智能化工業制造范文

前言：我們精心挑選了數篇優質智能化工業制造文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

 

1 引言

 

所謂的工業4.0，是指利用物聯信息系統將生產中的供應，制造，銷售信息數據化、智慧化，最后達到快速，有效，個人化的產品供應。而在如今制造業開始逐步應用智能化技術的背景下，工業4.0的出現，則能更好的推動制造業智能化技術的發展。基于此，本文就工業4.0推動制造業智能化技術的發展進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

 

2 智能技術系統

 

2.1 三大技術發展加速催生新一代技術系統

 

進入21世紀以來，信息與通信技術取得了突破性進展，出現了如下3個重要的技術發展趨勢。

 

(1)電子部件的微小型化。

 

隨著超大規模集成電路技術的突破、電子設計自動化的廣泛應用以及半導體工藝的迅速發展，新型微控制器和8核、16核等多核微處理器研發速度明顯加快，新產品不斷問世。這些新型電子部件具有集成度高、可靠性與性能價格比高、抗干擾能力強以及功耗低等優點;平行計算功能極大地提高了信息處理能力，為智能技術系統的研發創造了優越的硬件條件。

 

(2)軟件成為創新的驅動力。

 

由于功能的增加、產品用戶特定需求的增加、交付要求不斷變化、不同技術學科和組織日益融合以及不同的公司間合作形式迅速變化等原因，工業產品及其相關的制造系統變得越來越復雜。特別是具有嵌入式軟件的系統，其復雜性還在快速地增加，管理這樣復雜的系統，其難度越來越大。

 

(3)工業生產系統網絡化。

 

過去二十年，互聯網很好地解決了人與人之間的互聯互通，并顛覆了與人密切相關的一些傳統行業。今后，隨著技術的不斷發展，互聯網將要實現物與物的互聯互通，進而實現信息世界與物理世界的融合，于是產生了物聯網。工廠生產系統需要完成控制功能，為了將控制技術融入互聯網，在將物理設備聯網的同時，也要將計算與通信嵌入實物過程，并使其與實物過程密切互動，從而出現了信息物理融合系統，又稱工業互聯網，它將互聯網的發展推向了新高度。

 

2.2 智能技術系統的定義與特征

 

以上3個技術發展趨勢加速了機電一體化系統的升級。新一代技術系統將以機械學、電氣/電子學、控制工程、軟件技術和新材料的緊密相互作用為基礎，通過“嵌入式智能”產生一種超越機電一體化的新系統。在這里，信息技術將與諸如認知科學、神經生物學和語言學等非技術學科相融合，跨學科融合不斷研發出過去只是在生物系統中才使用的新的集成方法、技術和規范，使用這些方法、技術和規程可以將感知、認知和執行功能集成融入技術系統，這樣的技術系統稱作智能技術系統。

 

智能技術系統具有自動適配功能，適應力強，并且使用方便。同時，系統還具有節約資源、可進行直觀操作以及可靠性高等特點。

 

通常，智能技術系統都具有如下主要特征。

 

適應性，即智能技術系統能夠與所處的環境相互交互，并能自治地適應它們的運行模式。按照這種方式，在設計人員設定的框架內，智能技術系統能夠在運行期間逐步完善，從而確保它們能夠長期保持最佳使用狀態。

 

堅固性，即智能技術系統能夠在動態環境中靈活和自治地運行，甚至能夠在開發設計者不希望或未曾預見到的環境中運行。系統能夠處理不確定或者不足的信息，確保至少達到某種使用等級，滿足各種要求。

 

可預期性，即以經驗積累的知識為基礎，智能技術系統能夠預測未來的效果和可能的情況。按照這種方式，系統能夠早期識別出風險，并能及時選擇和執行適合的策略，迅速解決問題。這樣一來，系統就能夠更有效地實現目標。

 

用戶友好性，即智能技術系統能夠適應用戶指定的特性，能與用戶進行合理的交互。對用戶而言，系統具有一定的理解能力。

 

3 認知信息處理參考模型及其模塊的研制

 

3.1 非認知系統與認知系統

 

信息處理方法是推動機電一體化向智能技術系統升級的主要推動力。機電一體化系統與智能技術系統的信息處理方法是不同的。機電一體化系統在傳感器和執行機構之間提供一種反應式和固定的耦合。而智能技術系統則類似于具有認知的生物，能夠變更這些耦合。認知處理不會取代直接的和反應式耦合，它會與后者共存。認知系統和非認知系統的比較如圖1所示。

 

3.2 認知信息處理參考模型

 

如上所述，認知科學完全參照認知生物的行為，以此為基礎創建了智能信息處理技術。因此，評價一個系統是否具有“智能“，應該看該技術系統是否具備如下3個特殊的特征：

 

(1)主動嵌入到環境中，并能夠與所處的生產場景環境交換信息;

 

(2)借助周圍環境與系統相關信息的內部表達，產生靈活的、與環境相適應的控制動作;

 

(3)具有學習和參與綜合信息處理的能力。

 

3.3 操作器-控制器智能模塊的研制。

 

為了實現STRUBE認知信息處理3層模型，德國帕德博恩大學Jugen Gausemeier教授領導的研發人員開發了用于自尋最優系統的操作器-控制器模塊。在這里，信息處理分成3級，即控制器、條件反射操作器和認知操作器。

 

控制器的主要任務是按照更優的方式控制基本系統的動態性能。其控制回路是獲取測量信號和確定調節信號十分有效的鏈路，因此稱它為“原動”回路。該級軟件在硬實時條件下運行。大量控制器配置能夠由控制器本身完成。

 

條件反射操作器的操作能夠監視和指揮控制器。它不能直接訪問系統的執行機構;但是它能夠通過改變參數和結構，完成對控制器的修改。條件反射操作器本質上是面向事件的，它與控制器緊密相連，其按硬實時方式處理事件。作為認知操作器的連接部件，條件反射操作器可以當作控制器和那些軟實時或不能實時工作的部件之間的接口。它將進入的信號過濾，并將其送給下一級。條件反射操作器負責若干OCM之間的實時通信，這些OCM一起構成一個自尋最優控制系統。

 

認知操作器位于OCM的最高一級，系統能夠采用各種方法(諸如學習方法、基于模型的最佳化方法或基于系統的知識的系統方法)，去使用它本身和其周圍環境的信息，以提升它自身的性能。在這里，特別要強調能夠實現自尋最優的認知能力。

 

4 智能子系統與智能網絡化系統

 

智能技術系統具有兩種結構形式，一種是子系統基本結構形式，即智能子系統;另一種是組群結構形式，稱作智能網絡化系統。

 

對于大型機械裝備或生產流水線，為了完成各種各樣的功能，通常都由幾個子系統構成，它們被看成是一個相互作用的組合體。這些智能子系統在地理位置上是分散的，通常采用分布式結構，它們彼此之間需要進行通信和協調，從而形成了網絡化系統結構。但是，由此產生的網絡化系統的功能作用僅能通過單個系統間的交互作用呈現出來。無論是網絡還是單個系統的角色都是靜態的，而要完成整體功能作用，就需要借助于通過動態改變來實現。在過去，這完全是分開考慮的問題，諸如一方面是云計算，另一方面是嵌入式系統。現在，我們可以采用最新的信息物理融合系統(CPS)的途徑進行集成。

 

5 智能技術系統的實現

 

從2007年開始，德國科技創新主要依靠分布在全國各地的15個前沿技術創新集群，每個集群都主攻一個專業方向。“it’s OWL”北威州創新集群專注于智能技術系統產品與系統的研發，它是歐洲具有最強產品開發能力的地區之一，其愿景是成為全球智能技術系統市場和技術的領導者。該集群共有174個成員，包括25個工程和顧問咨詢公司、25個核心公司和78個基本公司、6個高等院校以及10個競爭力中心。2012年2月，某教研部投入1億歐元，支持45個產品和生產的研發項目，計劃用5年時間完成。這些項目分為平臺、創新及可持續項目3種類型。

 

平臺項目，即為推動集群內各家公司在今后幾年內進入智能技術系統業務領域，以及實現技術成果向大量中小型企業轉移，創建自尋最優控制系統、人機交互、智能網絡、能源效率以及系統工程等5個最基本的技術平臺。

 

創新項目，即系統集群內的核心公司為實現戰略目標，基于上述技術平臺，開發子系統、系統以及網絡化系統等具體產品和解決方案。

 

可持續項目，即這些項目研究采取7種有效措施，在政府計劃支持的時間結束后，仍然能保持長期的可持續性。特別是在這些項目內，中小型企業在今后幾年仍然能夠自身實現智能技術系統的開發工作。

 

6 工業4.0智能自適應生產系統產品與應用

 

某公司為了實現工業4.0“智能生產”戰略目標，按照智能技術系統的技術概念，研發了自適應生產系統。該系統采用分散式模塊化結構，并使用公司最新研制的即插即生產智能化網絡技術。分散式模塊化結構意味著整個生產過程所使用的機械、控制和通信系統全部采用模塊化設計，這就使得生產制造系統能夠按照工藝和生產的要求任意組合，系統的適應性可以通過插入或移除其中的模塊來實現。

 

即插即生產技術具有自尋最優特性和即插即生產網絡自配置功能。自配置功能是建立在實時通信系統的自配置方法和生產系統、模塊和部件語義自描述能力的基礎上，無須使用任何工程工具。生產制造系統通過分析與理解外界及自身的信息，對系統中各組成部分進行自動協調、重組與擴充，實現對產品的數量、種類、性能和質量的自動適應，從而最佳地完成不斷變化的工作任務。該自適應生產系統已成功用于公司的I/O裝置生產線，取得了滿意的效果。按照計劃，自適應生產技術與系統產品即將推向市場。與此同時，“it’s OWL”創新集群的各成員公司也將分批各種類型的智能技術系統的產品和系統，并在傳統的機電一體化系統用戶領域推廣應用。這些創新的技術與產品，將為制造企業，特別是中小型制造企業的轉型升級創造理想的條件，也為工業4.0的實現提供了具體路徑和解決方案。

 

7 結束語

 

綜上所述，工業4.0的出現，對于機械制造和電氣工程等領域來說有著重要的意義。而隨著我國制造業逐漸邁向智能化，針對工業4.0的戰略目標，我們需要采取更為有效的技術措施，進一步推動制造業的智能化技術發展，從而提高我國制造業的科技水平。

第2篇

航空發動機享有“工業之花”的美譽，是體現國家工業科技水平的重要標志。作為“互聯網+”智能制造的重點領域，網絡化智能制造能為我國航空工業帶來哪些變化？我國航空工業的轉型升級應走何種發展路徑？這些問題值得我們深入研究。

2015年，工業領域進入了新的分水嶺，互聯網技術從方方面面影響著工業制造。2015年7月4日，國務院正式《“互聯網+”行動指導意見》，明確提出推動互聯網與制造業融合，提升制造業數字化、網絡化、智能化水平，加強產業鏈協作，在重點領域推進智能制造、大規模個性化定制、網絡化智能制造和服務型制造，發展基于互聯網的智能制造新模式。

航空發動機被稱為“工業之花”，而航空工業是指以飛機的研制和制造為龍頭的主機和輔機等相關配套廠所而組成的工業體系，它體現了一個國家的航空生產能力與工業化水平。在“互聯網+”智能制造的發展進程中，航空工業利用互聯網平臺和信息技術將互聯網與傳統模式結合起來，從而提升效率與品質，將衍生出一種新的行業生態。

航空工業是典型的軍民結合型工業，在軍事和經濟上具有重要地位。作為其產品，航空裝備較其他行業亦有典型特點，主要表現為：

第一，批量性。不論是以前的少品種大批量，還是現在的多品種小批量，飛機制造都呈現出批量性生產的特點，少則幾十架、多則幾百架。

第二，可重復使用。不論是在戰爭、訓練演習中，還是在民用航空中，飛機都可多次重復使用。

第三，備件需求量大。業內有句名言叫做“飛機飛的就是備件”。備件是飛機綜合保障工作的首要物質基礎，是飛機提升良好率的關鍵和瓶頸。根據國外統計，一架飛機需要保持其售價10%的款項來配備航材備件。

第四，覆蓋面廣。這其中有四層含義，一是指所用原材料覆蓋面廣，二是指所用技術覆蓋面廣，三是所涉及行業和廠家覆蓋面廣，四是所涉及人員覆蓋面廣。

航空工業的智能制造，是由“智能機器+網絡+工業云平臺”構成的“端管云”架構，它能夠實現機器與機器、機器與人、人與人之間的全面連接交互。這種互聯不是數據信息流的簡單傳遞，而是融合了智能硬件、大數據、機器學習(ML)與知識發現(KDD)等技術，使單一機器、部分關鍵環節的智能控制延伸至飛機及配件生產的全過程。它促進了無人工干預條件下的機器自組織、自決策、自適應生產，為智能制造的實現奠定了互聯基礎。

互聯網使得飛機及其配件的生產可定義。傳統飛機及其配件的生產極大地依賴固定模具和固定生產線，原材料、機器、設備組和其他生產設施，均按照最大生產需求配置，在閑置生產時段容易造成極大的浪費，生產過程也無法靈活調整分配。而在互聯網條件下，機器、開源硬件的智能控制由軟件來完成，并通過互聯將智能控制鏈條延伸至生產的各個環節，推動生產流程向利用軟件定義、管理和執行的智能化方向轉變。舉例來說，軟件既可以計算生產需求，靈活調整原材料庫存，也可以升級機器功能，加大其生產能力和適用范圍，還能夠實現設備智能調配，按需配置其生產任務和工作負載，最終實現智能生產。

工業互聯網使得飛機及配件生產動態可調整。傳統工業企業的生產過程協同只能在企業內部各個部門之間、不同車間之間實現小范圍協同。而工業互聯網突破了時空界限，它集成了供應鏈系統、客戶關系系統、制造執行系統(Manufacturing ExecutionSystem，MES)、產品流程控制(ShopFloor Control，SFC)、企業資源系統等。它為整個供應鏈上的企業和合作伙伴搭建了信息共享平臺，將生產過程協同擴大到了全供應鏈條甚至是跨供應鏈條上，實現了全生產過程優勢資源、優勢企業的網絡化配置，實現了真正的社會化大協同生產。

中國航空工業如何實現智能制造

結合風起云涌的“互聯網+”浪潮，以及航空工業自身的轉型升級規律，我們提出了中國航空工業的“互聯網+”智能制造五步路線圖。

構建智能的人和組織

“智”強調的是認知與知道， “能”強調的是技能和習慣。航空制造企業員工知識和技能的培養，既包括工業互聯網的相關技術，也包括心理素質的訓練。而智能的組織則是在原先的金字塔、矩陣式等組織結構形式上，根據企業的情況、客戶的需求構建更有效率與效益的組織架構模式。相關的架構模式有很多，比如“不為我有，但為我用”，“一專多能”，根據作業點的技能復合人才培養等。

加快推廣制造執行系統（MES）

過去十年，是孕育工業互聯網的十年，也是摸索理論發展和實踐的十年。技術和應用系統供應商不斷融合創新，他們提供更集成、更智能的系統，同時打通企業運營和生產管理的各個環節。企業自身也在不斷利用新的技術和應用，打通內部管理和系統壁壘，實現靈活生產，滿足需求的變化。對機及配件制造企業而言，應對市場變化，滿足客戶個性化需求，最終必須能夠快速實時地響應，并調整生產過程。因此，管理和控制一線生產的制造執行系統(MES)是至關重要的。

目前，在飛機及配件生產車間廣泛存在下列問題。

第一，大多數情況下，車間計劃人員會根據車間以往的生產能力及自身經驗，對生產計劃進行分解排產。這樣的計劃可執行性差，在執行過程中可調整性不強。

第二，車間計劃人員對設備能力估計不足，造成設備、人員閑忙不均。另外，車間缺乏較好的跟蹤機制，物料在加工傳遞過程中容易出現丟失、錯誤現象，影響生產的正常進行。

第三，生產部門、車間主管領導無法對生產情況總體把握，難以對飛機及配件的關鍵件、關鍵設備、產品質量進行重點監督。

蓋勒普在多家著名航空及配件制造企業中應用了MES制造執行系統，提升了自動化、智能化水平。它上接企業資源計劃(erp)系統，下接硬件設備的中樞。在中國，蓋勒普MES落地實施已經過了15年的時間，它對飛機及配件生產車間的設備、人員、執行、工具、工藝、物料、生產計劃排產、質量等進行統籌管理，有效地從執行層面提升了企業的制造實力，實現了對資源的優化。

車間智能化升級改造

“工業4．O”的實施主體針對各類高水平的制造業企業，航空工業的“互聯網+”智能制造對應的最重要的實施主體便是車間。MES可通過相關采集技術獲取各種數據，可從全生命周期、全流程的角度來分析研究飛機及配件的生產執行情況，從中發現車間的短板，并進行升級、優化、改進，從而提升車間的總體能力。而各個車間在配備MES、又經過自動化和智能化改造后，其生產率將大幅提升。

自動化、智能化的處理不僅包括物理層面（如原料、半成品的處理，運輸、能源管理），車間中數據的自動化、智能化處理也是蓋勒普MES管理的重點領域。在該管理模式下，飛機及配件制造過程的數據、信息的記錄、傳遞、存儲，分析、應用，以及產品、零部件的質量、互換性將進行統一標準化管理。在航空工業中，制造的技術標準將直接影響市場的競爭，成為市場利益，形成技術壁壘。

在過程控制方面，MES管理飛機及配件生產訂單的整個生產流程，通過對產品生產過程所有突發事件實時監控，自動糾正飛機及配件生產過程中的錯誤，或者為生產過程提供決策支持，以實現生產調度要求；在出現異常或與生產計劃偏離太多時，及時地反饋至相關人員，使其采取相應措施。

在任務派工方面，MES在飛機及配件生產計劃完成之后，自動生成任務派工單，根據生產設備實際加工能力的變化，制定并優化生產的具體過程及各設備的詳細操作順序；為了提高生產柔性，生產任務會根據生產執行具體情況及設備情況，結合資源配置進行現場動態分配。

在資源配置方面，MES通過詳細的數據統計和分析，為企業提供各種生產現場資源的實時狀態，與飛機及配件生產任務分配緊密協調，為各生產工序配置相應的工具、設備、物料、文檔等資源，保證各操作按調度要求準備和執行。

在能力平衡分析方面，MES分析對比工作中心／設備任務負荷、部門／班組任務負荷、工種任務負荷等并做出相應的評估，協助計劃和調度人員進行飛機及配件生產任務的外協加工，以實現最優的生產計劃排程。

在質量管理方面，MES跟蹤飛機及配件原材料進廠到成品入庫的整個生產流程，對產品原料、生產設備、操作人員、工序批次等數據實時采集，為飛機及配件的使用、改進設計及質量控制提供依據。與此同時，MES根據檢測結果確定產品問題、提供相應的決策支持。

在文檔管理方面，MES基于數據庫的解決方案，擁有海量數據的存儲和管理能力，自定義文檔管理結構樹和版本追蹤，可有效地管理飛機及配件的設計、操作流程、工藝說明等，MES可根據加工任務進行分配，為生產工序提供相應的加工程序和生產信息等。

在數據采集方面，MES根據不同的數據、應用場景、人員能力、設備投入等，采取不同的數據采集方式，實時獲取飛機及配件生產各工序、設備、物料、產品等數據，并統計、分析成其它系統、管理者所需要的信息。

在人力資源管理方面，MES提供人員的狀態和相關的信息，跟蹤個人的工作執行情況，為飛機及配件制造企業實現精細考勤管理、控制人力成本、簡化績效考核、減少員工流失、優化人員調度等方面提供決策支持。

在維護管理方面，MES記錄飛機及配件生產的每臺設備、每把工具的維護時間、維護內容、故障原因等，從而計算出最常見的設備／工具維護工作并進行經驗積累，管理和指導生產設備、工具的維護活動，并生成相應的維護經驗文檔，以供瀏覽、查詢。

構建車間生產底層網絡體系

車間底層是工業互聯網識別物體、采集信息的終端環節，既包括機器、設備組、生產線等各類生產所需的智能終端信息采集技術，也包括射頻識別(RFID)標簽、傳感器、攝像頭、二維條碼、遙測遙感等感知終端信息采集技術。蓋勒普SFC生產車間集中控制管理系統已經在承擔了中國C919等大飛機研制工作的中國商用飛機有限責任公司（簡稱“中國商飛”）、中航工業西安飛機（集團）有限責任公司（簡稱“西飛集團”）、中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司（簡稱“黎明航空”）等國內知名航空制造企業得到了廣泛的實踐應用。通過構建車間底層網絡體系，SFC不僅能夠實現物理上的信息傳遞，而且實現了包括信息安全、數據協議、業務協議等內容的網絡體系。利用這樣的網絡體系組建車間、工廠互聯網，可實現數據的采集、傳遞、存儲、分析、應用，以及設備級的連通，如M2M (Machineto Machine)的交互、遠程操控等。通過蓋勒普SFC系統，企業可構建生產過程中各個環節的標準化機制，確定哪些信息可被用來交換，哪些屬于標準構件，哪些機器適用等等。SFC系統將先進的信息模式、生產模式形成標準，從而促進技術創新和模式創新。此外，系統還利用物聯網技術、設備監控技術加強信息管理，提升飛機及配件的生產效率，同時它還能夠利用互聯網進行遠程定制。

中國商用飛機有限責任公司（簡稱“中國商飛”）是經國務院批準成立，由國務院國有資產監督管理委員會、中國航空工業集團公司、上海寶鋼集團等共同出資組建，由國家控股的有限責任公司。

從2011年開始，蓋勒普SFC系統（包括設備聯網、數據采集、設備監控、數控程序管理、工單管理、加工仿真、可視化、無紙化、自動化、系統集成），就在中國商飛進行大規模的使用，至今，已實施了大量設備的聯網通訊、數控程序集中管理、生產數據實時采集和設備監控，將現場PC、PLCs、密封測試器、平衡設備等納入SFC網絡系統，進行通訊、數據采集和管理。

對于互聯工廠的總體部署，蓋勒普SFC通過可配置、模塊化的工業互聯網技術，結合先進的數字化數據錄入或讀出技術（如條碼技術、RFID射頻技術、觸屏技術等），為中國商飛搭建“互聯網+”智能制造平臺，各生產單元數據在系統內實現無縫連接、快速調用，成為驅動協同生產、支持轉型升級的堅實基礎。生產現場通過設備和工位、人員統一聯網管理，在每個生產工序環節進行智能化數據采集和反饋，并在云技術支持下做實時統計和分析，超過25000多種可自定義的圖報表在各個生產工段、部門進行實時展示。同時，結合大數據分析結果，系統進行實時決策，以降低制造過程成本，提高產品質量和生產效率。而且，各類生產信息通過“無紙化”方式傳遞到工位、設備，以及生產中央控制室，為智能化排產提供數據支持。通過可視化電子看板，所有數據和信息均可以動態地傳輸到各廠區的各生產部門的數據終端。

“互聯網+”智能制造模式將中國商飛生產現場地理分散的人員、信息黏結在一起，實現了由單機“作戰”向網絡協同的轉變。它將大飛機及配件設計、制造、檢驗等相關工程師、管理人員和生產工人緊密地聯系起來，實現了參與各方的高效協作。同時，工廠互聯網和信息網絡形成的集成對接和數據交換，使得設備與設備、設備與人均實現了互聯互通，將現場生產與用戶遠端的使用管理緊密相連，從而實現了“中國商飛生產線”智能化實時管理和產品的遠程維護跟蹤管理。

建設企業大數據、云計算中心

在傳統方面，航空工業企業的數據相對而言結構化數據較多，而在技術領域，數據本身的復雜性又非常高，因此企業需要構建工業數據圖譜，規范企業的術語，構建數據模型，實現數據與數據之間的集成，這就需要企業建立大數據中心、跨地域的云計算中心，建立“輕客戶端，重服務端”的應用模式，實現高效、正確、精益。同時，企業內部的信息平臺與社會化的各種平臺建立起廣泛而深入的集成聯系。

“互聯網+”成就行業發展機遇

實施航空工業的“互聯網+”智能制造模式，必須突破傳統的思維慣性，實現多主體、多形式、多內容的合作。這種合作以互聯網為載體，以大數據為內容；以分析應用為工具，以產品創新為結果，從而形成覆蓋全流程、全生命周期的生態鏈，并在生態鏈中實現各種集成。例如基于供應鏈的縱向集成（突破工業4．O的企業內部縱向集成）、細化到工序級的MES-SFC橫向集成。

第3篇

    關鍵詞:工業;自動化;智能制造;技術

    中圖分類號:TH164 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2011)22-0102-01

    自動化生產是新時期工業經濟的先進理念,機電一體化、機械制造自動化等均是工業自動化的具體表現。積極推廣智能制造技術是未來企業發展的必經之路。

    1 傳統制造模式的缺陷

    不可否認,傳統手工制作對當時的工業進步起到了推動作用,但在倡導科技創新的今天,傳統制造技術卻顯現了多方面的缺陷。

    ①生產質量低。我國工業包括重工業、輕工業等兩大類別,重工業指的是采掘業、原材料加工等,輕工業則指化工等行業。傳統的工業制造生產依賴于手工操作,許多產品的質量無法保證,如:機械制造行業靠手工打造金屬物件,產品的尺寸、形狀等指標很難達到高水平。

    ②生產時間長。傳統工業制造因缺乏先進的工藝流程,制造人員幾乎憑借個人經驗制造產品。對于一些先進的制造工藝未能及時采用,如:采煤行業中煤礦開采工藝落后,造成礦工每天的煤礦開采量量少,且礦工需持續工作12 h以上才能保證足夠的產量,作業時間超出預期范圍。

    ③生產效益少。企業投入了大量的成本投入工業制造,但由于生產產品質量不達標,成批產品無法走向市場銷售,這造成企業出現貨物囤積現象。此外,由于質量問題引起的各種補償問題均給企業經營造成很大的阻礙。早期我國工業呈現出生產投資大,回收效益少的狀況。

    ④生產設備缺。根據我國工業發展歷程可知,早期工業產品的制造生產70%以上均依賴于手工操作。這不僅是國內工業技術落后的表現,也是工業生產設備不足的象征。由于缺乏機械設備從事相關生產,手工制造才會一直占據工業產品加工的主流,制約了工業自動化進程的加快。

    2 智能制造技術的工業運用

    改革開放之后,國家對工業經濟的發展給予了高度關注,全國各地開始積極開展工業技術創新活動。經過近30年的技術改革,我國的工業制造生產已經掌握了自動化、一體化、智能化等多項技術。有了先進技術為支撐,我國的工業經濟效益開始翻倍增長,智能制造技術在工業中的運用更加普遍。工業生產自動化中引進智能制造技術的優點如下:

    ①人機操作。智能制造技術的最大特點是實現了“人機操作”,企業在制造高精度、高要求、高質量的產品時,必須要使用智能化操控系統保證自動化生產的質量。如:機械制造行業中,對于金屬產品的精度要求十分嚴格,若依舊安排人工制造加工時無法達到精度指標的。企業可利用計算機與數控設備建立連接,用計算機編程后輸入程序指令,機械自動化生產可保證產品精度符合要求。

    ②自動設計。智能機器具有強大的推理、預測、判斷等功能,制造設備可參照接收到的數字信號或程序代碼設計工業產品。產品研發人員把某個產品的重點參數及程序代碼輸入智能機器中,則可通過自動設計將產品模型顯示在計算機上,讓企業根據產品的實際情況選擇最佳方案投入生產。如:許多企業采用CAD、proE UG等自動化設計軟件,獲得的產品模型更加精準。

    ③虛擬生產。虛擬技術依舊以計算機為核心控制,并結合信號處理、動畫技術、智能推理、數據預測、模擬仿真等功能,對工業產品的生產流程進行模擬。虛擬化模擬生產可及時發現設計產品存在的問題,對生產制造工藝做進一步改學原料比例調整提供依據。

    3 結 語

    總之,隨著工業經濟效益持續增長,企業致力于擴大生產規模,制造產品的數量相比之前更多。面對這種狀況若依舊采用傳統的生產制造模式,則難以滿足生產效率指標的要求。

    參考文獻:

    [1] 孟俊煥,孫汝軍,姚俊紅,張秀英.智能制造系統的現狀與展望[J].機械工程與自動化,2005,(4).