淺談智能制造與新一代機器人技術

自從邁入新世紀后，社會已經進入信息化以及科學化時代，并且智能化也是信息技術發展到更高級的主要表現形態，并且所在基因以及腦神經等知識的不斷深入，使生物科技得到極大程度上的提高，并且智能科學技術正在為基礎科學推動新的動力，并且為現代制造以及信息技術領域提供多種應用技術，例如計算機視覺以及機器人規劃等，隨著各種技術的應用范圍越來越廣，最終形成新一代的技術成果智能機器人，智能機器人具有可以與人類大腦相同作用的處理器，并且也與操作的人員有著關系。

1  智能機器人的發展

目前我國已經將機械人作為國家發展的主要戰略，并且在工業4.0體系中，起到非常重要的支撐作用，存在較大的風險，屬于三高產品，技術應用程度高，所需人才質量高以及資金的使用效率高，并且作為三高技術整體市場的產出率較低，影響機械人的推進以及發展。目前市場對機器人的需求范圍較廣，在3C行業中，需要靈巧性較強的機械人，在大型制造業中則需要勞動強度較高的機器人，需要機械人與人協調發展，提高作業的水平。在非工業中，機器人所使用的方向為服務、養老以及航空水下工作等。在一些惡劣環境中，替代人類起到探索作用。

2  智能技術對智能制造起到的作用

經濟的發展需要不斷對工業技術進行提升，每一輪的工業革命都會對經濟產生促進作用，而工業革命的基礎便是科技水平的提升，因此為保證經濟的穩定發展需要保證信息技術以及人工智能等技術的應用，具體內容如以下：

2.1  信息技術的發展，在最近的幾十年來，隨著半導體行業的不斷開展，使信息行業得到飛速的發展，并且芯片技術以及通訊等技術也得到飛速的發展，在十幾年之間，各種新一代的信息技術已經得到重要的突破，并且體現出較快的發展趨勢。

2.2  數字化技術以及網絡化技術已經逐步的被應用在社會的多個領域，因此使信息技術正式邁入網絡時代，使信息革命進一步的提高。

2.3  系統集成式創新，集成式屬于一種新的創新方式，通過多種信息技術以及工具，可以對其中的創新要素以及內容進行選擇，形成更加集成化的優勢，集成創新的主要特點為靈活性，需要加強產品的多樣化以及質量的重視，集成創新的主要目的便是將所有要素集結在一起，可以占據市場的更多份額，為自身謀取更大的經濟利益，例如智能手機以及電動汽車等。

2.4  人工智能技術，人工智能技術已經得到快速的發展，無論在數量還是質量上，都有著較大的提高，使用機械人的學習能力以及所能執行任務的復雜程度也在日益提高，人工智能技術的發展以及普及程度也會使工業水品達到更高的標準。它已經成為今后數十年發展的主要應用技術。

3  智能制造技術的結構

3.1  智能制造技術

此技術是通過計算機模擬人類分析以及推理等一系列操作，并且將這些智能活動于智能機器人相融合在一起，并且將其橫穿在多種智能活動以及企業的生產活動中，可以實現整體制造行業的高度集成化發展，可以將多種腦部活動進一步的延伸，可以有效替代腦力勞動節省人力資源，將制造業的專家信息錄入其中，極大程度上提高生產效率^[4]。

3.2  智能制造系統結構

智能制造系統主要分為三點內容，分別為生命周期、系統層級以及智能功能，智能制造系統主要的作用為對智能制造體系結構以及框架進行研究，生命周期屬于將生產、銷售等價值創造活動的集合，系統的層級分為設備層、控制層以及系統層，智能制造的系統層級可以體現系統的智能化以及協議化，并且使網絡呈現扁平化的發展趨勢，智能功能可以實現系統的集成以及信息的融合^[5]。

4  新一代機器人技術

新一代機器人與傳統機器人相比，可以具有一定的適應能力以及智能程度，屬于智能設備的一種，其本身的主要工作原理為通過傳感器適應已知道的環境，然后分配任務，開展作業。對于智能機器人來說，需要其具備三個功能，分別為，感覺要素、運動要素以及思考要素，可以根據所感覺到的視覺以及傳感器的大范圍感知，屬于接觸型傳感器，在智能機器人的三種要素中，可以發揮人類的眼、口等作用，在實際應用的條件下，可以通過超聲波傳感器以及圖像傳感器等電子元件實現各方面的操作。運動要素需要智能機器人具有軌道性的移動結構，可以適應平地以及臺階等不同的地理運動環境，并且在輪子以及支腳吸盤的作用下，可以實現移動，同時在運動過程中對移動機構進行控制，例如位置控制、力度控制以及混合控制等，智能機器人的思考要素也是三要素的關鍵內容，也是需要賦予機械人的必備要素，可以進行邏輯分析以及判斷等一系列的智力活動，這些智力活動也是信息處理的整個過程，通過計算機實現整個過程的處理。智能機器人也可以根據自身的智能程度分為多種類型，例如傳感型機器人以及交互型機器人等，傳感型機器人并沒有相應的智能系統，只能簡單的通過執行機構以及感應機構，運用多種傳感信息，對其中的各類信息進行處理，達到控制以及操作的目的，并且在外部計算機的作用下，也可以通過外部計算機上的處理單元，借助計算機實現痕跡信息獲取以及姿態的調整，并且通過多種指令操縱計算機移動，以目前情況來看，機械人小組比賽中，小型組所使用的機器人便是屬于此種類型。而交互型機器人可以利用計算機系統，實現與操作員的溝通，然后達到機器人操控的目的，并且具有一定處理問題的能力，可以自動進行移動以及躲避等功能，但是仍然受到外部的控制，在自主型機器人設計完成后，不需要人工的干預，可以自動在多種環境中完成任務，并且其本身具有感知以及處理等能力，可以使其自主獨立的進行各種操作。而全自主移動機器人的主要特點為自主性以及適應性，自主性指在一定環境下，不受外部干預的同時可以自主執行任務，其適應性較強，可以自主識別以及對周圍物體測量，然后根據環境變化，不斷調整自身的工作參數，并且緊急處理。

在新一代機械人核心技術中，主要應用的技術有五種，分別為以下：

4.1  傳感器技術，傳感器技術的主要作用為通過傳感器明確自身的情況以及外部環境。

4.2  伺服技術，作為智能機器人的伺服系統，機器人可以實現基本運動，是由液壓泵、運動控制器技術組成。

4.3  控制技術，控制技術可以在復雜的工作環境中，將已經分配的工作轉變為機器人的運動，是我國重點發展的控制技術之一。

4.4  交互技術，交互技術是一種通過極速三級實現人機界面交互的技術。

4.5  網絡信息技術，機器人互聯所形成的網絡系統，可以幫助機械人分工協作能力，使生產效率得到提高。

5  結語

以目前情況來看，智能制造技術已經在不斷的發展，并且已經形成以傳感器以及自動化生產線為主的智能制造裝備體系，但是仍具有一定的缺陷，例如創先技術較弱以及核心競爭能力不足等問題，智能制造也是未來制造業發展的主要趨勢，因此需要發展新一代的智能機器人技術，使制造業加快轉型，減少能源的使用，使產業的生產效率極大程度上提高，并且在實現提升產品創造量的同時，也可以減少能源的消耗。

本文來源：《企業科技與發展》：http://www.007hgw.com/w/qk/21223.html