董國(guó)強(qiáng) 徐英鋒 曾顯波 于熠陽(yáng)

摘? 要：工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，更會(huì)直接衡量一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。中國(guó)的工業(yè)實(shí)力相較于其他發(fā)達(dá)國(guó)家而言還是較為落后，為此，文章重點(diǎn)分析智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：智能制造技術(shù);工業(yè)自動(dòng)化;自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn);應(yīng)用策略

中圖分類(lèi)號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）34-0098-02

Abstract： Industry is the leading industry of our national economy， and it will directly measure the economic strength of a country. China's industrial strength is still relatively backward compared with other developed countries， so this paper focuses on the application strategy of intelligent manufacturing technology in industrial automation production line.

Keywords： intelligent manufacturing technology; industrial automation; automatic production line; application strategy

引言

目前，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的非?？欤@會(huì)很好地提升我國(guó)制造工業(yè)的生產(chǎn)能力。但是，目前多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中都存在諸多質(zhì)量問(wèn)題，和一些發(fā)達(dá)國(guó)家也存在差距。但是，存在的智能制造技術(shù)會(huì)在一定程度上促進(jìn)我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品制造業(yè)向前發(fā)展。本文主要就智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 智能控制和計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的概述

1.1 智能控制技術(shù)的概述

智能控制是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的重要特點(diǎn)。智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展使得更多的程序和內(nèi)容集中在內(nèi)部。作為人工智能領(lǐng)域中重要的內(nèi)容，智能控制技術(shù)自然可以更好地將自動(dòng)把控和整體規(guī)劃有效地結(jié)合在一起。當(dāng)智能控制被運(yùn)用于控制系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)往往能夠發(fā)揮出更多的功能[1]。當(dāng)然，在運(yùn)用智能控制技術(shù)時(shí)會(huì)提出更高的要求。但是如果一旦有腐蝕性的物質(zhì)侵蝕控制器本身，其運(yùn)行的時(shí)間一旦超過(guò)工作的時(shí)間，其智能化控制器就會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，更多的工作人員就能夠及時(shí)地進(jìn)行跟進(jìn)。

1.2 計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)

計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)是美國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中一種重要的技術(shù)。更多的科研人員可以借助計(jì)算機(jī)來(lái)提出集成制造技術(shù)。

2 智能制造技術(shù)的優(yōu)越性

2.1 能夠制造高精尖工業(yè)產(chǎn)品

多數(shù)傳統(tǒng)的手工制造模式都是依靠人力來(lái)把控精度的。但是如果僅僅依靠人工把控精度會(huì)產(chǎn)生極大的誤差，所以只能夠制造一些對(duì)精度要求不高的工業(yè)制成品。因此需要花費(fèi)很大一筆資金來(lái)采購(gòu)精度較高的先進(jìn)制造設(shè)備，我國(guó)的制造業(yè)很難取得突破性的進(jìn)展。

如果我國(guó)想要在工業(yè)上占據(jù)一席之地，就一定要自身具備制造高精尖產(chǎn)品的能力，必要時(shí)需要運(yùn)用智能加工中心來(lái)把握工業(yè)產(chǎn)品自身的精度[2]。幾乎所有的工作人員都需要先將合適的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，之后再讓智能加工中心根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加工，整個(gè)過(guò)程幾乎不會(huì)受到人為因素的影響，所以制造精度較高。

2.2 最大限度地提升生產(chǎn)效率

多數(shù)傳統(tǒng)的手工制造模式是借助純手工的方式來(lái)加工產(chǎn)品的。不僅生產(chǎn)產(chǎn)品的速度不是很快，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。因此，在面臨較為激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，傳統(tǒng)的手工制造模式將無(wú)法直接滿(mǎn)足客戶(hù)自身的需求。如果內(nèi)部的生產(chǎn)能力無(wú)法直接化為競(jìng)爭(zhēng)能力，自然也就無(wú)法在國(guó)際市場(chǎng)上更好地發(fā)展。

智能制造技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)和機(jī)械化相互結(jié)合的產(chǎn)物。必要時(shí)可以借助智能化的加工技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。但是，多數(shù)生產(chǎn)的過(guò)程會(huì)受到其他不同因素的影響。即便我國(guó)汽車(chē)的產(chǎn)量是以小時(shí)為單位的，但是如果智能化制造技術(shù)可以有效地被融入生產(chǎn)中，大量的工業(yè)制品可以在最短的時(shí)間內(nèi)制造出來(lái)，以便更好地提升工業(yè)產(chǎn)品自身內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 增加生產(chǎn)效益

在實(shí)際傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，工廠需要雇傭更多的工人來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量也難以更好地被保證。但是，如果能夠有效地運(yùn)用智能制造基礎(chǔ)自然就能夠在降低生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上提升生產(chǎn)效益。在智能制造體系中，大部分的工作都是由機(jī)器完成的，工廠根本不需要直接增加勞動(dòng)成本，最終自然就能夠在增加生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)上提升產(chǎn)品的質(zhì)量。智能制造系統(tǒng)可以加工一些高精度的產(chǎn)品，整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程也就不會(huì)產(chǎn)生任何廢品，此種生產(chǎn)模式自然也就能夠更好地降低不合格產(chǎn)品的數(shù)量[3]。

3 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用策略

3.1 人機(jī)操作

人機(jī)操作也確實(shí)能夠全面地被運(yùn)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中。正因?yàn)樵絹?lái)越多的制造企業(yè)對(duì)制造的精度、質(zhì)量和要求提出了更高的要求。如果此時(shí)能夠借助智能化技術(shù)自然可以更好地實(shí)現(xiàn)這些要求。例如，在實(shí)際制造金屬產(chǎn)品時(shí)，單純依靠人工的手段將不能夠解決實(shí)際工作中存在的問(wèn)題。智能工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也確實(shí)可以更好地提升整體工作效率。

在實(shí)際智能制造生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行人機(jī)操作時(shí)，注意先分析具體任務(wù)的要求，之后再有效地設(shè)置制造單元數(shù)控車(chē)床、加工中心、功能調(diào)試、氣動(dòng)門(mén)和其他不同工具的參數(shù)，最后才能夠讓內(nèi)部和外部的數(shù)控系統(tǒng)更好地進(jìn)行連通，并讓人機(jī)操作的過(guò)程變得更加順利。

3.2 自動(dòng)設(shè)計(jì)

所有智能機(jī)器都具有很好的判斷力和推理能力，更多的操作者確實(shí)可以借助智能機(jī)器來(lái)更好地設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品，并將機(jī)器設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理、編寫(xiě)程序代碼和研發(fā)產(chǎn)品更好地結(jié)合在一起。在具體實(shí)踐時(shí)，如果能夠?qū)⒏嘤行У膮?shù)輸入智能機(jī)器內(nèi)部，自然就可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精度和結(jié)構(gòu)提升到一個(gè)新的層次。

在實(shí)際進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，切削加工智能制造控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮重要的作用。任何人都可以根據(jù)給定的任務(wù)要求來(lái)針對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行編程、安裝和調(diào)試，本質(zhì)就是要讓設(shè)計(jì)制造的過(guò)程變得更加順利。

3.3 虛擬化生產(chǎn)

虛擬化生產(chǎn)目前已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本身是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的生產(chǎn)。重點(diǎn)可以通過(guò)預(yù)測(cè)和智能推理來(lái)使得生產(chǎn)的過(guò)程變得更加順利，并讓工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程變得更加流暢，最終不僅能夠更好地控制產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，更能夠直接改進(jìn)智能制造加工工藝。

目前所用的虛擬化生產(chǎn)技術(shù)其實(shí)多數(shù)是以無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)為基礎(chǔ)的。這一種技術(shù)作為一種可讀可寫(xiě)的技術(shù)，重點(diǎn)可以將識(shí)別定位、聯(lián)網(wǎng)和其他不同的智能制造設(shè)備有效地結(jié)合在一起，最終更好地提升產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量。

3.4 工業(yè)機(jī)器人

多數(shù)《政府工作報(bào)告》中提出了關(guān)于中國(guó)智能制造的相關(guān)要求，更讓中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和智能制造有效地結(jié)合在一起，重點(diǎn)是要研發(fā)具有一定自主品牌的工業(yè)機(jī)器人，這也是生產(chǎn)領(lǐng)域中的重要手段。正是通過(guò)先突破原有的核心技術(shù)來(lái)更好地發(fā)展工業(yè)，并在此過(guò)程中更好地研發(fā)關(guān)鍵器件[4]。另外，通過(guò)借助產(chǎn)學(xué)平臺(tái)和其他關(guān)鍵技術(shù)也能夠讓開(kāi)發(fā)的過(guò)程變得更加順利，為的是更好地引領(lǐng)整個(gè)制造行業(yè)向前發(fā)展。

智能制造應(yīng)用技術(shù)大賽中通過(guò)任務(wù)書(shū)中所提供的部件可以更好地更換工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的夾具和其他氣動(dòng)部件。關(guān)鍵時(shí)刻更可以通過(guò)借助示教器具來(lái)完成數(shù)控機(jī)床、立體倉(cāng)庫(kù)上、下料的編程和調(diào)試。

4 解決智能制造技術(shù)應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問(wèn)題

即便智能制造技術(shù)目前應(yīng)用的范圍變得越來(lái)越廣，甚至對(duì)不同領(lǐng)域的發(fā)展都有著較好的推動(dòng)作用。但是，智能制造技術(shù)目前在應(yīng)用的過(guò)程中還是存在著一定的局限性，其關(guān)鍵的問(wèn)題表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面：第一，智能制造系統(tǒng)內(nèi)部的感知問(wèn)題。現(xiàn)階段大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床都是由單一的傳感器來(lái)進(jìn)行操作的，所傳達(dá)的數(shù)據(jù)非常單一，而且整體更不能準(zhǔn)確地反映整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程。第二，系統(tǒng)內(nèi)部的集成模塊和決策模型將會(huì)影響其決策問(wèn)題。未來(lái)也需要準(zhǔn)確思考如何提升傳感器數(shù)據(jù)模板內(nèi)部信息的準(zhǔn)確性。第三，多數(shù)智能制造系統(tǒng)會(huì)受到傳感器技術(shù)的影響。因此，智能制造系統(tǒng)內(nèi)部的反應(yīng)速度和模塊是很多人員都需要著重考慮的問(wèn)題。第四，智能制造系統(tǒng)內(nèi)部的知識(shí)內(nèi)容和運(yùn)用能力也是大家需要共同思考的問(wèn)題，在未來(lái)更需要有效地提升獲得系統(tǒng)內(nèi)部知識(shí)的能力。

5 實(shí)際案例

5.1 “德國(guó)制造”案例

作為“德國(guó)制造”中的一個(gè)典型代表，寶沃汽車(chē)已經(jīng)在工業(yè)4.0智能化的背景下率先完成了部署，并通過(guò)結(jié)合智能制造體系來(lái)更好地進(jìn)行項(xiàng)目。

全球著名的柔滑生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)在項(xiàng)目?jī)?nèi)部逐步地普及。不僅整個(gè)生產(chǎn)性能變得更加靈活，更可以讓多種車(chē)型一起實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，最終就能夠?yàn)閭€(gè)性化的汽車(chē)生產(chǎn)打開(kāi)良好的局面。

寶沃柔性化生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的汽車(chē)一共有17種顏色，可以讓汽油、混合動(dòng)力和不同類(lèi)型的產(chǎn)品都在短時(shí)間內(nèi)被生產(chǎn)出來(lái)。多數(shù)柔性化技術(shù)更可以和網(wǎng)絡(luò)有效地合并在一起，最終更好地適應(yīng)環(huán)境發(fā)展的要求。不僅整個(gè)車(chē)間內(nèi)部有著更多前端的自動(dòng)化技術(shù)，多臺(tái)機(jī)器人更可以將沖壓、傳輸和不同的作業(yè)方式結(jié)合在一起。在借助智能化生產(chǎn)體系、物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)施和其他部分的數(shù)據(jù)化和智慧化，最終自然能夠更好地滿(mǎn)足個(gè)性化生產(chǎn)需求。

在質(zhì)量管理的過(guò)程中，寶沃智能工廠在德國(guó)DIN、VDA和其他質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)發(fā)出了合適的BQMS質(zhì)量管理系統(tǒng)，并結(jié)合多道質(zhì)量控制技術(shù)來(lái)控制整體的質(zhì)量，最終更可以結(jié)合智能物流來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化生產(chǎn)。

5.2 法士特“智能生產(chǎn)系統(tǒng)”自主制造

與其他企業(yè)外包的智能生產(chǎn)系統(tǒng)有所不同，法士特智能化生產(chǎn)車(chē)間完全是由自己編程和制造而成的。

根據(jù)了解，法士特生產(chǎn)線(xiàn)內(nèi)部早就融入了模塊化的生產(chǎn)理念，并讓控制器、氣動(dòng)門(mén)和不同類(lèi)型的部件都能夠發(fā)揮重要的作用。該生產(chǎn)線(xiàn)投入的最新自動(dòng)裝配懸臂線(xiàn)主張將工業(yè)自動(dòng)控制、智能機(jī)器人、信息控制和其他不同的技術(shù)都更好地結(jié)合在了一起，并在之后實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化裝配。此外，法士特更主張和云端技術(shù)更好地合并在一起，并將所有與智能機(jī)器人和生產(chǎn)線(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)都納入其中，從而更好地實(shí)現(xiàn)后臺(tái)操作。

6 結(jié)束語(yǔ)

不斷發(fā)展的智能制造技術(shù)可以成為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的重要技術(shù)支持。本文通過(guò)結(jié)合案例具體從“人機(jī)操作”“自動(dòng)設(shè)計(jì)”“虛擬化生產(chǎn)”和“工業(yè)機(jī)器人”幾個(gè)方面來(lái)重點(diǎn)分析，希望能夠給廣大研究人員提供重要的參考信息。

參考文獻(xiàn)：

[1]周義.物聯(lián)網(wǎng)與過(guò)程工業(yè)智能優(yōu)化制造[J].自動(dòng)化博覽，2017（03）：44-45.

[2]工業(yè)自動(dòng)化成智能制造時(shí)代領(lǐng)域[J].機(jī)床與液壓，2016，44（21）：163.

[3]任愛(ài)輝.淺談我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的革新[J].數(shù)字化用戶(hù)，2016（5）：39-46.

[4]陳劉明.工業(yè)自動(dòng)化中的智能制造技術(shù)分析[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2017（3）：69-74.

[5]胡?？?工業(yè)自動(dòng)化中的智能制造技術(shù)分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（13）：180-181.