工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造推動(dòng)下的自動(dòng)化技術(shù)研究

趙九安

【摘 要】制造業(yè)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)動(dòng)力，更是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵因素，我國(guó)是一個(gè)擁有“世界工廠”之稱的工業(yè)大國(guó)。但卻不是制造強(qiáng)國(guó)，生產(chǎn)工廠的數(shù)量雖然相較其他國(guó)家有一定的優(yōu)勢(shì)，但是在生產(chǎn)方面卻還存在一定的劣勢(shì)，相關(guān)的生產(chǎn)效率、科研水平以及創(chuàng)新能力方面都存在一定的不足現(xiàn)象。這些問(wèn)題都是制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，世界制造業(yè)發(fā)生了巨大的變化。制造業(yè)全球化的壓力和機(jī)遇，加快中國(guó)制造業(yè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)已經(jīng)迫在眉睫。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；智能制造；自動(dòng)化技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)都有了很大的進(jìn)步，社會(huì)信息化的進(jìn)程最為明顯。同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)需求的日益增長(zhǎng)，促使我國(guó)在更多行業(yè)應(yīng)用高新科技技術(shù)，以提高行業(yè)效率及效益。當(dāng)今社會(huì)，各種高新科技技術(shù)不斷衍生和進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)也越來(lái)越成熟。本文就在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造推動(dòng)下的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了深入研究，文章分為兩大部分，第一部分簡(jiǎn)述了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的構(gòu)成與發(fā)展趨勢(shì)。第二部分闡述了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐特點(diǎn)。

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造相關(guān)闡述

實(shí)際上，智能制造的實(shí)踐應(yīng)用主要依靠?jī)煞N輔助技術(shù)，一個(gè)是工業(yè)制造技術(shù)，工業(yè)制造技術(shù)中又包含有先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，先進(jìn)的生產(chǎn)物料，先進(jìn)的制造技術(shù)。另一個(gè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能和大數(shù)據(jù)等新興的的信息技術(shù)，在工業(yè)設(shè)備，工藝和材料中發(fā)揮著不可忽視的作用，不僅是的生產(chǎn)效率得到了大幅度的提升，更使得工業(yè)制造的資源配置得到了很好的優(yōu)化，創(chuàng)造差異化的產(chǎn)品和增值服務(wù)。也就是說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為智能制造提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，為現(xiàn)代工業(yè)的智能發(fā)展提供了重要支撐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為工業(yè)智能化發(fā)展的一大主要設(shè)施技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是形成基于綜合互聯(lián)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能。在此過(guò)程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以構(gòu)建智能制造發(fā)展的三個(gè)優(yōu)化閉環(huán)：

基于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的優(yōu)化閉環(huán)，核心是基于機(jī)器運(yùn)行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知和邊緣計(jì)算，實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和調(diào)整，構(gòu)建智能機(jī)器和柔性生產(chǎn)線。

基于生產(chǎn)運(yùn)行方面的優(yōu)化閉環(huán)。核心是基于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成處理和大數(shù)據(jù)建模分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行管理的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和調(diào)整，形成多種場(chǎng)景的智能生產(chǎn)模式；

基于企業(yè)協(xié)作的閉環(huán)，用戶交互和產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)化，核心是基于供應(yīng)鏈的綜合集成和分析數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)和產(chǎn)品和服務(wù)的需求，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源組織的創(chuàng)新和商業(yè)活動(dòng)，并形成網(wǎng)絡(luò)合作的新模式，個(gè)性化定制和服務(wù)擴(kuò)展。

目前，科技與產(chǎn)業(yè)的新一輪的變革給我國(guó)制造業(yè)帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇是非常顯著的，隨著政府政策的大力推進(jìn)，信息化、智能化等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)不斷帶領(lǐng)我國(guó)制造業(yè)走向國(guó)際強(qiáng)國(guó)的方向發(fā)展，在這一重要發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施將為工業(yè)的發(fā)展提供大力的支持。這以過(guò)程的實(shí)現(xiàn)將帶領(lǐng)我國(guó)制造業(yè)走向一個(gè)新的高度，相應(yīng)制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率將得到很大程度的提升，生產(chǎn)流程也會(huì)得到一定的優(yōu)化，在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)會(huì)得到大幅度的增長(zhǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)開(kāi)始。在過(guò)去的十年中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。未來(lái)，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷深入，在造福全球經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，也將帶動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。智能制造需要廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的深度集成，需要制造業(yè)實(shí)現(xiàn)向數(shù)字化發(fā)展的轉(zhuǎn)型。到二零一年為止已經(jīng)有超過(guò)一半的研發(fā)經(jīng)費(fèi)將花費(fèi)在IT行業(yè)上。截止到二零一八年，對(duì)于全球2000強(qiáng)企業(yè)中有百分之六十七的企業(yè)認(rèn)為行業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型是工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。由此我們可以得知，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為席卷全球的工業(yè)革命的核心技術(shù)驅(qū)動(dòng)力，將為智能制造提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，創(chuàng)造新的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，在新一輪產(chǎn)業(yè)革命中，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也將得到快速發(fā)展。

二、基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的自動(dòng)化技術(shù)

所謂自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)際上就是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)制造生產(chǎn)的各種設(shè)備、裝置的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)視和控制，使制造業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行模式。對(duì)制造生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行合理的信息處理、自動(dòng)報(bào)警和控制、測(cè)量、以及自動(dòng)保護(hù)的工作，這些工作并不需要人去參與，只是通過(guò)自動(dòng)化的儀表和控制裝置來(lái)完成。自動(dòng)化制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，有效保障了制造設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全，有效的對(duì)機(jī)組的機(jī)械性能進(jìn)行提升，減輕了工作人員的勞動(dòng)力，工業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)條件也得到了大幅度改觀，有效的降低了工業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)成本。自動(dòng)化技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

（1）制造系統(tǒng)自動(dòng)化。在技術(shù)的不斷發(fā)展中，我國(guó)的機(jī)械制造自動(dòng)化經(jīng)歷了單機(jī)自動(dòng)化、數(shù)控機(jī)床加工和計(jì)算機(jī)制造階段，目前已朝著智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展。

（2）精密特殊加工。在這種類型的技術(shù)中，有幾個(gè)層次的精密，超精密和納米加工。超精密精密加工是一種非傳統(tǒng)的加工方式，是指超聲波、激光、電火花、電解、離子束和電子束加工方法等加工方法的化學(xué)、物理特性。對(duì)于特殊處理方法，主要用于難以加工的材料，如陶瓷、金剛石等，如加工硬紋理材料。目前，這項(xiàng)技術(shù)的使用可以達(dá)到分子或原子單位，但同時(shí)也成為了重要應(yīng)用的超精度和精密加工。

（3）快速成型。在某種程度上，它是一個(gè)具有三維特征的實(shí)體，它是由多個(gè)面在一個(gè)坐標(biāo)方向上疊加而形成的。這個(gè)特性的三維空間的應(yīng)用程序可以分解堆積成形和離散的概念，所以它形成一定數(shù)量的二維實(shí)體制造業(yè)，生產(chǎn)完成后，恢復(fù)到三維固體疊加方法的應(yīng)用程序，這是快速成型技術(shù)應(yīng)用的原則。具體來(lái)說(shuō)，它還有很多制造方法，包括使用更成熟的立體蝕刻方法和夾層的制造方法。

（4）柔性制造。對(duì)于柔性制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是，在一個(gè)主機(jī)應(yīng)用的生產(chǎn)中連接一定量的數(shù)控機(jī)床，同時(shí)意識(shí)到信息流和物質(zhì)流，是一個(gè)具有自動(dòng)化特性的生產(chǎn)系統(tǒng)。在實(shí)際操作中，它不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)，而且可以在相似零件組中對(duì)零件進(jìn)行一定的調(diào)整后形成不同工序的加工目標(biāo)。組織生產(chǎn)方式的存在，也可以說(shuō)是當(dāng)今制造業(yè)技術(shù)發(fā)展方向的代表，具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用前景。

三、結(jié)束語(yǔ)

近幾年來(lái)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的代表，逐漸和行業(yè)新材料、新技術(shù)、新能源、先進(jìn)制造技術(shù)創(chuàng)新，如跨界融合引發(fā)了全球新一輪科技革命和工業(yè)革命，一系列的新的生產(chǎn)方式，組織和商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，推動(dòng)著全球產(chǎn)業(yè)體系的智能轉(zhuǎn)型，即“第三次浪潮”。隨著“第三次浪潮”的到來(lái)，智能制造在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，成為制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。相信過(guò)不了多久，智能制造會(huì)研發(fā)出更多的自動(dòng)化技術(shù)，為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為提升我國(guó)整體科技水平，為我國(guó)制造業(yè)提供可持續(xù)發(fā)展動(dòng)力。

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