智能制造生產(chǎn)線技術(shù)及應(yīng)用 教案 1-2 智能制造領(lǐng)域核心技術(shù)

XXXXX學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)XXXX—XXX學(xué)年第X學(xué)期課程名稱：授課班級(jí)：任課教師：所在系部及教研室：

本單元標(biāo)題智能制造領(lǐng)域核心技術(shù)教學(xué)目的通過對(duì)智能制造技術(shù)的理解，提高學(xué)生知識(shí)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信心。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)理解智能制造在制造業(yè)中的地位；掌握智能制造的核心技術(shù)。提高學(xué)生對(duì)智能制造對(duì)制造強(qiáng)國作用的影響力的理解；通過對(duì)智能制造技術(shù)的理解，提高學(xué)生知識(shí)素養(yǎng)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重難點(diǎn)：解決方法：參考資料[1]汪勵(lì),陳小艷.工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2014.[2]李志謙.精通FANUC機(jī)器人編程、維護(hù)與外圍集成[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2020[3]陳曉明,霍永紅,項(xiàng)萬明.工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程(FANUC)初級(jí)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2022.[4]王哲祿,何紅軍.工工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程與集成技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2022.[5]廖常初.S7-1200PLC應(yīng)用教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2020.[6]鄉(xiāng)碧云.自動(dòng)化生產(chǎn)線組建與調(diào)試(第2版)—以亞龍YL-335B為例（三菱PLC版本）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2023.單元教學(xué)設(shè)計(jì)第一部分：復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容第二部分：新課導(dǎo)入及學(xué)習(xí)新內(nèi)容（時(shí)間：30分鐘理論）【步驟一】新課導(dǎo)入引導(dǎo)問題什么是信息化技術(shù)、工業(yè)化技術(shù)？說出你的理解。請(qǐng)同學(xué)根據(jù)所學(xué)所識(shí)積極思考，踴躍發(fā)言【步驟二】新知識(shí)的講授一、智能制造是實(shí)現(xiàn)我國制造業(yè)由大變強(qiáng)的核心技術(shù)2021年12月，新華日?qǐng)?bào)經(jīng)濟(jì)周刊·長(zhǎng)三角數(shù)字經(jīng)濟(jì)大會(huì)特刊在北京發(fā)布了《2020年中國制造強(qiáng)國發(fā)展指數(shù)報(bào)告》。報(bào)告顯示，雖然在新冠肺炎疫情、世界經(jīng)濟(jì)衰退、中美貿(mào)易摩擦等多重沖擊下，中國實(shí)現(xiàn)了世界主要國家中制造強(qiáng)國發(fā)展指數(shù)最大增幅，其次是美國、印度、日本和韓國。不僅如此，我們還在全國主要經(jīng)濟(jì)體中實(shí)現(xiàn)了制造業(yè)規(guī)模唯一正增長(zhǎng)，這也成為支撐中國經(jīng)濟(jì)在2020年由負(fù)轉(zhuǎn)正、并持續(xù)回升的主要推動(dòng)力。我國制造業(yè)強(qiáng)大“韌性”來自于黨中央的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、堅(jiān)實(shí)的制造基礎(chǔ)、完整的工業(yè)體系、不斷健全的產(chǎn)業(yè)鏈、豐富的人力資源及持續(xù)提升的創(chuàng)新能力。應(yīng)該說制造強(qiáng)國的建設(shè)信心大幅提升，長(zhǎng)三角的制造業(yè)是相當(dāng)發(fā)達(dá)的，也是制造強(qiáng)國建設(shè)的主力軍，是重要的支撐力量。中國工程院在《制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究報(bào)告》中指出，智能制造是實(shí)現(xiàn)我國制造業(yè)由大變強(qiáng)的核心技術(shù)和主線，綠色制造是重要保障，特別提出要優(yōu)先推進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。發(fā)展智能制造，就是要用數(shù)字技術(shù)和智能技術(shù)賦能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。第一，智能制造本身可以改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。第二，數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過程的全鏈條，能從生產(chǎn)、銷售、服務(wù)各個(gè)方面促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，包括出現(xiàn)新業(yè)態(tài)、新模式，也是區(qū)域發(fā)展的新途徑。數(shù)字技術(shù)和智能技術(shù)能變革制造業(yè)發(fā)展模式，一個(gè)是制造模式的變革，真正實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化制造；還有一個(gè)是變革管理模式，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理；第三個(gè)是變革管理方式，真正把數(shù)字世界和物理世界滲透融合，最終實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物全面互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)全生命周期和全制造流程的數(shù)字化、制造化。二、推進(jìn)智能制造要把掌握關(guān)鍵核心技術(shù)作為重點(diǎn)工信部產(chǎn)業(yè)政策司巡視員辛仁周在出席“2017中國智造業(yè)年會(huì)”時(shí)提出：“智能制造領(lǐng)域一些關(guān)鍵核心技術(shù)仍掌握在別人手里，未來推進(jìn)智能制造一定要把掌握關(guān)鍵技術(shù)、核心設(shè)備作為重點(diǎn)?！薄爸悄苤圃焓窍冗M(jìn)的信息技術(shù)和先進(jìn)的制造技術(shù)深度融合，貫穿于制造業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制和經(jīng)營管理、售后服務(wù)等一個(gè)全過程，是一種嶄新的生產(chǎn)方式。經(jīng)過多年發(fā)展，我國在信息技術(shù)、硬件、先進(jìn)制造等方面都取得了很大進(jìn)步，一些產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入世界前列，但從總體適應(yīng)智能制造的發(fā)展趨勢(shì)、滿足大量推進(jìn)智能制造的要求來看，仍有一些關(guān)鍵核心技術(shù)跟國外有較大差距。”辛仁周強(qiáng)調(diào)，推進(jìn)智能制造一定要把掌握關(guān)鍵技術(shù)、核心設(shè)備作為重點(diǎn)。“關(guān)鍵技術(shù)控制在別人手里，可以說這是一個(gè)命門、一個(gè)軟肋、一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，未來一定要把科技創(chuàng)新作為第一動(dòng)力?！比?、智能制造是推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的主要技術(shù)路線進(jìn)入新時(shí)代，國家確定并全力推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，加快建設(shè)制造強(qiáng)國、加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)成為我國的國家戰(zhàn)略。習(xí)近平總書記指示，要以智能制造為主攻方向，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級(jí)，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉(zhuǎn)變，以鼎新帶動(dòng)革故，以增量帶動(dòng)存量，促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式形成了歷史性交匯，智能制造是主要的交匯點(diǎn)，新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合所形成的新一代智能制造技術(shù)成為了新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)，也成為了第四次工業(yè)革命的核心驅(qū)動(dòng)力。智能制造是一個(gè)大概念，大系統(tǒng)。智能制造是先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品、制造、服務(wù)全生命周期的整個(gè)環(huán)節(jié)以及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化集成，實(shí)現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，不斷地提升企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益和制造的水平。智能制造系統(tǒng)主要是由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)和智能服務(wù)三大功能系統(tǒng)以及智能制造云和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)兩大支撐系統(tǒng)集成而成的。智能制造是貫穿產(chǎn)品全生命周期的一個(gè)大的創(chuàng)新系統(tǒng)，同時(shí)智能制造也是一個(gè)不斷演進(jìn)的大系統(tǒng)，它包含了智能制造三個(gè)基本范式，也就是數(shù)字化制造：第一代智能制造；數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造或者是互聯(lián)網(wǎng)+制造是第二代智能制造；第三代智能制造也就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化制造，我們也稱之為新一代智能制造如圖1-7。我國必須充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)行并聯(lián)式的發(fā)展方式，也就是要數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化并行推進(jìn)，融合發(fā)展的技術(shù)方針。圖1-7智能制造演進(jìn)圖四、智能制造是第四次工業(yè)革命的核心技術(shù)回顧制造系統(tǒng)的發(fā)展歷史，制造系統(tǒng)發(fā)展的第一個(gè)階段是傳統(tǒng)的制造和人物理系統(tǒng)，歷史上人類不斷的發(fā)明創(chuàng)造各種不同的機(jī)械，這種由人和機(jī)器所組成的制造系統(tǒng)大量替代人的體力勞動(dòng)，大大地提高制造的質(zhì)量和效率，社會(huì)生產(chǎn)力得以極大提高。這些制造系統(tǒng)由兩部分組成，人和物理系統(tǒng)就是機(jī)器兩大組成部分，因此稱之為人物理系統(tǒng)，制造系統(tǒng)的第一個(gè)階段是傳統(tǒng)的，物理系統(tǒng)是這個(gè)系統(tǒng)的主體，而人是這個(gè)系統(tǒng)的主宰和主導(dǎo)。制造系統(tǒng)發(fā)展第二個(gè)階段進(jìn)入了數(shù)字化制造的階段，這時(shí)系統(tǒng)發(fā)展成為人、信息和物理系統(tǒng)，數(shù)字化制造，我們說是智能制造的第一種基本范式，也可以稱之為第一代智能制造。在這個(gè)過程中，與傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)相比，數(shù)字化制造系統(tǒng)本質(zhì)的變化是在人和物理系統(tǒng)之間增加了一個(gè)信息系統(tǒng)，從原來的人、物理二元系統(tǒng)進(jìn)化成了人、信息和物理三元系統(tǒng)，這有巨大的優(yōu)越性。再進(jìn)一步發(fā)展，制造系統(tǒng)發(fā)展的第三階段就是數(shù)字化的系統(tǒng)，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化制造的第二個(gè)基本形式就是互聯(lián)網(wǎng)+制造，即第二代智能制造，最大的變化在于信息技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)成為了信息技術(shù)的重要組成部分，互聯(lián)網(wǎng)+制造實(shí)質(zhì)上就解決了聯(lián)接這樣一個(gè)重大的問題。第三個(gè)階段，就是進(jìn)入了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化制造階段，進(jìn)入21世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)這些信息技術(shù)日新月異、飛速發(fā)展，并且極其迅速地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，形成了群體性的跨越，這些歷史性的技術(shù)進(jìn)步集中匯聚在了新一代人工智能上，是生產(chǎn)力的戰(zhàn)略性突破，新一代人工智能已經(jīng)成為新一輪科技革命的核心技術(shù)，充分認(rèn)識(shí)到新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展，將深刻地改變?nèi)祟惿鐣?huì)生活、改變世界，我們國家制定了新一代人工智能的發(fā)展規(guī)劃。抓住機(jī)遇，搶占先機(jī)。新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，就形成了新一代的智能制造技術(shù)。它是智能制造的第三種基本范式，本質(zhì)是人工智能+互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化制造，它的最大變化是在系統(tǒng)當(dāng)中增加了認(rèn)知和學(xué)習(xí)的部分，因此制造系統(tǒng)具備了認(rèn)知和學(xué)習(xí)的能力，形成了真正意義上的人工智能。最大的變化是在人和信息系統(tǒng)的關(guān)系上發(fā)生了根本性變化，用一句成語來比喻，就是從“授之以魚”變成了“授之以漁”。縱觀歷史，每一次工業(yè)革命都是共性賦能技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合，都有一種革命性的、共性的賦能技術(shù)，它能夠賦能制造技術(shù)，和制造技術(shù)深度融合形成了新的工業(yè)技術(shù)，成為這次工業(yè)革命的核心技術(shù)。前面三次工業(yè)革命的核心技術(shù)，分別是蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)和數(shù)字化技術(shù)。第四次工業(yè)革命的共性賦能技術(shù)就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化技術(shù)。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合又形成了智能制造技術(shù)，可以推動(dòng)各行各業(yè)、各種各類制造技術(shù)的創(chuàng)新升級(jí)，引領(lǐng)和推動(dòng)制造技術(shù)革命向縱深發(fā)展?？梢钥吹?，第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命分別是以蒸汽機(jī)和電力的發(fā)展和應(yīng)用作為根本動(dòng)力，極大地提升了生產(chǎn)力，人類社會(huì)進(jìn)入了現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)。而第三次工業(yè)革命是以數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用為標(biāo)志，推動(dòng)了工業(yè)革命的先進(jìn)發(fā)展，新一代智能制造技術(shù)的突破和廣泛應(yīng)用，將推動(dòng)形成這次工業(yè)革命新的高潮，引領(lǐng)真正意義上的工業(yè)4.0，實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命。抓住機(jī)遇，乘勢(shì)而上，實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)的開道超車，跨越發(fā)展。習(xí)近平總書記指出，現(xiàn)在我們迎來了世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，與我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式歷史性交匯期，我們既面臨著千載難逢的歷史機(jī)遇，又面臨著差距拉大的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我們要充分認(rèn)識(shí)到新的歷史交匯期可能同頻共振，有的歷史交匯期也可能是擦肩而過，所以新一輪工業(yè)革命對(duì)中國來說是極大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是極大的機(jī)遇。今后15年，正是智能制造這個(gè)新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，中國制造業(yè)必須要抓住這一千載難逢的歷史機(jī)遇，集中優(yōu)勢(shì)力量打一場(chǎng)戰(zhàn)略決戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性的歷史跨越，推動(dòng)中國制造業(yè)由大變強(qiáng)，進(jìn)入世界產(chǎn)業(yè)鏈的中高端，實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)的開道超車，跨越發(fā)展。五、信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制在智能制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)智能制造就是以信息技術(shù)為依托，將信息深度感知技術(shù)、精準(zhǔn)控制技術(shù)以及智能化決策技術(shù)等各環(huán)節(jié)深度應(yīng)用的過程，智能制造流程如圖1-8所示。而智能制造技術(shù)就是相關(guān)技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)為支撐分析某一系統(tǒng)，提升工作效率，達(dá)到節(jié)省人力、物力，增加效益目的的技術(shù)手段。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是其關(guān)鍵，人員借助該系統(tǒng)能夠完成各項(xiàng)分析工作，提高生產(chǎn)效率及時(shí)效性。圖1-8智能制造流程在智能制造發(fā)展過程中，只有將信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制應(yīng)用其中才能夠最大程度發(fā)揮效用，進(jìn)一步減少人工作業(yè)量。一方面可以減少產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)于人工的依賴，減輕人員工作壓力；另一方面能夠在很大程度上降低風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生率，提升生產(chǎn)的安全性和效率。與傳統(tǒng)制造相比，充分應(yīng)用信息化及自動(dòng)化技術(shù)的智能制造特征更明顯，可以通過模擬人類思維達(dá)到提升工作質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目的，對(duì)于推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)有重要現(xiàn)實(shí)意義。信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制的具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括以下幾點(diǎn)。（一）降低技術(shù)應(yīng)用門檻信息化及自動(dòng)化技術(shù)涉及內(nèi)容極為廣泛，綜合性強(qiáng)，既包括常規(guī)機(jī)械技術(shù)，也包括傳感技術(shù)等，將其于智能制造中用能夠有效加強(qiáng)各方聯(lián)系，而智能制造技術(shù)也可將信息化及自動(dòng)化技術(shù)作為應(yīng)用基礎(chǔ)，充分發(fā)揮二者優(yōu)勢(shì)，降低智能制造技術(shù)應(yīng)用門檻。此外，信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制有利于智能制造技術(shù)的完善，推動(dòng)智能制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)，智能制造技術(shù)對(duì)于信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制能夠起到反向推動(dòng)作用，促使其向多元化方向發(fā)展，進(jìn)一步發(fā)揮信息化、自動(dòng)化價(jià)值。（二）便于設(shè)備檢修在智能制造中應(yīng)用信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制能夠在較大程度上提升設(shè)備檢修的便捷性以及效果，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。一般情況下，智能化設(shè)備系統(tǒng)較為復(fù)雜，且內(nèi)部構(gòu)成要素多，一旦其中的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就需要耗費(fèi)較多時(shí)間及人力進(jìn)行繁雜的測(cè)試和維修。然而，在信息化、自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用下，相關(guān)工作人員可通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析在短時(shí)間內(nèi)了解問題出現(xiàn)的原因、位置并予以針對(duì)性修繕，在提升檢修效率的同時(shí)，能夠避免發(fā)生更嚴(yán)重的安全問題。其原因是設(shè)備中的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題后相應(yīng)的電路數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生改變，在對(duì)比電路物理量后，便可精準(zhǔn)鎖定故障部位。（三）拓寬技術(shù)應(yīng)用范圍智能制造技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)相比，特征尤為突出，其不僅操作更為便捷、效率更高，且安全性更強(qiáng)，因此在制造領(lǐng)域發(fā)揮了關(guān)鍵作用，能夠有效滿足當(dāng)前行業(yè)發(fā)展要求。將智能化制造與信息化技術(shù)、自動(dòng)化控制相結(jié)合可以在原有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓寬智能化技術(shù)應(yīng)用范圍，在更多行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。以機(jī)械制造中的遠(yuǎn)程操作為例，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)下工作者必須通過電信號(hào)傳輸完成操作，不僅穩(wěn)定性不強(qiáng)，且操作較復(fù)雜，而在信息化、智能化推動(dòng)下，智能制造技術(shù)得以更大范圍應(yīng)用，人員可通過網(wǎng)絡(luò)信號(hào)完成遠(yuǎn)程操作，非常便捷。六、機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的實(shí)踐運(yùn)用（一）傳感技術(shù)傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的核心技術(shù)，主要用于捕捉、傳輸生產(chǎn)制造中形成的數(shù)據(jù)信息。因此，當(dāng)機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用于智能制造時(shí)，要考慮傳感技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)用需求以及技術(shù)作用，有效體現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的價(jià)值。從智能制造實(shí)踐運(yùn)用來看，在生產(chǎn)制造過程中，部分零件的參數(shù)和生產(chǎn)信息無法真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集、整合、分析，不利于嚴(yán)格把控產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。若產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題且未及時(shí)修正，將直接影響生產(chǎn)制造效益。運(yùn)用傳感技術(shù)并結(jié)合相關(guān)的傳感設(shè)備、軟件系統(tǒng)，可以針對(duì)生產(chǎn)制造全過程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)管理，有效監(jiān)控各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，及時(shí)獲取生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合預(yù)設(shè)的既定參數(shù)審核產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)制造實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)控。傳感技術(shù)原理，如圖1-9所示。此外,可以結(jié)合生產(chǎn)過程形成的數(shù)據(jù)信息實(shí)施整合、存儲(chǔ)、分析，準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)制造各個(gè)流程的細(xì)節(jié)，保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，有助于及時(shí)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理?？傮w來看，傳感技術(shù)在智能制造中發(fā)揮了極大作用，對(duì)提高智能制造準(zhǔn)確性和機(jī)電一體化技術(shù)水平具有關(guān)鍵作用。圖1-9傳感技術(shù)原理（二）數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)是結(jié)合數(shù)字信息、借助計(jì)算機(jī)編程完成生產(chǎn)制造過程自動(dòng)化控制的制造技術(shù)，包括機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)依托于數(shù)控機(jī)床（如圖1-10所示）開展具體運(yùn)用。制造業(yè)是運(yùn)用數(shù)控技術(shù)的早期產(chǎn)業(yè)之一，因此數(shù)控技術(shù)是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，在促進(jìn)智能制造實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展方面具有重要作用。數(shù)控技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，保證生產(chǎn)制造精準(zhǔn)度。數(shù)控技術(shù)需要依托精密設(shè)備和自動(dòng)化控制系統(tǒng)才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，因而數(shù)控技術(shù)在實(shí)踐運(yùn)用中能夠獲得可靠的精密性和自動(dòng)性支持，保證智能制造生產(chǎn)的產(chǎn)品與設(shè)計(jì)預(yù)期保持高度一致。在數(shù)控系統(tǒng)支撐下，可以補(bǔ)償制造過程形成的誤差，以提高生產(chǎn)加工精準(zhǔn)度，確保產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面，保證智能制造生產(chǎn)效率。有效運(yùn)用數(shù)控技術(shù)可以大幅度提高機(jī)床生產(chǎn)加工效率，通過多種自動(dòng)化控制功能縮短生產(chǎn)加工時(shí)間。圖1-10數(shù)控機(jī)床（三）智能機(jī)器人人工智能主要針對(duì)模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的理論、技術(shù)、實(shí)踐進(jìn)行研究、開發(fā)以及應(yīng)用，分屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)。人工智能技術(shù)通過對(duì)人類行為、思維等方面的研究、開發(fā)以及應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)程序的輸入輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)人類行為的高度還原，旨在利用人工智能技術(shù)解決人類不便處理與應(yīng)對(duì)的各種難題。在智能制造中運(yùn)用智能機(jī)器人技術(shù)（如圖1-11），可以根據(jù)生產(chǎn)制造的具體需求調(diào)整智能機(jī)器人編程內(nèi)容，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和控制，確保智能機(jī)器人能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序高效、有序地完成生產(chǎn)制造工作，確保生產(chǎn)過程順利。圖1-11智能機(jī)器人（四）柔性制造柔性制造系統(tǒng)需要傳輸系統(tǒng)的支持。傳輸系統(tǒng)能夠有效連接生產(chǎn)制造系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備，將待加工零部件傳輸至其他設(shè)備完成生產(chǎn)加工流程。柔性制造系統(tǒng)一般包括3個(gè)部分：一是加工設(shè)備，包括數(shù)控機(jī)床和零部件加工中心；二是存儲(chǔ)和移動(dòng)設(shè)備，負(fù)責(zé)零部件及待加工物料的存儲(chǔ)和移動(dòng)；三是信息處理和控制設(shè)備主要采用核心系統(tǒng)群控，負(fù)責(zé)生產(chǎn)加工全過程控制，包括各項(xiàng)指令傳遞、生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)信息反饋、生產(chǎn)加工計(jì)劃擬定以及產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)管理等。從智能制造的角度分析，運(yùn)用柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，柔性制造系統(tǒng)有較為良好的生產(chǎn)加工能力，即使生產(chǎn)加工機(jī)床發(fā)生故障，系統(tǒng)也可以自動(dòng)繞過故障，確保生產(chǎn)加工連續(xù)。另一方面，柔性制造系統(tǒng)可以保障產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高效、順暢的產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、移動(dòng)全流程，有效保障產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品精確度。圖1-12為智能柔性系統(tǒng)舉例。圖1-12智能柔性系統(tǒng)在實(shí)踐運(yùn)用中，智能制造有機(jī)結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)，可以彌補(bǔ)智能制造存在的不足，突破智能制造局限性，使機(jī)電一體化技術(shù)與智能制造技術(shù)、智能制造系統(tǒng)充分融合，大幅提升智能制造的實(shí)踐效果和生產(chǎn)制造成效。智能制造與機(jī)電一體化技術(shù)具有良好的互通性，因此在實(shí)踐運(yùn)用中不存在過多問題，也不會(huì)產(chǎn)生高額的費(fèi)用，且獲得的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。持續(xù)提高智能制造水平，將推動(dòng)我國制造產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，有利于制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中展現(xiàn)出更高的經(jīng)濟(jì)效能，提供先進(jìn)的技術(shù)支持。七、VR/AR在智能制造中的應(yīng)用為了使制造業(yè)變得越來越智能，新的智能制造系統(tǒng)需要無縫連接物理世界和數(shù)字世界《虛擬現(xiàn)實(shí)／增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，即VR（VirtualReality）/AR（AugmentedReality），因?yàn)榫哂覐?qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化和交互性、沉浸性的特點(diǎn)而被譽(yù)為是一種可以拓展人類感知能力、改變產(chǎn)品形態(tài)和服務(wù)模式的新興技術(shù)，對(duì)制造業(yè)而言，其改變了產(chǎn)品研發(fā)過程中的信息流；為制造過程提供可視化、輔助和擴(kuò)展空間；有助于在開發(fā)過程的早期階段發(fā)現(xiàn)并避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；減少了物理原型的數(shù)量，并為企業(yè)節(jié)省了時(shí)間和成本。在許多智能制造應(yīng)用中，VR/AR被認(rèn)為是改善和加速產(chǎn)品和工藝開發(fā)的寶貴工具。VR/AR作為新一代計(jì)算平合，支持人類對(duì)智能制造系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的、與生產(chǎn)背最相關(guān)的可視化訪問。雖然人工智能、數(shù)字化技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，但很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人類仍將在制造操作中扮演著不可或缺的角色，VR/AR是實(shí)現(xiàn)以人為本的智能制造的核心技術(shù)。VR/AR在裝配應(yīng)用、維護(hù)和培訓(xùn)、產(chǎn)品測(cè)評(píng)、智能工廠布局、物流和倉儲(chǔ)管理發(fā)揮廣泛作用，能大幅度提升設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配、規(guī)劃和物料管理效率。信息流和物流是智能工廠正常運(yùn)行的兩條動(dòng)脈。相比而言，針對(duì)物流和倉儲(chǔ)的可視化研究不是很多，但是這個(gè)行業(yè)的發(fā)展可以促進(jìn)AR技術(shù)的成熟。目前已有一些商業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開始涉足物流與倉儲(chǔ)可視化技術(shù)。物流行業(yè)中，分揀步驟耗費(fèi)時(shí)間最多《根據(jù)ＤＨＬ的調(diào)查報(bào)告，倉儲(chǔ)管理的分揀和運(yùn)輸貨物占物流總成本的11%~13%。分揀人員利用AR可以擴(kuò)展視角，從而確保更多的可見性、靈活性、指引性以及前瞻性。從而節(jié)省了搜索和分類時(shí)間，大大提高工作效率。AR在物流與倉儲(chǔ)管理中應(yīng)用的核心技術(shù)是掃描技術(shù)。掃描精度和掃描速度將決定AR能否在物流應(yīng)用得到推廣，當(dāng)前多數(shù)AR分揀指引系統(tǒng)都是基于視覺的掃描技術(shù)，