淺談智能制造與新一代機器人技術(shù)

自從邁入新世紀后，社會已經(jīng)進入信息化以及科學(xué)化時代，并且智能化也是信息技術(shù)發(fā)展到更高級的主要表現(xiàn)形態(tài)，并且所在基因以及腦神經(jīng)等知識的不斷深入，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)推動新的動力，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)，例如計算機視覺以及機器人規(guī)劃等，隨著各種技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，最終形成新一代的技術(shù)成果智能機器人，智能機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  智能機器人的發(fā)展

目前我國已經(jīng)將機械人作為國家發(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，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)整體市場的產(chǎn)出率較低，影響機械人的推進以及發(fā)展。目前市場對機器人的需求范圍較廣，在3C行業(yè)中，需要靈巧性較強的機械人，在大型制造業(yè)中則需要勞動強度較高的機器人，需要機械人與人協(xié)調(diào)發(fā)展，提高作業(yè)的水平。在非工業(yè)中，機器人所使用的方向為服務(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)對智能制造起到的作用

經(jīng)濟的發(fā)展需要不斷對工業(yè)技術(shù)進行提升，每一輪的工業(yè)革命都會對經(jīng)濟產(chǎn)生促進作用，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，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷開展，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。

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)用在社會的多個領(lǐng)域，因此使信息技術(shù)正式邁入網(wǎng)絡(luò)時代，使信息革命進一步的提高。

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，通過多種信息技術(shù)以及工具，可以對其中的創(chuàng)新要素以及內(nèi)容進行選擇，形成更加集成化的優(yōu)勢，集成創(chuàng)新的主要特點為靈活性，需要加強產(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)市場的更多份額，為自身謀取更大的經(jīng)濟利益，例如智能手機以及電動汽車等。

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，無論在數(shù)量還是質(zhì)量上，都有著較大的提高，使用機械人的學(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使工業(yè)水品達到更高的標準。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)是通過計算機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于智能機器人相融合在一起，并且將其橫穿在多種智能活動以及企業(yè)的生產(chǎn)活動中，可以實現(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進一步的延伸，可以有效替代腦力勞動節(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)主要分為三點內(nèi)容，分別為生命周期、系統(tǒng)層級以及智能功能，智能制造系統(tǒng)主要的作用為對智能制造體系結(jié)構(gòu)以及框架進行研究，生命周期屬于將生產(chǎn)、銷售等價值創(chuàng)造活動的集合，系統(tǒng)的層級分為設(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，智能功能可以實現(xiàn)系統(tǒng)的集成以及信息的融合^[5]。

4  新一代機器人技術(shù)

新一代機器人與傳統(tǒng)機器人相比，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傳感器適應(yīng)已知道的環(huán)境，然后分配任務(wù)，開展作業(yè)。對于智能機器人來說，需要其具備三個功能，分別為，感覺要素、運動要素以及思考要素，可以根據(jù)所感覺到的視覺以及傳感器的大范圍感知，屬于接觸型傳感器，在智能機器人的三種要素中，可以發(fā)揮人類的眼、口等作用，在實際應(yīng)用的條件下，可以通過超聲波傳感器以及圖像傳感器等電子元件實現(xiàn)各方面的操作。運動要素需要智能機器人具有軌道性的移動結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)平地以及臺階等不同的地理運動環(huán)境，并且在輪子以及支腳吸盤的作用下，可以實現(xiàn)移動，同時在運動過程中對移動機構(gòu)進行控制，例如位置控制、力度控制以及混合控制等，智能機器人的思考要素也是三要素的關(guān)鍵內(nèi)容，也是需要賦予機械人的必備要素，可以進行邏輯分析以及判斷等一系列的智力活動，這些智力活動也是信息處理的整個過程，通過計算機實現(xiàn)整個過程的處理。智能機器人也可以根據(jù)自身的智能程度分為多種類型，例如傳感型機器人以及交互型機器人等，傳感型機器人并沒有相應(yīng)的智能系統(tǒng)，只能簡單的通過執(zhí)行機構(gòu)以及感應(yīng)機構(gòu)，運用多種傳感信息，對其中的各類信息進行處理，達到控制以及操作的目的，并且在外部計算機的作用下，也可以通過外部計算機上的處理單元，借助計算機實現(xiàn)痕跡信息獲取以及姿態(tài)的調(diào)整，并且通過多種指令操縱計算機移動，以目前情況來看，機械人小組比賽中，小型組所使用的機器人便是屬于此種類型。而交互型機器人可以利用計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)與操作員的溝通，然后達到機器人操控的目的，并且具有一定處理問題的能力，可以自動進行移動以及躲避等功能，但是仍然受到外部的控制，在自主型機器人設(shè)計完成后，不需要人工的干預(yù)，可以自動在多種環(huán)境中完成任務(wù)，并且其本身具有感知以及處理等能力，可以使其自主獨立的進行各種操作。而全自主移動機器人的主要特點為自主性以及適應(yīng)性，自主性指在一定環(huán)境下，不受外部干預(yù)的同時可以自主執(zhí)行任務(wù)，其適應(yīng)性較強，可以自主識別以及對周圍物體測量，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)，作為智能機器人的伺服系統(tǒng)，機器人可以實現(xiàn)基本運動，是由液壓泵、運動控制器技術(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器人的運動，是我國重點發(fā)展的控制技術(shù)之一。

4.4  交互技術(shù)，交互技術(shù)是一種通過極速三級實現(xiàn)人機界面交互的技術(shù)。

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

5  結(jié)語

以目前情況來看，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)較弱以及核心競爭能力不足等問題，智能制造也是未來制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢，因此需要發(fā)展新一代的智能機器人技術(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，并且在實現(xiàn)提升產(chǎn)品創(chuàng)造量的同時，也可以減少能源的消耗。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://k2057.cn/w/qk/21223.html