在工业4.0的浪潮中，智能制造系统（Smart Manufacturing MES System）正在逐步成为制造业转型升级的关键驱动力。作为智能制造MES系统的核心组成部分，工业机器人通过与先进技术如人工智能、云计算、物联网等融合，不仅提升了生产效率，还保障了产品质量和安全性。
传统的工业机器人主要应用于标准化流水线生产，但随着市场需求对定制化产品的增长，这种单一作业方式已经无法满足行业发展要求。因此，我们需要将工业机器人的应用范围拓展至更多非结构化作业场景，如喷涂、抛磨、装配等，以实现更高效的人机协同工作模式。
为了实现这一目标，我们首先需要对现有的生产工艺进行数字化转换，将经验化的工艺过程转变为可以由数字设备执行的程序。这涉及到硬件和软件层面的升级改造。硬件方面，需要安装视觉感知系统和力传感器，以便机器人能够感知外部环境并进行精确操作。而软件方面，则是基于大数据分析和AI算法，对数据进行处理和学习，从而提高决策能力。
此外，在接触式作业中，如打磨或装配等，安全性是第一位考虑的事项。在这种情况下，使用精确力的传感技术来保护双方免受损害，同时保证产品质量，是非常重要的一环。此外，在复杂且多样化的小批量生产中，更需依赖于三维环境重建技术来准确地描述真实世界中的空间位置，使得运动规划更加精准。
总之，无论是在标准化的大规模生产还是小批量定制制作，都需要一个集成了智能传感器、自动控制系统以及AI算法的人类与机械之间协同工作模式。这个模式不仅能够提高产出效率，还能降低成本，并最终促进整个产业链条向更加灵活、高效、高品质方向发展。
