摘要：随着5G、物联网(Internet of things,IoT)和云计算等技术的发展,制造系统中数据的体量持续增长,并涌现出了全新的大数据特性与内涵,逐渐成为支撑制造系统运行优化的关键要素。为了进一步释放制造大数据的要素红利,对制造大数据分析方法展开综述,理清制造大数据的内涵,梳理大数据分析方法的发展历程,归纳制造大数据分析的应用,总结挑战与发展趋势。首先,从制造大数据的特点、数据密集型科学的内涵、大数据驱动的智能制造系统新模式三方面论述了制造大数据的新内涵;接着,从支撑技术与方法特点,对制造领域的大数据分析方法的发展历程进行回顾。然后,从产品设计、生产调度、产品装配、质量优化、设备运维和制造服务六个关键应用领域,对大数据分析方法在智能制造中的应用进行综述。最后,讨论制造大数据分析方法面临的挑战,展望未来大数据分析方法的发展方向,以期激发制造大数据分析方法的新思维、新理论,并推进制造大数据技术进一步发展。

摘要：在现代制造业中,人和机器人的交互共融是制造智能化的焦点问题之一。在人机交互中,机器人对工人的伤害风险是影响安全生产的关键因素。然而,在动态、不确定性的人机交互环境中,目前的人机安全交互系统仍然是基于机器人对环境的感知实现被动避让,缺乏基于互认知的自适应决策。为提高人对环境的认知能力,并增强机器人的自主避让和自适应能力,设计并实现了一种基于可穿戴增强现实技术的互认知人机安全交互系统。其中,可穿戴增强现实设备作为人机交互的媒介,实现机器人的虚实注册和工作环境的虚拟映射,收集人、机器人和作业空间的信息,实时为操作人员和机器人提供互认知辅助。互认知人机安全交互系统从三个方面确保人机安全:根据人机距离的机器人速度控制和安全区域可视化;虚实映射的运动预览和碰撞检测;基于深度强化学习的机器人避障策略。最后,通过搭建原型系统验证了所提出系统设计方法的可行性,以期促进先进人工智能技术与人机交互技术的融合发展,实现人机共融、安全协作。

摘要：智能制造是未来制造业的主攻方向,以航空航天、汽车领域为代表的高端制造装备关乎国防安全和国家经济命脉。复杂多样化的零部件加工对刀具管控提出了更高的要求。刀具作为切削过程中最活跃、状态变化最多的要素,其性能直接影响加工精度和生产效率。大数据时代的到来引领刀具管理模式的变革,制造商、供应商、应用企业对刀具全生命周期数据的需求与日俱增。通过分析刀具管控现状可知,设计制造精准性、寿命预测准确性、刀具管控科学性是亟待解决的核心问题。提出刀具全生命周期智能管控的内涵及关键技术,综述国内外学者在刀具设计制造智能优化、刀具切削过程状态监测和刀具多源数据管理共享方面的研究成果,最后结合刀具管控技术的应用情况对未来的研究方向进行展望。随着智能制造的不断深入,以人工智能、大数据、数字孪生、云计算等现代信息技术为依托的刀具全生命周期智能管控技术,必将推动刀具产业链转型升级。

摘要：人是制造生产活动中最具能动性和最具活力的因素,智能制造与机器人最终都需回归到服务和满足人们对美好生活的需求、促进人的全面发展上来。2017年,中国工程院基于人-信息-物理系统(Humancyber physicalsystem,HCPS)正式提出了“新一代智能制造”理念,并认为:物理系统是主体,信息系统是主导,人是主宰;实施智能制造的实质就是设计、构建与应用各种不同用途、不同层次的HCPS。2021年,欧盟正式提出“工业5.0”的概念,并指出未来工业要更加关注具有以人为本、可持续、弹性化等特征的新应用、新业态和新模式。这些进展均表明,以人为本的工业制造系统正在吸引国内外政府机构、行业和学术界的广泛关注。