摘要:制造企業(yè)持續(xù)發(fā)展需要來自現(xiàn)代技術的支持,包括智能制造技術在內(nèi)。以傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術的應用優(yōu)勢為切入點,在此基礎上,探討傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術的應用方法和應用要點,分別就確定應用流程、處理重點工藝、信息積累與復用、智能化更正和糾偏、精度控制、工作實時化等內(nèi)容進行論述,系統(tǒng)呈現(xiàn)智能制造技術優(yōu)勢,服務傳統(tǒng)制造企業(yè)發(fā)展。
關鍵詞:傳統(tǒng)制造企業(yè)智能制造技術經(jīng)濟效益重點工藝
ApplicationAnalysisofIntelligentManufacturingTechnologyinTraditionalManufacturingEnterprises
SUNYundongGUYang
LianyungangJariAutomationCo.,Ltd.,Lianyungang,JiangsuProvince,222000China
Abstract:Thesustainabledevelopmentofmanufacturingenterprisesrequiressupportsfrommoderntechnologies,includingintelligentmanufacturingtechnology.Thisarticletakestheapplicationadvantagesofintelligentmanufacturingtechnologyintraditionalmanufacturingenterprisesasthestartingpoint,andbasedonthis,itexplorestheapplicationmethodsandkeypointsofintelligentmanufacturingtechnologyintraditionalmanufacturingenterprises.Itdiscussesthedeterminationofapplicationprocesses,processingkeyprocesses,informationaccumulationandreuse,intelligentreviseandcorrection,precisioncontrol,andreal-timework.Thesystempresentstheadvantagesofintelligentmanufacturingtechnologyandservesthedevelopmentoftraditionalmanufacturingenterprises.
KeyWords:Traditionalmanufacturingenterprises;Intelligentmanufacturingtechnology;Economicbenefits;Keyprocesses
智能制造(IntelligentManufacturing,IM)技術是借助計算機平臺組織模擬和分析,對制造業(yè)智能信息收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展而誕生的先進制造技術。該技術主要干預制造過程,通過人與智能機器的合作共事,部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動,具有技術集成化的特點。我國擁有較多的傳統(tǒng)制造企業(yè),在制造業(yè)整體發(fā)展的基本驅(qū)使下,部分傳統(tǒng)制造企業(yè)的競爭力下降,客觀要求其借助現(xiàn)代技術謀求發(fā)展,重新獲取主動權,這為智能制造技術的應用提供了空間和思路[1],分析其應用優(yōu)勢、方法等具有一定的現(xiàn)實意義。
1傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術的應用優(yōu)勢
1.1提升經(jīng)濟效益
傳統(tǒng)制造企業(yè)中,智能制造技術的應用優(yōu)勢多樣,基本價值在于提升經(jīng)濟效益。這一作用體現(xiàn)在兩個方面:一是智能制造技術實現(xiàn)了對人工的替代和部分替代,削減了企業(yè)人力資源方面的開支,降低了人工成本[2];二是智能制造技術以信息技術和設備為基礎進行工作,可以提升制造水平和質(zhì)量,減少了不合格品和廢品的數(shù)目和比例,使企業(yè)的制造水平得到提升,進而實現(xiàn)經(jīng)濟效益優(yōu)化[3]。
1.2改善制造過程控制水平
傳統(tǒng)制造企業(yè)應用智能制造技術能改善制造過程控制水平,包括實時控制及綜合控制。例如,輕工業(yè)制造企業(yè)應用智能制造技術可以形成流水線制造體系,工作人員根據(jù)流水線工作即可了解制造活動動態(tài)和制造計劃完成度,工作的便捷性很高。同時,智能制造技術積累的工作數(shù)據(jù)也比較完整,便于工作人員根據(jù)有關信息組織后續(xù)工作,包括工作設備參數(shù)調(diào)整、制造計劃更新等,為企業(yè)制造活動提供更多支持[4]。
1.3推動企業(yè)技術進步
傳統(tǒng)制造企業(yè)中,智能制造技術的應用可以推動企業(yè)技術進步,這一作用體現(xiàn)在各個方面:一是基于智能制造技術特點的直接進步,二是建立在全局工作之上的間接促進[5]。智能制造技術本身集成了多種現(xiàn)代技術理論和方法,可以顯著改善企業(yè)的制造水平,實現(xiàn)技術進步。同時,智能制造技術的應用也帶動了企業(yè)通信技術、遠程控制技術和信息安全技術的發(fā)展,為企業(yè)的全面建設和技術優(yōu)化提供了間接動力。
2傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術的應用方法
2.1確定應用流程
智能制造技術在傳統(tǒng)制造企業(yè)中的應用應以明確流程為基礎,主張在實際工作中結合智能制造技術的共性特點和企業(yè)自身制造工作特點建立能夠發(fā)揮智能制造技術優(yōu)勢、同時匹配本企業(yè)具體需要的工作流程。結合一般傳統(tǒng)制造企業(yè)的特征,主張建立以感知、實時分析、分析結果處理和數(shù)據(jù)保存復用為主要環(huán)節(jié)的作業(yè)流程,其具體工作架構如圖1所示。
根據(jù)圖1所示模式,智能制造技術的應用流程如下:利用智能模塊對制造工作的各個環(huán)節(jié)進行動態(tài)分析,了解其制造過程及具體制造參數(shù)、成果等;根據(jù)智能模塊實時分析結果,下達必要的實時指令,包括參數(shù)調(diào)整、供料調(diào)整、負荷變化等,相關指令直接下達到制造現(xiàn)場。無異常的情況下,各類實時信息輸入數(shù)據(jù)庫中保存,匯總后,用于制造現(xiàn)場工作,包括總體制造計劃調(diào)整、制造能耗目標優(yōu)化等。具體工作中,不同傳統(tǒng)制造企業(yè)應根據(jù)本企業(yè)特點確定實時分析的具體方式。該環(huán)節(jié)是智能制造技術應用的核心。
2.2處理重點工藝
各傳統(tǒng)制造企業(yè)嘗試應用智能制造技術時,還應關注一些重點工藝調(diào)整和設置,尤其是牽涉到質(zhì)量、能耗等關鍵參數(shù)的環(huán)節(jié)。原則上,建議采用智能模塊發(fā)揮控制功能,借助降維訓練、降維分析和智能決策方式,使重點工藝得到妥善控制,以發(fā)揮智能制造技術的預期作用。
以某工件制造企業(yè)為例,采用智能制造技術后,企業(yè)尋求通過智能制造技術控制能耗,保證鍋爐作業(yè)參數(shù)與生產(chǎn)負荷高度匹配。此前,企業(yè)主要采用人工調(diào)整的方式進行鍋爐參數(shù)調(diào)整,當人員工作懈怠和出現(xiàn)疏失時,鍋爐可能以較高或較低負荷參與制造活動,導致生產(chǎn)能耗虛高或不滿足制造需求的情況。以智能制造技術為基礎,企業(yè)需要加強鍋爐參數(shù)控制能力,建設基于如圖2所示的工作模式。
降維訓練,主要強調(diào)對鍋爐的工作參數(shù)進行管控。不同參數(shù)條件下,鍋爐的工作溫度、進料速度和震動幅值各有差異,可作為3個關鍵維度,其他維度信息變化也與鍋爐的工作參數(shù)變化存在關聯(lián),但敏感性不高,以工作溫度、進料速度和震動幅值作為重點組織降維訓練更具科學性。實際工作中,企業(yè)可以對常規(guī)工作中收集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,另引入大數(shù)據(jù)資料,進一步豐富原始數(shù)據(jù)的豐富性,將其投入到計算機中,對控制系統(tǒng)進行降維訓練,使其了解鍋爐不同負荷參數(shù)等級下的工作特點,即工作溫度、進料速度和震動幅值數(shù)值。3個數(shù)據(jù)均具有一定的波動性,默認鍋爐負荷參數(shù)為X%,其工作溫度、進料速度和震動幅值的標準值分別為Q、S和F,則實際工作中,即便鍋爐的負荷參數(shù)穩(wěn)定為X%,其工作溫度、進料速度和震動幅值也可能受到環(huán)境因素、設備老化因素和工作時間因素影響出現(xiàn)少許波動,分別為:
[Qmin;Q45;Q56;Q;QHN;Q-9;Qmax](標準溫度集)
[Smin;S45;S56;S;SHN;S-9;Smax](標準進料速度集)
[Fmin;F45;F56;F;FHN;F-9;Fmax](標準震動集)
只要鍋爐的工作溫度、進料速度和震動幅值處于其對應的極限值之內(nèi),均可默認鍋爐工作無異常,可以匹配當前制造工作要求參數(shù)需求。完成降維訓練后,可以利用決策樹法進行實時降維分析。默認當前企業(yè)的制造工作要求參數(shù)為60%,可由采集終端對鍋爐的工作參數(shù)進行收集,并利用工作溫度、進料速度和震動幅值進行呈現(xiàn)。當超過50%的決策樹、認為其處于標準溫度集、標準進料速度集和標準震動集極限值范圍內(nèi)時,默認鍋爐工作參數(shù)與制造工作要求參數(shù)相匹配,系統(tǒng)無動作;當超過50%的決策樹、認為其不處于標準溫度集、標準進料速度集和標準震動集極限值范圍內(nèi)時,默認鍋爐工作參數(shù)與制造工作要求參數(shù)不匹配,系統(tǒng)發(fā)出調(diào)整指令,要求根據(jù)制造工作要求參數(shù)進行鍋爐工作參數(shù)調(diào)整,使二者能夠做到實時匹配。重點工藝的控制可以保證傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術的應用效果,是其能發(fā)揮作用的關鍵。
2.3信息積累與復用
為進一步提升智能制造技術在傳統(tǒng)制造企業(yè)中的應用效應,還應繼續(xù)對其功能和優(yōu)勢進行挖掘,嘗試通過信息積累與復用的方式,使各類反映企業(yè)工作情況的信息得到采集和處理,服務企業(yè)的后續(xù)工作。照明能耗帶有客觀性,無法根本消除,可通過企業(yè)內(nèi)部調(diào)整的方式加以削減,綜合發(fā)揮智能制造技術的優(yōu)勢,提升傳統(tǒng)制造企業(yè)工作水平。
3傳統(tǒng)制造企業(yè)中智能制造技術的應用要點
3.1精度控制
傳統(tǒng)制造企業(yè)中,智能制造技術的應用優(yōu)勢突出。為充分發(fā)揮其特征,還應在組織智能制造技術應用時加強精度控制,主要強調(diào)改善原始信息的采集質(zhì)量和總數(shù)。例如,上文所述的鍋爐工作參數(shù)控制,企業(yè)自身積累的數(shù)據(jù)可能較有限,不能充分服務降維訓練,可以在條件允許的情況下與第三方咨詢公司合作,向咨詢公司支付一定資金,獲取與本企業(yè)鍋爐相同型號的鍋爐信息,尤其是其工作過程中的工作溫度、進料速度和震動幅值信息,加以整理后用于降維訓練,原始數(shù)據(jù)豐富性越高,降維訓練效果越理想,智能制造技術的精度也越可靠。
3.2工作實時化
智能制造技術的應用應保證實時化,以充分服務傳統(tǒng)制造企業(yè)各項生產(chǎn)工作。實現(xiàn)實時化工作的關鍵在于設定合理的作業(yè)參數(shù)和選定合理的通信模式。建議企業(yè)以有線通信的模式支持智能制造技術應用,該模式下,有線線路可以保證信息傳輸質(zhì)量,減少其他因素的影響和破壞,為信息可讀性提供保障。在此基礎上,對傳輸參數(shù)進行優(yōu)化,一些關鍵參數(shù)采用較短間隔組織傳輸,如鍋爐溫度參數(shù)、供料參數(shù)等,傳輸間隔不應超過5min,作為智能制造技術實時應用的保證。
4結語
綜上所述,傳統(tǒng)制造企業(yè)中,智能制造技術的應用可以提升經(jīng)濟效益、改善制造過程控制水平和推動企業(yè)技術進步,具有多樣價值,應在未來工作中予以更多重視。在具體方法層面,主張各傳統(tǒng)制造企業(yè)根據(jù)業(yè)務特點確定智能制造技術的應用流程和重點工藝,在此基礎上,加強信息積累與復用,重視智能化更正和糾偏工作。實際工作中,考慮到智能制造技術特點,還應加強精度控制和實時化作業(yè)跟蹤,以保證智能制造技術的應用價值得到充分發(fā)揮,服務企業(yè)建設和發(fā)展。
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