智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用（第2版）教案 第六章 智能制造過程中人與設(shè)備的關(guān)系

教案(首頁)山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院授課日期班次課時(shí)課題智能制造過程中人與設(shè)備的關(guān)系教學(xué)時(shí)數(shù)2【教學(xué)目標(biāo)】1、理解智能制造過程中人的角色變化；2、掌握智能制造條件下人機(jī)交互?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】智能制造的人機(jī)交互；人機(jī)交互的安全問題?！窘叹摺⒖紩俊吨悄苤圃旎A(chǔ)與應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社王芳、趙中寧主編【教學(xué)過程】教案紙山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院第3頁一、智能制造過程中人的角色和任務(wù)1.閱讀數(shù)據(jù)、解讀數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)、借助于數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的“數(shù)據(jù)人”是技術(shù)人員的第一個(gè)新角色。2.在智能制造系統(tǒng)中巡視數(shù)據(jù)或監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接受和傳送實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)管理，“數(shù)據(jù)巡檢員”成為第二個(gè)新角色。3.決策者、數(shù)據(jù)評估者、監(jiān)督者、創(chuàng)新者是第三個(gè)新角色。二、人與機(jī)器人的信息數(shù)據(jù)交互傳統(tǒng)的機(jī)器人的使用通常有兩種方法。一是生產(chǎn)現(xiàn)場編程，通過機(jī)器人界面輸入加工程序，完成加工任務(wù)。這對于小型機(jī)器人的做法。另一個(gè)，對于大型機(jī)器人一般采用離線編程的方法，加工程序是在其他電腦上通過模擬軟件完成，無論是在線編程，還是離線編程都屬于傳統(tǒng)的人機(jī)交互模式。手動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器人的直接交互即身體交互。所謂“手動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人”就是通過直觀的輸入數(shù)據(jù)引導(dǎo)機(jī)器人按照技術(shù)工人的要求進(jìn)行“加工合作”。專家指出在未來的智能制造或工業(yè)4.0領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)對不同機(jī)器人單元的輸入進(jìn)行集中的分析服務(wù)，通過互聯(lián)在云端的機(jī)器人數(shù)據(jù)處理中心使得機(jī)器人具有了一定的認(rèn)知能力，此外還會提供優(yōu)化的解決方案。三、人與機(jī)器人“親密合作”的安全問題生產(chǎn)企業(yè)對于機(jī)器人的管理通常是采用隔離欄，將人與機(jī)器安全分開，保障人的安全。這時(shí)的機(jī)器人是在事先編程的基礎(chǔ)上獨(dú)立完成加工任務(wù)。實(shí)際上安全問題是機(jī)器人推廣應(yīng)用的最重要的問題之一。2006年國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會就將機(jī)器人的安全技術(shù)納入了標(biāo)準(zhǔn)體系中（ISO10218），規(guī)定了在什么情況下人和機(jī)器人可以直接合作?，F(xiàn)在有些企業(yè)已經(jīng)取消了機(jī)器人防護(hù)欄，安裝了安全傳感器比如采用激光傳感或光柵器等，保障人的安全。但是如果未來智能制造或工業(yè)4.0要求機(jī)器人與技術(shù)工人人之間的互動(dòng)和無縫配合的生產(chǎn)工具還需要不斷研究新的安全措施，包括機(jī)器人的工作邊界的管理等。四、智能制造中機(jī)器人的新應(yīng)用1.智能制造要求機(jī)器人具有變化能力和工作的靈活性在智能制造的未來領(lǐng)域，人和機(jī)器人將會是一個(gè)工作崗位。他們同時(shí)在進(jìn)行工作，也可以按照時(shí)間段來合理分工。我們可以稱為服務(wù)型機(jī)器人。它具有變化能力、適應(yīng)性和靈活性，這樣的機(jī)器人的將成為有“遷移能力”服務(wù)型設(shè)備，可以去不同場合工作或承擔(dān)任務(wù)，機(jī)器人的通用性不斷加強(qiáng)，而不是現(xiàn)在的基于專用性的機(jī)器人配置。這樣會產(chǎn)生機(jī)器人租賃市場。有些中小企業(yè)也可以擁有機(jī)器人的所帶來的新的人機(jī)互動(dòng)，滿足市場個(gè)性化的生產(chǎn)要求。人機(jī)互動(dòng)的最大優(yōu)勢不是機(jī)器人將人的部分工作替代，而是人通過人機(jī)互動(dòng)的生產(chǎn)模式，將人的聰明才智和工作經(jīng)驗(yàn)嵌入到人機(jī)互動(dòng)的體系中，與機(jī)器人精準(zhǔn)、高效、靈活，融合等優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合，產(chǎn)生新的生產(chǎn)能力和智能化創(chuàng)造力，這才是人機(jī)互動(dòng)的真正價(jià)值所在。2.機(jī)器人技術(shù)為智能制造提供了基礎(chǔ)機(jī)器人的互聯(lián)互通、人機(jī)交互、信息的集成等推動(dòng)了智能制造逐漸成為現(xiàn)實(shí)。我們可以預(yù)見，未來的智能機(jī)器人將為人機(jī)交互廣泛應(yīng)用提供了更大的服務(wù)空間?？偨Y(jié)本章我們可以得出：（1）智能制造或工業(yè)4.0時(shí)代工廠中所有設(shè)備與設(shè)備間可以互通互聯(lián)、設(shè)備與人間互通互聯(lián)、人與人互通互聯(lián)、并與云端資源互通互聯(lián)，構(gòu)建了完成的互聯(lián)網(wǎng)+制造的新體系。（2）人機(jī)交互既可以直接與機(jī)器設(shè)備交互可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)間接的與機(jī)器設(shè)備交互，因此掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)即VR成為技術(shù)工人的新技能，在未來生產(chǎn)中VR技術(shù)是處理信息的重要工具。智能制造領(lǐng)域人的任務(wù)重要包括：1）解讀理解多樣化的數(shù)據(jù)（大數(shù)據(jù)），通過標(biāo)準(zhǔn)化處理使其成為能用與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)對接的有效數(shù)據(jù)；2）通過調(diào)用敏感的重要信息和數(shù)據(jù)，監(jiān)管生產(chǎn)過程和質(zhì)量；3）預(yù)先設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建模，通過VR技術(shù)模擬生產(chǎn)過程；4）采用動(dòng)態(tài)可視化移動(dòng)終端收集和使用數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)流檢查設(shè)備故障或預(yù)測故障，需要時(shí)對生產(chǎn)過程進(jìn)行干預(yù)，提供實(shí)時(shí)的人工支撐；5）建立學(xué)習(xí)型生產(chǎn)組織，在人機(jī)交互的平臺上不斷改進(jìn)生產(chǎn)效率，滿足個(gè)性化批量定制，創(chuàng)新生產(chǎn)模式和服務(wù)模式等；教案(末頁)山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院【小結(jié)】【作業(yè)】1.簡述智能制造過程中人的角色和任務(wù)。2.人機(jī)