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谭建荣院士:智能制造与智能装备的关键技术与发展趋势
发布时间:2024-06-17
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发布时间:2023-04-14 来源:中自网 类型:自动化要闻 123人浏览

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导  读:

当前,信息技术发展迅速,改变了人类的生产方式、生活方式、思维方式,也改变了人类的学习方式。随着信息的快速发展,当前形成了新一代信息技术。主要有四个特点:由互联网技术发展到物联网技术,由虚拟现实技术发展到增强现实技术,由网格计算技术发展到云计算技术,由机器学习技术发展到深度学习技术,形成了几个典型的综...,机器人,人工智能,智能,智能,智能制造,人工智能

  当前,信息技术发展迅速,改变了人类的生产方式、生活方式、思维方式,也改变了人类的学习方式。随着信息的快速发展,当前形成了新一代信息技术。主要有四个特点:由互联网技术发展到物联网技术,由虚拟现实技术发展到增强现实技术,由网格计算技术发展到云计算技术,由机器学习技术发展到深度学习技术,形成了几个典型的综合交叉领域,包括工业互联、混合现实、大数据、人工智能等。


  中国的制造业通过40年改革开放取得了很好的成绩,特别是广东、福建、浙江、江苏、山东、沿海一带,制造业发展非常快,从某种角度上来说发展的也非常好。虽然制造业取得了很大成绩,同时也存在一些问题。无论是央企、国企还是民企,都需要转型升级。制造企业转型升级要依靠数字化制造、网络化制造、智能化制造的技术来帮助企业提升产品的质量,提升生产的效率等等。


  中国工程院最近做了三个重大咨询项目:一是周济院长牵头的制造强国发展战略,主要是智能制造、工业强基、绿色制造。路甬祥是我们浙江大学的老校长,提出了创新设计发展战略,强调技术创新、产品创新和模式创新。中国工程院前常务副院长,也是浙江大学老校长潘云鹤院士,提出了中国人工智能2.0,重点强调大数据智能、群体智能、跨媒体智能。


  无论是美国的先进制造计划、德国工业4.0,还是中国企业转型升级,都需要用到“智能设计+智能制造”。智能产品是智能制造和服务的价值载体,而智能装备又是智能产品中的重中之重,是工业的母机。机电产品经历了机械化、电气化、信息化,目前正向智能化方向发展。对企业来说,最重要的是要做好一代产品、一代装备,而要做好一代产品、一代装备,首先就需要一代的工艺,产品是解决做什么的问题,工艺是解决怎么做的问题。对批量生产而言还需要一代的模具,而所有这些都需要一代的设计。只有通过一代设计,我们才能把一代产品真正做好,才能掌握行业的核心技术。


  对于智能制造,当前大家的积极性都很高,政府的积极性很高,企业的积极性很高,专家的积极性更高,但是到底什么是智能制造?大家理解的不一样。科技部、工信部列了不少智能制造的项目,各级政府也列了不少智能制造的项目,我本人也参与了评审、验收、指南的写作等,我的团队也承担了一部分项目。但是到目前为止,大部分智能制造的项目还基本上是数字化、网络化、信息化的内容,有的还是机器人的应用、生产性的改造,离真正的智能制造还存在一定的差距,甚至存在不少差距。


  什么是智能制造?我个人理解智能制造就是把人工智能技术和产品设计制造技术融合起来,用智能的技术来解决制造的问题。具体展开来说,智能制造是指对产品全生命周期中设计、加工、装配等环节的制造活动进行知识表达与学习、信息感知与分析、智能决策与执行,实现制造过程、制造系统与制造装备的知识推理、动态传感与自主决策。


  做智能制造,打造数字化的车间,要用机器人技术、人工智能技术,但前提是首先要用好数字化技术、网络化技术。只有在数字化、网络化的基础上才能实现智能化。所有这些信息技术都不能替代产品设计技术、产品本身的制造技术,要把汽车技术和产品设计技术、产品制造技术有机融合起来。


  到底什么是人工智能?当前大家理解的很不一样,差异很大。我个人认为人工智能就像1950年英国zhuming科学家图灵发表的zhuming论文——《计算机能思维吗?》所指的那样。从这个角度出发,人工智能最浅显的表述是计算机思维,或者说计算机模拟人的思维,这就是人工智能。1956年,斯坦福大学麦卡锡教授、麻省理工学院明斯基教授、贝尔实验室香农、IBM公司洛切斯特四位学者首次提出人工智能概念。


  在过去60多年的发展过程中,相当长的时间里人工智能处于艰难的境地,相当长时间里研究人工智能的专家学者是坐冷板凳的。为什么?过去我们搞人工智能需要开发一个专家系统,而专家系统比较强调因果关系。90年代我学习人工智能就用Prolog和Turbo Prolog语言开发专家系统,需要几十万条甚至几百万条语言。最近几年,随着大数据、人工神经网络技术的兴起,从这个角度上来说,大数据和人工神经网络技术挽救了人工智能,给人工智能开辟了一条新的途径。因为大数据不强调因果关系,它强调关联关系,近年来随着神经网络、深度学习的发展,我们迎来了人工智能的黄金时期。


  那么,哪些人工智能技术可以在制造业中使用呢?我总结了八项技术:一是深度学习算法,二是增强学习算法,三是模式识别算法,四是机器视觉算法,五是数据搜索方法,六是知识工程方法,七是自然语言理解,八是类脑交互决策。把以上八项技术运用到装备制造业的实际制造中,就形成自感知、自适应、自学习、自决策。


  智能制造有三个核心问题:第一,知识库和知识工程。如何做智能制造?要把千百万设计人员的设计知识,加工人员的宝贵加工知识,管理人员的宝贵管理知识和服务人员的服务知识做到知识库里,用知识工程来引领我们的智能制造。而且这个知识不是死的,是活的,这需要动态传感、实时感知,最后能够实现自主学习和自主决策。所以从这个意义上说,制造知识是制造业中的灵魂。对企业来说,设备很宝贵,车间很宝贵,刀具很宝贵,但是最宝贵的是人才,或者说具有专门知识的人才,会设计、加工、管理、服务的人才。我们要把这些人才的知识做到知识库里,用知识工程来引领智能制造。


  第二,智能制造的三个层面。一是制造对象的智能化,二是制造过程的智能化,三是制造工具的智能化。制造过程的智能化是智能制造的保证,如何生产调度、如何加工等等,需要实现数字化、网络化、智能化,这时候智能制造就有了基本的保证。


  第三,智能制造的四个关键环节。智能制造从环节看,主要有智能设计、智能加工、智能装备和智能服务四个环节。首先是智能设计。前面列了很多项目,企业也搞了很多项目,加工方面、装备方面、自动化生产方面的比较多,智能设计的项目,列的非常少,可以说基本没有。没有智能设计,哪里来的智能制造,智能设计是智能制造的引领。设计需要在智能化、数字化、网络化的基础上实现智能化,才能创新设计出更多、更好、更新、受市场欢迎、受顾客欢迎的产品,企业才能发展和壮大,才能做的专精尖特,所以说智能设计是引领。当前企业家最苦恼的是什么产品是卖得掉的,什么样的产品顾客是受欢迎的。通过智能制造,一定要用智能设计来引领企业的发展,引领制造业的发展,引领智能制造本身的发展。


  人工智能和智能制造结合有哪些热点呢?我们可以认为是两条狗引领的,一条是波士顿“大狗”,一条是阿尔法狗(AlphaGo)。人工智能第一个热点是波士顿动力的“大狗”机器人,它是一个四条腿的机器人,同时它又是一个智能化的产品,所以它既是机器人的一个最高水平的表现,也是智能制造最高水平的一个体现。两条狗能奔、能跳、能行,逢山过山,逢河过河,而且两条狗的协调性非常好,动力非常强劲,运动非常自如,跨栏水平非常高,远远超过一般的跨栏运动员。什么时候前腿应该提起来,什么时候后腿应该放下去,它运动自如、操控自如。它为什么这么厉害?主要有四项关键技术:一是远程控制,二是负重爬坡,三是行进速度快,四是平衡能力非常好。


  人工智能,也是智能制造的第二个热点是智能化手机。手机是谁发明的?是摩托罗拉做出来的,可以拍照是诺基亚先做出来的,但是苹果开发了智能化手机,颠覆了摩托罗拉和诺基亚两个手机公司。华为手机现在也开发得不错,我们有了智能化手机,制造水平也非常高。无论是苹果还是华为,当下智能化的手机可以做到如此之薄,抛光技术如此之好,都是智能制造的一个dianfan,也是智能产品的成功dianfan。


  人工智能和智能制造第三个热点是智能无人系统,包括智能无人机、智能网联汽车。现在无人机非常厉害,无孔不入,很多领域都可以用,在交通、农业、军事等等领域,无人机都可以大显身手。最近智能网联汽车、无人驾驶汽车也开始成熟起来,百度公司、小米公司纷纷要造汽车,也遭到了一些争议。有人认为百度、小米是信息技术公司,汽车是机电产品。实际上现在在万物互联的时代,汽车成了互联网控制的一个终端,是一个移动的终端而已。当前我们用人工智能来驾驶汽车,用人工智能技术来操控汽车,这个技术正在慢慢成熟。目前国内开发了几款车,蔚来汽车、理想汽车。我听到不少人买了蔚来汽车、理想汽车,询问他们这个车怎么样,不少顾客反映,理想、蔚来汽车开发得真不错,这说明我们国家智能网联汽车也上了一个新的水平。


  人工智能的第四个热点是阿尔法狗,它不是狗,是谷歌公司开发的下围棋的系统。2016年阿尔法狗对战韩国选手李世石,人机大战,机器人胜利了,引发了很多争议。阿法尔狗为什么能够取得胜利?主要是两点,第一,它采用了深度学习算法,也是人工智能最新的一个算法。第二,它是两个大脑,一是落子选择器,二是棋局评估器。它可以计算到这一步棋几十步甚至一百步以后对我有利,还是对对方有利,所以阿尔法狗下棋的技术远远超过了一般的围棋运动员。

320353 Scania Cylinder Head

320508 DANFOSS COIL 10V 16 WATTS

3206Q11 P & H Crane Drag Link

3206Q7 P & H Crane Drag Link

321101024E Meritor Wabco Brake Spider

3211U6729 Meritor Brake Spider

32124-1 Eaton Electrical Fuse Box

3218A131 Meritor Brake Rotor

32203-AAH Eaton Cessna Valve Assembly

3222-L-2196 Meritor Brake Shoe

3233273 Dana Differential Case Assembly

32501BAE Cessna Valve

32530CNT Parker LEM 6 CNT Float Level Switch

325-3L-3/8 Maxitrol Gas Pressure Regulator 3/8 NPT 2psi

3-26-117 Dana Spicer Light Duty Joint

3262917602 Parker Commercial Shearing Pump Shaft & Gear Set

326402 Bendix Major Brake Overhaul Kit

3268W1115 Meritor Knuckle Adapter

326-9140-005 Parker Commercial Quad Gear Pump

326988 Eaton Vickers Cam Ring 21 GPM

32749431 Casappa Pump Shaft

3277463 Cummins Camshaft

3281U47 Meritor Disc Brake

32-820-013 ZF Mico 690 Harness

328444 Bendix Brake Assembly

328-7841 Carlisle Lining Kit Clark Lift Truck # 921416

3289347 Cummins V-Ribbed Belt

329193 Ansul Fire Protection LT-A-101-30 Cartridge Bracket

3292J29F1 P & H Crane Slave Cylinder Kit

32934 NSK Bearing Set 230mm OD

329590 Dana Spicer Tire Pressure Control System Retrofit Kit

3296B1172 Meritor Shift Fork

3296E1305 Meritor Shift Fork

3296F1176 Meritor Shift Fork

3296K1155 Meritor Shift Fork

3297T1320 Meritor Counter Shaft

32A61-07020 Hyundai Nozzle Assembly

32B46-00030 Hyundai Thermostat Assembly

330-2STG-000087 Commercial Shearing Hydraulic Gear Pump

3315677 Ansul A-101 Safety Vent Relief Valve

3316194 Eaton Fuller Counter Shaft

332/L8849 JCB Construction Door Latch Cover Cab

332/X0354 JCB Construction Heat A/C Control Panel

332/X0453 JCB Construction Condenser Assembly 12V

332/X1692 JCB Construction Valve Manifold Assembly

332/X4613 JCB Construction Hydraulic Gear Pump

332/X4800 JCB Construction Electrical Control Unit

332/X7231 JCB Construction Wiper Blade 700mm

3324150-0075 Kawasaki Heavy Industries Swash Plate

333625 Eaton Vickers Cam Ring 8 GPM

333-9121-269 Parker Commercial Shearing Hydraulic Gear Pump

333-9530-031 Parker Commercial Shearing Hydraulic Pump

33455GT Genie AWP Hydraulic Gear Pump

33472494 Perkins Hub

33484 Schneider Electric Circuit Breaker 4P 160A

3349111274 Parker Commercial Shearing Hydraulic Gear Pump

334-9112-381 Parker Commercial Shearing Hydraulic Pump

334-9116-313 Parker Hydraulic Pump

3349218055 Parker Hydraulic Pump

33500 Wain Roy Black Backhoe Seat

335073 Grundfos CR 16-120 Kit Chamber Stack

3353051 Ansul Fire Protection 1/4" Check Valve

3356748 Ansul Fire Protection V 1/2" Nozzle w/Protection Cap

3360 Rosco Mirror Head Mini Hawkeye 12”x9” Oval

3363100083 Epiroc Chisel (Cross) SB300 / SBC650 Scaler

338/815/1/9 Continental AG - VDO Tachometer

33FJ-02001 Hyundai Construction 4 Spool Hydraulic Control Valve

34-016783-01 Parker LTB Transmod 600V 30APM

3402-269 Arctic Cat Crankshaft Kit

340-808-001-002 VDO Generator Tachometer – Speed Sender 340.808/1/2

3-4-10551-1 Dana Spicer Heavy Duty End Yoke

3-4-11181-1 Dana Spicer End Yoke

3-4-11851-1 Dana Spicer End Yoke

3-4-13391-1X Dana Spicer End Yoke Assembly

341349R92 Komatsu IHC Housing Assembly

3416SW Preco 12-24 VDC Amber Strobe Magnet Mount

341-9102-900 Commercial Shearing 4 Way Valve Sect A35 Series

341-9201-132 Parker Commercial Shearing Hydraulic Valve 1 Spool

3-4-2673-1 Dana Spicer End Yoke

3427004 MGM Brake Chamber

3427008 MGM Brake Chamber Kit, Piggyback Plus TR2424L

342-8700-222 Parker Commercial Shearing Hydraulic Valve Spool

342-8720-181 Parker Commercial Shearing Valve Spool

342-9201-092 Commercial Shearing A-35 Valve Asy Fiat# 70665952

342-9201-183 Parker Commercial Shearing Hydraulic Valve

346-9102-082 Parker - Commercial Shearing Hydraulic Valve Section

346-9203-165 Parker Commercial Shearing Control Valve

347-9152-356 Parker - Commercial Shearing Valve Section Swing

347-9152-357 Parker - Commercial Shearing Valve Section

347-9192-029 Parker Commercial Shearing Valve Section

347-9204-871 Parker Commercial Shearing Main Control Valve

347-9205-720 Parker Commercial Hydraulic Control Valve

34795 Ausco Brake Assembly

348-9102-646 Commercial Shearing Hydraulic Valve Section

348-9192-129 Parker Commercial Shearing Hydraulic Valve Section

348-9192-331 Parker - Commercial Shearing Valve Section

348-9201-458 Commercial Shearing Hydraulic Valve

349.93 145.80

3-4-9821-1 Dana Spicer End Yoke

34E7-01460 Hyundai Construction RCV Control Pedal Assembly RH

34L1-02240 Hyundai Construction Check Valve

350-4-191-1X Dana Spicer SPL350 Series End Yoke Assembly

35088 Condor Cylinder - 58/86A Hyd Steering

351765 Knorr-Bremse Disc Brake Type ZB3327 M/J 14-89

3519302 Cummins Engine Turbocharger Heat Shield

3519604M91 Fermec Oil Cooler

3521120-0033 Kawasaki Precision Machinery Carrier Sub Assembly

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