李海鹏
利戴工业技术服务（上海）有限公司 上海 201800
摘要：“工业4.0”战略是面向2020年的国家战略，充分展现了在制造技术领域中的创新优势及其开创新型工业化的长远计划，是为了满足市场不同需求的工业升级方案，更是“工业1.0”（机械化）、“工业2.0”（电气化）、“工业3.0”（信息化）的拓展。“工业4.0”战略的两大核心理论是“智能工厂”与“智能生产”，为了实现这一战略计划，“智能技术系统”应运而生。
关键词：工业4.0；机电一体化；智能技术系统；智能工厂；智能生产；
前言：“智能生产”的基本设想是制造的产品集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需的信息；整个生产价值链中所集成的生产设施能够实现重组与自配置，能够根据当前的状况灵活地决定生产过程。智能生产目标是满足用户的各种需求，建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。实现智能生产的主要手段之一是采用“智能技术系统”。
1机电一体化技术概况
从20世纪70年代开始，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透，机电一体化(mechatronics)系统应运而生。机电一体化技术是机械和微电子技术紧密结合的一门技术，它使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式以及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”发展阶段。机械工程工业由机械为中心的产品转移到机电一体化产品。机电一体化指的是将电子技术引入机械结构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能，从而形成一个电子化设计及软件与机械装置相融合的系统。机电一体化包括软件和硬件两方面技术。系统硬件是由基本单元(机械本体)、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。基本系统一般都是机械结构。通常，满足某种要求的物理系统都可以作为基本系统。
2机电一体化走向智能技术系统的重要意义
2.1促进效能优化
当前大多数在数控系统中模块化的设计思路，其裁剪性均较佳，且范围较广，所起的作用也逐渐增大。如果能应智能技术系统合理应用起来，就能在一定程度上实现整个系统的有效整合，进而促进效能的不断提升。
2.2实现产品智能化
在人们生活水平不断提升的过程中，人们对产品质量的要求越来越高，需求量也越来越大，智能化产品更成为人们所热衷的产品。在“工业4.0”的推动下，机电一体化必然会走向智能技术系统，其指令也将依赖自动控制的系统程序来实现，且可按照需加工的产品大小、规格等编写程序，继而实现产品的智能化加工。
2.3提升操作精确度
在市场竞争激烈的当下，企业提升竞争力的主要措施之一就是提升产品质量，其关键点就在于操作精确度。实践表明，操作精确度与产品质量有直接关联，是判断数控机床机电一体化的主要参数。相比之前，智能技术系统结合了CPU控制系统、交流数字控制系统等多种技术，能在一定程度上提升机床的精确度。
2.4提高工作效率
效率决定效益，随着智能技术系统的持续发展，企业的生产流程将会越来越简化，这样不但能够减少操作人员，也可以缩短工作时间，进而在一定程度上提升工作效率。
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3“工业4.0”的潜能与特点
3.1“工业4.0”的潜能
在“工业4.0”战略下，要求工厂应用全新的方法进行生产，智能产业便是其唯一标识，能随时被定位并存储与产品相关的所有信息。智能技术系统与智能工厂以及企业内部之间的业务往来形成纵向互联，再与其业务流程形成横向互联，进而实现整条产业链上的端到端工程。“工业4.0”的潜能无限，智能工厂不但可以满足不同客户的各种需求，还能利用动态的业务与工程程序改变生产模式，实现生产过程端到端的透明化，进而提升决策的准确度。对于新兴企业与小型企业而言，“工业4.0”战略的优势更为显著，能为其发展提供下游服务。“工业4.0”将促进整个价值网络资源利用率以及生产率的不断提高，智能技术系统的应用也将促进技术工人从繁琐的生产工作中解放出来，使其有更多的时间进行钻研与创新。
3.3“工业4.0”的特点
为了促进“工业4.0”战略顺利实施，需启动双重战略，持续将信息技术与通信技术应用于智能技术系统中，同时还应积极进行CPS技术创新。为了实现这一战略目标，“工业4.0”应具备以下特点：（1）整个价值网络的横向一体化；（2）整条价值链中工程端到端的数字一体化；（3）纵向一体化与网络化融合的智能技术系统。基于“工业4.0”的特点，其战略的实施可以从以下8个方面入手：1）制定标准的技术说明与参考架构；2）掌握开发规划和解释性模型的方法，科学管理智能技术系统；3）不断扩大宽带互联网基础设施；4）充分运用一体化的安全与保障架构以及唯一标识符，以确保智能技术系统的安全性；5）采用参与性工作设计于终身学习措施，启动示范参考项目；6）实施适当的培训策略，研究数字化学习技术，以促进示范项目和“最佳实践网络”的发展；7）调整现有法律法规，完善监管体系；8）权衡智能工厂所需投入的资源，以节约生产成本。
4“工业4.0”智能技术系统在机电一体化中的实际应用
4.1在机械制造中的实际应用
在智能技术系统中，机械制造是核心内容之一，将计算机技术与智能技术、控制技术等相融合，是目前最先进的机械制造技术。随着机械领域的持续发展，机械制造将向着智能化方向迈进，其终极目标便是利用计算机技术代替部分人工劳作，进而达到模拟人工制造机械的效果。另外，智能技术系统可采用模糊系统与神经网络算法，对机械制造过程进行模拟，在利用计算机技术进行信息分析，以对智能技术系统的各项参数进行修改。
4.2在交流系统中的实际应用
驱动装置是机电一体化的构成元素之一，它在智能技术系统中的占据着举足轻重的地位。从实践进行分析，交流系统是一个相对繁琐的应用系统，其数据会随时发生变化，且时常会出现负载干扰，交流本身同被控对象之间也存在诸多不确定元素。因此，单凭现有的理论基础难以构建出一个相对完善的模型。若能将智能技术系统应用于交流系统中，就可在一定程度上提升各项指标的性能。
4.3在数控领域中的实际应用
随着企业对产品质量要求的不断提升，机电一体化技术在实际应用过程中对智能技术也提出了更高的要求，而不仅仅是发挥模拟、延伸、拓展等功能。“工业4.0”以智能为核心，可实现数控技术的智能监管，也能自动建设数据库、编写程序等。比如，数控方面中的某些不确定算法所引发的故障，可通过专门的系统自行修复，通过修复功能实现对故障信息的智能化处理，进而得出维修机械的有效措施。此外，在数控机械的加工处理阶段，可利用模糊系统对加工流程进行简化，通过设置模糊指标，准确找到数控机械的问题所在，继而得出相应的处理对策。
结语：总之，“工业4.0”战略的有效实施，是一个逐渐升级的过程。从现有的基本技术与实践经验来分析，仍需进行调整以促进制造工程进一步发展的实际需求，同时也应不断进行技术创新，积极找出更有效的解决方案。若能真正做到这两点要求，“工业4.0”战略将能够推动机电一体化走向智能技术系统，进而促进制造业的不断发展。
参考文献：
[1]赵学勤.许艳华，工业4.0推动机电一体化走向智能技术系统.2016.
[2]杨丽婷.张晓光，李敏，等，浅谈工业4．O推动机电一体化走向智能技术系统.2016.
[3]王晓宇，刘路路.面向工业4.0的产业园区发展需求与规划响应究.2017.
论文作者:李海鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：智能论文; 系统论文; 技术论文; 工业论文; 机电一体化论文; 战略论文; 机械论文; 《防护工程》2018年第21期论文;