李培根,Vldimir Mrik ,高亮,沈卫明
a The State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Chinab Czech Institute of Informatics, Robotics and Cybernetics, Czech Technical University in Prague, Prague 16000, Czech Republic
智能制造是制造业发展的一大趋势,其核心是新一代信息通信技术(如5G、人工智能、工业互联网等)与先进制造技术的深度融合。智能制造涵盖产品的全生命周期,包括产品的设计、生产、物流、服务、回收等阶段,人在其中起到重要作用。
本期智能制造专题收录了智能制造领域的部分最新研究成果,将有力促进该领域的快速发展。本专题包含8篇论文,其中1篇观点论文和7篇研究论文,由来自中国、美国、德国、新西兰、瑞典、韩国和加拿大等国的有影响力的专家撰写。这些文章阐述了智能制造在以下领域的发展现状。
本期智能制造专题探讨了三类关键问题。第一类关键问题是智能制造(intelligent manufacturing)和智慧制造(smart manufacturing)两种广泛使用的术语之间的比较。虽然两者的含义有相同之处,但是王柏村等认为它们并不完全一样。作者从文献分析和比较的角度,阐明了上述两个术语之间的异同点和未来发展方向。第二类关键问题是分析了智能制造中人的作用。陆玉前等提出了一个面向未来的人机共生框架,其特征包括以人为中心、社会健康和适应性等。顾菘等提出了一种视线评估方法,通过带有参考网格的不同眼外观网络来分析人的意图。该项技术能够应用到智能制造领域的诸多方面,如人机协同、虚拟现实等。第三类关键问题是如何在智能制造中使用5G技术。史彦军等提出了一种通过车用无线通信技术实现的多层协作框架,并成功应用于工业园区的物流管理,该研究为5G在智能制造中的应用提供了借鉴。
智能制造技术广泛存在于制造业的各个方面。如在产品设计阶段,越来越多的客户可以参与产品设计,在提供越来越多个性化产品设计方案的同时,也带来了人为因素导致的安全问题。杨月婷等针对计算机辅助设计提出了一种新的基于属性的装配模型加密方法,可有效地支持云制造协同设计场景中的分层访问控制、完整性验证和变形保护。该方法有助于解决来自公共云平台的信息安全威胁;工艺规划是产品设计与实际制造之间的桥梁,能够直接影响产品质量和生产效率。通过分析网络图的拓扑结构和节点功能,刘齐浩等提出了一种全新的混合整数规划模型,以优化求解工艺规划问题。该项工作也能够拓展应用到智能制造领域的集成式工艺规划与车间调度问题中;机器视觉是智能制造中的一项重要技术,广泛应用于监控、检测等多个方面。Fahimipirehgalin等提出了一种基于红外视频数据和机器视觉的方法来检测和定位化工厂中的液体泄漏。该方法可以降低设备的维护成本,减少操作人员不安全、危险情况的发生;如何有效应对各种随机到达的客户需求是智能制造中迫切需要解决的一个难题。周龙飞等建立了基于不同生产策略(包括时间触发策略、事件触发策略和混合触发策略)的统一理论模型和仿真模型,以使制造企业能满足随机到达的订单并降低库存成本。这种方法可以帮助企业在动态市场中保持较强的竞争力。
我们非常感谢上述所有作者做出的卓越贡献。同时,以上工作也说明了智能制造技术的研究和应用还远未成熟。在推进智能制造的进程中,还有许多亟待解决的问题。