智能制造是以智能技术为代表的先进制造,包括以智能化、网络化、数字化和自动化为特征的先进制造自动化生产线技术的应用,涉及制造过程中的设计、工艺、设备(结构设计与优化、控制、软件和集成)和管理。
智能制造的核心是制造,本质是先进制造,基础是数字化,趋势是(人工)智能,灵魂和难点是技术,载体(外在表现)是智能装备,精神表现(内在表现)是软件。
智能设备的组成
一台智能设备大概由感知系统、决策系统、运动控制系统和执行系统组成。
智能感知系统
感知是智力的输入和起点,也是智力发挥作用的基础。感知系统模拟了智能体的视觉、听觉、触觉等。注意,智能设备并不是完全模拟人类的智能,而是参考人类的智能来解决实际问题,所以会拓展和发展各种超越人类感知的传感器,比如超声波、红外等...目前,感知系统是智能设备快速发展的一个方向,更新更高精度的传感器是研究人员和工业界不懈追求的目标。智能设备中常用的传感器有:视觉传感器(如摄像头)、距离传感器(如激光测距仪)、射频识别RFID传感器、声音传感器、触觉传感器等。
机械执行系统
设备的执行系统,即机械执行机构,是机械工具的进一步延伸。目前,设备的机械执行系统包括产生特定运动的机构和驱动机构运动的电机、发动机、气动马达等驱动设备。通过装备执行系统,可以进行高于人类的高精度、高稳定性操作。
目前执行系统Z重要的突破是各种能实现复杂功能的末端执行器。由于需要与大量传感传感器进行交互,且预期尺寸较小,末端执行器的开发是集成商Z关注的方向。
运动控制系统
控制系统是智能发挥作用的桥梁。控制系统可以使执行系统根据给定的指令执行复杂的操作。它使人类脱离了繁琐的人机交互,大大提高了效率,降低了出错的可能性。
控制系统提供智能的基础,通过传感系统的反馈控制为设备提供主要的“智能”。除了各种传感技术,工业上使用的控制主要依靠计算机的计算和存储能力,在已知的抽象和逻辑(算法)下,为执行机构提供“智能”指令。
智能决策系统
决策系统造就真的智能。决策系统根据各种传感系统采集的信息,进行复杂的决策计算,优化合理的指令,指挥控制系统驱动执行系统,Z终实现复杂的智能行为。智能决策系统是目前智能装备发展的瓶颈,目前工业领域实际上没有很好的通用解决方案。
智能设备的关键技术
智能装备的关键技术很多,涉及应用技术、执行、传感、控制、集成。每个方面都有广阔的研究空间,每个领域都有涉及软硬件的关键技术。如果需要技术研究、机械设计、控制系统、控制软件、视觉检测、测量、软件开发等专业的知识。
智能装备对复合型人才的需求
智能装备的研发急需懂技术、懂机械、懂控制、懂软件的复合型人才。目前制造企业面临人才“三难”,我国技术型人才需求缺口越来越大。