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中国仪器仪表学术、产业大会(CIC)主题报告

2012.11.28

  2012年26日,北京,“中国仪器仪表学术、产业大会(China Instrumentation Congress, CIC)”在北京友谊宾馆召开。CIC是由中国仪器仪表学会主办的学术与产业相融合的重要大会,定位为学术与产业大会,旨在搭建仪表测控行业官、产、学、研、用相互交流与学习的平台。

  会议期间,邀请政府部门、科研机构、院校、企业等知名专家、学者、产业界精英,围绕“测控科技引领智能装备制造业”这一主题,展开报告和讨论,内容包括制造业的数字化与智能化、超精密仪器、测量技术、磁悬浮技术等。

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会议现场

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中国工程院院长 周济

  中国工程院周济院长做了《制造业的数字化与智能化》的报告。报告分为四个部分。

  依靠技术创新,实现由“制造大国”到“制造强国”的历史性跨越

  在原始性创新方面 ,我们还有很大的差距,但在今后20年相信我们在数字化智能化核心技术方面,中国制造业完全可以实现战略性的重点突破、重点跨越,实现与西方最发达并行甚至超越,这是一个重大的战略抉择。总之,我们将推动中国制造业发展走上创新驱动的轨道,在今后20年,实现我国从“制造大国”到“制造强国”的跨越式发展。

  “制造业数字化智能化”是新的工业革命的核心技术

   先进制造业创新主要包括三个方面:一是产品创新——数控一代和智能一代的机械产品;二是制造技术创新——数字化和智能化集成制造技术;三是产业模式创新。数字化智能化不仅是实现机械产品创新的共性使能技术,并且它深刻地改革制造业的生产模式和产业形态,是新的工业革命的核心技术。

  仪器仪表的数字化智能化

  仪器仪表是制造业的基础部件,是制造业数字化智能化的基础和关键,也是制造业发展的难点,因而是制造业发展的重点。仪器仪表的水平决定了制造业数字化智能化的发展。数字技术在仪器仪表中的应用不但使其性能、精度得到了快速提升,而且为仪器仪表的更新换代、产品升级以及实现进一步的高精度、高性能,特别是多参数在线实时测控与自动测控,高稳定、高可靠、高适应性多功能、低消耗等提供了巨大动力和发展空间。

  以工程化产业化为主线,推进中国制造业数字化智能化

  工程化产业化将科技创新与产业发展紧紧地融合在一起,是科技创新的重要组成部分,是促进产业结构调整、全面提升产业核心竞争力的决定性因素,是推动制造业数字化智能化的核心和重点,是创新驱动发展的关键。进一步解放思想,进行有组织创新、集成创新和协同创新,最大限度解放和发展科学技术第一生产力,特别是推动科学技术成果的工程化产业化。

  展望未来20年。到2020年,中国机械产品全面应用数控技术,总体升级为“数控一代”,中国制造业基本普及数字化技术,并在若干领域实现一定程度的智能化。

  到2030年,中国机械产品总体升级为“智能一代”,中国制造业在主要领域全面推行智能化制造模式,整体上走到世界前列,为中国的现代化做出战略性、关健性、基础性的贡献。

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天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 邾继贵教授

  天津大学邾继贵教授代表工程院叶声华院士做了《先进制造中的数字化测量》的报告。

  面向批量制造中的数字化测量

  1. 批量制造与精密测量

  2. 测量技术及其设备

  3. 面向产品数字化设计的测量

  4. 制造过程控制中的测量

  5. 与制造设备集成的在位测量

  6. 产品质量控制及运行中的测量

  其中批量制造与精密测量紧紧相关。例如,产品的设计阶段的逆向工程与3D建模,批量生产阶段的在线测量与过程监控,生产准备阶段的设备调试与工艺匹配,产品阶段的质量检验

  数字化测量方法与技术

  数字化测量方法与技术大多是光电测量,光电测量手段是最重要的一类测量类型,其中基于视觉原理的视觉非接触测量方法则是近年来获得高度重视和广泛应用的工业测量手段,特点是:非接触、信息量大、易于集成、支持条件日益成熟。光电测量包括:

  1. 激光干涉测量

  2. 激光三角测量

  3. 激光衍射测量

  4. 通用坐标测量

  5. 视觉测量

  重点介绍基于视觉测量的测量方法。包括立体视觉测量,单摄像机视觉,移动视觉,视觉测量系统。涉及以下几个原理:

  立体视觉测量原理——双摄像机立体视觉原理。由两个摄像机提供的4个角度观测值,空间交汇得到空间点的三维坐标。

  单摄像机测量原理——构造光学成像光路,讲一个图像传感器分解为两个区域,虚拟双摄像机成像。通过控制摄像机的成像姿态,增加约束条件,实现三维坐标测量。

  激光平面结构光原理——单摄像机提供2个角度观测值(空间直线),和另一个预先定义的光平面交汇得到空间点的三维(2.5维)坐标。

  移动视觉测量(近景数字摄像测量)——通过单个相机的移动,在不同的站位上测量被测物体的方位角度,多重强约束空间交汇三维坐标测量(自标定)。

  完整工业视觉测量系统的构建

  在构建过程中需要解决测量尺度空间问题、测量特征可达性问题、测量时间以效率问题等问题。基于此介绍了以下四个系统:

  1. 固定式多传感器测量系统

  2. 机器人柔性视觉测量系统

  3. 大空间移动视觉测量系统

  4. 视觉通用坐标系统

  视觉通用坐标系统采用高精度数字相机,辅以控制光源技术,实现高精度的空间角度测量,再运用交汇条件,解算空间三维坐标。基于视觉通用坐标测量对于大尺度工业现场、在线测量问题解决提供了一个平台技术和手段。有别于其他视觉测量方法,通过坐标测量在参数、精度、范围、效率等方面有更高要求。

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