以人为本,构建智能制造新体系

以人为本,构建智能制造新体系
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刚刚落幕的2022世界智能制造大会余热未尽 。 聚焦各类前沿领域 , 新材料、人工智能、医疗装备等分论坛的成果分享和思想碰撞 , 引发与会专家深深地思考:智能制造到底能赋能多少行业?智能制造系统核心到底是技术本身还是人?
□本报采访人员程晓琳张宣蔡姝雯
火星上国旗舒卷——
智能制造为新材料创造无限可能
距离地球150万公里的火星上 , “天问一号”探测器上的五星红旗在外太空依旧傲然屹立 。 这是如何做到的?“原理很简单 , 加热!”智能制造助力新材料产业发展论坛上 , 中国科学院院士、哈尔滨工业大学教授冷劲松解答了“天问一号”舒卷国旗背后的奥秘——通过精确控制形状记忆材料结构状态 , 实现国旗的卷绕收纳与释放 。
但通过加热控制材料结构状态并不容易 。 “这需要4D打印技术!”冷劲松解释说 , 3D打印是用增材制造打一个复杂架构 , 4D打印在此基础上有了时间变形等功能 。 比如打印鸟巢 , 初始状态是鸟巢的形状 , 加热变软后可以压缩 , 如果需要恢复到原来的形状再次加热即可 。 而打印鸟巢的智能材料结构是一种能感知外部环境变化 , 并能主动响应的多功能材料结构 。
冷劲松表示 , 目前可编程智能材料的4D打印技术研究掀起了学术界和工程界广泛的研究热潮 , 为智能材料与结构应用的进一步发展提供了无限空间和可能性 , 同时也推动了诸多高科技领域的发展 。
产业升级 , 材料先行 。 材料是国家制造业的基础 , 新材料研发水平及产业化的规模 , 成为衡量国家科技与经济实力的重要标志 。
“近年来 , 我国碳纤维及复合材料以国防航空航天需求为牵引广泛应用 , 逐步拓展到民用的各个领域 。 ”智能制造助力新材料产业发展论坛承办方江苏省产业技术研究院院长助理姚正军认为 , 智能制造带来了一把“金钥匙” , 高性能、低成本、高效率的制造技术已经成为碳纤维及复合材料产业蜕变的“基石” 。
不只是记忆材料 , 碳纤维的广阔市场也引起了广泛讨论 。 澳大利亚工程院院士、江苏产研院先进复合材料成形技术与装备研究所所长叶林认为 , 碳纤维复合材料的大量应用还是取决于将来的市场 , 包括建筑、能源、汽车、轨道、交通等领域 。 近年来提出的不同尺度上的复合材料智能制造关键技术 , 可实现复杂结构件的一体化成形 , 为先进复合材料结构的低成本快速制造提供有效的技术途径 。
“针对关键工艺环节中控制精度低的问题 , 我们率先将光纤传感技术应用于碳纤维制造过程 , 在线采集关键工艺温度数据 , 高精度检测和控制原液温度和凝固液温度 。 ”我省碳纤维龙头企业中复神鹰碳纤维股份有限公司副总经理金亮同样用上了智能制造的“金钥匙” , 通过自主创新打破国外技术封锁 , 在国内率先实现万吨级产业化 。
“智能制造最终还是要回归‘人’的主体性 。 ”在金亮看来 , 智能化就是机器取代人的经验 , 把人的经验反映到机械 , 用程序化控制实现智能化 。 “机器有了‘人’的经验 , 对碳纤维生产全流程进行更有效地检测和可视化 。 ”金亮表示 , 目前 , 公司已实现高性能碳纤维制造工艺、设备、能耗、质量全流程的智能化生产与数字化管理 。
医疗机器人前景广阔——
把握智能制造与人本身的结合点
要想实现数字化时代的弯道超车 , 亟需把握智能制造与人本身的结合点 。 “人工智能在医疗机器人领域发挥着非常重要的作用 , 达到医疗精准化、个性化的目的 。 ”在智能制造助力医疗装备发展论坛上 , 南京医科大学原副校长李建清对人工智能在医疗机器人方面的应用抱有信心 , 例如在居家康复中 , 利用人工智能对康复训练的模式进行智能化的评判 , 并设计合理的康复范式 。