智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

文波

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力持續(xù)提高。在當(dāng)前智能制造時(shí)代，機(jī)械設(shè)計(jì)十分重要，推動(dòng)了制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，使得制造水平和制造規(guī)模不斷擴(kuò)大，保障了各項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化。智能制造技術(shù)能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)的效率、質(zhì)量及工業(yè)品質(zhì)，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)技術(shù);智能制造;自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）28-00-03

Abstract： With the continuous development of science and technology in China， the social productive forces have been continuously improved. In the current era of intelligent manufacturing， mechanical design is very important， which promotes the innovation and development of manufacturing industry， makes the manufacturing level and manufacturing scale expand continuously， and ensures the continuous optimization of various technologies. Intelligent manufacturing technology can effectively improve the efficiency， quality and industrial quality of industrial production， and has an important role in promoting the development of industrial automation.

Keywords： industrial technology;intelligent manufacturing;automation

自動(dòng)化控制技術(shù)是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)之一，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。機(jī)械加工工業(yè)是自動(dòng)化控制技術(shù)主要的應(yīng)用方向，在行業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景，能夠?yàn)槲覈?guó)機(jī)械加工行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。智能制造技術(shù)對(duì)于我國(guó)的工業(yè)產(chǎn)品制造有著非常重要的作用。

1 智能制造技術(shù)工業(yè)自動(dòng)化概述

1.1 智能制造技術(shù)

智能制造技術(shù)在當(dāng)前工業(yè)發(fā)展中十分重要。將智能制造技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合，能夠完善規(guī)劃方案。在應(yīng)用過程中，如果遇到一些帶有腐蝕性的介質(zhì)，智能制造技術(shù)平臺(tái)在超過規(guī)定時(shí)間時(shí)便會(huì)發(fā)出警報(bào)。相關(guān)管理人員可結(jié)合實(shí)際情況共享信息，通過CAD/CAM傳輸信息數(shù)據(jù)，根據(jù)警報(bào)及時(shí)進(jìn)行維修，并結(jié)合子系統(tǒng)不斷完善智能制造[1]。

1.2 自動(dòng)集成

在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中，需要從多個(gè)方面進(jìn)行分析。加工過程以物理加工為主，在高溫狀態(tài)下以物理加工和化學(xué)加工為主，修改產(chǎn)品參數(shù)和質(zhì)量，利用采集的信息自動(dòng)調(diào)整動(dòng)作，以工業(yè)制造智能化為核心，減少制造過程中出現(xiàn)的問題，通過IMC對(duì)整個(gè)制造過程進(jìn)行管控，以優(yōu)化制造生產(chǎn)相關(guān)工作，在持續(xù)性生產(chǎn)中保證設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 自動(dòng)管理

智能制造技術(shù)被稱為工業(yè)制造技術(shù)，不僅能夠提高工業(yè)產(chǎn)品制造的效率，而且可以使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬制造，將控制系統(tǒng)與工業(yè)自動(dòng)化融合，引導(dǎo)制造設(shè)備開展相關(guān)活動(dòng)，以便更好地進(jìn)行決策。在此基礎(chǔ)上需要優(yōu)化子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的傳輸，包括操作站、廣域網(wǎng)等方面。它整體建立在感知功能的基礎(chǔ)上，最終確認(rèn)下一步行動(dòng)，從而使集成信息化系統(tǒng)更加完善[2]。

2 傳統(tǒng)制造模式的劣勢(shì)與工業(yè)自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)分析

2.1 傳統(tǒng)制造的劣勢(shì)

2.1.1 產(chǎn)品質(zhì)量差。在我國(guó)工業(yè)發(fā)展過程中，輕工業(yè)以日常消費(fèi)品為主要生產(chǎn)對(duì)象。工業(yè)企業(yè)采集并加工材料，借助手工模具完成操作，難以保障自動(dòng)化加工的質(zhì)量和精度。加工中，傳統(tǒng)的工業(yè)基本通過人工完成，產(chǎn)品模具數(shù)量過多且精度不足，不能很好地保障產(chǎn)品質(zhì)量，必須在發(fā)展中不斷對(duì)此進(jìn)行優(yōu)化[3]。

2.1.2 生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。在傳統(tǒng)的工業(yè)制造過程中，開展工業(yè)汽輪機(jī)葉片制造時(shí)，需要待關(guān)鍵工序完成后再進(jìn)行葉根、葉冠等收尾工序的生產(chǎn)。每一項(xiàng)工作的開展都要依靠相關(guān)制造人員的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，導(dǎo)致工序往往存在加工不協(xié)調(diào)問題，且組裝無法達(dá)到一致性要求。此外，傳統(tǒng)工藝的生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，葉片制造加工流程有100多工步。

2.2 工業(yè)自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)

智能制造技術(shù)是科學(xué)信息技術(shù)的產(chǎn)物，通過全自動(dòng)的方法進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)具有許多優(yōu)勢(shì)。錄入數(shù)據(jù)后，智能制造中心可以分析參數(shù)，以自動(dòng)控制形式完善工業(yè)產(chǎn)品制造的分析、監(jiān)測(cè)、組裝。制造過程的整體準(zhǔn)確度較高，很大程度上縮減了制造時(shí)間，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，且整個(gè)生產(chǎn)過程不會(huì)受到外界因素的影響。就目前情況來看，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)基本融入工業(yè)發(fā)展，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要不斷強(qiáng)化安全性，保證各類配置的優(yōu)化與完善，具體如表1所示。

3 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用存在的問題

3.1 系統(tǒng)感知問題

在對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)的過程中，相關(guān)工作人員可以發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。當(dāng)前，我國(guó)傳統(tǒng)制造系統(tǒng)并不能滿足行業(yè)需求，機(jī)器視覺感知能力單一，大幅度降低了整個(gè)檢測(cè)過程的效率。在我國(guó)智能制造領(lǐng)域中，一些高端領(lǐng)域或者企業(yè)日常制造生產(chǎn)工程中，數(shù)控機(jī)器的智能傳感器和集成控制技術(shù)通過模擬系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)模擬，實(shí)現(xiàn)了初步的集成控制[4]。

3.2 系統(tǒng)控制問題

在傳統(tǒng)制造模式中，工作人員能夠及時(shí)有效地調(diào)節(jié)出現(xiàn)的各種控制問題。在智能制造技術(shù)方面，在開始智能制造工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)之前，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)流程的模擬，有效進(jìn)行相關(guān)流程的完善?？茖W(xué)合理地提升我國(guó)的智能裝備制造技術(shù)，對(duì)于整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響和意義，不僅可以保證整個(gè)生產(chǎn)過程順利進(jìn)行，還可以降低生產(chǎn)成本。

3.3 系統(tǒng)決策問題

在智能制造生產(chǎn)的過程中，相關(guān)工作人員需要使用人機(jī)界面，通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算將數(shù)據(jù)變換成能夠識(shí)別的指令，然后利用智能制造系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，并將分析得到的結(jié)論傳輸?shù)饺藱C(jī)界面。收到工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)訂單后，能夠通過系統(tǒng)制定工業(yè)產(chǎn)品圖片，通過CAD設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在我國(guó)鋼鐵、汽車、服裝及家具等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

4 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用策略

4.1 生產(chǎn)管理智能化

在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，機(jī)械工程師在生產(chǎn)管理工作實(shí)踐中增強(qiáng)設(shè)計(jì)意圖與車間加工的銜接性，可為不同企業(yè)生產(chǎn)管理層提供管理經(jīng)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算及大數(shù)據(jù)的運(yùn)用能夠幫助加工企業(yè)更好地進(jìn)行決策，在企業(yè)生產(chǎn)管理編制的實(shí)踐中不斷進(jìn)行調(diào)整，通過實(shí)行成品產(chǎn)銷管理模式優(yōu)化數(shù)據(jù)計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上充分發(fā)揮管理網(wǎng)絡(luò)化功能，有效避免管理錯(cuò)誤，提高企業(yè)機(jī)械生產(chǎn)效率，推動(dòng)行業(yè)信息化水平的提升工業(yè)和自動(dòng)化制造的基本結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

4.2 生產(chǎn)過程自動(dòng)化

若想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)軍高端工業(yè)產(chǎn)品制造市場(chǎng)，從而不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量。為了成功轉(zhuǎn)型，在企業(yè)生產(chǎn)管理中要基于過程自動(dòng)化和流程智能化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動(dòng)抓取、采集生產(chǎn)等，力求最大限度地滿足資源管理需求。在工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理服務(wù)中，要優(yōu)化企業(yè)技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)性產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)多維度和全方向創(chuàng)新。利用智能制造技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，根據(jù)質(zhì)量檢測(cè)降低數(shù)據(jù)誤差，不斷提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

4.3 故障診斷智能化

當(dāng)前，要深入開展中國(guó)智能制造，加快自主品牌工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)，應(yīng)用范圍實(shí)時(shí)監(jiān)控、識(shí)別、修復(fù)，將常規(guī)監(jiān)控手段與其他先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)結(jié)合，確保系統(tǒng)的各項(xiàng)工作參數(shù)正常，及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)診斷分析。在故障診斷中，可將智能制造技術(shù)有效應(yīng)用于電子醫(yī)療、軍事技術(shù)以及機(jī)械制造，促使工業(yè)生產(chǎn)過程的各項(xiàng)工作有條不紊推進(jìn)，降低操作人員的工作壓力，提高工廠效益[5]。

4.4 智能化產(chǎn)品檢測(cè)

傳統(tǒng)的制造技術(shù)往往工作步驟煩瑣，而工業(yè)自動(dòng)化可實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)，及時(shí)排查出不合格的產(chǎn)品，并根據(jù)智能制造技術(shù)的工作特點(diǎn)和質(zhì)量檢測(cè)的數(shù)據(jù)了解生產(chǎn)誤差，促使機(jī)器自行校正質(zhì)量檢測(cè)出問題的工件，從而不斷提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平。例如，云服務(wù)器（Elastic Compute Service，ECS）可以將電氣設(shè)備關(guān)聯(lián)起來，快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)遇到的安全隱患，提高電網(wǎng)的工作效率，使得維修人員可在更短的時(shí)間內(nèi)解決更多電網(wǎng)技術(shù)問題。

4.5 自動(dòng)化處理控制

智能制造技術(shù)能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供幫助，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行智能操控。它的主要優(yōu)勢(shì)在于智能化，通過智能管理將數(shù)字信號(hào)傳入生產(chǎn)設(shè)備，使智能制造系統(tǒng)分析自動(dòng)化設(shè)計(jì)，以模型的方式更加直觀地展示產(chǎn)品，通過CAD、Pro/E、UG等軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)，同時(shí)借助機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)方式保證整體的精確度。該技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中常用的技術(shù)之一，在實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合各類現(xiàn)代化設(shè)備，借助智能操作優(yōu)化實(shí)際生產(chǎn)工作過程中的問題，從而全面提升相關(guān)生產(chǎn)工作的精確度。

4.6 虛擬化工業(yè)生產(chǎn)

在機(jī)械制造設(shè)計(jì)編程中，需要用到中央處理器（Central Processing Unit，CPU）和可編程電路板，因此要選擇處理性能較好的CPU。在此基礎(chǔ)上帶有精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（Reduced Instruction Set Computer，RISC）芯片的電路板可提高系統(tǒng)、軟硬件的運(yùn)行速度，完成智能化技術(shù)的應(yīng)用，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。智能制造在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用還包括虛擬化生產(chǎn)，即通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)和智能推理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造工藝的改進(jìn)，包括識(shí)別、定位、感知以及聯(lián)網(wǎng)操作等功能，從而全面提高全過程生產(chǎn)服務(wù)水平。金屬產(chǎn)品的制造要求非常高，智能化操作可滿足要求，而單純依靠人工制造手段無法有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確化生產(chǎn)，需要借助智能化制造手段進(jìn)行優(yōu)化。

5 結(jié)語

工業(yè)自動(dòng)化是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)。為了更好地提高自身的硬實(shí)力，需要引入智能制造技術(shù)，通過智能監(jiān)控保證工廠的生產(chǎn)安全，使生產(chǎn)過程的人為操作更少、自動(dòng)操作更多，從而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)水平邁向新的高度。

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