羅明智

【摘? 要】論文以智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用為研究對(duì)象，分析了我國(guó)傳統(tǒng)加工制造業(yè)在智能制造新技術(shù)快速發(fā)展背景下面臨的困境。論文對(duì)智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題進(jìn)行論述，以期提升智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用的效能，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化;智能制造技術(shù);應(yīng)用

【Abstract】Taking the specific application of intelligent manufacturing technology in industrial automation as the research object， this paper analyzes the difficulties faced by China's traditional manufacturing industry under the background of rapid development of new intelligent manufacturing technology. The paper discusses the advantages and problems of the application of intelligent manufacturing technology in industrial automation， with a view to improving the effectiveness of the application of intelligent manufacturing technology in industrial automation and promoting the development of China's industry.

【Keywords】industrial automation; intelligent manufacturing technology; application

1 傳統(tǒng)制造模式的劣勢(shì)

1.1 產(chǎn)品質(zhì)量差

在我國(guó)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，通常是以輕工業(yè)和重工業(yè)為主導(dǎo)，其中輕工業(yè)以日常的消費(fèi)用品和小型的手制工藝品為主要生產(chǎn)對(duì)象。而重工業(yè)則指的是生產(chǎn)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)的主要生產(chǎn)資料的工業(yè)部門(mén)，包括采掘（伐）工業(yè)和原材料工業(yè)等。以往的工業(yè)加工制造都是借助手工模具或者老舊仿形專(zhuān)業(yè)設(shè)備來(lái)完成操作的，因此，這種模式導(dǎo)致產(chǎn)品磨具數(shù)量過(guò)多且精度損耗嚴(yán)重，很多產(chǎn)品的質(zhì)量和精度難以得到保障。

1.2 生產(chǎn)效益低

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，在機(jī)械制造業(yè)方面也取得了重大的成果。但是由于傳統(tǒng)制造工業(yè)的整體技術(shù)水平達(dá)不到要求，以至于一些企業(yè)投資了大量生產(chǎn)成本購(gòu)買(mǎi)數(shù)控設(shè)備，卻無(wú)法發(fā)揮這些設(shè)備的全部功能，使得許多工業(yè)設(shè)備的使用只能完成部分產(chǎn)品的關(guān)鍵工序，而整個(gè)產(chǎn)品的全流程制造質(zhì)量及安全都無(wú)法得到有效保障。因此，很多由于設(shè)備不能完全受控而生產(chǎn)的不合格工業(yè)產(chǎn)品便不能直接流入國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，未發(fā)揮設(shè)備的利用效率，更無(wú)法為大批量定制生產(chǎn)提供保障，導(dǎo)致只有部分合格品進(jìn)入國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售，而大部分次品被大量囤積儲(chǔ)存起來(lái)，進(jìn)行打折銷(xiāo)售，最終就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、收入少和效益低等問(wèn)題。

1.3 生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)

在傳統(tǒng)的工業(yè)制造過(guò)程中，由于一些工藝流程不成熟，導(dǎo)致每一項(xiàng)工作的開(kāi)展都是依靠相關(guān)制造人員的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，并沒(méi)有運(yùn)用先進(jìn)的三維制造工藝及仿真虛擬等交互技術(shù)。例如，在開(kāi)展工業(yè)汽輪機(jī)葉片制造時(shí)，由于分散采取傳統(tǒng)的專(zhuān)用機(jī)床加工產(chǎn)品的基準(zhǔn)工序，隨后安排高精度數(shù)控設(shè)備進(jìn)行關(guān)鍵五軸型面工序加工，待關(guān)鍵工序完成后再進(jìn)行葉根、葉冠等收尾工序的生產(chǎn)。這樣的分工式工序往往存在工序的加工時(shí)間不協(xié)調(diào)問(wèn)題，導(dǎo)致各個(gè)工序之間在制品等待時(shí)間消耗。同時(shí)，葉片制造加工流程多達(dá)100多工步，必然產(chǎn)生加工基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化和工裝切換，使整個(gè)葉片的制造周期長(zhǎng)達(dá)3個(gè)多月。此外，批量完成的葉片加工由于存在疊加誤差，進(jìn)行組裝無(wú)法達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)一致性要求，從而無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的質(zhì)量和交期要求。

1.4 產(chǎn)品更迭慢

隨著市場(chǎng)工業(yè)產(chǎn)品的逐步飽和，市場(chǎng)對(duì)各種工業(yè)制品都提出了越來(lái)越高的質(zhì)量要求，客戶(hù)傾向于個(gè)性特點(diǎn)強(qiáng)的產(chǎn)品。而傳統(tǒng)的規(guī)模制造生產(chǎn)線(xiàn)比較固定，且生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)加工順序固化，缺乏柔性制造能力，無(wú)法多元化滿(mǎn)足新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造要求。同時(shí)，隨著市場(chǎng)中新的設(shè)計(jì)理念和開(kāi)發(fā)模式的出現(xiàn)，由于缺乏信息化支撐和智能化數(shù)據(jù)反饋，就存在設(shè)計(jì)要求與制造能力不匹配的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)缺乏事前進(jìn)行虛擬三維模擬，而造成設(shè)計(jì)要求與制造能力之間的障礙，引發(fā)相互推諉扯皮的問(wèn)題，大大降低新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效果。

2 智能制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

目前，相比傳統(tǒng)的企業(yè)加工制造工作模式，先進(jìn)的企業(yè)工作管理流程和高效率的企業(yè)工作管理模式，是通過(guò)修改傳統(tǒng)企業(yè)制造模式，全面引進(jìn)ERP或SAP、MES等企業(yè)信息化管理系統(tǒng)，通過(guò)信息化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)植入及對(duì)三維圖形設(shè)計(jì)、虛擬制造技術(shù)的運(yùn)用，引導(dǎo)生產(chǎn)車(chē)間數(shù)字化設(shè)備的制造能力發(fā)揮，從而降低制造過(guò)程中人為的失誤與干擾，這樣不僅大幅度降低了企業(yè)的人工成本，而且還進(jìn)一步固化、集成了生產(chǎn)流程，這在大幅度提高企業(yè)工作效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與安全水平的穩(wěn)定提升。

3 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的主要應(yīng)用

3.1 生產(chǎn)管理智能化

機(jī)械工程師在生產(chǎn)管理工作實(shí)踐中，以工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)軟件為設(shè)計(jì)平臺(tái)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)意圖與車(chē)間加工的銜接性，通過(guò)在實(shí)際智能化生產(chǎn)管理中沉淀設(shè)計(jì)理念，可為不同企業(yè)生產(chǎn)管理層提供管理經(jīng)驗(yàn)，并且為實(shí)現(xiàn)基于信息系統(tǒng)集成化的企業(yè)生產(chǎn)管理效率提升提供了途徑。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算及大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，糅合了包括高級(jí)機(jī)械工程師的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、決策在內(nèi)的“管理一條龍”的所有數(shù)據(jù)，為加工企業(yè)各級(jí)決策層在實(shí)際操作中提供可視化依據(jù)。當(dāng)前，在階段性企業(yè)生產(chǎn)管理任務(wù)編制的實(shí)踐和調(diào)整中，在企業(yè)機(jī)械工程生產(chǎn)中通過(guò)實(shí)行成品產(chǎn)銷(xiāo)管理模式，完成質(zhì)量反饋分析及其數(shù)據(jù)計(jì)算，為實(shí)際的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)管理及其運(yùn)行服務(wù)提供平臺(tái)，充分發(fā)揮其生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)化功能，在有效避免管理錯(cuò)誤和提高企業(yè)機(jī)械工程生產(chǎn)工作效率的同時(shí)，推動(dòng)了行業(yè)信息化水平的提升。

3.2 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化

為了實(shí)現(xiàn)成功轉(zhuǎn)型，智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，無(wú)論是在企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)管理、生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備管理還是企業(yè)生產(chǎn)本身的監(jiān)控過(guò)程當(dāng)中，都需要基于過(guò)程自動(dòng)化和流程智能化，利用智能制造技術(shù)打造數(shù)據(jù)傳感器，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動(dòng)抓取、實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)處理等手段，實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造工廠(chǎng)的智能升級(jí)和技術(shù)改造。工業(yè)生產(chǎn)管理者在自動(dòng)化中力求最大限度地滿(mǎn)足企業(yè)產(chǎn)品使用者、工業(yè)生產(chǎn)資源管理、加強(qiáng)生產(chǎn)成本控制的需求，從而在工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理服務(wù)過(guò)程中不斷獲得巨大的進(jìn)步。在我國(guó)企業(yè)技術(shù)自主創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)踐中，技術(shù)上的重大突破和創(chuàng)新仍然需要依靠加強(qiáng)技術(shù)性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，以及將多維度和全方向創(chuàng)新作為一個(gè)綜合衡量的指標(biāo)體系。

3.3 故障診斷智能化

當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的主要應(yīng)用范圍就是實(shí)時(shí)監(jiān)控、識(shí)別、修復(fù)工業(yè)機(jī)械設(shè)備的安全故障。通過(guò)將常規(guī)監(jiān)控手段與其他先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)結(jié)合，在系統(tǒng)進(jìn)行各種機(jī)械設(shè)備故障監(jiān)控時(shí)，確保系統(tǒng)的各項(xiàng)工作參數(shù)正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)其他參數(shù)異常情況，可以及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)診斷分析，并且及時(shí)準(zhǔn)確告知機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的故障點(diǎn)。智能制造技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此，可以用有效應(yīng)用于電子醫(yī)療、軍事技術(shù)以及機(jī)械制造當(dāng)中。

4 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用的問(wèn)題

4.1 智能制造系統(tǒng)的感知問(wèn)題

在我國(guó)智能制造領(lǐng)域中，企業(yè)所生產(chǎn)的智能車(chē)床、機(jī)器人能否順利地應(yīng)用在一些高端領(lǐng)域或者企業(yè)日常制造生產(chǎn)工程中，這通常會(huì)取決于智能制造系統(tǒng)的感知能力，而數(shù)控機(jī)器的智能傳感器和集成控制技術(shù)就是提供視覺(jué)感知能力的中樞控制系統(tǒng)，能夠制造出領(lǐng)先于世界的智能傳感器和集成控制技術(shù)將會(huì)提升整個(gè)智能制造系統(tǒng)在世界上的地位。但是，在當(dāng)前階段我國(guó)的傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的感知能力并不能滿(mǎn)足當(dāng)前行業(yè)的需求，其中，機(jī)器的視覺(jué)感知能力單一，并且在對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，智能傳感器所使用的方式過(guò)于單一簡(jiǎn)化，這將會(huì)大幅度地降低整個(gè)檢測(cè)過(guò)程的效率。因此，科學(xué)合理地提升我國(guó)的智能裝備制造技術(shù)，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的整體工作效率提升，這對(duì)于整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響和意義。

4.2 智能制造系統(tǒng)的控制問(wèn)題

傳感器系統(tǒng)的制造技術(shù)對(duì)智能設(shè)備的應(yīng)用、制造管理系統(tǒng)控制軟件的發(fā)展有著直接的影響。在傳統(tǒng)制造模式中，沒(méi)有自動(dòng)化的智能控制中樞系統(tǒng)及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的各種控制問(wèn)題進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，最終將導(dǎo)致整個(gè)工作效率的降低。而在智能制造技術(shù)方面，其能夠直接控制和應(yīng)用智能設(shè)備制造管理系統(tǒng)的自動(dòng)決策控制模型和自動(dòng)執(zhí)行控制軟件。因此，智能制造技術(shù)在后期應(yīng)用發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)該分別致力于對(duì)基本知識(shí)的有效分析以及認(rèn)知能力的有效獲取這兩個(gè)方面的完善。

5 結(jié)語(yǔ)

智能制造技術(shù)的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展。并且作為新時(shí)代的重要科學(xué)技術(shù)，將其廣泛地應(yīng)用在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中，將會(huì)促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的整體工作效率提升，這對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響和深遠(yuǎn)的意義。隨著技術(shù)的更新，當(dāng)前的智能制造技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，將智能制造技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)意義非凡，為工業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的保障。

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