与传统的制造相比,智能制造主要具有以下5个特征。
1.具有自律能力
智能制造具有感知与理解环境信息和自身信息以及进行分析判断和规划自身行为的能力。具有自律能力的设备称为“智能机器”。智能机器在一定程度上表现出独立性、自主性和个性,甚至相互间还能协调运作与竞争。值得注意的是,强有力的知识库和基于知识的模型是自律能力的基础,即使有编程错误,数控机床也能够感知并控制刀具与机床不碰撞,机器人也能够感知手臂的运动并控制手臂在运动中不与障碍物相撞。
2.人机一体化
目前智能制造系统不单纯是人工智能系统,而是人机一体化智能系统,不仅具有逻辑思维能力、形象思维能力,还具有灵感(顿悟)思维能力。只有人类专家才真正同时具备以上3种思维能力,因此,想以人工智能全面取代制造过程中人类专家的智能,独立承担分析、判断、决策等任务是不现实的。人机一体化智能系统可以在智能机器的配合下,更好地发挥人的潜能,使人、机之间形成一种平等共事、相互“理解”、相互协作的关系。
因此,在智能制造系统中,高素质、高智能的人将发挥更好的作用,机器智能和人的智能将真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。
3.使用虚拟现实技术(www.daowen.com)
虚拟现实技术是实现虚拟制造的支持技术,也是实现高水平人机一体化的关键技术之一。虚拟现实技术以计算机为基础,融信号处理、动画、智能推理、预测、仿真和多媒体等技术为一体,借助各种音像和传感装置,虚拟展示现实生活中的各种过程和物件等,因此能模拟制造过程和未来的产品,从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受,其特点是可以按照人们的意愿任意变化。人机结合的新一代智能界面,是智能制造的一个显著特征,如在虚拟环境下设计的数字化样机能进行模拟仿真。设计柔性制造系统时,可以在电脑上进行模拟仿真,让人们看到未来的系统是如何工作的。
4.自组织和超柔性
自组织和超柔性是指智能制造系统中的各组成单元能够依据工作任务的需要,自行组成一种最佳结构,其柔性不仅表现在运行方式上,还表现在结构形式上,所以称这种柔性为超柔性,这种结构如同人类专家组成的群体,具有生物特征。一条PLC的智能装配线,设计有10个装配工位,由于不同型号的PLC的装配需求不同,因此它可以自组织在其中某几个工位上进行装配。
5.具有自学习能力与自我维护能力
智能制造系统能够在实践中不断地充实知识库,具有自学习能力;同时,在运行过程中还能自行进行故障诊断,并具备自行排除故障、自我维护的能力。这种特征使智能制造系统能够自我优化并适应各种复杂的环境。通用的航空发动机就具有远程在线监控、故障诊断、自我维护和自学习的功能。特斯拉的无人驾驶汽车,在实验中当有人参与处置自动驾驶的不足时,自学习系统会记录这些人为的纠正措施,使无人驾驶系统越来越“聪明”。对于不同的行业智能制造的需求是不同的。
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