智能制造的发展与应用

视界观 OBSERVATION SCOPE VIEW

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工业机器人在智能制造中的应用与发展郑亚清，游远程（重庆建筑科技职业学院，重庆 400072）摘 要：机器人在工业制造领域的运用具有诸多优势。目前我国工业机器人在制造行业中除了柔性单元制造以外还在特殊环境作业以及劳动密集型产业中得到广泛运用，但是其在核心技术和关键零部件方面存在的问题仍是制约智能制造发展的关键因素。文章结合工业机器人在智能制造中的应用现状提出发展策略，旨在提升工业机器人的使用价值和我国在智能制造行业的核心竞争力。关键词：工业机器人；智能制造；人工智能一、工业机器人在智能制造中的应用优势近年来，随着科学技术的快速提升，信息技术、智能技术与装备制造技术的协同发展促使了信息化与工业化的深度融合，智能制造成为工业发展的新趋势，工业机器人在智能制造中的应用呈现普及化趋势。与传统的人工生产制造相比，工业机器人在制造行业具有明显优势：首先，工业机器人在计算机系统控制下可实现自动化执行命令，具有高度的自动化优势；其次，内部嵌入的故障预警系统可有效减少系统故障发生，提高生产效率，预防人员伤亡。第三，工业机器人在操作精准度上更高，操作频率上也更快，生产效率提升更为明显。二、工业机器人在智能制造中的应用现状工业机器人在系统上可实现编程的高度自由化，故其具有较强的通用性，在工业化操作中可与数控机床一起构成柔性制造单元。柔性制造单元中工业机器人的作用十分明显，可以有效提升产品生产效率，提高良品率，其高度自动化的特性也减少了人员操作时可能产生的风险，同时也减少了产品制造综合成本，深受制造型企业的青睐。工业机器人在智能制造中的应用除了柔性单元制造以外还在其他方面表现比较突出，首先是特殊环境作业，当前很多生产企业部分岗位作业环境相对恶劣，如焊接、冲压、热处理等，传统的人工操作对人体会存在不同程度的风险和危害，特别是在一些具有长期辐射伤害或者腐蚀性强的产品搬运上，工业机器人可实现代替人工操作或者搬运作业。其次是劳动密集型产业应用，近年来随着人工成本的不断攀升，产品制造成本占据比例不断增长，其中人工成本增长是其主要因素。工业机器人的应用可在劳动密集型产业中代替人工操作实施分拣、搬运和焊接等工作，如近年来被物流产业广泛应用的快递自动分拣装置，大大减少了人工成本，同时提升了操作效率。随着我国制造工业的不断发展，工业机器人在智能制造中的应用也愈加普及，但是目前我国工业机器人在制造和应用方面与发达国家相比仍存在较大差距。在制造方面，世界先进工业机器人已经全面实现智能化，对机器人的操控可实现机器自主化，不需要人工操作和示教。我国目前在工业机器人的制造方面发展也比较快，特别是人工智能技术的出现使得工业机器人实现了更高的自动化和智能化，但是在部分核心技术以及核心部件方面仍相对落后，如在高性能交流伺服电动机、精密减速器及控制器等关键核心部件长期依赖进口。从应用层面来看，我国工业机器人发展面临着国际化分工以及向高端制造行业转型的挑战，加快工业机器人核心技术研发、充分发挥人工智能技术在工业机器人领域的应用是我国智能制造快速发展与世界接轨的必由之路。三、工业机器人在智能制造中的发展策略（一）加大人才培养力度工业机器人的发展与应用涉及到多个学科，人才需求程度较高。国家教育部门应加大行业人才的培养力度，特别是核心领域专业人才的培养，在计算机、自动化技术以及人工智能等方面提升我国的智能制造水平。在具体实践中，可在高等教育自动化课程中融入机器人研发与应用、人工智能系统开发等课程，提升我国工业机器人在高端制造领域的运用程度，使其在机器人结构、自动化控制以及设计水平等方面不断进步，以符合未来工业发展的趋势。加快核心技术与构件开发只有掌握了核心技术才能在未来的发展中立于不败之地。我国当前在工业机器人领域虽然发展迅速，但是短板同样也比较明显，主要是在核心技术和关键零部件方面与发达国家工业机器人仍存在不小差距。核心技术和关键零部件是影响工业机器人整体水平提升的关键因素，加快核心技术与构件开发可有效提升我国工业机器人当前的集成能力。建议将伺服电机、减速机及机器人控制软件等作为重点研发项目，同时根据国内工业领域智能制造的实际应用开发满足不同操作需求和操作环境的工业机器人应用系统，以保障其在作业过程中稳定性的同时提升其整体性能。（二）强化综合集成法在行业的应用综合集成法是钱学森院士提出的基于“开放复杂的巨系统”的一种处理方法。具体到工业制造领域，由于工业制造涉及范围广，对工业机器人的设计要求也存在不同，我国工业机器人功能相对单一，往往是针对某一具体岗位进行设计研发，后续对优化成本较高，兼容性较差。建议强化综合集成法在工业机器人设计与开发的应用，对智能制造领域这一“开放复杂的巨系统”信息进行整理，进而更好的优化和升级。在工业机器人设计中可强化其外部信息接收能力，优化传感装置，带动机器人“感官”全面化和智能化，进一步提升我国制造行业的核心竞争力。（三）提升工业机器人的人工智能水平在未来的工业制造领域，高度智能化机器人运用是未来趋势，结合我国人工智能技术的发展，将其运用到工业机器人领域，提升其智能制造水平。例如，工业机器人在手机QC质量检测中，工业机器人虽然具备了职能化分拣系统，但是在细部件检验层面仍不成熟。将智能化识别功能加入工业机器人设计中，结合光谱技术可对手机屏幕的细微划痕等进行识别，提升工业机器人在QC岗位的精准度和实用性。参考文献：[1]蒋炳翔. 工业机器人在我国智能制造中的应用现状分析及建议[J]. 中国设备工程 2018,(18),95-96[2] 曹昭.智云机器人兼容控制系统的关键技术研究与应用[J].科技创新与应用, 2018, (14) :19-21.[3]孙文龙.车削加工机床的自动上下料机器人干涉问题研究[J].内燃机与配件, 2018, (09) :30-32.

随着新一代信息技术与制造技术的不断融合发展所产生

的智能制造是未来制造业变革的方向。发展智能制造，是各国

制造业应对经济全球化，提高国际竞争力的迫切需要，是以信

息化带动工业化，促进传统制造业结构调整和优化升级的必然

选择。2017年全国两会已经成功召开，政府工作报告把“以创

新引领实体经济转型升级”列为2017年重点工作任务之一。具

体措施包括：提升科技创新能力，加快培育壮大新兴产业，大力

改造提升传统产业，持续推进大众创业、万众创新，全面提升质

量水平。此外，政府工作报告对新经济的阐释也很全面，指出了

新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信技术

等重点发展的产业方向。

值得注意的是，这是人工智能首次被写入政府工作报告。

在一些政协委员眼里，发展人工智能是推进供给侧结构性改革

的重要举措。

全国政协委员、百度公司创始人兼董事长李彦宏表示：“就

给社会带来的改变而言，人工智能堪比当年的工业革命或者电

力革命。有人说‘人工智能是新时代的电力’，它将对任何一个

行业产生巨大影响。”李彦宏认为，以制造业为例，以往中国制

造主要依靠成本优势，未来则要靠智能。

中国电子学会副理事长徐晓兰认为，目前全球人工智能的

各类产业化应用均处于起步阶段，发达国家的领先优势并不突

出，我国正面临良好的战略起飞机遇，存在着赶超式发展的可

能性。另外，积极推动人工智能在经济社会各领域的普及应用，

将成为深化供给侧结构性改革，促进经济平稳健康发展和社会

和谐稳定的重要举措。

但相比之下，国外发达国家处于智能制造领先位置，掌握

着大部分的关键智能技术及智能器件的控制权，发展中国家处

于模仿、引进、不断学习等追赶态势，此外高端制造业的大部分

国际标准由国外发达国家掌控。同时，国外制造业强国近些年都在积极备战智能制造的发展规划，向制造业顶端层次推进。

一、智能制造发展现状

（一）中国智能制造现状。根据国内目前的发展来看，智能

制造只是解决了效率的提升和精度提高的问题，并不能完全解

数控技术在智能制造中的应用及发展

摘要：科技在快速的发展，社会在不断的进步，随着国民经济的快速发展，智能制造业成为了国民经济体系中一个重要组成部分，为各个建设领域提供智能制造装备。而数控技术作为数字化时代的产物，其应用程序标志着我国现代智能制造业的水平，同时也为我国工业发展创造了必要条件。本文主要论述了我国智能制造的基本特征及智能制造中应用数控技术的优势，并重点分析数控技术在智能制造中的应用要点以及数控技术在智能制造中的发展。

关键词：数控技术；智能制造；应用；发展

引言

在全球智能制造潮流的推动下，智能制造与先进数控技术作为制造业发展进步的主要内容，已经成为世界上很多数控企业与有关研发机构的关注重点。制造业作为世界上最重要的行业之一，也逐渐的被国内所重视，很多政策都有利于制造业的发展，而数控技术也是制造水平的重要体现，是自动化制造的重要因素，文章针对智能制造与先进数控技术进行简要分析与讨论。

1概述

1.1智能制造的主要内涵

智能制造技术主要是指在制造业之中，将当前最新的技术形式以及智能生产方式应用进来，以此形成智能化技术。智能制造可以有效完成信息处理以及储存工作，同时还能在此基础上完成联想。不仅如此，当系统的智能化水平足够高之后，其还将会具备自我学习功能，从而可以自主展开补充，同时也能对制造工作进行自主控制。伴随智能化水平的提升，人类生产工作的负担将会大幅度降低，很多原本人力无法完成的工作，亦或者危险程度较高的工作，都可以通过智能化系统完成。如此一来，人们便可以将重心更多放在其他更具创造性以及有意义的事物之中。智能化本身的来源便是人类自己，在提升制造行业本身智能化水平的时候，人类的智慧是其中的重要基础。

1.2先进数控技术概念

当下所说的数控技术就是可机械制造业内的科技含量更加高的一种加工技术，主要是对数控机床的大范围运用，将固有的机械加工技术通过专业领域的科学技术人员进行更新，根据相应的机电技术与其他相关数控技术，将机械的动作转变为计算机可以识别的代码，然后通过人为控制代码就可以进行生产，而且有很精准的控制。而现在数控技术也愈加先进，也在不断的发展着，能够调整的动作越来越多也越来越复杂，能够大范围提高生产的效率与规范，节约了很多的人工支出。

智能制造的技术应用与发展趋势

随着科技的不断发展，智能制造作为制造业的先进技术不断被广泛应用。智能制造是一种融合了信息技术和工业生产技术的产物，利用智能化的工具和技术来优化生产线的整体流程效率，进而提高产品品质的一种先进生产模式。本文将讲解智能制造的技术应用以及未来的发展趋势。

一、智能制造的技术应用

1.工业互联网

工业互联网，是将现代互联网技术引入到企业的生产和管理中，让生产线条变得更加高效智能化的一个颠覆性技术。工业互联网的特点是物联网和云计算技术的融合，工业互联网除了承载监测、调度、制造、仓储物流等基本的物流信息，还承担了数据统计、机器人统计安全、智能制造、新型管理等功能。

2.机器人技术

随着科技不断发展与创新，机器人的应用越来越广泛。自动化生产线是智能制造的重要组成部分，机器人技术发展为了更好地适应自动化生产线的应用需求。目前，机器人技术在智能制造中的应用愈发广泛。例如在汽车行业，越来越多的汽车生产线采用机器人操作，机器人可以非常精准地把零件装入汽车内部，而且不需要停歇，这大大提高了生产效率。 3. 3D打印技术

3D打印技术是一种快速、低成本、高精度的制造技术。利用3D打印技术，制造出来的产品可以精度高、耐用度强、寿命长。3D打印技术在医疗、航空制造、汽车制造等行业都有广泛的应用。

4.智能制造系统

智能制造系统是一种自适应、自学习、自协调和自优化的制造机制。智能制造系统具有以下特点：全自动化操作、高兼容性、现场可调整性、人容错性等特点，被广泛应用于汽车制造、电力设备制造、化工行业和医疗行业等制造领域。

二、智能制造的未来发展趋势

1.物联网与大数据技术将更深入的应用于智能制造领域，数据的规模、速度和质量将大大提高。

2.云计算技术将为智能制造提供智能化服务的支持，实现更好的流程管理和维护优化。

3.机器人技术将会在互联网和信息技术的共同支持下，更好地应用于汽车制造、电子制造和航空制造领域。