智能制造基础与应用（第2版）教案 第六章 智能制造过程中人与设备的关系

教案(首页)山东劳动职业技术学院授课日期班次课时课题智能制造过程中人与设备的关系教学时数2【教学目标】1、理解智能制造过程中人的角色变化；2、掌握智能制造条件下人机交互。【重点难点】智能制造的人机交互；人机交互的安全问题。【教具、参考书】《智能制造基础与应用》机械工业出版社王芳、赵中宁主编【教学过程】教案纸山东劳动职业技术学院第3页一、智能制造过程中人的角色和任务1.阅读数据、解读数据、分析数据、使用数据、借助于数据进行决策的“数据人”是技术人员的第一个新角色。2.在智能制造系统中巡视数据或监控数据，通过实时数据的接受和传送实现生产和设备维护管理，“数据巡检员”成为第二个新角色。3.决策者、数据评估者、监督者、创新者是第三个新角色。二、人与机器人的信息数据交互传统的机器人的使用通常有两种方法。一是生产现场编程，通过机器人界面输入加工程序，完成加工任务。这对于小型机器人的做法。另一个，对于大型机器人一般采用离线编程的方法，加工程序是在其他电脑上通过模拟软件完成，无论是在线编程，还是离线编程都属于传统的人机交互模式。手动引导机器人的出现实现了人与机器人的直接交互即身体交互。所谓“手动引导机器人”就是通过直观的输入数据引导机器人按照技术工人的要求进行“加工合作”。专家指出在未来的智能制造或工业4.0领域，可以实现对不同机器人单元的输入进行集中的分析服务，通过互联在云端的机器人数据处理中心使得机器人具有了一定的认知能力，此外还会提供优化的解决方案。三、人与机器人“亲密合作”的安全问题生产企业对于机器人的管理通常是采用隔离栏，将人与机器安全分开，保障人的安全。这时的机器人是在事先编程的基础上独立完成加工任务。实际上安全问题是机器人推广应用的最重要的问题之一。2006年国际标准化委员会就将机器人的安全技术纳入了标准体系中（ISO10218），规定了在什么情况下人和机器人可以直接合作。现在有些企业已经取消了机器人防护栏，安装了安全传感器比如采用激光传感或光栅器等，保障人的安全。但是如果未来智能制造或工业4.0要求机器人与技术工人人之间的互动和无缝配合的生产工具还需要不断研究新的安全措施，包括机器人的工作边界的管理等。四、智能制造中机器人的新应用1.智能制造要求机器人具有变化能力和工作的灵活性在智能制造的未来领域，人和机器人将会是一个工作岗位。他们同时在进行工作，也可以按照时间段来合理分工。我们可以称为服务型机器人。它具有变化能力、适应性和灵活性，这样的机器人的将成为有“迁移能力”服务型设备，可以去不同场合工作或承担任务，机器人的通用性不断加强，而不是现在的基于专用性的机器人配置。这样会产生机器人租赁市场。有些中小企业也可以拥有机器人的所带来的新的人机互动，满足市场个性化的生产要求。人机互动的最大优势不是机器人将人的部分工作替代，而是人通过人机互动的生产模式，将人的聪明才智和工作经验嵌入到人机互动的体系中，与机器人精准、高效、灵活，融合等优势有机结合，产生新的生产能力和智能化创造力，这才是人机互动的真正价值所在。2.机器人技术为智能制造提供了基础机器人的互联互通、人机交互、信息的集成等推动了智能制造逐渐成为现实。我们可以预见，未来的智能机器人将为人机交互广泛应用提供了更大的服务空间。总结本章我们可以得出：（1）智能制造或工业4.0时代工厂中所有设备与设备间可以互通互联、设备与人间互通互联、人与人互通互联、并与云端资源互通互联，构建了完成的互联网+制造的新体系。（2）人机交互既可以直接与机器设备交互可以通过虚拟现实技术间接的与机器设备交互，因此掌握虚拟现实技术即VR成为技术工人的新技能，在未来生产中VR技术是处理信息的重要工具。智能制造领域人的任务重要包括：1）解读理解多样化的数据（大数据），通过标准化处理使其成为能用与现实生产对接的有效数据；2）通过调用敏感的重要信息和数据，监管生产过程和质量；3）预先设计标准建模，通过VR技术模拟生产过程；4）采用动态可视化移动终端收集和使用数据，通过数据流检查设备故障或预测故障，需要时对生产过程进行干预，提供实时的人工支撑；5）建立学习型生产组织，在人机交互的平台上不断改进生产效率，满足个性化批量定制，创新生产模式和服务模式等；教案(末页)山东劳动职业技术学院【小结】【作业】1.简述智能制造过程中人的角色和任务。2.人机