簡析智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的運用

羅明智

【摘? 要】論文以智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的具體應用為研究對象，分析了我國傳統(tǒng)加工制造業(yè)在智能制造新技術(shù)快速發(fā)展背景下面臨的困境。論文對智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中應用的優(yōu)勢和問題進行論述，以期提升智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中應用的效能，促進我國工業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動化;智能制造技術(shù);應用

【Abstract】Taking the specific application of intelligent manufacturing technology in industrial automation as the research object， this paper analyzes the difficulties faced by China's traditional manufacturing industry under the background of rapid development of new intelligent manufacturing technology. The paper discusses the advantages and problems of the application of intelligent manufacturing technology in industrial automation， with a view to improving the effectiveness of the application of intelligent manufacturing technology in industrial automation and promoting the development of China's industry.

【Keywords】industrial automation; intelligent manufacturing technology; application

1 傳統(tǒng)制造模式的劣勢

1.1 產(chǎn)品質(zhì)量差

在我國工業(yè)發(fā)展過程中，通常是以輕工業(yè)和重工業(yè)為主導，其中輕工業(yè)以日常的消費用品和小型的手制工藝品為主要生產(chǎn)對象。而重工業(yè)則指的是生產(chǎn)為國民經(jīng)濟各部門提供物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)的主要生產(chǎn)資料的工業(yè)部門，包括采掘（伐）工業(yè)和原材料工業(yè)等。以往的工業(yè)加工制造都是借助手工模具或者老舊仿形專業(yè)設備來完成操作的，因此，這種模式導致產(chǎn)品磨具數(shù)量過多且精度損耗嚴重，很多產(chǎn)品的質(zhì)量和精度難以得到保障。

1.2 生產(chǎn)效益低

隨著我國社會的不斷發(fā)展，在機械制造業(yè)方面也取得了重大的成果。但是由于傳統(tǒng)制造工業(yè)的整體技術(shù)水平達不到要求，以至于一些企業(yè)投資了大量生產(chǎn)成本購買數(shù)控設備，卻無法發(fā)揮這些設備的全部功能，使得許多工業(yè)設備的使用只能完成部分產(chǎn)品的關(guān)鍵工序，而整個產(chǎn)品的全流程制造質(zhì)量及安全都無法得到有效保障。因此，很多由于設備不能完全受控而生產(chǎn)的不合格工業(yè)產(chǎn)品便不能直接流入國際、國內(nèi)市場，未發(fā)揮設備的利用效率，更無法為大批量定制生產(chǎn)提供保障，導致只有部分合格品進入國際、國內(nèi)市場銷售，而大部分次品被大量囤積儲存起來，進行打折銷售，最終就會導致產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、收入少和效益低等問題。

1.3 生產(chǎn)時間長

在傳統(tǒng)的工業(yè)制造過程中，由于一些工藝流程不成熟，導致每一項工作的開展都是依靠相關(guān)制造人員的工作經(jīng)驗來進行，并沒有運用先進的三維制造工藝及仿真虛擬等交互技術(shù)。例如，在開展工業(yè)汽輪機葉片制造時，由于分散采取傳統(tǒng)的專用機床加工產(chǎn)品的基準工序，隨后安排高精度數(shù)控設備進行關(guān)鍵五軸型面工序加工，待關(guān)鍵工序完成后再進行葉根、葉冠等收尾工序的生產(chǎn)。這樣的分工式工序往往存在工序的加工時間不協(xié)調(diào)問題，導致各個工序之間在制品等待時間消耗。同時，葉片制造加工流程多達100多工步，必然產(chǎn)生加工基準轉(zhuǎn)化和工裝切換，使整個葉片的制造周期長達3個多月。此外，批量完成的葉片加工由于存在疊加誤差，進行組裝無法達到產(chǎn)品設計一致性要求，從而無法滿足用戶的質(zhì)量和交期要求。

1.4 產(chǎn)品更迭慢

隨著市場工業(yè)產(chǎn)品的逐步飽和，市場對各種工業(yè)制品都提出了越來越高的質(zhì)量要求，客戶傾向于個性特點強的產(chǎn)品。而傳統(tǒng)的規(guī)模制造生產(chǎn)線比較固定，且生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)加工順序固化，缺乏柔性制造能力，無法多元化滿足新產(chǎn)品的設計、制造要求。同時，隨著市場中新的設計理念和開發(fā)模式的出現(xiàn)，由于缺乏信息化支撐和智能化數(shù)據(jù)反饋，就存在設計要求與制造能力不匹配的現(xiàn)象，設計時缺乏事前進行虛擬三維模擬，而造成設計要求與制造能力之間的障礙，引發(fā)相互推諉扯皮的問題，大大降低新產(chǎn)品開發(fā)的效果。

2 智能制造技術(shù)的優(yōu)勢

目前，相比傳統(tǒng)的企業(yè)加工制造工作模式，先進的企業(yè)工作管理流程和高效率的企業(yè)工作管理模式，是通過修改傳統(tǒng)企業(yè)制造模式，全面引進ERP或SAP、MES等企業(yè)信息化管理系統(tǒng)，通過信息化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)植入及對三維圖形設計、虛擬制造技術(shù)的運用，引導生產(chǎn)車間數(shù)字化設備的制造能力發(fā)揮，從而降低制造過程中人為的失誤與干擾，這樣不僅大幅度降低了企業(yè)的人工成本，而且還進一步固化、集成了生產(chǎn)流程，這在大幅度提高企業(yè)工作效率的同時，實現(xiàn)質(zhì)量與安全水平的穩(wěn)定提升。

3 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的主要應用

3.1 生產(chǎn)管理智能化

機械工程師在生產(chǎn)管理工作實踐中，以工業(yè)自動化技術(shù)軟件為設計平臺，增強設計意圖與車間加工的銜接性，通過在實際智能化生產(chǎn)管理中沉淀設計理念，可為不同企業(yè)生產(chǎn)管理層提供管理經(jīng)驗，并且為實現(xiàn)基于信息系統(tǒng)集成化的企業(yè)生產(chǎn)管理效率提升提供了途徑。同時，網(wǎng)絡云計算及大數(shù)據(jù)的運用，糅合了包括高級機械工程師的設計、生產(chǎn)、銷售、決策在內(nèi)的“管理一條龍”的所有數(shù)據(jù)，為加工企業(yè)各級決策層在實際操作中提供可視化依據(jù)。當前，在階段性企業(yè)生產(chǎn)管理任務編制的實踐和調(diào)整中，在企業(yè)機械工程生產(chǎn)中通過實行成品產(chǎn)銷管理模式，完成質(zhì)量反饋分析及其數(shù)據(jù)計算，為實際的企業(yè)網(wǎng)絡化生產(chǎn)管理及其運行服務提供平臺，充分發(fā)揮其生產(chǎn)管理網(wǎng)絡化功能，在有效避免管理錯誤和提高企業(yè)機械工程生產(chǎn)工作效率的同時，推動了行業(yè)信息化水平的提升。

3.2 生產(chǎn)過程自動化

為了實現(xiàn)成功轉(zhuǎn)型，智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的應用，無論是在企業(yè)生產(chǎn)線管理、生產(chǎn)線的設備管理還是企業(yè)生產(chǎn)本身的監(jiān)控過程當中，都需要基于過程自動化和流程智能化，利用智能制造技術(shù)打造數(shù)據(jù)傳感器，通過實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動抓取、實時采集和實時生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)處理等手段，實現(xiàn)工業(yè)制造工廠的智能升級和技術(shù)改造。工業(yè)生產(chǎn)管理者在自動化中力求最大限度地滿足企業(yè)產(chǎn)品使用者、工業(yè)生產(chǎn)資源管理、加強生產(chǎn)成本控制的需求，從而在工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理服務過程中不斷獲得巨大的進步。在我國企業(yè)技術(shù)自主創(chuàng)新發(fā)展的實踐中，技術(shù)上的重大突破和創(chuàng)新仍然需要依靠加強技術(shù)性產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新，以及將多維度和全方向創(chuàng)新作為一個綜合衡量的指標體系。

3.3 故障診斷智能化

當前，我國工業(yè)機械自動化監(jiān)控技術(shù)的主要應用范圍就是實時監(jiān)控、識別、修復工業(yè)機械設備的安全故障。通過將常規(guī)監(jiān)控手段與其他先進監(jiān)控技術(shù)結(jié)合，在系統(tǒng)進行各種機械設備故障監(jiān)控時，確保系統(tǒng)的各項工作參數(shù)正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)其他參數(shù)異常情況，可以及時進行自動診斷分析，并且及時準確告知機械設備系統(tǒng)的故障點。智能制造技術(shù)在故障診斷中的應用具有顯著優(yōu)勢，因此，可以用有效應用于電子醫(yī)療、軍事技術(shù)以及機械制造當中。

4 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中應用的問題

4.1 智能制造系統(tǒng)的感知問題

在我國智能制造領(lǐng)域中，企業(yè)所生產(chǎn)的智能車床、機器人能否順利地應用在一些高端領(lǐng)域或者企業(yè)日常制造生產(chǎn)工程中，這通常會取決于智能制造系統(tǒng)的感知能力，而數(shù)控機器的智能傳感器和集成控制技術(shù)就是提供視覺感知能力的中樞控制系統(tǒng)，能夠制造出領(lǐng)先于世界的智能傳感器和集成控制技術(shù)將會提升整個智能制造系統(tǒng)在世界上的地位。但是，在當前階段我國的傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的感知能力并不能滿足當前行業(yè)的需求，其中，機器的視覺感知能力單一，并且在對所收集的數(shù)據(jù)進行檢測的過程中，智能傳感器所使用的方式過于單一簡化，這將會大幅度地降低整個檢測過程的效率。因此，科學合理地提升我國的智能裝備制造技術(shù)，促進整個行業(yè)的整體工作效率提升，這對于整個工業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟效益有著重要的影響和意義。

4.2 智能制造系統(tǒng)的控制問題

傳感器系統(tǒng)的制造技術(shù)對智能設備的應用、制造管理系統(tǒng)控制軟件的發(fā)展有著直接的影響。在傳統(tǒng)制造模式中，沒有自動化的智能控制中樞系統(tǒng)及時對出現(xiàn)的各種控制問題進行有效的調(diào)節(jié)，最終將導致整個工作效率的降低。而在智能制造技術(shù)方面，其能夠直接控制和應用智能設備制造管理系統(tǒng)的自動決策控制模型和自動執(zhí)行控制軟件。因此，智能制造技術(shù)在后期應用發(fā)展的過程中，應該分別致力于對基本知識的有效分析以及認知能力的有效獲取這兩個方面的完善。

5 結(jié)語

智能制造技術(shù)的不斷改進和優(yōu)化，將會進一步促進我國工業(yè)自動化的快速發(fā)展。并且作為新時代的重要科學技術(shù)，將其廣泛地應用在整個工業(yè)領(lǐng)域之中，將會促進整個行業(yè)的整體工作效率提升，這對于工業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟效益有著重要的影響和深遠的意義。隨著技術(shù)的更新，當前的智能制造技術(shù)越來越先進，將智能制造技術(shù)應用于自動化工業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)實意義非凡，為工業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的保障。

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