新型柔性智能制造系統(tǒng)：搶占智能時代定制化生產(chǎn)的技術(shù)先機(jī)

宇宙立方

前不久，西安交通大學(xué)自動控制研究所韓九強教授團(tuán)隊立足工業(yè)革命發(fā)展規(guī)律研究和“中國制造2025”，著眼智能時代未來工業(yè)發(fā)展趨勢，提出并成功研制了一種柔性智能生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)模式。
為搶占工業(yè)革命制高點提供理論支撐
7 i0 l# R* k) T當(dāng)前，隨著“中國制造2025”的快速推進(jìn)，工業(yè)制造以機(jī)器人替代人工成為必然趨勢，然而采用傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器自動生產(chǎn)線難以滿足現(xiàn)代多品種、小批量、供貨緊的柔性智能制造需求，特別是隨著生產(chǎn)需求“大數(shù)據(jù)”快速膨脹，定制化生產(chǎn)服務(wù)將成為企業(yè)推動制造裝備升級、增強生產(chǎn)競爭能力的一個新增長點。
西安交通大學(xué)自動控制研究所所長韓九強教授表示，群視覺機(jī)器柔性智能制造系統(tǒng)就是要解決智能時代中國制造這一瓶頸問題，以搶占智能時代定制化生產(chǎn)的技術(shù)先機(jī)，可為實現(xiàn)中國制造的多樣化、定制化、智能化的未來發(fā)展，為實現(xiàn)我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展彎道超車，為中國在工業(yè)革命發(fā)展進(jìn)程中搶占制高點提供理論支撐。
“工業(yè)5.0”是什么?曾榮獲國家科技進(jìn)步二等獎并長期致力于工業(yè)革命規(guī)律研究的韓九強，通過類人比較對四次工業(yè)革命進(jìn)行分析，指出每一次工業(yè)革命都是以機(jī)器衍生出類人某種重要器官機(jī)能的機(jī)器機(jī)能為標(biāo)志，使得各種機(jī)器轉(zhuǎn)型升級和廣泛應(yīng)用，以推動工業(yè)不斷發(fā)展，形成工業(yè)X.0。“可以說，仿人智力機(jī)能的機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)能將引發(fā)第五次工業(yè)革命，其間也將誕生各種類型智能機(jī)器并得到廣泛應(yīng)用?！表n九強說。
他說：“與李世石PK的圍棋高手AlphaGo智能機(jī)器人這類有代表性的智能機(jī)器已經(jīng)誕生，是第五次工業(yè)革命發(fā)展演變過程的雛形。工業(yè)革命和工業(yè)發(fā)展是無止境的，依其工業(yè)自身發(fā)展規(guī)律，給出第五次工業(yè)革命的大膽設(shè)想和預(yù)測，為國家發(fā)展戰(zhàn)略提供理論支撐，我們應(yīng)該做好準(zhǔn)備搶占工業(yè)革命中國標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)。”
助推自動制造向智能制造的轉(zhuǎn)型升級
群視覺機(jī)器柔性智能制造系統(tǒng)是一種集視覺采集、模式識別、信息通信、加工制造和機(jī)器學(xué)習(xí)等信息物聯(lián)網(wǎng)自動制造于一體，形成可由不同數(shù)量的視覺智能機(jī)器和數(shù)控加工設(shè)備組成的柔性結(jié)構(gòu)模式，既可實現(xiàn)機(jī)器自主智能化，也可實現(xiàn)多機(jī)器協(xié)同制造的群體系統(tǒng)智能化。
7 ^7 K$ K) o5 V- m7 m. e這種系統(tǒng)相當(dāng)于采用具有類人耳嘴眼機(jī)能的網(wǎng)絡(luò)視覺協(xié)同機(jī)能的機(jī)器群替代傳統(tǒng)數(shù)字化控制的自動化生產(chǎn)線，使得制造業(yè)從以數(shù)字化控制的自動制造，向以物聯(lián)網(wǎng)+群視覺機(jī)器的智能制造方向衍生和發(fā)展，直至衍生出類人學(xué)習(xí)機(jī)能的機(jī)器智能，實現(xiàn)真正意義上的智能制造。
& c' }' B9 W( k1 k) s4 G系統(tǒng)的群體智能，是指群體之間的交互智能、生產(chǎn)計劃執(zhí)行的調(diào)度智能、作業(yè)目標(biāo)實現(xiàn)的優(yōu)化智能等;而自主智能包括個體機(jī)器對現(xiàn)場動態(tài)物件識別的智能、對現(xiàn)場動態(tài)物件跟蹤操控的智能、不受系統(tǒng)時序優(yōu)先控制的作業(yè)智能、進(jìn)出系統(tǒng)又不影響系統(tǒng)整體目標(biāo)實現(xiàn)的智能等。因此，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)柔性組態(tài)化功能、群體機(jī)器網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同功能、個體具有自主智能化功能等，即該系統(tǒng)中的機(jī)器設(shè)備和群數(shù)量可以任意選定，相鄰機(jī)器間可以合作進(jìn)行作業(yè)，個體機(jī)器具有動態(tài)識別、決策判定，進(jìn)而衍生出自學(xué)習(xí)的智能特征。
# `' ^5 h- ?+ }2 m/ ^據(jù)悉，韓九強團(tuán)隊研發(fā)的該系統(tǒng)模型可實現(xiàn)根據(jù)要求組態(tài)參與作業(yè)機(jī)器與加工設(shè)備數(shù)量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也可以依據(jù)現(xiàn)場作業(yè)進(jìn)展情況，實施自主決定繼續(xù)協(xié)作或退出系統(tǒng)，從而達(dá)到提高系統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)的高效率。值得一提的是，該系統(tǒng)中的每一臺機(jī)器既可獨立使用又可聯(lián)合作業(yè)，學(xué)生進(jìn)行各自試驗研究互不影響。
+ G9 O' q4 G0 h: N- I" `應(yīng)用廣泛的群視覺機(jī)器柔性智能制造
6 ]5 e( ]! I1 }; |- s& Q目前，西安交通大學(xué)已經(jīng)采用該系統(tǒng)平臺開發(fā)出群體異步物件轉(zhuǎn)移智能實驗、物件拆卸裝配智能實驗、雙體機(jī)器協(xié)同裝配智能實驗、多體機(jī)器虛擬車銑沖鉆智能實驗等實驗，還將進(jìn)一步開拓如色差分類智能試驗、形體分類智能試驗，以及目標(biāo)對象優(yōu)先混合作業(yè)智能裝配試驗等內(nèi)容。
3 b  S0 n  B/ o0 |5 b' }3 M3 H" u# x韓九強說，研究團(tuán)隊目前正研究群視覺機(jī)器柔性智能制造系統(tǒng)的升級版，將群視覺機(jī)器柔性智能制造系統(tǒng)平臺中的教學(xué)機(jī)器人更換為工業(yè)機(jī)器人、虛擬機(jī)床更換為加工中心并賦予專門的產(chǎn)品制造背景，即可升級為群視覺機(jī)器柔性智能制造專用產(chǎn)品智能制造系統(tǒng)。
談到系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，韓九強表示，隨著“中國制造2025”的展開，眾多行業(yè)領(lǐng)域都很大程度涉及智能制造。
) n" z. [% H) P7 ~* k% [視覺機(jī)器柔性智能制造系統(tǒng)，既適用于群體智能制造涉及的智能機(jī)器人、智能制造裝備、智能測控系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，也可作為無人值守的智能制造系統(tǒng)車間或工廠的參考模型。同時，群視覺機(jī)器柔性智能制造系統(tǒng)還可用于科研教學(xué)，不僅適用于電子與信息領(lǐng)域?qū)W科的機(jī)器視覺、模式識別、機(jī)器人控制、系統(tǒng)工程等課程的實驗教學(xué)，也可跨學(xué)科用于機(jī)械、電器、測控技術(shù)等學(xué)科專業(yè)實驗教學(xué)，還可用于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度機(jī)器學(xué)習(xí)的理論方法研究等領(lǐng)域。
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xiaobing86203

西安交通挺牛的啊，趕超上海交大了

未來第一站

又是工業(yè)5.0，又是第五次工業(yè)革命，真是彎道超車的節(jié)奏。

韓寒11

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