數(shù)字化工廠技術在鍋爐智能制造中的應用

朱奕勛 王鏡荃

內(nèi)蒙古雙菱鍋爐制造有限責任公司 內(nèi)蒙古包頭 014030

在我國經(jīng)濟發(fā)展中制造業(yè)是重要的經(jīng)濟結構組成部分，能夠在一定程度上提升我國在國際上政治及經(jīng)濟地位。目前我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，勞動力成本隨之提高國際上有著越來越激烈的競爭，這將沖擊著我國制造業(yè)的發(fā)展。在我國經(jīng)濟結構不斷深化轉型升級過程中，制造業(yè)也朝著智能化和自動化方向發(fā)展，并促進了經(jīng)濟發(fā)展水平的提高。在這之中，數(shù)字化工廠技術應用范圍較廣，特別是在鍋爐制造方面，能夠有效實現(xiàn)鍋爐智能化。

1 數(shù)字化工廠技術

目前科學技術發(fā)展速度越來越快，社會各個領域開始應用電子信息技術和計算機網(wǎng)絡技術，對于現(xiàn)代制造業(yè)有著較為深遠的影響，使其制造和發(fā)展產(chǎn)生一定變化。目前在我國制造業(yè)中開始應用各類高新科學技術，轉變了原本單一的物質(zhì)制造模式，實現(xiàn)現(xiàn)代信息制造模式。目前制造業(yè)在發(fā)展中，生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有越來越重的科技知識含量，生產(chǎn)制造業(yè)越來越依賴科學技術，比如網(wǎng)絡化制造和計算機集成制造等，有效應用這些新型制造模式，能夠將制造系統(tǒng)的數(shù)字化以及智能化水平提高。尤其是在制造行業(yè)中普遍應用數(shù)字仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術，對實際產(chǎn)品進行生產(chǎn)制造時，可實現(xiàn)仿真優(yōu)化以及虛擬規(guī)劃，這能夠促進制造業(yè)以及其技術的進一步發(fā)展，為發(fā)展提供新概念和途徑，即為“數(shù)字化工廠”[1]。目前經(jīng)濟不斷發(fā)展，能夠有效提升制造技術水平，制造行業(yè)也有著越來越激烈的競爭。應用數(shù)字化工廠，能夠將設計新產(chǎn)品的周期有效縮短，提升生產(chǎn)效率，改革創(chuàng)新傳統(tǒng)制造模式，并在新經(jīng)濟形勢下為制造業(yè)發(fā)展提供新途徑。

2 鍋爐概述

鍋爐是通過燃燒燃料來釋放熱能火加熱其他物質(zhì)的一種重要設備，在很多領域都有所應用，能夠促進經(jīng)濟生產(chǎn)活動的有效開展。在鍋爐生產(chǎn)制造中，結合其不同的應用領域和功能要求，將制造出不同的壓力、溫度等參數(shù)和品質(zhì)。比如功能是加熱熱水以及制造蒸汽，那么將呈現(xiàn)出完全不同的品質(zhì)和參數(shù)，從而應結合實際要求制造過路，確保鍋爐參數(shù)以及品質(zhì)與實際要求相符合，以此保障鍋爐有合格的質(zhì)量。在本質(zhì)上來說鍋爐屬于轉換能量的設備，利用鍋爐設備可轉變熱能為高溫水、蒸汽及其他有機熱載體。通過鍋爐轉化的熱能，可經(jīng)過燃燒燃料成為化學能、電能以及高溫煙氣等。鍋爐的結構主要有兩部分，分別是鍋和爐。鍋指的是可被熱能加熱的容器，其中能夠盛放熱水等可加熱的物質(zhì)載體。爐指的是燃燒燃料的場所。通過鍋爐設備產(chǎn)生蒸汽或是熱，可服務于工業(yè)生產(chǎn)，比如轉化蒸汽為機械能，促進機械運行，以此開展生產(chǎn)活動。鍋爐設備廣泛地應用在火電廠、機車以及工礦企業(yè)等領域。在不同的應用領域，對于鍋爐有著不同的要求，從而使鍋爐出現(xiàn)了很多類型。劃分鍋爐類型時，可根據(jù)用途將其劃分為兩類，分別是供熱鍋爐和熱能動力鍋爐。根據(jù)結構能夠分為兩類，一類是火管鍋爐，另一類是水管鍋爐。另外，可結合燃燒燃料以及水循環(huán)形式等內(nèi)容來劃分鍋爐類型。整體來說，鍋爐有較多種類，不管是鍋爐生產(chǎn)制造還是應用，都應結合具體情況，合理選擇鍋爐類型。

3 鍋爐制造應用數(shù)字化工廠技術的意義

目前制造行業(yè)快速發(fā)展，從而開始廣泛應用高新科學技術，例如計算機網(wǎng)絡技術、人工智能技術以及電子信息技術等。為促進制造行業(yè)進一步發(fā)展，應該提高科技水平，現(xiàn)階段越來越重視數(shù)字化工廠的建設，并且構成了比較成熟的建設數(shù)字化工廠技術以及模式，這在新經(jīng)濟形勢下對于發(fā)展制造業(yè)有著重要促進作用。但在制造鍋爐行業(yè)中，沒有深入應用數(shù)字化工廠技術，使得制造鍋爐行業(yè)發(fā)展較慢。尤其是在火力發(fā)電廠中，鍋爐為其主要設備，從而鍋爐制造行業(yè)發(fā)展，能夠在一定程度上影響火電廠的發(fā)展，也會深遠影響社會經(jīng)濟的發(fā)展[2]。所以有效建設鍋爐制造行業(yè)，有效應用數(shù)字化工廠技術，將鍋爐制造水平提高，實現(xiàn)鍋爐制造的智能化，這對于發(fā)展我國社會經(jīng)濟業(yè)有著重要意義。近些年我國在這一方面的建設力度不斷加大，促進了鍋爐制造行業(yè)進一步發(fā)展。由于市場不斷擴大需求，對于鍋爐制造業(yè)有著更高的要求。面對這一問題時，應深入研究數(shù)字化工廠技術如何有效應用到鍋爐智能制造中，以此促進鍋爐智能制造的發(fā)展，對目前鍋爐生產(chǎn)制造問題加以解決，將鍋爐生產(chǎn)企業(yè)競爭力有效提升，促進鍋爐制造也不斷發(fā)展，為社會經(jīng)濟發(fā)展打下堅實基礎。

4 鍋爐智能制造中數(shù)字化工廠技術的具體應用

4.1 數(shù)字化模型

現(xiàn)階段研究制造業(yè)中的制造系統(tǒng)，通常為離散化非線性系統(tǒng)，建設數(shù)字化工廠時，應基于數(shù)字化模型合理構建數(shù)字化工廠。這之中數(shù)字化模型含有產(chǎn)品、工藝、資源和產(chǎn)品管理等模型。

4.2 優(yōu)化數(shù)字化工藝

在制造業(yè)中應用虛擬設計技術，可通過計算機實現(xiàn)三維設計產(chǎn)品，并且可分析裝配以及數(shù)控模擬加工等。將數(shù)字化建模作為基礎，全面優(yōu)化和動態(tài)仿真制造系統(tǒng)，提升設計和優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，可將設計周期縮短，提升生產(chǎn)效率。

4.3 物流仿真、生產(chǎn)線布局及優(yōu)化技術

目前現(xiàn)代制造業(yè)有比較完善的生產(chǎn)模式，發(fā)展過程中競爭越來越激烈，這一條件下產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，實現(xiàn)多元化生產(chǎn)線發(fā)展，但嚴重制約了物流環(huán)節(jié)[3]。使用物流信真技術和仿真軟件來計算和優(yōu)化，將物流水平有效提高，促進制造業(yè)發(fā)展。

4.4 虛擬現(xiàn)實以及三維可視化

在制造業(yè)應用三維造型技術，在設計生產(chǎn)產(chǎn)品時可使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺，仿真中旁觀者將成為虛擬環(huán)境一部分。

5 結語

鍋爐制造應用數(shù)字化工廠技術可實現(xiàn)其智能化，鍋爐制造應用數(shù)字化工廠技術可實現(xiàn)數(shù)字化以及模塊化發(fā)展，為智能制造實現(xiàn)打下良好基礎，對發(fā)展制造業(yè)有重要意義。