傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用分析

摘要：制造企業(yè)持續(xù)發(fā)展需要來自現(xiàn)代技術(shù)的支持，包括智能制造技術(shù)在內(nèi)。以傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢為切入點，在此基礎(chǔ)上，探討傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用方法和應(yīng)用要點，分別就確定應(yīng)用流程、處理重點工藝、信息積累與復(fù)用、智能化更正和糾偏、精度控制、工作實時化等內(nèi)容進(jìn)行論述，系統(tǒng)呈現(xiàn)智能制造技術(shù)優(yōu)勢，服務(wù)傳統(tǒng)制造企業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)制造企業(yè)智能制造技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益重點工藝

ApplicationAnalysisofIntelligentManufacturingTechnologyinTraditionalManufacturingEnterprises

SUNYundongGUYang

LianyungangJariAutomationCo.，Ltd.，Lianyungang，JiangsuProvince，222000China

Abstract：Thesustainabledevelopmentofmanufacturingenterprisesrequiressupportsfrommoderntechnologies，includingintelligentmanufacturingtechnology.Thisarticletakestheapplicationadvantagesofintelligentmanufacturingtechnologyintraditionalmanufacturingenterprisesasthestartingpoint，andbasedonthis，itexplorestheapplicationmethodsandkeypointsofintelligentmanufacturingtechnologyintraditionalmanufacturingenterprises.Itdiscussesthedeterminationofapplicationprocesses，processingkeyprocesses，informationaccumulationandreuse，intelligentreviseandcorrection，precisioncontrol，andreal-timework.Thesystempresentstheadvantagesofintelligentmanufacturingtechnologyandservesthedevelopmentoftraditionalmanufacturingenterprises.

KeyWords：Traditionalmanufacturingenterprises;Intelligentmanufacturingtechnology;Economicbenefits;Keyprocesses

智能制造（IntelligentManufacturing，IM）技術(shù)是借助計算機(jī)平臺組織模擬和分析，對制造業(yè)智能信息收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展而誕生的先進(jìn)制造技術(shù)。該技術(shù)主要干預(yù)制造過程，通過人與智能機(jī)器的合作共事，部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，具有技術(shù)集成化的特點。我國擁有較多的傳統(tǒng)制造企業(yè)，在制造業(yè)整體發(fā)展的基本驅(qū)使下，部分傳統(tǒng)制造企業(yè)的競爭力下降，客觀要求其借助現(xiàn)代技術(shù)謀求發(fā)展，重新獲取主動權(quán)，這為智能制造技術(shù)的應(yīng)用提供了空間和思路[1]，分析其應(yīng)用優(yōu)勢、方法等具有一定的現(xiàn)實意義。

1傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1提升經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)制造企業(yè)中，智能制造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢多樣，基本價值在于提升經(jīng)濟(jì)效益。這一作用體現(xiàn)在兩個方面：一是智能制造技術(shù)實現(xiàn)了對人工的替代和部分替代，削減了企業(yè)人力資源方面的開支，降低了人工成本[2]；二是智能制造技術(shù)以信息技術(shù)和設(shè)備為基礎(chǔ)進(jìn)行工作，可以提升制造水平和質(zhì)量，減少了不合格品和廢品的數(shù)目和比例，使企業(yè)的制造水平得到提升，進(jìn)而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化[3]。

1.2改善制造過程控制水平

傳統(tǒng)制造企業(yè)應(yīng)用智能制造技術(shù)能改善制造過程控制水平，包括實時控制及綜合控制。例如，輕工業(yè)制造企業(yè)應(yīng)用智能制造技術(shù)可以形成流水線制造體系，工作人員根據(jù)流水線工作即可了解制造活動動態(tài)和制造計劃完成度，工作的便捷性很高。同時，智能制造技術(shù)積累的工作數(shù)據(jù)也比較完整，便于工作人員根據(jù)有關(guān)信息組織后續(xù)工作，包括工作設(shè)備參數(shù)調(diào)整、制造計劃更新等，為企業(yè)制造活動提供更多支持[4]。

1.3推動企業(yè)技術(shù)進(jìn)步

傳統(tǒng)制造企業(yè)中，智能制造技術(shù)的應(yīng)用可以推動企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，這一作用體現(xiàn)在各個方面：一是基于智能制造技術(shù)特點的直接進(jìn)步，二是建立在全局工作之上的間接促進(jìn)[5]。智能制造技術(shù)本身集成了多種現(xiàn)代技術(shù)理論和方法，可以顯著改善企業(yè)的制造水平，實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步。同時，智能制造技術(shù)的應(yīng)用也帶動了企業(yè)通信技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)和信息安全技術(shù)的發(fā)展，為企業(yè)的全面建設(shè)和技術(shù)優(yōu)化提供了間接動力。

2傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用方法

2.1確定應(yīng)用流程

智能制造技術(shù)在傳統(tǒng)制造企業(yè)中的應(yīng)用應(yīng)以明確流程為基礎(chǔ)，主張在實際工作中結(jié)合智能制造技術(shù)的共性特點和企業(yè)自身制造工作特點建立能夠發(fā)揮智能制造技術(shù)優(yōu)勢、同時匹配本企業(yè)具體需要的工作流程。結(jié)合一般傳統(tǒng)制造企業(yè)的特征，主張建立以感知、實時分析、分析結(jié)果處理和數(shù)據(jù)保存復(fù)用為主要環(huán)節(jié)的作業(yè)流程，其具體工作架構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)圖1所示模式，智能制造技術(shù)的應(yīng)用流程如下：利用智能模塊對制造工作的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行動態(tài)分析，了解其制造過程及具體制造參數(shù)、成果等；根據(jù)智能模塊實時分析結(jié)果，下達(dá)必要的實時指令，包括參數(shù)調(diào)整、供料調(diào)整、負(fù)荷變化等，相關(guān)指令直接下達(dá)到制造現(xiàn)場。無異常的情況下，各類實時信息輸入數(shù)據(jù)庫中保存，匯總后，用于制造現(xiàn)場工作，包括總體制造計劃調(diào)整、制造能耗目標(biāo)優(yōu)化等。具體工作中，不同傳統(tǒng)制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)本企業(yè)特點確定實時分析的具體方式。該環(huán)節(jié)是智能制造技術(shù)應(yīng)用的核心。

2.2處理重點工藝

各傳統(tǒng)制造企業(yè)嘗試應(yīng)用智能制造技術(shù)時，還應(yīng)關(guān)注一些重點工藝調(diào)整和設(shè)置，尤其是牽涉到質(zhì)量、能耗等關(guān)鍵參數(shù)的環(huán)節(jié)。原則上，建議采用智能模塊發(fā)揮控制功能，借助降維訓(xùn)練、降維分析和智能決策方式，使重點工藝得到妥善控制，以發(fā)揮智能制造技術(shù)的預(yù)期作用。

以某工件制造企業(yè)為例，采用智能制造技術(shù)后，企業(yè)尋求通過智能制造技術(shù)控制能耗，保證鍋爐作業(yè)參數(shù)與生產(chǎn)負(fù)荷高度匹配。此前，企業(yè)主要采用人工調(diào)整的方式進(jìn)行鍋爐參數(shù)調(diào)整，當(dāng)人員工作懈怠和出現(xiàn)疏失時，鍋爐可能以較高或較低負(fù)荷參與制造活動，導(dǎo)致生產(chǎn)能耗虛高或不滿足制造需求的情況。以智能制造技術(shù)為基礎(chǔ)，企業(yè)需要加強(qiáng)鍋爐參數(shù)控制能力，建設(shè)基于如圖2所示的工作模式。

降維訓(xùn)練，主要強(qiáng)調(diào)對鍋爐的工作參數(shù)進(jìn)行管控。不同參數(shù)條件下，鍋爐的工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值各有差異，可作為3個關(guān)鍵維度，其他維度信息變化也與鍋爐的工作參數(shù)變化存在關(guān)聯(lián)，但敏感性不高，以工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值作為重點組織降維訓(xùn)練更具科學(xué)性。實際工作中，企業(yè)可以對常規(guī)工作中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，另引入大數(shù)據(jù)資料，進(jìn)一步豐富原始數(shù)據(jù)的豐富性，將其投入到計算機(jī)中，對控制系統(tǒng)進(jìn)行降維訓(xùn)練，使其了解鍋爐不同負(fù)荷參數(shù)等級下的工作特點，即工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值數(shù)值。3個數(shù)據(jù)均具有一定的波動性，默認(rèn)鍋爐負(fù)荷參數(shù)為X%，其工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值的標(biāo)準(zhǔn)值分別為Q、S和F，則實際工作中，即便鍋爐的負(fù)荷參數(shù)穩(wěn)定為X%，其工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值也可能受到環(huán)境因素、設(shè)備老化因素和工作時間因素影響出現(xiàn)少許波動，分別為：

[Qmin；Q45；Q56；Q；QHN；Q-9；Qmax]（標(biāo)準(zhǔn)溫度集）

[Smin；S45；S56；S；SHN；S-9；Smax]（標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料速度集）

[Fmin；F45；F56；F；FHN；F-9；Fmax]（標(biāo)準(zhǔn)震動集）

只要鍋爐的工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值處于其對應(yīng)的極限值之內(nèi)，均可默認(rèn)鍋爐工作無異常，可以匹配當(dāng)前制造工作要求參數(shù)需求。完成降維訓(xùn)練后，可以利用決策樹法進(jìn)行實時降維分析。默認(rèn)當(dāng)前企業(yè)的制造工作要求參數(shù)為60%，可由采集終端對鍋爐的工作參數(shù)進(jìn)行收集，并利用工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值進(jìn)行呈現(xiàn)。當(dāng)超過50%的決策樹、認(rèn)為其處于標(biāo)準(zhǔn)溫度集、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料速度集和標(biāo)準(zhǔn)震動集極限值范圍內(nèi)時，默認(rèn)鍋爐工作參數(shù)與制造工作要求參數(shù)相匹配，系統(tǒng)無動作；當(dāng)超過50%的決策樹、認(rèn)為其不處于標(biāo)準(zhǔn)溫度集、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料速度集和標(biāo)準(zhǔn)震動集極限值范圍內(nèi)時，默認(rèn)鍋爐工作參數(shù)與制造工作要求參數(shù)不匹配，系統(tǒng)發(fā)出調(diào)整指令，要求根據(jù)制造工作要求參數(shù)進(jìn)行鍋爐工作參數(shù)調(diào)整，使二者能夠做到實時匹配。重點工藝的控制可以保證傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用效果，是其能發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

2.3信息積累與復(fù)用

為進(jìn)一步提升智能制造技術(shù)在傳統(tǒng)制造企業(yè)中的應(yīng)用效應(yīng)，還應(yīng)繼續(xù)對其功能和優(yōu)勢進(jìn)行挖掘，嘗試通過信息積累與復(fù)用的方式，使各類反映企業(yè)工作情況的信息得到采集和處理，服務(wù)企業(yè)的后續(xù)工作。照明能耗帶有客觀性，無法根本消除，可通過企業(yè)內(nèi)部調(diào)整的方式加以削減，綜合發(fā)揮智能制造技術(shù)的優(yōu)勢，提升傳統(tǒng)制造企業(yè)工作水平。

3傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1精度控制

傳統(tǒng)制造企業(yè)中，智能制造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢突出。為充分發(fā)揮其特征，還應(yīng)在組織智能制造技術(shù)應(yīng)用時加強(qiáng)精度控制，主要強(qiáng)調(diào)改善原始信息的采集質(zhì)量和總數(shù)。例如，上文所述的鍋爐工作參數(shù)控制，企業(yè)自身積累的數(shù)據(jù)可能較有限，不能充分服務(wù)降維訓(xùn)練，可以在條件允許的情況下與第三方咨詢公司合作，向咨詢公司支付一定資金，獲取與本企業(yè)鍋爐相同型號的鍋爐信息，尤其是其工作過程中的工作溫度、進(jìn)料速度和震動幅值信息，加以整理后用于降維訓(xùn)練，原始數(shù)據(jù)豐富性越高，降維訓(xùn)練效果越理想，智能制造技術(shù)的精度也越可靠。

3.2工作實時化

智能制造技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)保證實時化，以充分服務(wù)傳統(tǒng)制造企業(yè)各項生產(chǎn)工作。實現(xiàn)實時化工作的關(guān)鍵在于設(shè)定合理的作業(yè)參數(shù)和選定合理的通信模式。建議企業(yè)以有線通信的模式支持智能制造技術(shù)應(yīng)用，該模式下，有線線路可以保證信息傳輸質(zhì)量，減少其他因素的影響和破壞，為信息可讀性提供保障。在此基礎(chǔ)上，對傳輸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，一些關(guān)鍵參數(shù)采用較短間隔組織傳輸，如鍋爐溫度參數(shù)、供料參數(shù)等，傳輸間隔不應(yīng)超過5min，作為智能制造技術(shù)實時應(yīng)用的保證。

4結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)制造企業(yè)中，智能制造技術(shù)的應(yīng)用可以提升經(jīng)濟(jì)效益、改善制造過程控制水平和推動企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，具有多樣價值，應(yīng)在未來工作中予以更多重視。在具體方法層面，主張各傳統(tǒng)制造企業(yè)根據(jù)業(yè)務(wù)特點確定智能制造技術(shù)的應(yīng)用流程和重點工藝，在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)信息積累與復(fù)用，重視智能化更正和糾偏工作。實際工作中，考慮到智能制造技術(shù)特點，還應(yīng)加強(qiáng)精度控制和實時化作業(yè)跟蹤，以保證智能制造技術(shù)的應(yīng)用價值得到充分發(fā)揮，服務(wù)企業(yè)建設(shè)和發(fā)展。

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