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智能制造技术在工业自动化中的应用研究

2018/12/29    来源:互联网    作者:黄腾辉  孙正东  彭宁涛      
关键字:工业自动化  智能制造技术  应用  
当今社会是信息技术、自动化技术以及智能技术的时代,这些新技术和新手段时刻的对人们的生活起到了重要的影响,让人们的生产和生活有了较大的变化。

0 引言

    在工业生产的领域应用智能化制造技术是体现工业生产的高新技术,通过应用智能制造技术能够有效的提高工业生产的工作效率,在很大程度上将生产的劳动强度有效降低,对工业品质的质量提高也是非常明显的。工业生产工作过程中应用智能化制造技术为当前的工业发展指出了一条新的发展方向,对于我国的工业产业转型起到的推动作用非常明显。因此,研究智能制造技术在工业自动化中的应用是具有非常重要的现实意义。

1 工业自动化技术的特点

    1.1 智能控制

    工业自动化技术的第一个重要特点就是智能控制,最近一段时间智能控制有了非常快速的发展,对于智能控制的程序开发以及内容等工作的研究都非常集中。作为人工智能领域的重要研究内容之一,智能控制可以有效的实现自动把控、整体规划的结合,属于交叉性领域中的一部分内容。智能控制在实际的应用过程中,控制系统具有多样化的特点,同时因为智能控制器拥有非常多的功能,因此对于控制器的自主维修要求就比较高。比如,在应用智能控制器的工作过程中如果涉及到的介质是有腐蚀性的,一旦运行时间超过了规定的工作时间以后,智能化控制器就能够进行预警信号的自动发出,这样能够让工作人员及时的跟进,确保控制器的正常运行。

    1.2 计算机集成制造技术

    美国在工业自动化发展中属于先进的国家,美国的科研人员通过研究计算机提出了计算机集成制造技术,接下来重点就两个方面分析计算机集成制造技术,具体分析结果如表1所示。

    1.3 系统集成信息化

    对于原有的自动化计算机控制系统,其内部构成主要有四个部分,这四个部分分别是计算机管理、操作站、广域网、企业管理。这种系统管理模式在具体的落实工作过程中难度还是比较高的,对于系统的整体控制效率是比较低下的。随着当前科学技术水平的不断提高,原有的计算机控制系统开始逐渐的同工程自动化相互结合起来,这样集成信息化的系统能够开展自动管理的一体化。

表1 离散型与持续性对比分析

离散型与持续性对比分析

2 智能制造概述

    2.1 内涵

    作为一种制造技术,智能制造技术主要是借助了智能知识理论、知识处理理论、技术问题探讨等的技术手段,智能制造技术主要包括工业理论知识、工作经验以及工业数字模型知识等等。智能制造技术的主要目的还是制造,通过运用现代计算机技术手段来开展生产制造的集成以及管理工作。智能制造技术的一个很重要的特点就是有效的替代了原有人工生产制造存在的不足,通过有效减少工业制造中的劳动力来极大程度的提高工业自动化的发展效率。对于企业来讲,智能制造能够成为企业的核心竞争力,能够运用智能制造来应对未来的各种变化。对于工业企业来讲,智能制造的核心内容就是将整体制造的能力有效提升,因此企业一定要重视智能制造。随着计算机、互联网技术手段的深入发展,使得智能制造有了更多的技术力量来支持它的发展。为了能够使智能制造技术得到进一步的深化和发展,需要企业进一步的引进高端技术人才,利用人才的力量来改进智能制造系统以及流程,确保能够实现我国的2020智能制造目标。

    2.2 特点

    智能制造有三个特点,特点一就是独立性。智能制造的发展与传统人工制造有了非常明显的区别,智能制造能够面对各种复杂的问题以及环境,能够独立的完成各种加工任务。智能制造的工作任务完成效率要比传统制造效率高出了许多,对于传统操作方式所无法完成的任务智能制造也能够很好地完成;其次,第二个特点就是利用智能制造系统能够实现加工产品的定量分析、定性分析,智能制造的综合分析数据交由计算机来完成,通过计算机进行各种信息的整合,确保可以为产品的制造提供最有力的支持,对于产品的制造决策自动水平也有这明显的提升;第三,智能制造的特点还包括开放性。开放性的特点对于智能制造系统来讲,就是能够进行信息的修改,为信息的更新提供非常重要的支持,更方便了用户对于系统的应用操作。

3 智能制造技术在工业领域的应用

    面对当前工业经济的快速发展,国家对于工业经济的发展要求越来越高,国家在各个地区提出了诸多政策来支持工业技术创新活动的开展。当前我国工业生产制造在不断地试错和创新过程中,逐渐实现了一体化、自动化、智能化的生产方式,通过先进的技术支撑来促进工业经济的更
好发展。

    在工业领域,应用智能制造技术主要体现在以下几个方面:

    第一,人机操作。通过利用智能制造技术能够很好地实现人机操作,由于制造企业在开展生产工作过程中对于产品的制造要求越来越向高精确度、高质量、高要求的产品制造靠齐,通过直接智能化的操作技术能够很好地实现这些要求。比如对于工业制造中的金属产品,金属产品的制造要求是非常高的,单纯的依靠人工制造手段无法有效的实现产品的精确化生产,这就需要借助智能化的制造手段,生产企业可以选择借助计算机系统以及数控设备来实现相互之间的联系建立。利用计算机系统来实现自动化操作,借助机械自动化的生产方式来将产品的精确度有效提高。还有就是,借助智能操作能够很好地将实际生产工作过程中无法处理的问题快速解决掉,比如智能机器人,通过在机械加工中应用智能机器人来代替传统的人工打磨操作,将打磨操作的工作效率以及工作精确度全面的提升。

    第二,自动设计。智能机器的一个显著的优点就是具有非常良好的判断力以及推理能力,借助智能机器的这个特点可以实现制造工业需要的产品设计,包括机器接收、处理对应的数字信号、程序代码等。作为产品研发人员,在具体的实操工作中只需要将产品参数信息输入到智能机器中,智能机器进行相应的智能化设计,将产品设计模型的精确度提升到了新的层次。

    第三,虚拟化生产。智能制造在工业领域中的应用还包括虚拟化的生产,这是以计算机技术为基础的生产手段,通过对产品进行数据预测以及智能推理,实现工业产品生产操流程的操作模拟,这样就能够有效的控制成本实现产品制造工艺的改进。当前工业生产中比较常用到的虚拟化生产技术就是以无线射频识别为基础的智能工厂技术,这一技术作为一种可读可写的技术形式,有多种包括识别、定位、感知、联网操作等职能,以无线射频识别为基础的智能工厂技术广泛的应用在车间、物流等工作中,全面的提高了产品的全过程生产服务以及产品质量。

    第四,工业机器人。在《政府工作报告》中,提出了要深入的开展中国智能制造,将未来中国的工业生产向着智能制造的方向发展,加快自主品牌工业机器人的研发。工业机器人作为工业生产领域中的重要智能手段,是对原有工业机器核心技术的革新和突破,通过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列好开发。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。

4 智能制造技术应用推广过程中关键问题的解决

    4.1 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数据信息的准确。

    4.2 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。

    4.3 智能的制造系统的控制问题

    对于智能制造系统的控制问题,其主要是受到传感器的控制以及技术影响,要实现对于决策模型、执行元件实时控制。在可预见的未来,智能制造系统的发展要朝向如何提升自身的反应速度和模块实时性控制方向前进,解决这些问题能够实现智能制造系统控制的突破性发展。还需要考虑的一点就是智能制造系统自我维护、学习问题。通知制造系统对于知识的获得、运用能力等,是智能制造系统、其他系统可以区别的。在未来要进一步提升智能制造系统的知识获取和分析能力。

5 结语

    不断深化和发展智能制造技术,为我国的工业工业自动化发展提供了非常重要的技术支持。希望通过上文的分析,能够为相关的技术研究人员提供了重要的参考和信息的支持。

责任编辑:邓忠帅
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