要構成，市場規模超過本體制造國際：庫卡、ABB、發那科、柯馬、徠斯等。國內：廣州數控、天奇股份、亞威股份等。汽車金屬加工食品橡膠及塑料其他主要承擔廠商的系統二次開發、定制末端執行器、售后服務等。國內：安川首鋼、上海汽車金屬加工食品橡膠及塑料其他主要承擔廠商的系統二次開發、定制末端執行器、售后服務等。國內：安川首鋼、上海發那科等。銷售需求營銷及渠道推廣貨源需求承擔工業機器人品牌的代理、分銷等工作。國內：天津洛博特、東莞元一、上海北科良辰采購需求產品及維護負責工業機器人的使用/維護/教育培訓等工作國內：上海電氣網絡、達內、深圳連碩等。中國工業機器人市場PEST分析國家政策保障宏觀經濟促進?2012年3月至4月，科技部相繼發布《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》和《服務機器人科技發展?2012年7月，國務院發布《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》，提出要大力推進自動控制系統、工業機器人、關鍵零部件等裝置的開發和產業化。?2015年5月19日，中國國務院印發《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略。其中高檔數控機床和機器人是重點發展的十大領域之一。?2013年，中國制造業就業人員平均工資達到4643?中國制造業快速發展，已具備規模優勢和一定技術基礎，隨著我國人口紅利逐漸衰退，企業用工成本大幅提升，迫切需要工業機器人替代人工生產。?2013年，中國工業機器人保有量超過13萬臺，但機器人密度約為26臺/萬人，不及世界平均水平。?中國經濟保持發展迅速，城鎮人均收入水平提高，對汽車、家電等產品的需求和購買力提升，推動汽車、電子電器等行業企業引用工業機器人提升產能。?2013年中國工業機器人市場規模超過260億元，預計到2016年市場規模將突破600億元，未來仍有較大成長空間。?隨著工業機器人的關鍵零部件伺服機、控制器、減速機等逐漸國產化，工業機器人的使用門檻逐漸降低，為在更多行業中小企業的發展提供基礎保障。?物聯網、大數據、云計算等技術的快速發展，為智能機器人的落地提供技術支撐。現代集成制現代集成制2015年，中國已成為全球最大的工業機器人購買國，近6年的復合增長率高達36%，位居全球首位2010-2015年工業機器人中國銷量2015年各國工業機器人銷量份額中國工業機器人市場處于啟動期，本土企業與國際廠商差距明顯，原材料、關鍵零部件技術、人才缺失是主因市場滲透率市場滲透率中國工業機器人市場AMC模型DDII：2012年，中國出臺《智能制造科技發IVIIIBAA?2015?2015年，國際工業機器人廠商在中國市場銷量份額達到74%，遠高于中國自主品牌。中國自主品牌的工業機器人銷量超過9000臺。國內廠商業務主要集中在系統集成方面，對機器人本體、核心零部件等附加值高的領域滲透率較低。?隨著越來越多的中國企業進入機器人市場和國家政策的扶持，將逐漸打破國際廠商的技術壁壘，助力中國工業機器人自主品牌的發展。2015年中國市場工業機器人銷量發展瓶頸2：減速器、伺服機等核心零部件缺失，國內廠商對國際廠商的依賴度非常高，采購溢價嚴重發展瓶頸3：國際廠商的技術壁壘及封閉態度發展瓶頸4：原材料缺失，導致企業生產成本上升新材料已開始逐漸取代鑄鋁、發展瓶頸5：缺少高端技術人才，與國際發達國家存在差距?中國工業機器人需求快速增長，國內企業紛紛投入工業機器人領域，國內工業機器人廠商的市場份額正在不斷提升。?隨著新松機器人、廣州數控國內企業產量的提升，對計算機編程、自動化、人工智能等技術人才缺口逐漸顯現，就業人員需求擴大。?工業機器人應用端企業的不斷增加，對高端技術人員的需求也在擴大，引用技術人才可為企業節省大量示教成本。?根據工信部的戰略規劃，預計到2020年工業機器人的裝機量達到100萬臺，相關從業人才缺口將達到20萬人。中國工業機器人產業進入加速臨界點，未來發展四步走機器人、物聯網等技術應用引領智能制造4機器人、物聯網等技術應用引領智能制造自主品牌工業機器人的快速普及3自主品牌工業機器人的快速普及及零部件自主研發水平提升2軟件及系統建設的完備軟件及一、智能制造技術概況1.智能制造發展2.高端數控機床3.工業機器人技術4.3D打印技術5.基礎部件及技術3D打印技術的起源u關于3D打印技術的理念，從歷史上看，快速成型技術（3D打印技術）的核心思想最早起源于19世紀照相雕塑（Photosculpture）技術和地貌成形（Topography）技術。u雖然3D打印技術起源很早，但是受限于當時的材料技術與計算機技術等眾多學科，因此并沒有實現廣泛應用與商業化，隨后技術的正式研究開始于20世紀70年代，直到20世紀80年代技術才得到了實現。其學名為“快速成形”。3D打印綜述u3D打印技術（3DPrinting）有很多個稱呼，學術上稱之為快速成型技術(RapidPrototypingManufacturing，簡稱RPM)，3D打印技術從制造工藝的技術上劃分它叫做增材制造（AdditiveManufacturing，簡稱AM）。?SLA（立體光刻）?3D打印所用耗材?ABS、PLA、尼龍、橡膠、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸、金屬、陶瓷等眾多材料。個人級3D打印機?國內各大電商網站上銷售的個人3D打印機為例，大部分國產的3D打印機都是基于國外開源計術延伸的，由于采用了開源技術，技術成本得到了很大的壓縮因此售價在3千至1萬不等,十分有吸引力。國外進口的品牌個人3D打印機價格都在2萬至4萬之間。這類設備都屬于熔絲堆積技術（FDM技術為代表），?設備打印材料都以ABS塑料或者PLA塑料為主。主要滿足個人用戶生活中的使用要求，因此各項技術指標都并不突出，優點在于體積小巧，性價比高。專業級3D打印機u專業級的3D打印機，可供選擇的成型技術和耗材（塑料、尼龍、光敏樹脂、高分子、金屬粉末等）就要比個人3D打印機要豐富很多。設備結構和技術原理相比起來更先進自動化更高，應用軟件的功能以及設備的穩定性也是個人3D打印機望塵莫及。這類設備售價都在十幾萬至上百萬人民幣。工業級3D打印機u工業級的設備除了要滿足材料上面的特殊性，制造大尺寸的物件等要求。更關鍵是物品制造后它需要符合一些列的特殊應用的標準，因為這類設備制造出來的物體是直接應用的。u比如飛機制造中用到的鈦合金材料，就需要對物件的剛性、任性、強度等等參數有一系列的要求。由于很多設備是根據需求定制的因此價格很難估量了。全彩色打印機這里說的彩色可不是幾個簡單的顏色沒有過度混合起來。能否支持彩色打印還是需要看3D打印機所采用的技術是否在打印過程中給材料進行染色或者混色。?目前實現彩色打印主要兩種方式?采用的3D打印技術是否有條件在打印過程中給材料染色。?采用的3D打印技術是否支持多種耗材，不同顏色的耗材在打印的時候進行混色。3D打印的優勢u與傳統制造模式相比，它的優越性在于可以短時間內快速的完成用戶需求的小批量定制化物件，降低新產品開發研制的成本和投資風險，縮短了新產品研制和投放市場的周期。u應用領域廣泛，上至航天，下至民生3D打印相對傳統工業的優勢現代集成制造與數控裝備研究所CIMS3D打印應用領域現代集成制造與數控裝備研究所CIMS中國3d打印技術在國際的位置我國成為目前世界上唯一掌握飛機鈦合金大型主承力結構件激光快速成形技術并實現裝機應用的國家。3d打印技術多材料展示3D打印技術的發展動向一、智能制造技術概況1.智能制造發展2.高端數控機床3.工業機器人技術4.3D打印技術5.基礎部件及技術推動工業“四基”的發展工業和信息化部2月14日發布《關于加快推進工業強基的指導意見》，提出加快推進工業強基，提升發展水平，夯實工業發展基礎，推進工業大國向工業強關鍵基礎材料、核心基礎零部件（元器件）依賴進口，關鍵技術受制于人，先進基礎工藝研究少、推廣應用程度不高，產業技術基礎薄弱、服務體系不健全等問題依然突出。關鍵基礎材料快推進科技含量高、市場前景廣、帶動作用強、保障程度低的關鍵基礎材料產業化、規模化發展鋯英砂特種合金鋯英砂特種合金合金靶材硅酸鋯合金靶材硅酸鋯核心基礎零部件(元器件)圍繞重大裝備、重點領域整機的配套需求，提高產品的性能、質量和可靠性，重點發展一批高性能、高可靠性、高強度、長壽命以及智能化的基礎零部件先進基礎工藝提高產品質量和生產效率、促進綠色發展為主攻方向，重點發展先進制造工藝：提高產品可靠性、性能一致性和穩定性的綠色制造工藝：資源能源高效開發利用、節能減排的智能制造工藝：有利于提升自動化、信息化、成套化水平的產業技術基礎建設和完善一批專業水平高、支撐作用強、布局合理的骨干技術基礎服務平臺。推動建立市場化運作機制，完善技術基礎公共服務體系，為區域和行業內企業提供優質、高效服務研發設計檢驗檢測試驗驗證標準制修訂技術成果轉化共建平臺共建平臺開放性資源共享性現代集成制造與數控裝備研究所CIMS提綱一、智能制造技術概況二、中國制造2025與互聯網+三、CIMS研究所簡介中國：完備的制造業+互聯網的創新（互聯網+制造）提出：中國制造20252015年03月06日智能制造作為國家戰略是“十三五”規劃重點內容李克強總理在今年的《政府工李克強總理在今年的《政府工作報告》中提出，要實施“中國制造2025”，堅持創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展，加快從制造大國轉向制造強國。《中國制造2025》強調了信息技術和制造技術的深度融合是新一輪產業競爭的制高點，而智能制造則是搶占這一制高點的主攻方向。“雙基工程”基礎件基礎件3D打印“機器換人”“互聯網+”激光制造及3D打印激光制造及3D打印密切相關：智能制造家電、汽車、飛機等裝備制造一步步走向高端。增加值占全國工業收入的86.7%，占出口總量的95.09%；制造業世界第一，占20%。產品中低端、低價位競爭。3.0信息化有成效，如甩圖板工程、試點企業；信息化救活了Oracle，數控幫助了Fanuc的成長；未重視裝備基礎：數控機床、機器人成短板。高檔數控系統及機床有重要突破；產業化尚需政策與市場倡導，04專項在調整。2025現代集成制造與數控裝備研究所CIMS“中國制造2025”的指導思想是:堅持走中國特色新型工業化道路,以促進制造業創新發展為主題,以提質增效為中心,以加快新一代信息技術與制造業深度融合為主線,以推進智能制造為主攻方向,以滿足經濟社會發展和國防建設對重大技術裝備的需求為目標,強化工業基礎能力,提高綜合集成水平,完善多層次多類型人才培養體系,促進產業轉型升級,培育有中國特色的制造文化,實現制造業由大變強的歷史跨越.戰略舉措之一:智能制造工程戰略舉措之二:制造業創新體系建設工程戰略舉措之三:工業強基工程戰略舉措之四:質量與品牌提升行動計劃戰略舉措之五:綠色制造工程戰略舉措之六:高端裝備創新工程戰略舉措之七:制造業服務化推進行動計劃戰略舉措之八:現代企業建設行動計劃《中國制造2025》1、制造業創新中心（工業技術研究基地）建設工程2、智能制造工程3、工業強基工程4、綠色制造工程5、高端裝備創新工程（組織實施大型飛機、航空發動機及燃氣輪機、民用航天、智能綠色列車、節能與新能源汽車、海洋工程裝備及高技術船舶、智能電網成套裝備、高檔數控機床、核電裝備、高端診療設備等一批創新和產業化專項、重大工程。）通過互聯網與先進制造業和現代服務業的深度融合,可以使互聯網最新的信息技術、方法論和商業模式深度融合于制造業和服務業的各個領域之中,極大地促進制造業提質增效、轉型升級,促進服務型制造業和生產性服務業的發展.n新一輪科技革命大潮澎湃,新一輪工業革命蓬勃興起驅動力之一:信息技術指數級增長驅動力之二:數字化網絡化普及應用例3小米手機的“互聯網開發”模式驅動力之三:集成式智能化創新例4蘋果系列產品、特斯拉電動汽車例5Google無人駕駛汽車“中國制造2025”要以創新驅動發展為主題,以信息化與工業化深度融合為主線,以推進智能制造為主攻方向.制造業數字化網絡化智能化是新一輪工業革命的核心技術,應該作為“中國制造2025”的制高點、突破口和主攻方向.例14飛機的全數字化設計例15波音公司:全方位、全周期生產管控例16慕尼黑寶馬定制總部例19通用電氣(GE)的生產服務模式例20陜鼓動力的服務模式(1)構建CP