智能制造裝備是機電系統(tǒng)與人工智能系統(tǒng)的高度融合,充分體現(xiàn)了制造業(yè)向智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡化發(fā)展的需求。與傳統(tǒng)的制造裝備相比,智能制造裝備的主要特征包括以下幾個方面。
1.自我感知能力
自我感知能力是指智能制造裝備通過傳感器獲取所需信息,并對自身狀態(tài)與環(huán)境變化進行感知,而自動識別與數(shù)據(jù)通信是實現(xiàn)自我感知的重要基礎。與傳統(tǒng)的制造裝備相比,智能制造裝備需要獲取數(shù)據(jù)量龐大的信息,且信息種類繁多,獲取環(huán)境復雜,因此,研發(fā)新型高性能傳感器成為智能制造裝備實現(xiàn)自我感知的關鍵。目前,常見的傳感器類型包括視覺傳感器、位置傳感器、射頻識別傳感器、音頻傳感器與力/觸覺傳感器等。
2.自適應和優(yōu)化能力
自適應和優(yōu)化能力是指智能制造裝備根據(jù)感知的信息對自身運行模式進行調(diào)節(jié),使系統(tǒng)處于最優(yōu)或較優(yōu)的狀態(tài),實現(xiàn)對復雜任務不同工況的智能適應。智能制造裝備在運行過程中不斷采集過程信息,以確定加工制造對象與環(huán)境的實際狀態(tài),當加工制造對象或環(huán)境發(fā)生動態(tài)變化后,基于系統(tǒng)性能優(yōu)化準則,產(chǎn)生相應的調(diào)控指令,及時地對系統(tǒng)結(jié)構或參數(shù)進行調(diào)整,保證智能制造裝備始終工作在最優(yōu)或較優(yōu)的運行狀態(tài)。
3.自我診斷和維護能力
自我診斷和維護能力是指智能制造裝備在運行過程中,對自身故障和失效問題能夠做出自我診斷,并通過優(yōu)化調(diào)整保證系統(tǒng)可以正常運行。智能制造裝備通常是高度集成的復雜機電一體化設備,當外部環(huán)境發(fā)生變化后,會引起系統(tǒng)發(fā)生故障甚至是失效,因此,自我診斷與維護能力對于智能制造裝備十分重要。此外,通過自我診斷和維護,還能建立準確的智能制造裝備故障與失效數(shù)據(jù)庫,這對于進一步提高裝備的性能與壽命具有重要的意義。
4.自主規(guī)劃和決策能力
自主規(guī)劃和決策能力是指智能制造裝備在無人干預的條件下,基于所感知的信息,進行自主的規(guī)劃計算,給出合理的決策指令,并控制執(zhí)行機構完成相應的動作,實現(xiàn)復雜的智能行為。自主規(guī)劃和決策能力以人工智能技術為基礎,結(jié)合系統(tǒng)科學、管理科學和信息科學等其他先進技術,是智能制造裝備的核心功能。通過對有限資源的優(yōu)化配置及對工藝過程的智能決策,智能制造裝備可以滿足實際生產(chǎn)中不同的需求。