机器人化智能制造
随着计算机网络、人工智能(artificial intelligence,AI)、大数据、人机交互等新一代信息技术快速发展,信息技术与先进制造技术不断融合,先进制造逐渐向以智能感知、自适应、自学习、自决策为主要特征的智能制造方向发展。智能制造是先进制造发展的必然阶段,为我国制造业跨越式发展提供了历史性机遇。与此同时,随着制造对象尺度越来越大、产品结构越来越复杂、产品服役性能越来越高,以机床加工方式为核心的传统智能制造模式面临重大挑战,在超大工作空间内连续作业、超大尺寸工件全场景范围的精确测量、狭小空间范围内灵巧作业等方面体现出不足。
相对于传统的数控机床,机器人化智能制造装备具有运动灵活度高、工作空间大、拓扑结构灵动可变、多机并行协调作业能力强等优势,且易于与多模态感知、人工智能、人机交互等技术无缝集成,能够适应更加复杂多变的加工环境,提升制造系统灵巧性和人机交互能力。机器人与机械学、材料学、数学、力学、信息科学、生物医学等多学科强烈共振,形成了具备与作业环境、人和其他机器人自然交互能力的新一代“共融机器人”。新一代信息技术与制造业深度融合,引发制造装备、系统与模式的重大变革,制造模式向人机共融、泛在制造、无人化制造等方向发,利用机器人灵巧、顺应和协同等特点,将人类智慧和知识经验融入制造过程,通过机器人化智能制造实现非结构环境下的自律制造。
机器人化智能制造的五大发展方向:
1.全场景多模态跨尺度感知与人机协同制造
2.非结构动态环境下多机器人协同自律控制
3.在线测量—加工—监测一体化闭环制造技术
4.人-信息-物理制造系统数字孪生建模
5.不确定与不完全信息下制造系统多目标智能决策