淺談智能制造與新一代機(jī)器人技術(shù)

自從邁入新世紀(jì)后，社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息化以及科學(xué)化時(shí)代，并且智能化也是信息技術(shù)發(fā)展到更高級(jí)的主要表現(xiàn)形態(tài)，并且所在基因以及腦神經(jīng)等知識(shí)的不斷深入，使生物科技得到極大程度上的提高，并且智能科學(xué)技術(shù)正在為基礎(chǔ)科學(xué)推動(dòng)新的動(dòng)力，并且為現(xiàn)代制造以及信息技術(shù)領(lǐng)域提供多種應(yīng)用技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及機(jī)器人規(guī)劃等，隨著各種技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，最終形成新一代的技術(shù)成果智能機(jī)器人，智能機(jī)器人具有可以與人類大腦相同作用的處理器，并且也與操作的人員有著關(guān)系。

1  智能機(jī)器人的發(fā)展

目前我國(guó)已經(jīng)將機(jī)械人作為國(guó)家發(fā)展的主要戰(zhàn)略，并且在工業(yè)4.0體系中，起到非常重要的支撐作用，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，屬于三高產(chǎn)品，技術(shù)應(yīng)用程度高，所需人才質(zhì)量高以及資金的使用效率高，并且作為三高技術(shù)整體市場(chǎng)的產(chǎn)出率較低，影響機(jī)械人的推進(jìn)以及發(fā)展。目前市場(chǎng)對(duì)機(jī)器人的需求范圍較廣，在3C行業(yè)中，需要靈巧性較強(qiáng)的機(jī)械人，在大型制造業(yè)中則需要?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度較高的機(jī)器人，需要機(jī)械人與人協(xié)調(diào)發(fā)展，提高作業(yè)的水平。在非工業(yè)中，機(jī)器人所使用的方向?yàn)榉?wù)、養(yǎng)老以及航空水下工作等。在一些惡劣環(huán)境中，替代人類起到探索作用。

2  智能技術(shù)對(duì)智能制造起到的作用

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要不斷對(duì)工業(yè)技術(shù)進(jìn)行提升，每一輪的工業(yè)革命都會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生促進(jìn)作用，而工業(yè)革命的基礎(chǔ)便是科技水平的提升，因此為保證經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展需要保證信息技術(shù)以及人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，具體內(nèi)容如以下：

2.1  信息技術(shù)的發(fā)展，在最近的幾十年來(lái)，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷開(kāi)展，使信息行業(yè)得到飛速的發(fā)展，并且芯片技術(shù)以及通訊等技術(shù)也得到飛速的發(fā)展，在十幾年之間，各種新一代的信息技術(shù)已經(jīng)得到重要的突破，并且體現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢(shì)。

2.2  數(shù)字化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)已經(jīng)逐步的被應(yīng)用在社會(huì)的多個(gè)領(lǐng)域，因此使信息技術(shù)正式邁入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，使信息革命進(jìn)一步的提高。

2.3  系統(tǒng)集成式創(chuàng)新，集成式屬于一種新的創(chuàng)新方式，通過(guò)多種信息技術(shù)以及工具，可以對(duì)其中的創(chuàng)新要素以及內(nèi)容進(jìn)行選擇，形成更加集成化的優(yōu)勢(shì)，集成創(chuàng)新的主要特點(diǎn)為靈活性，需要加強(qiáng)產(chǎn)品的多樣化以及質(zhì)量的重視，集成創(chuàng)新的主要目的便是將所有要素集結(jié)在一起，可以占據(jù)市場(chǎng)的更多份額，為自身謀取更大的經(jīng)濟(jì)利益，例如智能手機(jī)以及電動(dòng)汽車(chē)等。

2.4  人工智能技術(shù)，人工智能技術(shù)已經(jīng)得到快速的發(fā)展，無(wú)論在數(shù)量還是質(zhì)量上，都有著較大的提高，使用機(jī)械人的學(xué)習(xí)能力以及所能執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜程度也在日益提高，人工智能技術(shù)的發(fā)展以及普及程度也會(huì)使工業(yè)水品達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。它已經(jīng)成為今后數(shù)十年發(fā)展的主要應(yīng)用技術(shù)。

3  智能制造技術(shù)的結(jié)構(gòu)

3.1  智能制造技術(shù)

此技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人類分析以及推理等一系列操作，并且將這些智能活動(dòng)于智能機(jī)器人相融合在一起，并且將其橫穿在多種智能活動(dòng)以及企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，可以實(shí)現(xiàn)整體制造行業(yè)的高度集成化發(fā)展，可以將多種腦部活動(dòng)進(jìn)一步的延伸，可以有效替代腦力勞動(dòng)節(jié)省人力資源，將制造業(yè)的專家信息錄入其中，極大程度上提高生產(chǎn)效率^[4]。

3.2  智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能制造系統(tǒng)主要分為三點(diǎn)內(nèi)容，分別為生命周期、系統(tǒng)層級(jí)以及智能功能，智能制造系統(tǒng)主要的作用為對(duì)智能制造體系結(jié)構(gòu)以及框架進(jìn)行研究，生命周期屬于將生產(chǎn)、銷售等價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)的集合，系統(tǒng)的層級(jí)分為設(shè)備層、控制層以及系統(tǒng)層，智能制造的系統(tǒng)層級(jí)可以體現(xiàn)系統(tǒng)的智能化以及協(xié)議化，并且使網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)扁平化的發(fā)展趨勢(shì)，智能功能可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成以及信息的融合^[5]。

4  新一代機(jī)器人技術(shù)

新一代機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)器人相比，可以具有一定的適應(yīng)能力以及智能程度，屬于智能設(shè)備的一種，其本身的主要工作原理為通過(guò)傳感器適應(yīng)已知道的環(huán)境，然后分配任務(wù)，開(kāi)展作業(yè)。對(duì)于智能機(jī)器人來(lái)說(shuō)，需要其具備三個(gè)功能，分別為，感覺(jué)要素、運(yùn)動(dòng)要素以及思考要素，可以根據(jù)所感覺(jué)到的視覺(jué)以及傳感器的大范圍感知，屬于接觸型傳感器，在智能機(jī)器人的三種要素中，可以發(fā)揮人類的眼、口等作用，在實(shí)際應(yīng)用的條件下，可以通過(guò)超聲波傳感器以及圖像傳感器等電子元件實(shí)現(xiàn)各方面的操作。運(yùn)動(dòng)要素需要智能機(jī)器人具有軌道性的移動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)平地以及臺(tái)階等不同的地理運(yùn)動(dòng)環(huán)境，并且在輪子以及支腳吸盤(pán)的作用下，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，例如位置控制、力度控制以及混合控制等，智能機(jī)器人的思考要素也是三要素的關(guān)鍵內(nèi)容，也是需要賦予機(jī)械人的必備要素，可以進(jìn)行邏輯分析以及判斷等一系列的智力活動(dòng)，這些智力活動(dòng)也是信息處理的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的處理。智能機(jī)器人也可以根據(jù)自身的智能程度分為多種類型，例如傳感型機(jī)器人以及交互型機(jī)器人等，傳感型機(jī)器人并沒(méi)有相應(yīng)的智能系統(tǒng)，只能簡(jiǎn)單的通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及感應(yīng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)用多種傳感信息，對(duì)其中的各類信息進(jìn)行處理，達(dá)到控制以及操作的目的，并且在外部計(jì)算機(jī)的作用下，也可以通過(guò)外部計(jì)算機(jī)上的處理單元，借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)痕跡信息獲取以及姿態(tài)的調(diào)整，并且通過(guò)多種指令操縱計(jì)算機(jī)移動(dòng)，以目前情況來(lái)看，機(jī)械人小組比賽中，小型組所使用的機(jī)器人便是屬于此種類型。而交互型機(jī)器人可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與操作員的溝通，然后達(dá)到機(jī)器人操控的目的，并且具有一定處理問(wèn)題的能力，可以自動(dòng)進(jìn)行移動(dòng)以及躲避等功能，但是仍然受到外部的控制，在自主型機(jī)器人設(shè)計(jì)完成后，不需要人工的干預(yù)，可以自動(dòng)在多種環(huán)境中完成任務(wù)，并且其本身具有感知以及處理等能力，可以使其自主獨(dú)立的進(jìn)行各種操作。而全自主移動(dòng)機(jī)器人的主要特點(diǎn)為自主性以及適應(yīng)性，自主性指在一定環(huán)境下，不受外部干預(yù)的同時(shí)可以自主執(zhí)行任務(wù)，其適應(yīng)性較強(qiáng)，可以自主識(shí)別以及對(duì)周?chē)矬w測(cè)量，然后根據(jù)環(huán)境變化，不斷調(diào)整自身的工作參數(shù)，并且緊急處理。

在新一代機(jī)械人核心技術(shù)中，主要應(yīng)用的技術(shù)有五種，分別為以下：

4.1  傳感器技術(shù)，傳感器技術(shù)的主要作用為通過(guò)傳感器明確自身的情況以及外部環(huán)境。

4.2  伺服技術(shù)，作為智能機(jī)器人的伺服系統(tǒng)，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)動(dòng)，是由液壓泵、運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù)組成。

4.3  控制技術(shù)，控制技術(shù)可以在復(fù)雜的工作環(huán)境中，將已經(jīng)分配的工作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的控制技術(shù)之一。

4.4  交互技術(shù)，交互技術(shù)是一種通過(guò)極速三級(jí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面交互的技術(shù)。

4.5  網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，機(jī)器人互聯(lián)所形成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以幫助機(jī)械人分工協(xié)作能力，使生產(chǎn)效率得到提高。

5  結(jié)語(yǔ)

以目前情況來(lái)看，智能制造技術(shù)已經(jīng)在不斷的發(fā)展，并且已經(jīng)形成以傳感器以及自動(dòng)化生產(chǎn)線為主的智能制造裝備體系，但是仍具有一定的缺陷，例如創(chuàng)先技術(shù)較弱以及核心競(jìng)爭(zhēng)能力不足等問(wèn)題，智能制造也是未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，因此需要發(fā)展新一代的智能機(jī)器人技術(shù)，使制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型，減少能源的使用，使產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率極大程度上提高，并且在實(shí)現(xiàn)提升產(chǎn)品創(chuàng)造量的同時(shí)，也可以減少能源的消耗。

本文來(lái)源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.12-baidu.cn/w/qk/21223.html