工業(yè)自動化生產(chǎn)線智能制造技術(shù)應(yīng)用

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摘要：工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，更會直接衡量一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。中國的工業(yè)實(shí)力相較于其他發(fā)達(dá)國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)自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用策略。

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

引言

目前，我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的非常快，這會很好地提升我國制造工業(yè)的生產(chǎn)能力。但是，目前多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中都存在諸多質(zhì)量問題，和一些發(fā)達(dá)國家也存在差距。但是，存在的智能制造技術(shù)會在一定程度上促進(jìn)我國工業(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)自動化生產(chǎn)線中的應(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)間一旦超過工作的時(shí)間，其智能化控制器就會發(fā)出預(yù)警信號，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)是美國工業(yè)自動化發(fā)展過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把控精度的。但是如果僅僅依靠人工把控精度會產(chǎn)生極大的誤差，所以只能夠制造一些對精度要求不高的工業(yè)制成品。因此需要花費(fèi)很大一筆資金來采購精度較高的先進(jìn)制造設(shè)備，我國的制造業(yè)很難取得突破性的進(jìn)展。如果我國想要在工業(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)過程幾乎不會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加工產(chǎn)品的。不僅生產(chǎn)產(chǎn)品的速度不是很快，更無法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。因此，在面臨較為激烈的市場競爭時(shí)，傳統(tǒng)的手工制造模式將無法直接滿足客戶自身的需求。如果內(nèi)部的生產(chǎn)能力無法直接化為競爭能力，自然也就無法在國際市場上更好地發(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)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。但是，多數(shù)生產(chǎn)的過程會受到其他不同因素的影響。即便我國汽車的產(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，以便更好地提升工業(yè)產(chǎn)品自身內(nèi)部的競爭力。

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進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)出來的產(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)的過程也就不會產(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)自動化生產(chǎn)線中的應(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)自動化生產(chǎn)線中。正因?yàn)樵絹碓蕉嗟闹圃炱髽I(yè)對制造的精度、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)控車床、加工中心、功能調(diào)試、氣動門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)操作的過程變得更加順利。

3.2自動設(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)字信號處理、編寫程序代碼和研發(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)行自動設(shè)計(jì)時(shí)，切削加工智能制造控制系統(tǒng)會發(fā)揮重要的作用。任何人都可以根據(jù)給定的任務(wù)要求來針對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)可以通過預(yù)測和智能推理來使得生產(chǎn)的過程變得更加順利，并讓工業(yè)生產(chǎn)過程變得更加流暢，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)是以無線射頻技術(shù)為基礎(chǔ)的。這一種技術(shù)作為一種可讀可寫的技術(shù)，重點(diǎn)可以將識別定位、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)于中國智能制造的相關(guān)要求，更讓中國工業(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。正是通過先突破原有的核心技術(shù)來更好地發(fā)展工業(yè)，并在此過程中更好地研發(fā)關(guān)鍵器件[4]。另外，通過借助產(chǎn)學(xué)平臺和其他關(guān)鍵技術(shù)也能夠讓開發(fā)的過程變得更加順利，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)大賽中通過任務(wù)書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部件。關(guān)鍵時(shí)刻更可以通過借助示教器具來完成數(shù)控機(jī)床、立體倉庫上、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)鍵問題

即便智能制造技術(shù)目前應(yīng)用的范圍變得越來越廣，甚至對不同領(lǐng)域的發(fā)展都有著較好的推動作用。但是，智能制造技術(shù)目前在應(yīng)用的過程中還是存在著一定的局限性，其關(guān)鍵的問題表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面：第一，智能制造系統(tǒng)內(nèi)部的感知問題?，F(xiàn)階段大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床都是由單一的傳感器來進(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)的過程。第二，系統(tǒng)內(nèi)部的集成模塊和決策模型將會影響其決策問題。未來也需要準(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題。第四，智能制造系統(tǒng)內(nèi)部的知識內(nèi)容和運(yùn)用能力也是大家需要共同思考的問題，在未來更需要有效地提升獲得系統(tǒng)內(nèi)部知識的能力。

5實(shí)際案例

5.1“德國制造”案例

作為“德國制造”中的一個(gè)典型代表，寶沃汽車已經(jīng)在工業(yè)4.0智能化的背景下率先完成了部署，并通過結(jié)合智能制造體系來更好地進(jìn)行項(xiàng)目。全球著名的柔滑生產(chǎn)線已經(jīng)在項(xiàng)目內(nèi)部逐步地普及。不僅整個(gè)生產(chǎn)性能變得更加靈活，更可以讓多種車型一起實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，最終就能夠?yàn)閭€(gè)性化的汽車生產(chǎn)打開良好的局面。寶沃柔性化生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的汽車一共有17種顏色，可以讓汽油、混合動力和不同類型的產(chǎn)品都在短時(shí)間內(nèi)被生產(chǎn)出來。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)車間內(nèi)部有著更多前端的自動化技術(shù)，多臺機(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足個(gè)性化生產(chǎn)需求。在質(zhì)量管理的過程中，寶沃智能工廠在德國DIN、VDA和其他質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下開發(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)來控制整體的質(zhì)量，最終更可以結(jié)合智能物流來實(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)線內(nèi)部早就融入了模塊化的生產(chǎn)理念，并讓控制器、氣動門和不同類型的部件都能夠發(fā)揮重要的作用。該生產(chǎn)線投入的最新自動裝配懸臂線主張將工業(yè)自動控制、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)線相關(guān)的數(shù)據(jù)都納入其中，從而更好地實(shí)現(xiàn)后臺操作。

6結(jié)束語

不斷發(fā)展的智能制造技術(shù)可以成為我國工業(yè)自動化發(fā)展的重要技術(shù)支持。本文通過結(jié)合案例具體從“人機(jī)操作”“自動設(shè)計(jì)”“虛擬化生產(chǎn)”和“工業(yè)機(jī)器人”幾個(gè)方面來重點(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)：

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[5]胡福康.工業(yè)自動化中的智能制造技術(shù)分析[J].中國設(shè)備工程，2017（13）：180-181.

作者：董國強(qiáng) 徐英鋒 曾顯波 于熠陽 單位：青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院