人机协同的物流系统研究.pdf

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1、第9卷第3期计算机集成制造系统—CIMSVOI.9NO.32003年3月COmputerIntegratedManufacturingSystemsMar.2003!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：l006-59l（l2003）03-0220-04人机协同的物流系统研究孙晓l，张秀芝l，陶俐言2（l.吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春l30025；2.中国兵器工业集团第55研究所，吉林长春l300l2）摘要：针对现代工程技

2、术领域人机一体化系统理论的发展和人机一体化柔性制造系统的研究，提出了先进制造环境中人机协同物流系统的概念，给出了人机协同物流系统的概念模式和体系结构，分析了其中的人机功能分配和人机界面的特点，探讨了人机协同物流系统的设计方法，并简要介绍了一个应用实例。关键词：人机一体化；硬件可重组；物流系统；人机协同；人机界面中图分类号：THl6文献标识码：A近年来，科学界和工程界对人工智能有了新的体系将大大超越传统的机械科学的理论体系，其支发展，人在系统中的重要作用逐渐突显出来，于是出撑技术涉及传感技术、自动

3、化技术、信息技术、人工现了人机一体化系统理论，并得到广泛重视和发展。智能技术、虚拟现实技术、人机工程学、人机耦合技可以预见，人机一体化理论将成为现代工程技术研术、超介质处理技术（即更大范畴的多媒体技术）和究的重要指导思想。本文将这一理论应用在先进制超鲁棒性技术等高新技术。其中人机耦合技术是实造环境（如柔性制造系统-FMS）的物流技术中，强现人与机器之间新型的“伙伴式”合作关系的关键，调人在系统中的重要作用，人机最佳协同合作，实现也是人机一体化系统先进性的重要标志。系统经济高效、运行可靠和真正的柔

4、性。人机协同人机一体化智能系统在感知、思维、决策三个层物流系统具有硬件可重组功能，为减少先进制造系面上实现整体综合（metasynthesis）［3］，其核心内容是统建设中的物流投资和过分追求全面自动化带来的强调人在系统回路中的重要性，重新安排人与机器应用效果低的问题，提供了新的解决办法和思路。的位置，在两者之间建立新型关系，突破现有系统，将人排除在外的旧格局，将人作为系统内部的一个!人机一体化理论概述重要组成部分，即“人件”（相对于软件、硬件）来考20世纪90年代，我国科学家提出人机一体化虑。

5、在系统中充分发挥机器，特别是计算机的数据的思想［l］，其基本原理是以人为中心，走人机一体的处理能力、快速反应能力，以及适于复杂性、重复性技术路线，人与机器（含计算机）共同组成一个系统，工作的特点和人在创造性、自主学习能力、经验的运各自完成最擅长的工作，在平等合作的基础上，共同用，以及环境适应性等方面的优势，通过超介质实现认识，共同感知，共同决策，并在实际运行中，相互理人机耦合，从而实现人机最佳协同合作和系统整体解，相互作用，取长补短，协同工作，突破传统的人工最优［4］。智能系统的概念，形成超智能

6、系统，使人机一体化系"人机协同物流系统的技术体系统达到最佳经济目标和最佳效益。人机一体化科学属于自然科学范畴［2］。由于涉及人的因素，其理论收稿日期：2002-09-25；修订日期：2002-l2-26。基金项目：武器装备预研基金资助项目（5l45805020lJwl302）。作者简介：孙晓（l963-），男，吉林长春市人，吉林大学机械科学与工程学院副教授，硕士研究生导师，主要从事机械设计、机电一体化研究。E-maiI：tsOl@jIu.edu.cn；gem@pubIic.cc.jI.cn。第3

7、期孙晓等：人机协同的物流系统研究l372.1传统FMS应用上的局限性高系统信息感知的全面性、多维性和准确性。在控制层，人通过自身中枢神经系统进行判断决策，机器FMS能够很好地适应多品种、小批量的产品研通过高效数据处理，严密的逻辑推理产生决策意见，制，具有快速生产准备和快速转换的特性，为提高产通知给人或直接支配执行系统。在执行层，人机合品制造的快速反应能力发挥了重要作用。FMS一般理分工，密切合作，人主要从事灵巧性、协调性、创造有固定的组成，并应用递阶控制结构，其中的物流系性及人很容易完成而机器却

8、难以实现的任务，机器统主要应用自动导引小车和自动堆垛机等，强调自主要完成功率大、定位精度高，具有良好运动学、动动化、无人化，使物流自动化达到相当高的程度。我力学特征的任务。例如工件在起止点的装卸，大型国引进、消化吸收和自行研制FMS已有十几年的历件由机器完成，小件可由人来进行，中型件可由人或史，但在生产中成功应用者却屈指可数，其主要原因机器完成。是：!物流系统中应用的全自动化立体仓库、自动导引小车等都属高科技产品，一次性投入大，维护费用高；"这样的先进制造系统在物理实体和控制上是刚性的，其柔性范