智能制造系统的体系结构及其在工业自动化领域的应用论文_厉泽辉

智能制造系统的体系结构及其在工业自动化领域的应用论文_厉泽辉

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摘要:在经济全球化的深入发展下,工业智能制造技术得到了越来越多人的关注,对实现我国工业产业转型升级起到了重要的推动作用。随着智能制造技术的深入发展,其必然实现低能耗、多功能、自动化发展。本文将结合智能制造技术内涵和构造,具体分析其在工业制造领域的重要作用新一代信息技术与制造技术的深度融合。

关键词:智能制造系统;体系结构;工业自动化

智能化制造技术是高新技术在工业生产领域的重要体现,通过该技术的应用有效提高了工业制造生产效率,降低了工业生产劳动强度,提高了工业产品的质量。智能化制造技术的出现和发展为我国工业制造业发展指明了新的发展方向[1]。40年的改革开放,我国的工业化进程取得了伟大的成就,在国内经济得到快速发展的同时,也极大地推动了世界经济的发展。在本轮信息技术的突破性进展所引发的产业变革中,我国在高新技术与投资环境方面不如各发达国家,劳动力密集、低廉等优势较之其他发展中国家也不再明显,因此我国制造业面临着严峻挑战,要在新的技术和商业环境下抢占制高点,化挑战为机遇,必须放眼全球,抓紧制造业转型升级战略的部署与实施。

1 智能制造标准化体系结构

在过去的几十年中,信息技术的发展为传统制造业所涉及的各种技术带来了冲击与改变。计算机辅助技术(CAX),包括辅助设计(Computer Aided design,CAD)、工艺规划(Computer Aided Process Planning,CAPP)、辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)等技术,替代了原有了图纸设计模式,使得设计、装配等繁琐流程可以借助计算机完成。同时由于相关文件被数据化,能够便于集成、管理与存储,大大提高了工作效率。在企业级的信息系统及相关技术上,管理信息系统、物料需求计划、企业资源计划等信息系统的发展与实施加强了企业业务流程与底层生产系统之间的联系与集成,其智能的需求处理模式替代了原本由人力完成的重复过程,提高企业的生产效率并降低了相应成本。同时,面向服务的架构以及云计算技术的发展打破了传统企业之间的业务布局,使得各个企业之间的业务联系更为复杂[2]。随着数字电子技术、微机电系统、移动互联网以及 ipv6 的发展,发展较早的射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术更进一步,物品不止可以存储信息供机器读取,自身可以获取、处理、发送信息,这为物联网(Internet of Things,Io T)以及赛博物理系统(Cyber-Physical System)的发展提供了可能。物联网涉及对象识别、通信、协作和控制,通过信息传感设备,按照约定的协议与规则,将任何物品接入到互联网,并实现信息交换。赛博物理系统是与物联网相似的概念,它同时涵盖了物理和计算组件,将计算进程与物理进程统一在一个网络中,实现对物理实体远程、可靠、实时、安全、协作的操控。

智能制造集成了信息技术、工业技术以及人类的创造力,改变着产品创新、设计、生产、运输以及销售的模型与流程,同时提高工人安全、保护环境、让制造厂商在全球市场中保持竞争优势。关注点维度在工业 4.0 以类别的形式给出,在中国智能制造标准体系中以价值链的形式出现,它们存在同样的问题——结合产品生命周期维度所形成的概念不够直观,该维度与系统层级维度也存在较多重合[3]。

2 智能制造技术在工业自动化领域的应用

在改革开放的深入发展下,国家对工业经济发展提出了更高的要求。在国家政策的倡导下各个地区开展了工业技术创新活动。经过多年的发展,我国工业制造生产已经能够综合掌握一体化、自动化、智能化的基础,在先进技术的支撑下更好的促进了工业经济的发展。智能制造技术在工业领域的应用主要体现在以下几方面:

2.1 人机操作

智能制造技术能够实现人及操作。制造企业在生产高精确度、高质量、高要求产品的识货,可以应用智能化操控技术来提高工业生产自动化水平。比如在工业制造对金属产品要求严格下,单一的安排人工制造是无法达到产品精确化生产的。为此,企业可以应用计算机系统和数控设备来建立相应的联系,应用计算机系统完成变成操作,通过机械自动化生产来提高产品的精确度。另外,应用智能操作还能解决实际生产操作中无法解决的问题。典型的应用有智能机器人。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能机器人在我国现阶段的最新应用是机械加工,比如对于上海某企业曾经发生的粉尘爆炸事件,可以应用机器人来替代人工打磨操作,进而提升打磨操作的工作效率和工作精确度,提高人工打磨操作效率[4]。

2.2 自动设计

智能机器有着极为良好判断力、推理等,制造工业需要运用适用机器接收、处理对应的数字信号、程序代码开展产品设计。具体实操,产品研发人员只用把产品参数信息输入到相应的智能机器中就能完成产品的智能化设计。比如现阶段一些企业运用 CAD、UG 等有着自动设计软件,以及智能控制系统连接的情况下就能进一步提升产品设计模型的精确度。

2.3 虚拟化生产

在以计算机技术为基本依托的情况下出现了虚拟技术。虚拟技术以计算机技术为基本操控核心,通过数据预测、智能推理等方式,可对工业产品生产操作流程进行模拟,从而改进现有的产品制造生产工艺。常见的虚拟化生产技术有基于无线射频识别智能工厂技术。这种技术是一种可读可写的技术形式,具有识别、定位、感知、联网操作等职能。该技术给人们广泛应用在社会生产的各个方面,比如车间、物流等。该技术应用到制造企业能够进一步提升产品的形象,提高产品在全过程的生产服务和质量水平。

2.4 工业机器人

《政府工作报告》提出需要深入开展中国制造,并且将智能制造作主要发展方向,加快发展自主品牌工业机器人。首先,需要明确自主品牌工业机器人产业发展思路、重点、目标,并结合实际采取相应的对策。并且将原有工业机器核心技术改变,凝聚力量发展工业的核心技术,加大对关键器件研发。借用产学的平台,加上市场的创新资源让关键技术可以利好开发。将最新技术和机械人的开发深度结合,以中国制造 2025 为基础,结合行业的优势引领行业生产制造发展。

3 智能制造技术应用推广过程中关键问题的解决

虽然智能制造技术的应用范围扩大,对很多领域的发展都起到了不同程度的作用。但是现阶段,智能制造技术在工业自动化领域的应用还存在一些局限,在之后的应用中需要相关人员能够做出更深入的分析和研究[5]。智能制造技术应用推广过程中,关键问题表现如下:(1) 智能制造系统感知问题。主要是由传感器集成技术实现。但是现阶段大多数的数控机床控制中心操作是由单一传感器,对加工的工程开展监测,传感器测定数据的方式单一,未能准确反映产品生产的全过程。所以未来,其关键是怎样更好的发挥出传感器继承技术在各种复杂条件下使数据信息的准确。(2)决策问题。系统的决策受传感器集成模块和决策模型结构以及算法的影响。未来制造系统传感器数据的模板信息的准确性怎样得到保证是智能制造系统决策亟待解决的问题。(3)智能的制造系统的控制问题。智能制造系统控制受到传感器的控制及技术影响,要实现对于决策模型、执行元件实时控制。因而,在未来,智能制造系统怎样提升自身的反应速度和模块实时性控制是有关人员需要着重思考的问题。

4 结束语

综上所述,智能制造技术在社会科学技术发展和市场需求的基础上发展形成,受社会主义市场经济需求的变化,智能制造技术生产规模逐渐朝着批量化、柔性的方向发展。智能制造技术的这种深化发展为工业工业自动化发展提供了重要的支持,是智能制造技术未来重要发展方向,为相关技术的研究人员提供了重要参考信息的支持。

参考文献:

[1]方毅芳,石镇山. 智能制造系统与标准化发展分析[J]. 电器与能效管理技术,2017(24):11-12.

[2]周雄强. 智能制造技术在工控自动化领域的应用分析[J]. 内燃机与配件,2017(18):129-130.

[3]曹银平. 自动化软件:智能制造的核心系统[J]. 自动化博览,2016(11):28-29.

[4]张青杰,张连正,窦永香,陈姝. 基于CiteSpace的智能制造研究现状分析[J]. 制造技术与机床,2016(11):39-403.

[5]常建永. 浅谈智能制造的核心价值与新特点[J]. 工业技术创新,2016,03(05):101-103.

论文作者:厉泽辉

论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期

论文发表时间:2018/7/2

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