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3.2.1 装备运行与 环境感知、 识别技术 传感器是智能制造装备中的基础部件，可以感知或者说采集环境中的图形、 声音、光线以及生产节点上的流量、位置、温度、压力等等数据。传感器是 测量仪器走向模块化的结果，虽然技术含量很高但一般售价较低，需要和其 它部件配套使用。 智能制造装备在作业时，离不开由相应传感器组成的、或者由多种传感器结 合而成的感知系统。感知系统主要由环境感知模块、分析模块、控制模块等 部分组成，将先进的通讯技术、信息传感…
3.2 智能制造装备技术
智能制造装备技术，即是让制造装备能进行诸如分析、推理、判
断、构思和决策等多种智能活动，并可与其它智能装备进行信息
共享的技术。智能制造装备技术是先进制造技术、信息技术和智
能技术的集成和深度融合。
从功能上讲，智能制造装备技术包括装备运行技术与环境感知、
识别技术，性能预测与智能维护技术，智能工艺规划与编程技术，
智能数控技术，如图3-2所示。
3.2.1 装备运行与环境感知、识别技术
传感器是智能制造装备中的基础部件，可以感知或者说采集环境中的图形、
声音、光线以及生产节点上的流量、位置、温度、压力等等数据。传感器是
测量仪器走向模块化的结果，虽然技术含量很高但一般售价较低，需要和其
它部件配套使用。
智能制造装备在作业时，离不开由相应传感器组成的、或者由多种传感器结
合而成的感知系统。感知系统主要由环境感知模块、分析模块、控制模块等
部分组成，将先进的通讯技术、信息传感技术、计算机控制技术相结合来分
析处理数据。环境感知模块可以是机器视觉识别系统、雷达系统、超声波传
感器或红外线传感器等，也可以是几者的组合。随着新材料的运用和制造成
本的降低，传感器在电气、机械和物理方面的性能越发突出，灵敏性也变得
更好。未来随着制造工艺的提高，传感器会朝着小型化、集成化、网络化和
智能化方向进一步发展。
智能制造装备运用传感器技术识别周边环境（如加工精度、温度、切削力、
热变形、应力应变、图像信息）的功能，能够大幅改善其对周围环境的适应
能力，降低能源消耗，提高作业效率，是智能制造装备的主要发展方向。
3.2.2 性能预测与智能维护技术
1. 性能预测
对设备性能的预测分析以及对故障时间的估算——如对设备实际健康状况的
评估、对设备的表现或衰退轨迹的描述、对设备或任何组件何时失效及怎样
失效的预测等——能够减少不确定性的影响并为用户提供预先的缓和措施及
解决对策，减少生产运营中产能与效率的损失。而具备可进行上述预测建模
工作的智能软件的制造系统，称之为预测制造系统。
一个精心设计开发的预测制造系统具有以下优点：
1） 降低成本
通过对生产资产实际情况的了解，使维护工作可以在更合适的条件下实施—
—而不是在故障发生后才更换损坏的部件，或太早将完好的部件进行不必要
的更换。即做到所谓的及时维护。另外，历史健康信息也可以由系统反馈到
机器设备的设计部门，从而形成闭环的生命周期更新设计。
2） 提高运营效率
当预测到设备很可能失效时，系统可以使生产和维修主管更合理地安排相关
活动，从而最大限度地提高设备的可用性和正常运行时间。
3） 提高产品质量
将近乎实时的设备状态监测数据与过程控制系统相结合，可以在设备或系统
状况随时间变化的同时保持产品质量的稳定。