智能制造與數(shù)字化制造在工業(yè)制造的應(yīng)用

◎呂亞楠

一、智能制造與數(shù)字化制造概述

1.智能制造。所謂智能制造，簡而言之就是在實際進行制造生產(chǎn)活動中，在有關(guān)機器及設(shè)備中即將人工制造智能系統(tǒng)融入其中，在實際生產(chǎn)中可將一部分的勞動替代，從而使生產(chǎn)制造能夠?qū)崿F(xiàn)柔性化、信息化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化以及高度集成化，在整體智能制造中，其組成主要包括兩個部分，即智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)。智能制造技術(shù)是通過利用控制器將人為已經(jīng)設(shè)定好的相關(guān)程序編入機器中，使機器的轉(zhuǎn)換機構(gòu)根據(jù)已輸入的程序有秩序的依次執(zhí)行各項工作，并在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都對步驟的精確度有所要求，從而大大減少了工業(yè)自動化的生產(chǎn)差錯，可以更好的保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量問題，減少因質(zhì)量問題產(chǎn)生的生產(chǎn)材料浪費，使工廠的生產(chǎn)效率得到提高，保證了工業(yè)自動化的有條不紊進行。借助智能制造技術(shù)還可以讓生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中及時反饋得到生產(chǎn)危險隱患問題，從而及時解決生產(chǎn)隱患，避免由生產(chǎn)隱患累積所引起的生產(chǎn)事故，一旦安全問題可以很好地被發(fā)現(xiàn)和控制，工廠的經(jīng)濟效益也必將因為生產(chǎn)事故損失的減少而大大提高。因此，智能制造技術(shù)在生產(chǎn)安全問題的處理上也具有很大的優(yōu)勢。智能制造技術(shù)除了可以一定程度上避免生產(chǎn)差錯、進一步保證工業(yè)自動化安全生產(chǎn)以外，通過利用智能制造技術(shù)還可以使工作人員的操作更加簡便，使操作人員僅僅借助控制臺便可以完成各項工作，大大減少了工作人員的生產(chǎn)壓力，使人在工作中可以感受到舒適，使智能制造技術(shù)可以多方面保障工業(yè)自動化的安全發(fā)展。

2.數(shù)字化制造。數(shù)字化制造是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。數(shù)字化制造主要通過計算機對于大數(shù)據(jù)的處理，將整個工業(yè)制造過程中復(fù)雜的信息通過相關(guān)數(shù)字建立和模式轉(zhuǎn)化成電腦能夠識別的二進制代碼。利用相關(guān)程序?qū)⒍M制代碼采用數(shù)字化仿真手段在計算機中進行模擬實現(xiàn)，能夠制造出數(shù)字化產(chǎn)品，通過計算機相關(guān)仿真技術(shù)在產(chǎn)品制造之前預(yù)測產(chǎn)品的性能，從而大大提高工業(yè)制造生產(chǎn)過程中的準確性和可實現(xiàn)性，加快了產(chǎn)品更新的步伐。因此，我國工業(yè)制造從產(chǎn)品各個方面系統(tǒng)利用數(shù)字化制造能夠減少生產(chǎn)過程中不必要的失誤，從而使得工業(yè)制造最大利益化。

二、智能制造與數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展歷程

1.智能制造的變革。隨著工業(yè)自動化日趨成熟，工業(yè)機器人和自動化生產(chǎn)已不再是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)智能制造的途徑，工業(yè)制造更多利用到了大規(guī)模數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、云計算、人工智能等新技術(shù)。伴隨信息技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國引領(lǐng)智能系統(tǒng)的第四次工業(yè)革命發(fā)生了變化。德國工業(yè)4。0、美國工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、“中國制造2025”新信息技術(shù)和制造業(yè)思維融入生產(chǎn)模式，使得產(chǎn)業(yè)形態(tài)開始發(fā)生著重大的變化，我國逐步開始實現(xiàn)“制造業(yè)”向“智造業(yè)”轉(zhuǎn)變。

2.物理工廠及虛擬工廠的實現(xiàn)。在我國工業(yè)制造的應(yīng)用中，智能制造能夠?qū)F(xiàn)有的大數(shù)據(jù)通過云計算等新一代信息技術(shù)對其制造過程中各個方面進行融合。通過智能化與設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面的融合實現(xiàn)智能工廠的發(fā)展，利用智能制造開創(chuàng)物理工廠、虛擬工廠，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。“物聯(lián)網(wǎng)”和“大數(shù)據(jù)”是智能制造的主角，也是連接工業(yè)制造的主要手段之一。通過網(wǎng)絡(luò)和基于終端對工業(yè)制造過程中所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和計算，利用大數(shù)據(jù)流支持，使得產(chǎn)品走向柔性化、數(shù)字化的智能制造。

3.大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。工業(yè)制造的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，將工業(yè)制造行業(yè)以及產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)，以內(nèi)部和外部的形式，將移動數(shù)據(jù)連接成一個數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)。通過大數(shù)據(jù)分析，能夠擴大消費者對智能產(chǎn)品的認知和接受度，能夠使用大量數(shù)據(jù)分析完成產(chǎn)品的發(fā)展。大數(shù)據(jù)網(wǎng)的核心是采用新一代的信息通信技術(shù)、傳感技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，在結(jié)合工業(yè)制造中能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備（信息系統(tǒng)）有線和無線網(wǎng)絡(luò)，連接到各種對象和環(huán)境（物理系統(tǒng)）中，如電力、交通、通信等。通過互聯(lián)網(wǎng)與云計算、互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)制造的結(jié)合，將產(chǎn)品對象連接到信息網(wǎng)絡(luò)上，利用生產(chǎn)與產(chǎn)品之間的實時連接和有效溝通，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的洞察和控制。

三、智能制造與數(shù)字化制造在工業(yè)制造的應(yīng)用

1.虛擬化生產(chǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)不斷向前推進，整個生產(chǎn)過程的虛擬化成為可能。首先，借助當前高科技的支持，運用計算機軟件技術(shù)建立虛擬企業(yè)。通過當前所建立的虛擬企業(yè)實現(xiàn)虛擬設(shè)計、虛擬制造，以此來滿足客戶的實際需求。尤其在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷深入發(fā)展的背景下，企業(yè)在實際的經(jīng)營發(fā)展過程中，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于增強國際間企業(yè)的多方面合作，例如技術(shù)方面的合作、生產(chǎn)方面的合作。當前這種情況下，不但減少了運輸所需要的費用，而且餐旅費用也得到了保證。此外，企業(yè)內(nèi)部可以通過內(nèi)網(wǎng)或者局域網(wǎng)實現(xiàn)企業(yè)聯(lián)盟，以此來實現(xiàn)異地設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)工作，極大的提高了其工作效率，降低了企業(yè)的實際生產(chǎn)成本。

2.工業(yè)機器人。工業(yè)機器人可以應(yīng)用在各種各樣的生產(chǎn)活動中，可以是在不同的單品生產(chǎn)線中，也可以在不同的生產(chǎn)規(guī)模中，經(jīng)常使用在一些柔性生產(chǎn)線上。將工業(yè)機器人應(yīng)用到這些生產(chǎn)線上，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以改善工作環(huán)境，保證工人的生命安全。由于工業(yè)機器人的工作是非常安全可靠的，還可以減少原材料的損耗，從源頭降低了工業(yè)成本。

工業(yè)機器人除了可以運用到柔性生產(chǎn)線上，還可以應(yīng)用到各個領(lǐng)域內(nèi)，其中主要可以應(yīng)用在兩大方面：第一方面是可以應(yīng)用在一些較為惡劣的環(huán)境中，比如說在一些焊接領(lǐng)域，熱處理領(lǐng)域內(nèi)，壓力鑄造，沖壓，或者是一些機械加工以及一些原子能工業(yè)上都可以用到工業(yè)機器人，在一些搬運物料過程中，可能會存在一些對人體有害的物料，那么就可以運用工業(yè)機器人來完成這一部分的工作，減少對人體的危害。還有一個方面就是：現(xiàn)如今工人需求增多，但是在一些需要大型產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域需要大量的工人，比如說在一些電子產(chǎn)品生產(chǎn)連接上，在一些食品生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈上，一些類似于這種需要簡單重復(fù)枯燥的工作需要工業(yè)機器人的加盟，在這些領(lǐng)域，工業(yè)機器人可以進行分揀，焊接及一些類似工作。近年來，工業(yè)機器人迅速在我國工業(yè)范圍內(nèi)普及開來，為我國工業(yè)生產(chǎn)自動化提供了動力，也為我國生產(chǎn)力的發(fā)展提供了有效手段，提高了社會生產(chǎn)效率。

結(jié)束語：我國工業(yè)制造的不斷發(fā)展離不開科技的進步，智能制造和數(shù)字化制造在工業(yè)中的應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢。國家對于智能制造和數(shù)字化制造的重視將有力推動我國制造業(yè)的改革，其在工業(yè)制造中的應(yīng)用也將大幅提升我國整體的制造水平。