第四,以人為本實現(xiàn)人機交互
人機交互是人通過操作界面對機器進行交互的操作方式,即用戶與機器相互傳遞信息的媒介,其中包括信息的輸入和輸出。好的人機界面美觀易懂、操作簡單且具有引導功能,使用戶感覺舒適、愉悅,從而提高使用效率。當機械大工業(yè)發(fā)展起來的時候,如何有效操縱和控制產(chǎn)品導致了人機工程學的誕生。
早在20世紀80年代以來,世界上許多大的工程機械制造公司都投入很大的人力和資金促進現(xiàn)代設(shè)計方法學的研究和應用,即人機工程學。總體來說,“以人為本”的設(shè)計思想關(guān)鍵在于注重機器與人的相互協(xié)調(diào),提高人機安全性、駕駛舒適性,方便于司機操作和技術(shù)保養(yǎng),這樣既改善了司機的工作條件,又提高了生產(chǎn)效率,有的國家對工程機械的振動、噪聲、廢氣排放和防翻滾與落物制定了新的標準,甚至付諸法律?,F(xiàn)在各類工程機械都設(shè)計有防翻滾和落物保護裝置,以保護司機的人身安全,并且都是與駕駛室分別設(shè)計和安裝。駕駛室內(nèi)有足夠的人體活動空間和開闊的視野,并采取必要的密封、減振、降噪和控溫措施。
未來電子技術(shù)在工程機械上的應用,將大大簡化司機的操作程序和提高機器的技術(shù)性能,從而真正實現(xiàn)“人機交互”效應。
第五,機器人在機械制造中的應用
工程機械在工程建設(shè)領(lǐng)域代替了人的體力勞動,擴展了人的手腳功能,但傳統(tǒng)機械還未能解決好人的體力和生理負擔問題,更不要說解脫人的精神和心理負擔了?,F(xiàn)代化工程機械應該是賦予其靈性,有靈性的工程機械是有思維頭腦(微電腦)、感覺器官(傳感器)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(電子傳輸),五臟六腑(動力與傳動)及手足骨骼(工作機構(gòu)與行走裝置)的機電信一體化系統(tǒng)。
機電信一體化并非機電與信息技術(shù)的簡單結(jié)合,它所構(gòu)成的系統(tǒng)必須具備5項功能:具有檢測和識別工作對象與工作條件的功能,具有根據(jù)工作目標自行作出決策的功能,具有響應決策、執(zhí)行動作的伺服功能,具有自動監(jiān)測工作過程與自我修正的功能,具有自z身安全保護和故障排除功能。這也就是工程機械智能化的一些具體目標。未來工程機械將從局部自動化過渡到全面自動化,并且向著遠距離操縱和無人駕駛的趨勢發(fā)展。隨著人工智能的介入,工程機械將加快其現(xiàn)代化進程,使逐步過渡到完全智能化的作業(yè)機器人目標。到那時,一些新的機器人化作業(yè)程序就會應運而生。
第六,信息化制造
近年來,隨著信息化與制造業(yè)不斷深度融合,一種以智能制造為主導的新工業(yè)革命——工業(yè)4.0正在到來,也就是我們說的信息化制造。在未來的智能工廠中,工廠里所有的加工設(shè)備、原材料、運輸車輛、裝料機器人都裝有前文提到的那個CPS,都是“能說話,會思考”的。
控制這些智能工廠的企業(yè),其業(yè)務流程和組織將會重組再造,產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、計劃、工藝到生產(chǎn)、服務的全生命周期數(shù)據(jù)信息將實現(xiàn)無縫鏈接。由此產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)及其分析運用,將催生率先滿足動態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)、異地協(xié)同設(shè)計、大規(guī)模個性化定制、精準供應鏈管理等新型商業(yè)模式的興起。對于整個制造業(yè)產(chǎn)業(yè)體系來說,諸如全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務等產(chǎn)業(yè)新價值鏈也將會出現(xiàn),由此產(chǎn)生的生產(chǎn)力是極為巨大的。根據(jù)美國通用電氣公司預測,這種變革將至少會為全球GDP增加10萬億—15萬億美元——相當于再創(chuàng)一個美國經(jīng)濟。
有數(shù)據(jù)顯示,我國沿海地區(qū)勞動力綜合成本已經(jīng)與美國本土部分地區(qū)接近。隨著人口紅利的消失,制造業(yè)人工成本上升和新一代勞動力就業(yè)意愿的下降,我國制造業(yè)的國際競爭力將面臨重大危機。推進“工業(yè)化和信息化”融合,搶先進入工業(yè)4.0時代,保持住我國制造業(yè)的競爭力,已經(jīng)是必須選擇的命題。盡管前路漫漫,作為“世界工廠”,我們也擁有很多機遇,比如良好的政策環(huán)境、互聯(lián)網(wǎng)時代眾多的弄潮兒、足夠堅實的創(chuàng)新底蘊等。在這個狹路相逢勇者勝的大時代,我們相信,只要腳踏實地,勇于開拓,命運就永遠操控在自己手里。
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