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      煤炭人訊：高端制造業(yè)是與低端制造業(yè)相對應(yīng)的說法，既是工業(yè)化發(fā)展的高級階段，又是具有高技術(shù)含量和高附加值的產(chǎn)業(yè)。《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級規(guī)劃書》提出，要抓住產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，積極培育發(fā)展智能制造、新能源汽車、海洋工程裝備、軌道交通裝備、民用航空航天等高端裝備制造業(yè)，促進(jìn)裝備制造業(yè)由大變強。由此，高端制造業(yè)有了較為明確的行業(yè)指向。

　　從20世紀(jì)末開始，世界制造業(yè)的中心逐漸向中國轉(zhuǎn)移。在經(jīng)歷了國際金融危機之后，發(fā)展高端制造業(yè)的話題在業(yè)內(nèi)逐漸升溫。推動“中國制造”突破價值鏈低端，將高端制造業(yè)納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)范疇，不僅是振興中國制造業(yè)的契機，更是推動“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的主要動力。

　　機器人是智能制造的關(guān)鍵支撐裝備，其研發(fā)、制造、應(yīng)用已成為衡量高端制造水平的重要標(biāo)志。區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)機器人簡單、重復(fù)性勞動，高端制造機器人是更信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化的機器人。為了應(yīng)對高端制造業(yè)發(fā)展過程中穩(wěn)定性、可靠性、精細(xì)化，高質(zhì)量、高精度、高效率，多品種、小批量、定制化等方面的生產(chǎn)需求，高端制造機器人必須突破以下幾項關(guān)鍵技術(shù)：

　　實時準(zhǔn)確的環(huán)境感知：設(shè)計高分辨率視覺和信息獲取系統(tǒng)，應(yīng)對復(fù)雜動態(tài)作業(yè)環(huán)境下目標(biāo)的魯棒感知難題;通過學(xué)習(xí)、推理和判斷，實現(xiàn)多樣化工件識別定位;工件的精密三維測量，為工件加工和質(zhì)量監(jiān)測提供依據(jù);移動機器人同時定位和建圖，實現(xiàn)大范圍智能化加工作業(yè)。

　　高效自主的規(guī)劃決策：綜合測量、工藝、材料等多方面的因素，優(yōu)化多自由度加工軌跡和阻抗軌跡;研究移動機器人在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境和復(fù)雜空間約束下的運動路徑規(guī)劃。

　　高速精準(zhǔn)的加工控制：針對機器人精準(zhǔn)作業(yè)的問題，設(shè)計非奇異終端滑模的控制方法降低磨削抖振;針對機器人加工存在死區(qū)、摩擦、齒隙、時滯等執(zhí)行器非線性的問題，辨識和補償非線性提高機器人打磨控制精度;針對加工力位混合控制切換時響應(yīng)不穩(wěn)定，引入阻抗控制優(yōu)化加工過程的接觸響應(yīng)。

　　多機器人的協(xié)同控制：將機器人作為核心智能感知和作業(yè)單元，實現(xiàn)加工、測量、裝配、物流、倉儲等生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的泛在感知與無縫集成;構(gòu)建機器人生產(chǎn)線的自主決策控制系統(tǒng)，作為生產(chǎn)線上的核心大腦進(jìn)行多任務(wù)，多工序，多機器的作業(yè)分配和優(yōu)化調(diào)度。

　　隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化高速推進(jìn)，高端制造機器人將向柔性化、靈巧化、協(xié)作化的方向發(fā)展，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制。未來高端制造機器人有望搭乘“順風(fēng)車”，在以下方面取得進(jìn)一步發(fā)展：

　　1)隨著5G/6G時代的到來，低延遲、高可靠度、高帶寬移動網(wǎng)絡(luò)將允許我們在高端制造領(lǐng)域引入云計算、邊緣計算和人工智能技術(shù)。通過5G連接到云-邊緣端的機器人，可以使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)知識庫中找到其在環(huán)境中感知和執(zhí)行任務(wù)。

　　2)離線編程、三維仿真、VR、聲音和手勢識別、生肌電檢測等技術(shù)的發(fā)展為人機協(xié)同作業(yè)提供技術(shù)基礎(chǔ)，即機器人與工人形成友好交流的合作關(guān)系，相互學(xué)習(xí)共同促進(jìn)人機融合。

　　3)以高端制造機器人為核心，打造集智能云端，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，專用工業(yè)軟件包等為一體的高端制造生態(tài)系統(tǒng)。

　　作者簡介：王耀南，中國工程院院士，機器人與智能控制專家。湖南大學(xué)教授、機器人視覺感知與控制技術(shù)國家工程實驗室主任。中國自動化學(xué)會會士、中國計算機學(xué)會會士、中國人工智能學(xué)會監(jiān)事、教育部科技委能源與交通學(xué)部委員、湖南省自動化學(xué)會理事長等。國家863智能機器人主題專家,國家“百千萬人才工程”入選者，德國洪堡優(yōu)秀學(xué)者，全國高等學(xué)校優(yōu)秀骨干教師，全國五一勞動獎?wù)? 全國先進(jìn)工作者，第二屆全國創(chuàng)新爭先獎。