2.产品设计和制造手段发生变革
三维CAD技术,仿真技术和虚拟现实技术,使得一些领域的设计工作发生了革命性的变革。通过三维CAD设计的产品,通过虚拟仿真,在虚拟环境下进行虚拟制造,完成验证和修改,大大减少试制与反复,不仅加快了设计时间,而且节约了大量材料。虚拟制造将不仅仅是设计的手段,未来虚实结合的制造手段将覆盖从产品设计发展到工艺设计、过程设计,售后维护及回收等全部生产环节。
虚实结合的制造手段
随着人工智能、机器学习和大数据的飞速发展,“数字孪生”技术,“平行系统”技术为代表的虚实结合技术,将会实现物理实体和虚拟对象的高度融合,形成基于数字模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业镜像。
未来制造将是虚拟空间和物理空间相结合的制造,并将覆盖全部生产环节,使得整个制造过程进入数字网络世界。实体产品制造的全生命周期过程将在虚拟空间中产生映射,在虚拟空间中通过多物理量、多尺度、多概率的仿真过程完成对物理模型、传感器和智能参数等的更新,最终实现虚拟空间的优化结果在物理空间的及时反馈和智能优化运行。随着虚实并行能力的增强,虚拟制造空间所反映出的产品系统真实程度将不断增强,不仅企业产品设计质量、生产效率将大幅度提高,而且将引发面向全流程制造的变革。虚实结合是智能制造空间研究的重要特征,也是智能制造的一种模式。
3.人和制造系统的关系产生新的变革
现代新信息技术使人能够“再进入”生产系统。人将在物理层、执行层、决策层与制造系统加强介入与合作,实现人、智能制造装备与机器人在制造过程中的合作。
人机共融的层次体系
未来人机共融不仅是生产方式变革的重要发展方向,而且是构筑智能制造空间的重要特征,也将是智能制造中的一个新模式。将机器的搜索、推理能力与人的推理、反馈、联想、顿悟、学习能力相融合,协同处理决策问题,机器有效地支持人完成组织的任务,人有效辅助监管机器进行任务执行和学习,在制造系统规划与管理、设备维护和制造执行等方面实现人机融合发展。