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智能制造的未来发展趋势

放大字体  缩小字体 发布时间:2015-06-24
      进入新世纪以来,以信息通信技术深度应用为显著特征的新一轮科技革命和产业变革越来越清晰地展现在我们面前。 智能制造装备是高端装备的核心,是制造装备的前沿和制造业的基础,已成为当今工业先进国家的竞争目标。作为高端装备制造业的重点发展方向和信息化与工业化深度融合的重要体现,发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级,提升生产效率、技术水平和产品质量,降低能源资源消耗,实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。 

      在新常态下,以物联网、大数据、云计算为代表的新一代信息通信技术与工业融合创新发展,呈现出新的方向,以智能化、网络化、自动化为核心特征的智能制造的发展成为制造业发展的重大趋势,智能化的制造体系在欧美发达国家逐渐形成,促使全球需求结构变化与国际分工体系调整步伐加快。

      信息技术和制造业的深度融合是未来产业竞争的制高点,要抢占这一制高点,就必须把智能制造作为主攻方向,组织实施好智能制造工程。不断探索大规模个性化定制、云制造等新型制造模式。

      你还记得《超能陆战队》里的大白吗?你是不是也想拥有这样一款又萌又有爱的机器人,未来中国也可以制造。
 
      不只机器人,轨道交通装备、高端船舶和海洋工程装备、新能源汽车等,这些听起来“高大上”的产品都将成为中国制造转型升级的方向。

      虽然这些高端机器人离我们还过于遥远,但今天看似荒诞的幻想也许就是明天智能社会的现实。科技和产业的力量,使我们有理由期待人类与机器人共治时代的来临,而机器人的崛起之路,或将从新一轮产业革命开启。

      工业机器人将被广泛采用,它们准确地、不知疲倦地完成各种简单的重复性工作,有效提高了劳动生产率,降低了生产成本。随着机器人技术的日益成熟,工业机器人极有可能最终取代机床,成为新一代工业生产的基矗服务机器人在近些年开始走进大众视野,并随着人工智能技术、先进制造技术和移动互联网的创新融合而飞速发展。越来越多的服务型机器人被研发出来,开始改变人类的社会生活方式。

      生活中,机器人管家也将改善人类的生活方式。机器人可以帮助准备美食,收拾卫生,照顾小孩,接待访客,安排主人日常行程等,一切我们可以想到的,机器人都能帮我们完成,带来极大的便利。
在外观设计上,可以定制化实现自己心目中的机器人。完全按你所思所想,为你打造最完美的机器人。

      在功能上,也可以按照自己的想法设定,赋予其情感,使其陪你玩耍,帮你工作等。

      在维护方面,也只需要到厂家重新安装数据盘,即可还给你一个一模一样的机器人。

      依据机器人的应用范围分为工业智能机器人、农业智能机器人、服务智能机器人、探索智能机器人。
 
  (1)工业智能机器人。工业智能机器人依据具体应用的不同,通常又可以分成焊接、装配、喷漆、码垛、搬运等多种类型。作为具有智能的工业机器人,他们在很多方面超越了传统机器人。在工业生产中应用机器人,可以方便迅速地改变作业内容或方式,以满足生产要求的变化。比如,改变焊缝轨迹,改变喷漆位置,变更装配部件或位置等等。随着对工业生产线柔性的要求越来越高,对各种机器人的需求也就越来越强烈。
  
      (2)农业智能机器人。随着机器人技术的进步,以定型物、无机物为作业对象的工业机器人正在向更高层次的以动、植物之类复杂作业对象为目标的农业机器人发展,农业机器人或机器人化的农业机械的应用范围正在逐步扩大。农业机器人的研究开发目前主要集中耕种、施肥、喷药、蔬菜嫁接、苗木株苗移栽、收获、灌溉、养殖和各种辅助操作等方面。
 
  (3)探索智能机器人。机器人除了在工农业上广泛应用之外,还越来越多地用于极限探索,即在恶劣或不适于人类工作的环境中执行任务。例如,在水下(海洋)、太空以及在放射性(有毒或高温等环境中进行作业,空间机器人是指在大气层内和大气层外从事各种作业的机器人,包括在内层空间飞行并进行观测、可完成多种作业的飞行机器人,到外层空间其他星球上进行探测作业的星球探测机器人和在各种航天器里使用的机器人。
  
  (4)服务智能机器人。主要应用在清洁、护理、执勤、救援、娱乐、和代替人对设备维护保养等场合,可以进行简单的对话和端水送药。
 
      继2013年中国成为工业机器人第一大市场之后,2014年,中国市场又销售了占据全球销量四分之一的工业机器人。因此国际机器人联合会就预测,到2017 年,中国的工业机器人数量将会超过世界上其他任何国家,这一巨大的市场给中国机器人这一新兴产业带来了巨大的发展机遇。

      随着人工智能理论和技术的不断完善,应用范围领域也在逐渐向多方向发展。未来,人工智能虽然不能向人类一样,拥有自己的意识和思维方式,但是这种自我思考的人工智能已经打破了常规。未来,人工智能带来的产品,或许将是人类智慧的“容器”。由此,对于未来人工智能应用方向,也将会成为热点。

      在汽车业的应用:

      汽车在人们的日常生活已经扮演着一个独立空间的角色,是人们在家和工作之外的“第三场所”,因而成为工业4.0的重要入口。汽车与智能化的车载系统集成,打开了汽车进入开放互联网的路径,使汽车成为互联网的一个节点。

      当前,德国工业4.0如火如荼,我国也将实施“中国制造2025”国家战略,二者的核心都是智能制造。智能制造包括智能产品、智能装备、智能工厂、智能管理和智能服务等方面,涉及到信息化系统的集成应用,以及物联网、工业机器人、AGV、立体仓库、智能加工中心和柔性自动线的广泛应用,因此,对汽车整车和零部件企业实现转型升级有特殊重要的意义。

      智能汽车为人们提供更加便捷的服务,比如实时导航、车位自动识别、远程诊断与救援、远程暖车等。无人驾驶汽车出现又将极大改变人们交通出行和生活方式,人们可以在路上办公、上网,而又能安全地到达目的地。

      汽车行业是应用信息技术最为密集的行业之一,汽车产品本身已成为一个机电软一体化的智能产品,无人驾驶汽车、新能源及混合动力汽车、新材料的应用等方面,已成为汽车企业关注的热点。虽然中国已成为全球汽车行业产销第一大国,但是汽车行业产能过剩明显,市场竞争白热化。因此,中国汽车制造企业必须有效利用信息技术(如PLM、ERP、SCM、MES、质量管理、BI、移动应用、电子商务、BI等)改善企业管理,推进精益生产和智能制造。

      在家具业的应用:

      “互联网+”推动家居行业实现智能制造

      家具制造企业普遍推进由生产型制造向服务型制造转变,定制化生产模式和柔性制造模式逐步推广。

      “互联网+智慧家居”将有望改变这种现状。通过对家具制造业定制化模式的不断完善,企业可以从产品研发、价格体系建立、产品设计软件、电子商务平台、工业级物料拆分、条码生产管理、设备自动接入等业务模块,实现对整个流程的监管,扩大定制化规模化。通过该模式在行业内复制和推广,用户将便捷地通过企业电商平台完成个性化定制,待家具交付时,又以‘搭积木’的方式完成定制化安装。更为关键的是,这些业务模块与设计、制造、装修等各个流程可以实现无缝连接。

      可以预见,在“互联网+”和智能制造两大引擎的推动下,家具制造业、家居业和家装业将走出一条多维一体化融合式发展的道路,让“私人定制”实至名归。

      在航空业的应用:

      从马航MH370到亚航QZ8501的空难,一次次呼唤业界对航空安全的重视;信息技术的高速发展,以信息物理融合系统为主的工业4.0革命在各工业强国渐成共识,作为具有代表性的高科技产业航空业也面临着信息技术带来的组织形态变革。

      智能制造给航空产品研制过程带来的变革主要体现在以下方面:

      (1) 智能加工工艺

      数字化加工过程是根据设计模型和工艺要求确定加工工艺及程序,基于空间和时间的确定性关系来完成产品制造,加工状态是依靠人员监控、事后检测来确认的,难以实时掌握加工过程中工况变化并及时调整,导致航空产品零部件质量一致性不稳定、表面质量状态波动大。

      智能加工工艺形成一种实时优化调整模式,制造过程中增加对加工过程、时变工况的在线监测,利用智能化技术对获取的加工过程状态信息进行实时分析、评估和决策,实现对加工过程的自主学习和决策控制;通过自主学习形成工艺知识库,支持工艺设计与程序设计过程,实现工件加工工艺的自主决策设计和优化。

      (2) 智能装备及智能制造单元

      数控装备是按确定的空间关系和程序逻辑来运转的,随着数控系统计算处理能力的不断提升和功能部件不断发展完善,数控装备的加工效率、稳定性、灵活性、信息处理能力都有了极大的提高,基于工况的自主处理能力日趋增强。

      航空制造领域的智能装备及智能制造单元主要包括智能机床、智能机器人、智能控制装置及系统、智能物流系统、传感识别及信息采集装置等,能够对制造过程中运动、功率、扭矩、能量、信息等状态进行实时监测,并实现基于规则的自主决策与自适应控制

      在国内,除传统意义上的航空工业外,航天、兵器、电子等多个有大概念飞行器设计经验或信息技术优势的机构都在大力发展无人机系统。复杂无人机系统已经被公认为成为未来航空制造的新高地。大量的信息化设计和控制模块开发,配合少量机体制造,或许就是未来航空制造的主体。

      在家电业的应用:
 
      智能家电技术使家电变得那么的高科技。伴随着技术的发展,今后人们不仅可以对家用电器实现远程控制,还可以通过软件控制对家电进行升级。可以想象21世纪的家电会更加聪明。
    
      在酷热的天气下一回家,就能进入到一种清新凉爽的世界中,吃到温度适宜的可口饭菜,那么您可以在回家之前通过网络指挥家里的空调、保温餐桌开始工作,让室内保持一种合适的温度。这看起来好像不可思议,然而随着智能家电技术的发展,这一切也许很快就会成为现实。
    
      智能家电简单地说就是把我们家中所使用的电器与科技相结合,从而可做到远程控制、远程查询。方式的不同,模块程序也略有不同,但是它们的功用是完全相同的。家庭集中控制器和通讯模块直接构建了一个家电智能平台,它们也是智能家电技术的核心。
    
      智能家电的优势使它成了未来人们生活发展的一种方向,而这一概念的提出缘于1999年3月美国微软公司提出的以信息家电为核心,这一计划在某种程度上促进了智能家电的普及发展, 同时也触动了技术人员着手考虑家电智能化的问题。为了抢占智能家电技术的制高点,世界上有不少国家纷纷涉足这一产业和制造产业的交叉领域。

      随着智能家电的发展,智能家电产生的大量用户消费数据,将成为电子商务商家最具价值的消费数据;家电本身的运行数据则成为家电大厂商“工业互联网”的重要数据。这一切都离不开强有力的“云计算”系统的支撑。不难想象,有一天家里的智能冰箱会自动提醒冰箱里的水果已经过期,并推荐来自天猫的生鲜水果。

      在医疗业的应用:

      手术机器人

      手术机器人不是真正的自动化机器人,它们向手术提供了有用的机械化帮助。这些机器仍然需要外科医生来操作它们并对其输入指令。 这些手术机器人的控制方法是远程控制和语音启动。

      手术机器人在控制切口大小和手术精密度上比人类更灵活、更有效率。在具体医学实践中,操控得当的手术机器人或机械手臂能在切除癌细胞、子宫切除手术、心脏搭桥上可以用更精密的手法完成手术。这也就意味着机器人手术可以让伤疤遗痕更小、出血更少,医生使用机器手臂能够将创伤降至最低程度。
 

      远程医疗机器人。

      这些机器人可以在社区医院、患者家、病房等地方发挥医生替身的作用。一个医生远程控制机器人,就能够长期跟踪一个患者的生活,监督其生活习惯,为其提供更为彻底的疗程。

      在电子业的应用:

      2014年,国内消费电子大步跨入智能云时代,4G 网络的全面覆盖,让消费电子智能化成为行业趋势。可穿戴式产品、智能电视、智能手机、平板电脑、超级本、电子阅读器等多领域智能终端备受消费者青睐,中国已经超越美国,成为全世界最大的消费电子市场,都是不争事实。据捷孚凯(GfK中国)发布的《2014年中国技术型消费电子市场趋势预测》指出,2014年中国消费电子市场零售规模将达到17957亿元人民币,同比增长10%,高端、智能、健康家电产品成为市场热点,万亿级市场将为电子制造业带来极为庞大的潜力空间。

      在3D打印上的应用:

      生物3D打印技术3D生物打印机是利用一层层的生物构造块,制造真正的活体组织。它有两个打印头,一个放置最多达数万个人体细胞,被称为“生物墨”;另一个可打印“生物纸”。所谓生物纸其实是主要成分是水的凝胶,可用作细胞生长的支架。3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞,所以不会产生排异反应。
 

      智能制造是实现中国制造业由大变强的基础,也是落实“中国制造2025”的关键,尽管,目前中国企业在实现智能制造的道路上,还存在着技术、人才、工业基础等诸多的难题,但是,智能制造趋势不可阻挡,自动化、数字化、网络化、绿色环保的制造模式将是未来的发展方向。此次中国智能制造发展推进大会的成功举办,将为智能制造提供更多的理论和技术支持,让更多的企业寻找到更适合自己的智能制造之路,从而推动中国制造业整体向前。
 
关键词: 信息化
 
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