一、如何理解柔性制造

根據國標定義，柔性制造系統是數控加工設備琴昆、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統。它包括多個柔性制造單元馆揉，能根據制造任務或生產環(huán)境的變化业舍。

剛性生產系統是用于工件輸送系統將各種剛性自動化加工設備和輔助設備按一定的順序鏈接起來，在控制系統的作用下完成單個零件加工的復雜大系統升酣。適合進行大批量生產勤讽，效率高、成本低拗踢、質量穩(wěn)定脚牍、程序固化向臀。

柔性制造系統則是建立在成組技術的基礎上，由計算機控制的自動化生產系統碗品，可同時加工形狀相近的一組或一類產品隆文。適合多品種、小批量的高效制造模式芽嗓，減少毛坯和在制品的庫存量韧践，減少直接勞動力。

柔性生產的要求涉及七大方面班卖。

第一随象，機器柔性。當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度呆纤。譬如聪蔬，非標終端設施的切換、控制程序自動下載更換屯片。

第二无价，工藝柔性。工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力床重，譬如琳柱，基于強化學習的協作機器人、機器人夾爪力度傳感器拙徽；制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度刨沦，譬如通過神經網絡擬合原材料、工藝和質量之間的關聯關系并確定最優(yōu)解膘怕。

第三想诅，產品柔性。產品更新或完全轉向后,系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力淳蔼；產品更新后,對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。譬如裁眯，模塊化設計和裝配鹉梨。

第四，維護柔性穿稳。采用多種方式查詢存皂、處理故障,保障生產正常進行的能力。譬如逢艘，知識庫的建立旦袋、預測性維護。

第五它改，生產能力柔性物轮。當生產量改變刃傻、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生產的制造系統, 這一點尤為重要怖征。譬如鸣谒，預留工位,循環(huán)流轉工位和緩存工位。

第六视以，擴展柔性沟奸。當生產需要的時候, 可以很容易地擴展系統結構,增加模塊,構成一個更大系統的能力。譬如购哺，根據工藝流程扶取，將生產流程分成不同的工位，在瓶頸工位處并行擴充才能人狞。

第七芜田，運行柔性。利用不同的機器厚遗、材料腺首、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品, 換用不同工序加工的能力。

“什么系統柔性是最高的黔攒？”是“人”趁啸，所有的柔性都是在模仿“人”《蕉瑁“如果自動化可以做到跟人一樣的兼容性不傅，那么這條產線的柔性就意味著非常高了∩团撸”

如何滿足各個環(huán)節(jié)的柔性访娶？

首先是“感知”，這是人可以獲取各種信息做判斷的基礎觉阅，集成各類傳感器崖疤、機器視覺、測量設備等典勇，產線有望獲得感知劫哼。

其次是“分析”，對采集的數據實時處理割笙，分析挖掘后形成知識权烧。

再次是“決策”，所謂決策就是基于“知識”的生產管理對新的數據進行推理應用勉惋，產生相應生產決策數據或指令励邓。

最后是“執(zhí)行”，就是用工業(yè)機器人、數控機床窟礼、各種專有設備完成生產的要求洋训。

二、柔性制造兩個核心要素

“機器視覺”和“定位精度”是影響智能制造中柔性生產的兩大方面铐儡。

機器視覺賦予柔性生產感知的能力

實踐中可以發(fā)現染痊，機器視覺是在產品的自動化產線中實現“感知”的重要一環(huán)，機器視覺就是用機器代替人眼來做識別庆葱、測量组救、檢測和語義理解。隨著人工智能技術的發(fā)展胚高，機器視覺在工廠的應用增多辰车，解決許多傳統機器視覺無法處理的問題。

圖像識別主要包含特征提取和分類識別抛虏。傳統提取的特征都是圖像底層的視覺特征,并且需要具備一定專業(yè)知識人員進行特征的設計與選擇博其，這種人工設計的特征需要經過大量的驗證后才能證明其對某一種識別任務的有效性，這也在一定程度上限制了圖像識別技術的應用迂猴。

針對傳統圖像處理算法遇到的局限慕淡，譬如以前在做一個二維碼時，首先要知道二維碼的特征沸毁，然后做圖像預處理峰髓，找到二維碼的問題，再解算二維碼的數據息尺，這種方式存在很多缺陷携兵。

基于二維碼特征的定位流程，背景雜亂搂誉、光照不均徐紧、透視形變、印刷質量差的二維碼則難以識別炭懊。因為背景雜亂無規(guī)律并级，無法有效區(qū)分檢測目標特征，此外在特定場景下目標特征發(fā)生明顯變化侮腹。

因此迈窗，需要提高特征提取能力和泛化能力。深度學習應用于機器視覺時礁懂，采用深度學習卷積神經網絡進行二維碼識別女践，深度神經網絡模擬人的視覺過程周矢，前段層僅僅感知邊緣輪廓锣石，后端不同的層不同神經元局部“興奮”生成局部特征，再到生成全景圖像。這種自動提取圖像特征的機制和類似人腦的處理過程大大改進了效果浆酝，后均能對二維碼進行正確識別焰垄，從而大大提高了機器視覺識別成功率和提高了效率。

定位精度大幅提升產線柔性的指標

可以說和爽，機器人的絕對定位精度是其能大幅提升產線柔性的指標藐檀。人在操作時，一般是通過眼睛看到一個東西儡簿，通過大腦感知并去控制晨墓，然后用手執(zhí)行動作。所以侍瑟，在提高生產線柔性時也遵循這樣的思路唐片，即加上眼睛、執(zhí)行機構涨颜，兩者的精度結合來達到更好的精度费韭。

而絕對定位精度決定了機器人能不能達到柔性生產所需達到的要求。由于每臺機器人的參數不一樣庭瑰，即使是同一型號的工業(yè)機器人在加工出來后的精度也會不一樣星持，而在機械臂上可能存在零點零幾毫米的偏差，累計下來整臺機器人的誤差就比較大了弹灭，所以要精確知道機械臂上每一個機械零部件的精確尺寸督暂。

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