基于人机交互系统在智能制造系统中的应用与探索

期刊: 环球科学 2023年第7期 DOI: PDF下载

周旭楠

(郑州技师学院 河南省郑州市 450000)

摘要

目前,在智能制造持续发展的背景下,人类在生产活动中的要求和任务将发生一定的转变,一部分研究人员认为,数量越来越多的设备开始实现智能化以及自我管理,在无人状况下也能够完成相应的制造,是否表示智能制造在持续追求工厂无人化。虽然就事实角度来讲并非如此,但也需要承认,人员在智能制造领域的工作岗位和任务,未来必然会发生根本性的变革。基于此,本文主要针对人机交互系统、智能制造系统在应用角度展开探索和研究,首先阐述了二者的含义内容,其次探索了人机交互系统在智能制造系统当中的应用,以供参考。


关键词

人机交互系统;智能制造;制造系统

正文


前言:智能制造的本质和核心并不是用机器来取代人类,而是将机器的优势与人类智慧实现高度融合,形成崭新的人机互动系统,完成更加复杂多样化的任务。未来在智能制造时代,企业中的所有设备之间、设备与人之间都会实现互联互通,且和云端资源之间实现互联互通,真正意义上的构建完善化的互联网+制造体系。所以,在智能制造系统中针对人机交互系统的应用展开深层次的探索和研究,就当前现状来讲,拥有极其重要的现实意义。

1  人机交互系统与智能制造系统的概述分析

1.1 人机交互系统

人机交互系统属于伴随计算机技术衍生发展的一种新型产物,在当前和未来社会中,只要有人选择应用计算机、通信等信息化处理技术,开展资源、环境、经济、社会等活动操作,人机交互必将成为恒定的主题。因其对科技发展具备极其重要的推动性作用,所以如何研究无所不在、便捷、高效、自然的人机交互,成为当前人工智能技术、科学信息技术在研究层面的主要目标,也是诸多学科在交叉结合层面的崭新研究课题。

1.2 智能制造系统

智能制造系统属于一种由人类专家、智能机器人共同组成的人机一体化智能系统,在制造环节可以以一种高度柔性化的方式,应用计算机对人类专家的智能活动实现模拟,从而完成推理、分析、构思、判断、决策等,由此延伸或取代制造环境内部人员的少数脑力活动。

2  人机交互系统在智能制造系统中的应用与探索分析

2.1 人机交互系统中的机器人具备可迁移性

在智能制造系统当中,智能制造实现的要求是机器人具备较强的变化能力,在工作期间拥有相对较高的灵活性。未来在智能制造系统当中,人与机器人将会处在相同岗位,可以同步开展工作,也可以按照不同时间段分工协作,可以将其称作服务型的机器人。该类机器人具备相对较强的灵活性、适应性、变化能力,而且此类机器人将逐渐演变成为具备迁移工作能力的服务型设备,可以在不同场合执行相对应的工作或任务,机器人在通用性层面的性能也会持续加强。

2.2 人和机器人在密切协作期间的安全性问题

现阶段,生产企业对于机器人在管理层面,通常状况下选择应用隔离栅栏的方式,将人和机器人实现安全分隔,最大限度的确保人员的安全,此种类型的机器人都是事先完成命令编写,在工作期间执行生产的命令,完成相对应的加工任务。就根本角度来讲,安全问题是机器人在应用和推广过程中面临的一项主要问题。

国际标准化委员会在2006年,就将机器人在安全层面的有关技术归纳到了标准体系当中,对何种状况下人和机器人能够实现直接合作作出了明确的规定。现阶段,一部分企业已经拆卸掉了机器人的防护栏,选择安装各种安全类型的传感器,比如光栅栏传感器、激光传感器等,最大限度的保证生产人员的安全。但未来在智能制造系统当中,要求机器人和技术工作人员之间能够实现真正意义上的无缝配合和密切互动,基于此就需要持续不断研究崭新的安全措施,其中包含机器人在工作期间的边界管理等内容[1]

2.3 人与机器人在数据信息层面的交互

传统形式的机器人一般选择应用两种方式,第1种是生产现场编程,主要是在机器人页面输入相应的加工生产制造程序,机器人在生产期间执行相应命令完成加工任务,此类方法一般状况下在小型机器人中应用较为广泛。第2种是对于大型机器人,通常状况下选择离线编程的方式,生产制造加工程序命令的编写一般都是在其他电脑上完成,应用其他电脑中的模拟软件编写命令,不管是离线或者在线都属于传统角度的人机交互。而手动引导机器人的面世,让人和机器人之间实现了直接交互,也就是身体交互。手动引导机器人主要是指应用直观的数据输入方式,让机器人能够听从技术工人发出的指令要求,开展相应的加工协作。

业内专业人士认为未来在智能化制造时代,可以对不同机器人完成单元输入操作,并开展集中化的分析服务,应用云端上互联的机器人数据处理中心,让机器人具备一定的认知能力。

2.4 智能制造系统中人和机器人将建立崭新关系

机器人具备特殊性、通用性的特点,不仅可以完成搬运、焊接、加工、装配等一般任务,如果将机器人在输入、输出层面的信息与人体信息开展交互操作,让机器人具备感知或者认知能力时,就代表机器迈入了人工智能的应用领域。机器人可以衍变成技术工作人员在生产操作环节的助手,技术人员可以灵活、高效的指挥机器人直接参与到具体工作中,此处指的直接拥有不同寻常的意义。机器人在加工制造环节执行的所有程序,不一定是需要遵照事先编写完成的程序,而是参照技术工人提出的指令要求,来灵活性的执行相应的操作。换而言之,人和机器在信息层面实现交互的主要目的是,应用机器人完成全新的任务,或者在生产制造流程中对机器人实现直接控制,此种应用机器人的方法适合对个性化产品完成生产制造,能够有效节约生产环节的成本开销[2]

结束语:综上所述,智能制造系统并不是单纯的应用机器人来完全取代人的劳动,而是需要人和设备融合成为一个有机整体,在生产制造环节充分发挥各自的最大优势,形成崭新的生产能力和创造能力。通过企业数据化信息化管理平台,让服务、物流、设备、制造、工艺、环境、设计、用户等诸多要素实现真正意义上的互联互通,换个角度来讲,是在企业中形成全产业线路的并联式的协同生产,以及人机交互的崭新系统协作方式。

参考文献:

[1]刘媛.智能制造时代工业机器人的应用前景研究[J].电脑知识与技术,2022,18(14):61-63.

[2]王芳,赵中宁.浅析智能制造过程中的人机交互系统[J].自动化博览,2016(11):78-81+91.


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