張亞男 扈博琴 馮妍婷 于潔 張逸凡
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伴隨著一件件產(chǎn)品的生產(chǎn),人工智能技術(shù)的應(yīng)用逐步被人們接受,并相繼投入到生產(chǎn)制造中,智能制造的概念也逐步形成,相繼形成理論及學(xué)科。隨著越來越多的科學(xué)技術(shù)被應(yīng)用的制造領(lǐng)域,打破了傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程,在多方面取代了人工,減少了企業(yè)的成本支出,為企業(yè)創(chuàng)造效益,越來越多的人堅信智能化將會是制造自動化的發(fā)展方向。
智能制造就是要利用現(xiàn)有的人工智能技術(shù)、虛擬交換技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)將原有的產(chǎn)品生產(chǎn)流程全面的信息化。通過人工智能的感知技術(shù)、人機交互傳感技術(shù)、人工智能分析決策和人工智能執(zhí)行技術(shù),實現(xiàn)企業(yè)重產(chǎn)品設(shè)計論證、生產(chǎn)制造和制造組裝全面智能化。智能制造是將信息技術(shù)、人工智能技術(shù)與原有的裝備制造技術(shù)的全面、高效的融合。它將原有的制造自動化概念更新、升級、擴展到高度智能化和全面集成化。具有以全新的智能工廠為載體,以制造環(huán)節(jié)全面智能化為核心,以點到點的數(shù)據(jù)交互為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐等特點,制造企業(yè)如果實現(xiàn)全面的智能化制造,可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、減少資源消耗、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量[1]。
智能化制造具有一下3個突出特征:實時感知、優(yōu)化決策、動態(tài)執(zhí)行。產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)的實時感知,決定了制造企業(yè)能第一時間掌握市場動向,基于產(chǎn)品信息大數(shù)據(jù)的匯總,再進行高效的采集、匯總、分類分析,并將產(chǎn)品信息反饋到智能處理系統(tǒng);智能制造的優(yōu)化決策,通過前面產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)的采集、匯總、分類分析,預(yù)測結(jié)果,形成決策;制造行為的動態(tài)執(zhí)行,根據(jù)智能處理系統(tǒng)的決策指令,改變當(dāng)前制造過程的狀態(tài),實現(xiàn)快速、平穩(wěn)、高效的生產(chǎn)制造動態(tài)調(diào)整。
是計算機科學(xué)的一個重要分支,通過研究語言識別技術(shù),圖像識別技術(shù),語言處理技術(shù)等多項技術(shù),輔助人工完成析、判斷、決策等任務(wù)。不斷提高智能制造核心信息設(shè)備的科學(xué)智能性水平。在人工智能的配合下,人機相互協(xié)作,更好地發(fā)揮更好的企業(yè)效能[2]。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要以3維空間技術(shù),交互與搜索技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的3d空間建模等技術(shù)。通過計算機將接受的信號,憑借智能推理、計算、預(yù)測、仿真和多媒體技術(shù),借助影像將產(chǎn)品展示出來。在感官和視覺上讓人獲得完全如同真實的感受。完成虛擬互動。
新型感知傳感技術(shù),具有高傳感靈敏度、精度等特點,并且各種極端環(huán)境下也有很高的可靠性。在制造生產(chǎn)中能夠完成多種信息采集,通過數(shù)據(jù)匯總、計算、分析處理,使決策者夠?qū)崟r、準確、全面的了解生產(chǎn)動態(tài)[3]。
智能制造的核心關(guān)鍵點在于技術(shù)與創(chuàng)新,需要大批量的技術(shù)人才投入到智能產(chǎn)業(yè)研究中。所以教育部應(yīng)率先做出示范,利用高校人才優(yōu)勢,選出5~6所高校,開設(shè)核心技術(shù)實驗班。明確劃分智能制造機器的應(yīng)用方向,并設(shè)定學(xué)士、碩士、博士規(guī)定人數(shù),加強對外交流,開闊學(xué)生眼界,提高學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力。除了提高技術(shù)交流外,國家可以設(shè)立智能制造孵化園,讓學(xué)生可以發(fā)揮所學(xué)進行實踐,在不斷的創(chuàng)新與改進中突破關(guān)鍵技術(shù)[4]。
為落實《中國制造2025》的指導(dǎo)思想,國家應(yīng)加快現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)加工制造業(yè)的融合,利用已經(jīng)掌握的技術(shù),加大設(shè)備生產(chǎn),并出臺相應(yīng)政策,勒令一些加工制造廠更換設(shè)備,提高生產(chǎn)力。工業(yè)部應(yīng)通過走訪調(diào)查,解決一些邊遠地區(qū)廠子設(shè)備更換困難或是技術(shù)人員不足的問題,增加扶持政策幫助更換設(shè)備,并且加強技術(shù)人員培訓(xùn),提高其綜合實力。對于一些已經(jīng)融合轉(zhuǎn)化的制造廠,要鼓勵其大規(guī)模應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,提高生產(chǎn)效率,并創(chuàng)新融合模式,加強基礎(chǔ)技術(shù)研究,攻破部件加工困難的問題,提高自身生產(chǎn)力的同時強化國家工業(yè)基礎(chǔ)。對于示范點,則要加強監(jiān)督,并鼓勵其加強對外交流,通過綠色通道引入更多技術(shù)人才,來幫助攻克核心技術(shù),提高設(shè)備生產(chǎn)精準度,打造專屬品牌,在發(fā)展自身的同時提高國家制造業(yè)競爭力[5]。
在大力發(fā)展生產(chǎn)力的同時,仍要走可持續(xù)發(fā)展道路。發(fā)展制造業(yè)的同時,應(yīng)注意周邊環(huán)境的生態(tài)文明建設(shè)??梢酝ㄟ^兩個方面來實現(xiàn):第一,引入新型智能環(huán)保設(shè)備或是工藝流程,在保證產(chǎn)量的同時,提高資源利用率,從根本上降低工業(yè)污染的排放。另外,可以用環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料,減少不必要的資源浪費。第二,在廠內(nèi)增設(shè)工業(yè)污染處理設(shè)備,通過智能化操作系統(tǒng),監(jiān)測廢料處理流程及有害物質(zhì)殘存成分,并將剩余資源進行回收再利用,增長產(chǎn)業(yè)綠色循環(huán)周期,助力可持續(xù)發(fā)展。
根據(jù)上文可以看出,隨著新一代信息技術(shù)與制造的融合,相關(guān)人員要深入全面地分析我國智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)我國智能制造技術(shù)以及理論上存在的許多問題,從而為我國智能制造發(fā)展找到正確方向。最后,切實找到適宜我國國情的智能制造持續(xù)發(fā)展的路徑,從而為我國與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑轉(zhuǎn)變提供素材,進而從根本上推進我國制造業(yè)發(fā)展水平的進一步提高。