朱念恩

摘 要：現(xiàn)代企業(yè)對制造的要求使得數(shù)字化技術得到廣泛的應用，在這些技術中，如何讓自然人與數(shù)字化設備有機的結合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是一個難題。本文分析了數(shù)字化技術的特點，提出一套將數(shù)字化技術與自然人結合的制造模式，充分發(fā)揮了兩者的長處，達到了理想的效果。

關鍵詞：數(shù)字化；人機協(xié)同；加工；制造；通信

一、數(shù)字化技術與自然人結合

數(shù)字化技術與自然人在車間生產(chǎn)中各有特點。數(shù)字化技術能夠?qū)囬g內(nèi)的控制信息、設備信息、庫存信息等進行管理和控制，但是缺乏靈活性，而人卻能夠隨機應變。將數(shù)字化技術控制的各種設備和數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡傳到自然人的數(shù)字化設備，自然人通過數(shù)字化設備能夠全面的掌握車間的運行狀態(tài)。

二、數(shù)字化人的特點

因為數(shù)字化設備與自然人結合后，人成為車間內(nèi)的移動控制者，他能夠不斷地來回移動，對正在運行的設備狀況進行隨時監(jiān)控，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品加工工藝進行調(diào)整。車間內(nèi)采用的無線局域網(wǎng)技術，使得人的這種移動控制成為可能。軟件上車間各種信息應能快速反映到數(shù)字設備上，并按照人的操作發(fā)出指令，控制設備。

數(shù)字設備功能多，體積小，因此集成是必然的選擇。硬件上要集成多種芯片，包括WIFI、藍牙等通信芯片，還包括存儲器、處理器、其他模塊和各種接口、電池、顯示器等。軟件上要與上層工作站通信，發(fā)送各種信息，與設備通信，這么多功能都要集成在一款軟件之內(nèi)，占用資源要小，功能要齊全。

人在車間內(nèi)要能夠監(jiān)控所有運行設備，但現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)加工設備往往五花八門，因此兼容性是非常重要的，也是非常難以實現(xiàn)的。其原因第一個是不同廠家的設備運行模式不同，要想兼容就要研究所有的通信協(xié)議，然后才能通信，從而獲取設備的信息并進一步控制設備，單就這一步已經(jīng)極為困難；第二個，不同時期的設備控制方式是變化的，新的設備容易通信，舊的設備通信難度大。

另一個問題是操作問題，大量的各種設備，操作方式不同而且操作復雜，加之各種信息，使得實際上的操作任務是很繁重的，如果人機界面操作不簡易，那么很難完成所有任務。因此人機界面的易操作性非常重要，好的人機界面會給操作帶來便捷，從而提升工作效率。

三、以數(shù)字化設備為主導的人機協(xié)同制造

1.運行模式

數(shù)字化設備管理系統(tǒng)能夠?qū)囬g進行監(jiān)控，但人腦的決策和判斷同樣重要而且無法為數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)。人不再是具體的操作加工設備，而是根據(jù)設備狀況，對工藝、物流等進行安排和調(diào)整。數(shù)字化設備與人的結合，對設備之間的組合、加工工藝的規(guī)劃、數(shù)控加工程序、刀具工具的使用做出具體安排，并實時監(jiān)控。

2.以數(shù)字化設備人機協(xié)同制造的特點

傳統(tǒng)加工制造，所有的任務、工藝、操作都由管理層設定，下達到生產(chǎn)現(xiàn)場，這個過程中，最上層是辦公室里負責設計和工藝的管理層，下面設備層只是命令的執(zhí)行者，這是絕大部分的數(shù)字化制造中都采用的模式。

在新的加工制造模式中，上面的被顛覆，由于數(shù)字化設備連接了管理層和現(xiàn)場設備層，因此設備層的操作人員同樣是車間的管理者，并且由于操作人員更接近生產(chǎn)設備，可以直接觀察生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況，因此對于車間的直接控制其效果還要優(yōu)于上面的管理層。

傳統(tǒng)車間，產(chǎn)品的設計人員一般在技術部門，而現(xiàn)場的操作人員則完全按照計劃完成加工任務，這使得加工中如果出現(xiàn)問題就無法及時的修補，帶來時間和經(jīng)濟上的損失。新的加工模式很好地解決了以上問題，生產(chǎn)工藝的制定者是身處生產(chǎn)第一線的操作數(shù)字化設備的人員，這樣的工作人員通過對數(shù)字化設備監(jiān)控車間，發(fā)現(xiàn)問題能及時處理，消除了設計人員和操作人員間的距離，減少了處理問題的時間，提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)字化設備與人的結合，最大限度地彌補了數(shù)字化設備和自然人各自的缺點，發(fā)揮了二者的長處和優(yōu)點，最大限度的使得通信技術和人的判斷得以結合，為新一代的生產(chǎn)制造模式提供了良好的平臺，是新型制造技術發(fā)展的重要方向，一部分已經(jīng)為現(xiàn)代企業(yè)所采用，其余的也必將成為制造業(yè)未來發(fā)展的潮流之一。

參考文獻：

[1]雷源忠.我國機械工程研究進展與展望[J].機械工程學報，2009（5）：1—11.

[2]周祖德，余文勇，陳幼平.數(shù)字制造的概念與科學問題[J].中國機械工程，2001，12（1）：564—571.

（作者單位：臺州科技職業(yè)學院機電與模具工程學院）endprint