智能制造技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展

潘亮

（煤科集團沈陽研究院有限公司 遼寧省撫順市 113122）

1 關(guān)于智能制造技術(shù)的簡要闡述

智能制造技術(shù)表示的是基于新興科技下，搭配新工藝、新能源還有新材料等整體生產(chǎn)、管理還有服務(wù)等各項因素開展智能化集成，精準把控所有的模塊，完成功能的智能化的集中稱呼。智能制造技術(shù)的重要內(nèi)核就是把虛擬空間里的物質(zhì)和實體物理物質(zhì)開展融合，在信息化環(huán)境中，互聯(lián)網(wǎng)全面轉(zhuǎn)變了以往工業(yè)的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)模式，把里面的組織系統(tǒng)再次劃分洗牌，有效地加強了它的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平；另外，互聯(lián)網(wǎng)的使用對于生產(chǎn)制造行業(yè)的拓展還有進步創(chuàng)造了不可忽視的輔助平臺，基于互聯(lián)網(wǎng)的作用下，在智能化生產(chǎn)的輔助下，組合構(gòu)建了智能制造技術(shù)的新常態(tài)。智能制造技術(shù)的核心因素就是智能化，它需要展現(xiàn)在制造技術(shù)的全部程序中，把所有的程序開展融合，橫向集成，完成產(chǎn)品水平的有效提升、生產(chǎn)效率的最大化加強，并且達成生態(tài)環(huán)保、減少排放的目標。從20 世紀以來，科學技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，在這個過程中機械科學發(fā)展邁向自動化，尤其是科技革命的發(fā)生，使得自動化和智能化變成機械行業(yè)的全新特點。世界市場競爭的加劇促進了制造技術(shù)不斷升級革新，并且制造業(yè)對地球生態(tài)和環(huán)境的影響也逐漸引發(fā)關(guān)注，制造業(yè)必須要邁向全球化和一體化格局，制造技術(shù)的進步也一定要滿足其發(fā)展形勢。因此在這個過程中制造技術(shù)得到了發(fā)展，使得人們的體力勞動得到了大程度的解放，提高了腦力勞動，制造業(yè)也邁向了智能化，隨著各個專家學者研究的深入，逐漸成為一種全新的制造模式——智能制造。

2 智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 GPS技術(shù)

GPS 技術(shù)主要是以計算機網(wǎng)絡(luò)以及云計算技術(shù)為載體，然后加以利用一些智能感知、預(yù)測分析以及優(yōu)化和協(xié)同等技術(shù)手段，將生產(chǎn)系統(tǒng)中的制造信息與物理對象進行深度的融合，從而可以全面將工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)智能化與信息化。在GPS 進行建模時，著重需要考慮GPS 中進行物理交互過程中的能量流動以及信息流動。構(gòu)建GPS 的核心關(guān)鍵要素就是實現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)中的運作方式。主要是根據(jù)GPS 離散建模、連續(xù)建模以及混合建模等改進方式為此次建模的依據(jù)提出了四種建模方法，分別是統(tǒng)一模型理論、擴展模型理論、混合模型理論以及數(shù)據(jù)驅(qū)動。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的先進感知技術(shù)

現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架分為三層，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。涉及到感知層的技術(shù)我們一般稱之為感知技術(shù)。感知技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)智能制造，將制造過程全生命周期中涉及到人、物、機、環(huán)境和信息等制造資源、過程與服務(wù)等信息進徹地感知。涉及到通信技術(shù)的時候，我們圍繞展開的因素包括有通信協(xié)議以及通信的可靠性。在現(xiàn)實的工程實踐中我們會大范圍的應(yīng)用無線通信，此項技術(shù)具有成本較低，效率高，傳輸?shù)木嚯x遠等優(yōu)點。現(xiàn)階段常用到的無線通信協(xié)議主要分為以下幾種方式，分別為3G/4G/5G, ZigBee.藍牙，IEEE802. 11,GPRS 和Wi-Fi 等。在研究通信可靠性的時候，我們一般會在四個方面進行集中研究，分別是混合機制、冗余機制、協(xié)作機制和重傳機制等。

2.3 數(shù)字建模與仿真術(shù)

在對產(chǎn)品、工藝以及資源進行建模的過程中，主要依靠的方式為三維數(shù)字形式，利用此項技術(shù)可以實現(xiàn)在整個產(chǎn)品的制造周期使用數(shù)字模型，再生產(chǎn)制造的過程中我們可以利用計算分析以及仿真，盡可能的將數(shù)字模型以及物理模型隨著GPS 技術(shù)的發(fā)展進行融合，可以參考新階段西門子公司的數(shù)字孿生技術(shù)。

2.4 云制造的制造服務(wù)技術(shù)

云制造主要融合信息化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能科技的優(yōu)勢，以“制造即服務(wù)”的理念為整個制造活動生命周期的高效組織管理提出了一種新型的制造模式。云制造理念及其在制造業(yè)中的優(yōu)勢逐漸凸顯，給云制造服務(wù)帶來更多的特性：

（1）資源虛擬化服務(wù)；

（2）個性化、多樣化、服務(wù)資源共享與協(xié)作；

（3）服務(wù)高安全性、高可用性；

（4）服務(wù)全生命周期；

（5）綠色、低碳服務(wù)流程。云制造加快了制造從“生產(chǎn)”向“服務(wù)”的轉(zhuǎn)變，提高了資源和資源的優(yōu)化配置效率。

3 現(xiàn)在我國智能制造技術(shù)和系統(tǒng)發(fā)展中出現(xiàn)的不足

（1）缺乏統(tǒng)一的智能制造行業(yè)規(guī)范。現(xiàn)在智能制造行業(yè)欠缺統(tǒng)一的行業(yè)性行為規(guī)范，使得企業(yè)在開展跨系統(tǒng)還有跨集成生產(chǎn)作業(yè)過程中欠缺技術(shù)支撐和參照，智能制造難度較大，智能制造行業(yè)規(guī)范的不同意使得在發(fā)展過程中出現(xiàn)混亂局面，引發(fā)資源損耗等問題。

（2）智能制造企業(yè)創(chuàng)新升級成本壓力太大。智能制造行業(yè)屬于一種全新的行業(yè)和技術(shù)，對于設(shè)施還有人才等需求非常高，在國內(nèi)企業(yè)尋求的目標成本的最低投入，在轉(zhuǎn)型升級過程中智能制造企業(yè)考慮要耗費巨大的資金開展人才培養(yǎng)還有設(shè)備的革新，會給正常工作帶來相應(yīng)的經(jīng)濟壓力，所以部分企業(yè)固步自封，不愿意開展企業(yè)的創(chuàng)新升級。

（3）智能制造行業(yè)的發(fā)展欠缺獨立創(chuàng)新能力?，F(xiàn)在的智能制造業(yè)欠缺獨立創(chuàng)新能力，在行業(yè)里缺乏競爭性，在精準設(shè)備還有智能化控制技術(shù)等模塊里相對于發(fā)達國家來看，具有嚴重的差距，主要的技術(shù)是憑借進口和參照國外的經(jīng)驗，欠缺獨立研究和創(chuàng)新，產(chǎn)品還有技術(shù)的創(chuàng)新能力和競爭能力不足。

（4）智能制造有關(guān)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展較慢。智能技術(shù)的發(fā)展要求憑借服務(wù)業(yè)的協(xié)助，智能制造生產(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)前和生產(chǎn)后都要求一系列健全的現(xiàn)代服務(wù)制度，國內(nèi)的智能制造行業(yè)發(fā)展較遲，所以相對于發(fā)達國家的服務(wù)業(yè)來看具有較大的距離，并且市場的競爭性缺乏有效地表現(xiàn)，壟斷情況比較顯著，另外，以往的服務(wù)生產(chǎn)模式還占有大規(guī)模的比例，新興服務(wù)業(yè)還有知識密集型產(chǎn)品占據(jù)的比例相比來看較少。

（5）人與機械的關(guān)系。現(xiàn)在人和機械的聯(lián)系，人類在智能制造中所扮演的角色，人類和機械的信息傳達和反饋，搭配和融合等不足還欠缺相同的認知。因為在智能制造技術(shù)和系統(tǒng)的探究里，無法避免會涉及到人，其理論體系和以往的機械科學的理論體系不同，包含了各個學科知識，需要進行不同領(lǐng)域的研究。

4 智能制造技術(shù)與系統(tǒng)

4.1 智能制造及技術(shù)體系

智能制造中包含了智能制造技術(shù)與智能制造，重點是表示在制造的時候完成數(shù)字化、自動化還有智能化。重點是通過數(shù)字化設(shè)計、加工、成型和檢驗、物流還有倉庫儲備等開展進一步的結(jié)合，之后開展創(chuàng)新發(fā)展。同時把之前的制造技術(shù)，人工智能技術(shù)、計算機科技、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息管理技術(shù)等開展綜合融合，從而讓它構(gòu)成一種全新的制造技術(shù)。

智能制造作為制造技術(shù)與數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)以及最新的信息科技的結(jié)合產(chǎn)物，面對產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期的信息觀念，完善決策、落實和控制作用。位的是環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、高效、安全的產(chǎn)品，服務(wù)生產(chǎn)模式的客戶。智能制造可以延展除大量的智能制造技術(shù)、智能制造設(shè)備制造、智能制造系統(tǒng)以及智能服務(wù)等產(chǎn)品。

4.2 智能制造系統(tǒng)在具體的電子組裝行業(yè)中采用SMT的技術(shù)

4.2.1 SMT 產(chǎn)品物料系統(tǒng)智能倉儲與調(diào)配技術(shù)

SMT 技術(shù)在物料系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)物料倉儲功能，這一系統(tǒng)的重要功能就是完成信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)的結(jié)合，之后依照目前SMT 行業(yè)里面的物料倉儲管理方式開展更進一步的智能化完善系統(tǒng)。在現(xiàn)在對于這一內(nèi)容的研究中涵蓋了下列內(nèi)容，里面包括智能物料倉儲技術(shù)，在智能倉庫的基礎(chǔ)上進行SMT 物料儲存和調(diào)配，立體倉庫還有空間儲備功能等。這一技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線射頻設(shè)別以及智能倉儲系統(tǒng)的條件下，首先通過SMT 產(chǎn)品無聊的智能儲存，之后在完成智能機械手依照SMT 產(chǎn)品的程序根據(jù)相應(yīng)條件完成物料的調(diào)配，然后分析采用的技術(shù)在智能物料輸送設(shè)備上完成SMT 物料的智能上下料，最終完成物流控制的市場銜接。

4.2.2 SMT 產(chǎn)品組裝質(zhì)量自動檢測與智能辨別技術(shù)

目前對于SMT 生產(chǎn)線以及裝配系統(tǒng)的生產(chǎn)來說，通常是通過在線檢驗，人工（或利用相應(yīng)的設(shè)備）完成檢驗后的核心步驟是相應(yīng)的裝配質(zhì)量檢驗，以及利用質(zhì)量控制的措施開展統(tǒng)計研究。這樣的傳統(tǒng)的后端程序檢驗和控制的統(tǒng)計研究措施，無法構(gòu)成實時的質(zhì)量反饋咨詢，不符合實時的質(zhì)量控制，不符合目前的電子產(chǎn)品類型多、批量生產(chǎn)的需要。無法滿足當代電子產(chǎn)品以及軍事設(shè)備進一步的小型化、高安全性需要。個性化產(chǎn)品以及小批量產(chǎn)品的制造質(zhì)量控制，生產(chǎn)時的實時檢驗、智能分析以及工藝數(shù)值改正能力，所以要求轉(zhuǎn)變測量和控制措施。這一研究重點是智能技術(shù)的使用和根據(jù)光學以及電磁檢測技術(shù)的只能檢驗和實施SMT 生產(chǎn)程序質(zhì)量把控技術(shù)，以達成自動實時檢測、智能辨別產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)程序的實時把控資料。

4.2.3 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)SMT 產(chǎn)品智能制造去全面信息管理系統(tǒng)分析

SMT 生產(chǎn)中具備一個高自動化裝置，要求生產(chǎn)車間以及系統(tǒng)一定要具備對應(yīng)的自動化物料管理以及落實裝置；SMT 制造系統(tǒng)擁有高效率、高產(chǎn)品類型的特征，想要讓其迅速跟上變化，修正產(chǎn)品，延展信息以及內(nèi)容系統(tǒng)迅速交流和協(xié)調(diào)技能等等。以上分析重點是對傳統(tǒng)制造型SMT 生產(chǎn)信息管理模式的各種問題，分析了相應(yīng)的以物聯(lián)網(wǎng)為基數(shù)的智能制造型西南西管理系統(tǒng)，也就是SMT 制造系統(tǒng)管理以及企業(yè)管理與供應(yīng)鏈管理（車間）。通過優(yōu)化集成科技等各種相應(yīng)的新型智能制造技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)系統(tǒng)里面各個制造模塊中完成高效的信息規(guī)整，把企業(yè)中各個部門中的各類信息開展統(tǒng)一控制。分析智能制造的時候供應(yīng)鏈管理模型還有不同制造模塊承載平衡調(diào)節(jié)等問題的智能控制，加強制造企業(yè)與制造系統(tǒng)對市場的響應(yīng)速度和能力，設(shè)備資源全面利用，綜合調(diào)配，完成智能生產(chǎn)管理以及產(chǎn)品服務(wù)的目的。

5 現(xiàn)代國內(nèi)智能制造技術(shù)和系統(tǒng)發(fā)展意見

5.1 加強頂層規(guī)范的建立和重點行業(yè)的普及

在對于各種行業(yè)規(guī)范不同意的問題的時候，要求政府結(jié)合企業(yè)還有專家學者開展頂層規(guī)范的構(gòu)建還有重點行業(yè)的普及，對已有的行業(yè)規(guī)范適當?shù)拈_展修正和歸納，構(gòu)建統(tǒng)一的具有實際價值的行業(yè)規(guī)范體系，對于核心技術(shù)要和國際通用標準一致。

5.2 明確智能制造體系

針對智能制造行業(yè)來就按，智能制造體系是基礎(chǔ)還有力量的源頭，缺乏體系就難以獲得廣泛的普及和使用，所以智能制造航天業(yè)需要主動明確智能制造體系，加強國內(nèi)智能制造技術(shù)的話語權(quán)和權(quán)威性，完成協(xié)調(diào)統(tǒng)一搭配和發(fā)展，針對構(gòu)建跨部門、跨行業(yè)的提要提供支撐，激勵企業(yè)連同政府還有社會共同建設(shè)智能制造體系，一起加入到智能制造體系的統(tǒng)一規(guī)范構(gòu)建還有核心使用標準構(gòu)建等工作里面。

5.2.1 產(chǎn)業(yè)聚集平臺

產(chǎn)業(yè)聚集平臺通過把各個產(chǎn)業(yè)進行結(jié)合協(xié)同，把它都收歸到一起，構(gòu)成一個巨大的產(chǎn)業(yè)大平臺，針對推動企業(yè)和企業(yè)間的信息共享還有技術(shù)服務(wù)發(fā)揮促進作用，給企業(yè)創(chuàng)造生產(chǎn)空間，促進企業(yè)規(guī)模發(fā)展創(chuàng)造了積極的環(huán)境，針對促進智能制造行業(yè)的發(fā)展，加強服務(wù)水平都發(fā)揮了不可磨滅的價值。

5.2.2 公共服務(wù)平臺

公共服務(wù)平臺的核心是在政府部門的領(lǐng)導下，把企業(yè)和社會組織建立相應(yīng)的聯(lián)系的一個服務(wù)平臺，從而給技術(shù)支撐還有資源共享等服務(wù)供給方便，公共服務(wù)平臺通過國外新興的科技生產(chǎn)技術(shù)的引導，主動發(fā)現(xiàn)最大的利益資源給企業(yè)創(chuàng)造福利，規(guī)整相應(yīng)的資源，利用市場運轉(zhuǎn)的措施給中小企業(yè)供給技術(shù)支撐和專業(yè)化的平臺運轉(zhuǎn)模式，給達成智能化生產(chǎn)給予了最大的方便。

5.2.3 參與融資平臺

對于智能制造行業(yè)來看，前期投入大是它的一個重大特征，資金的運作變成制造行業(yè)的重大難題和限制發(fā)展的核心要素，主動參與融資平臺是確保智能制造技術(shù)可以健康運行的核心措施，導致企業(yè)、金融行業(yè)與智能制造技術(shù)一同獲得利益，地方需要主動構(gòu)建智能制造專項融資平臺，對推進企業(yè)的產(chǎn)業(yè)還有轉(zhuǎn)型供給最大程度的便捷和協(xié)助，確保企業(yè)的健康運轉(zhuǎn)，對智能制造企業(yè)開展投保處理，避免它的生產(chǎn)風險。

5.3 逐漸構(gòu)建健全的體制

體制是確保智能制造技術(shù)的核心內(nèi)容，在發(fā)展的時候要逐漸構(gòu)建健全的體制，給制造業(yè)的創(chuàng)新升級提供保障，在開展體制健全的時候要進一步了解到智能化制造的重要意義，要了解到自己的長處和缺失，根據(jù)智能制造的頂層設(shè)計逐漸開展健全和改正，及時開展體制升級革新，通過市場導向，主動促進智能制造行業(yè)的長遠進步。

6 總結(jié)

根據(jù)以上內(nèi)容可知，智能制造技術(shù)和系統(tǒng)的發(fā)展路程非常困難，即便如此在發(fā)展的時候一定要掌握話智能化這一重點，針對智能制造技術(shù)發(fā)展里出現(xiàn)的各種不足要主動開展研究解決，給我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展提供相應(yīng)的技術(shù)支撐和根本。