浅谈智能制造与新一代机器人技术

自从迈入新世纪后，社会已经进入信息化以及科学化时代，并且智能化也是信息技术发展到更高级的主要表现形态，并且所在基因以及脑神经等知识的不断深入，使生物科技得到极大程度上的提高，并且智能科学技术正在为基础科学推动新的动力，并且为现代制造以及信息技术领域提供多种应用技术，例如计算机视觉以及机器人规划等，随着各种技术的应用范围越来越广，最终形成新一代的技术成果智能机器人，智能机器人具有可以与人类大脑相同作用的处理器，并且也与操作的人员有着关系。

1  智能机器人的发展

目前我国已经将机械人作为国家发展的主要战略，并且在工业4.0体系中，起到非常重要的支撑作用，存在较大的风险，属于三高产品，技术应用程度高，所需人才质量高以及资金的使用效率高，并且作为三高技术整体市场的产出率较低，影响机械人的推进以及发展。目前市场对机器人的需求范围较广，在3C行业中，需要灵巧性较强的机械人，在大型制造业中则需要劳动强度较高的机器人，需要机械人与人协调发展，提高作业的水平。在非工业中，机器人所使用的方向为服务、养老以及航空水下工作等。在一些恶劣环境中，替代人类起到探索作用。

2  智能技术对智能制造起到的作用

经济的发展需要不断对工业技术进行提升，每一轮的工业革命都会对经济产生促进作用，而工业革命的基础便是科技水平的提升，因此为保证经济的稳定发展需要保证信息技术以及人工智能等技术的应用，具体内容如以下：

2.1  信息技术的发展，在最近的几十年来，随着半导体行业的不断开展，使信息行业得到飞速的发展，并且芯片技术以及通讯等技术也得到飞速的发展，在十几年之间，各种新一代的信息技术已经得到重要的突破，并且体现出较快的发展趋势。

2.2  数字化技术以及网络化技术已经逐步的被应用在社会的多个领域，因此使信息技术正式迈入网络时代，使信息革命进一步的提高。

2.3  系统集成式创新，集成式属于一种新的创新方式，通过多种信息技术以及工具，可以对其中的创新要素以及内容进行选择，形成更加集成化的优势，集成创新的主要特点为灵活性，需要加强产品的多样化以及质量的重视，集成创新的主要目的便是将所有要素集结在一起，可以占据市场的更多份额，为自身谋取更大的经济利益，例如智能手机以及电动汽车等。

2.4  人工智能技术，人工智能技术已经得到快速的发展，无论在数量还是质量上，都有着较大的提高，使用机械人的学习能力以及所能执行任务的复杂程度也在日益提高，人工智能技术的发展以及普及程度也会使工业水品达到更高的标准。它已经成为今后数十年发展的主要应用技术。

3  智能制造技术的结构

3.1  智能制造技术

此技术是通过计算机模拟人类分析以及推理等一系列操作，并且将这些智能活动于智能机器人相融合在一起，并且将其横穿在多种智能活动以及企业的生产活动中，可以实现整体制造行业的高度集成化发展，可以将多种脑部活动进一步的延伸，可以有效替代脑力劳动节省人力资源，将制造业的专家信息录入其中，极大程度上提高生产效率^[4]。

3.2  智能制造系统结构

智能制造系统主要分为三点内容，分别为生命周期、系统层级以及智能功能，智能制造系统主要的作用为对智能制造体系结构以及框架进行研究，生命周期属于将生产、销售等价值创造活动的集合，系统的层级分为设备层、控制层以及系统层，智能制造的系统层级可以体现系统的智能化以及协议化，并且使网络呈现扁平化的发展趋势，智能功能可以实现系统的集成以及信息的融合^[5]。

4  新一代机器人技术

新一代机器人与传统机器人相比，可以具有一定的适应能力以及智能程度，属于智能设备的一种，其本身的主要工作原理为通过传感器适应已知道的环境，然后分配任务，开展作业。对于智能机器人来说，需要其具备三个功能，分别为，感觉要素、运动要素以及思考要素，可以根据所感觉到的视觉以及传感器的大范围感知，属于接触型传感器，在智能机器人的三种要素中，可以发挥人类的眼、口等作用，在实际应用的条件下，可以通过超声波传感器以及图像传感器等电子元件实现各方面的操作。运动要素需要智能机器人具有轨道性的移动结构，可以适应平地以及台阶等不同的地理运动环境，并且在轮子以及支脚吸盘的作用下，可以实现移动，同时在运动过程中对移动机构进行控制，例如位置控制、力度控制以及混合控制等，智能机器人的思考要素也是三要素的关键内容，也是需要赋予机械人的必备要素，可以进行逻辑分析以及判断等一系列的智力活动，这些智力活动也是信息处理的整个过程，通过计算机实现整个过程的处理。智能机器人也可以根据自身的智能程度分为多种类型，例如传感型机器人以及交互型机器人等，传感型机器人并没有相应的智能系统，只能简单的通过执行机构以及感应机构，运用多种传感信息，对其中的各类信息进行处理，达到控制以及操作的目的，并且在外部计算机的作用下，也可以通过外部计算机上的处理单元，借助计算机实现痕迹信息获取以及姿态的调整，并且通过多种指令操纵计算机移动，以目前情况来看，机械人小组比赛中，小型组所使用的机器人便是属于此种类型。而交互型机器人可以利用计算机系统，实现与操作员的沟通，然后达到机器人操控的目的，并且具有一定处理问题的能力，可以自动进行移动以及躲避等功能，但是仍然受到外部的控制，在自主型机器人设计完成后，不需要人工的干预，可以自动在多种环境中完成任务，并且其本身具有感知以及处理等能力，可以使其自主独立的进行各种操作。而全自主移动机器人的主要特点为自主性以及适应性，自主性指在一定环境下，不受外部干预的同时可以自主执行任务，其适应性较强，可以自主识别以及对周围物体测量，然后根据环境变化，不断调整自身的工作参数，并且紧急处理。

在新一代机械人核心技术中，主要应用的技术有五种，分别为以下：

4.1  传感器技术，传感器技术的主要作用为通过传感器明确自身的情况以及外部环境。

4.2  伺服技术，作为智能机器人的伺服系统，机器人可以实现基本运动，是由液压泵、运动控制器技术组成。

4.3  控制技术，控制技术可以在复杂的工作环境中，将已经分配的工作转变为机器人的运动，是我国重点发展的控制技术之一。

4.4  交互技术，交互技术是一种通过极速三级实现人机界面交互的技术。

4.5  网络信息技术，机器人互联所形成的网络系统，可以帮助机械人分工协作能力，使生产效率得到提高。

5  结语

以目前情况来看，智能制造技术已经在不断的发展，并且已经形成以传感器以及自动化生产线为主的智能制造装备体系，但是仍具有一定的缺陷，例如创先技术较弱以及核心竞争能力不足等问题，智能制造也是未来制造业发展的主要趋势，因此需要发展新一代的智能机器人技术，使制造业加快转型，减少能源的使用，使产业的生产效率极大程度上提高，并且在实现提升产品创造量的同时，也可以减少能源的消耗。