工業(yè)4.0語義下智能焊接技術(shù)發(fā)展綜述*

張廣軍，李永哲

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)焊接與連接國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150001）

到2015年底，全球約有66億件設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)，2020年，這一數(shù)字將上升至300億[1]。以互聯(lián)網(wǎng)為載體的信息技術(shù)在過去的10余年里逐漸影響甚至改變傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)格局以及商業(yè)模式。尤其是在航空航天等零件加工產(chǎn)業(yè)中，柔性化、個(gè)性化、快速小批量生產(chǎn)逐漸成為飛機(jī)、火箭等航空航天產(chǎn)品零部件生產(chǎn)加工的新要求。信息技術(shù)的進(jìn)步掀起了工業(yè)技術(shù)革新浪潮，引發(fā)全球工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈快速升級(jí)[2]。

在這一背景下，德國(guó)政府在2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出“工業(yè)4.0”國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略[3]，旨在復(fù)雜多變的制造業(yè)格局中，提高德國(guó)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。“工業(yè)4.0”也被德國(guó)政府在《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中確立為10大未來項(xiàng)目之一[4]。與此同時(shí)，美國(guó)先后出臺(tái)“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”和“先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃”等，旨在通過“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略，使制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型[5]。作為世界上“最大的工廠”，中國(guó)在制造領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。在中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的當(dāng)下，國(guó)務(wù)院于2015年5月提出了《中國(guó)制造2025》國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃[6]，以加快智能制造的技術(shù)創(chuàng)新為目的，著眼于奪取未來產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和話語權(quán)。

無論是“工業(yè) 4.0”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”還是“中國(guó)制造2025”，都描繪了未來工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，即憑借著高新信息通信技術(shù)的基本手段，將信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPSs） 融合到制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)中，使制造業(yè)向更高的智能化方向轉(zhuǎn)型，其技術(shù)基礎(chǔ)為互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)端應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等。……