智能化數控系統在調度方面的應用研究

作者/李勇興、張毅、肖傳軍，西京學院

智能化數控系統在調度方面的應用研究

作者/李勇興、張毅、肖傳軍，西京學院

隨著現代科學技術的飛速發(fā)展，計算機智能化數控系統在現代制造業(yè)普遍應用。在現代制造企業(yè)，調度部門承擔著指揮生產進度、協調企業(yè)各個部門完成生產任務、組織日常安全生產的指揮職能。在協調和連接生產建設，實現生產靈活指揮，搞好生產平衡等方面發(fā)揮重要作用。隨著現代制造業(yè)產品的多元性和復雜性，企業(yè)內部調度工作也要利用先進智能技術指揮生產，本文結合調度工作的職能、目前工作現狀，進一步分析智能化數控技術在調度方面構架和應用。提出建設性意見，供同行參考

智能化；數控技術；調度；應用；研究

前言

在現代制造行業(yè)中，把生產的目標定為高精度、高速度、高可靠性，而智能數控系統正好為追求目標提供可行的技術條件。隨著數控系統研發(fā)、應用推廣及人才培養(yǎng)的快速發(fā)展，必將會迎來制造業(yè)全面實現自動化的局面，數控系統在提高企業(yè)生產水品和科技水平方面發(fā)揮重大作用。智能化數控系統是一門綜合性技術，它吸取了計算機科學、制造科學、檢測、監(jiān)控技術、自動控制理論及圖形技術等多學科的原理，在生產過程中提高工作效率、增強產品精度并且實現生產柔性自動化，為制造行業(yè)的發(fā)展帶來前所未有的技術優(yōu)勢，為制造行業(yè)向智能化發(fā)展奠定基礎。近年來，各大企業(yè)在調度工作中開始應用自動化技術，調度自動化系統日益完善和先進。隨著全球經濟一體化的發(fā)展，為了適應國際經濟形勢，我國各個制造企業(yè)的生產自動化系統面迎來系統創(chuàng)新和升級的挑戰(zhàn)，開發(fā)智能控制系統是目前各大企業(yè)追求的目標之一。而智能調度控制系統則是生產智能控制系統正常工作的核心機組成部分，可以形象的比喻成是生產自動化智能系統像人的神經中樞一樣，它的重要性不言而喻。因此，進一步研究企業(yè)智能調度技術系統的構架是制造業(yè)企業(yè)無法回避的的重要問題。

1.調度工作職能

■1.1 保證生產線正常運行、維護生產穩(wěn)定

在各個生產企業(yè)中，都需要提前制定生產計劃及生產進度計劃，傳統工作方法都是由負責生產的領導和技術人員共同研究制定，然而人腦的智商畢竟是有限的，即使生產計劃制定的詳細、具體、完美周密，落實實際生產過程中也可能發(fā)生意想不到情況。實際生產過程，涉及到具體操作人員掌握的技術情況和工作態(tài)度，由于人員素質各不相同情況十分復雜，這樣可能造成人為意外安全隱患，除此之外，機器設備、外部環(huán)境也存在意想不到的安全隱患，這都是不安全因素，是問題的根源所在。如果意外情況發(fā)生，輕則影響生產正常進行，重則導致被迫停產，企業(yè)生產無法按計劃完成。調度部門的工作就是要及時發(fā)現各種安全隱患的原因。負責安排相關部門及相關人員及早排除不安全因素，把不安全因素最好消滅在萌芽中，為生產穩(wěn)定、長期、安全運行提供保障，保證生產任務順利保質保量的完成。反之，假如失去生產調度的組織安排，生產過程中隨時出現的問題很難得到及時恰當的處理，那么連基本的正常生產過程都難以持續(xù)，更談不上完成生產計劃了。

■1.2 調研生產數據、關注生產動態(tài)

生產調度不僅要在生產過程中負責人員安排，還要負責生產任務的分配，同時還會涉及許多設備、安全、供應、技術、質量、環(huán)境保護、銷售等方面的變化因素和數據的波動，記錄數據要求及時又準確，這是一項乏味而又非常重要的工作。這些搜集到的數據記錄，反應企業(yè)各部門各生產環(huán)節(jié)的生產情況，是企業(yè)在管理方面做出決策的基礎依據，同時，這些數據還可以當作經驗材料供企業(yè)內部員工學習。這些數據搜集的工作無限擴大調度的工作量和工作強度。而智能數控系統對對這些問題迎刃而解。

■1.3 協調生產關系、貫徹管理意圖

現代企業(yè)生產越來越表現出專業(yè)化、加工深度化特點，而且各生產環(huán)節(jié)都有具體的管理層。因此，組織指揮各生產部門之間的關系協調密切，是實現生產過程能夠正常運行的必要保證。調度的工作就是把各個生產環(huán)節(jié)中各級管理者對生產安排的意見，及時通過生產調度轉達到生產崗位，再把生產崗位的反饋意見傳遞給各層管理者，等待他們的分析。

2.智能數控系統

數控技術是一種計算機數值計算與加工技術。它可以通過高性能驅動單元控制加工過程中的各種信息。目前，數控技術在機械加工設備中得到了廣泛的應用，其中數控機床最為典型和應用最為廣泛。數控系統具有高性能、高精度和高可靠性，但這些不能滿足現代人的需求，因此智能功能將成為數控系統的未來發(fā)展趨勢，如運動規(guī)劃、推理、決策能力和處理環(huán)境感知、智能數據庫、智能監(jiān)控等。

智能化是二十一世紀制造技術的主要方向之一。隨著信息技術的飛速發(fā)展更新，智能化的概念已逐漸滲透到各行各業(yè)和人們生活的各個方面，數控系統也引進了自適應控制，模糊系統和神經網絡的控制機制，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自動三維刀具補償生成和動態(tài)補償的自適應控制，故障監(jiān)測也具有人性化的設計。而故障診斷專家系統、自診斷功能還在持續(xù)改進。只能數控系統已經可以大量的應用到不同的行業(yè)領域而不出現任何錯誤。

智能數控系統又被稱為仿人智能，使整個生產過程更加人性化。在數控系統中，包括智能行為程序的模擬、擴展和擴展，如自學習、自識別、自規(guī)劃、自修復、自復制等。智能數控系統的測試、建模、特征提取、自動的知覺加工系統能夠通過內部狀態(tài)和外部環(huán)境對物體的加工精度和效率以及物理量變化進行跟蹤，并很快的作出智能決策，設計出能夠實現項目的最佳方案，并在生產和后續(xù)的加工中應用。如進給速度、切削深度、坐標運動、主軸轉速等參數實時控制，使機床能夠更加完善的實現加工過程。

3.智能數控調度系統

與傳統技術相比，我國數控調度技術的不斷發(fā)展和改進技術使得智能數控傳感設備越來越先進，已經能夠順利通過雙向通信技術進行計算平臺共享的全景信息傳輸擴展，收集和分配現有資源，分銷網絡信息的交換與集成，更合理科學的配置調度工作安全、穩(wěn)定運行。

智能數控調度技術系統除了以上功能外，該智能調度系統的本質是獲得全景信息網絡，比傳統優(yōu)化調度系統更加完善的延伸壽命管理周期的信息，對積極的推動整個調控完成發(fā)揮了重要作用。因此，智能數控調度系統能夠優(yōu)化工作效率，從而提高整個數控系統的利用率，提高整體能源使用效率，實現環(huán)保功能，達到有效利用能源的目標。

4.智能數控系統在調度中的應用

■4.1 協助安排故障排除

對進程調度的實際操作中，經常會遇到一些突發(fā)事件，如虛假報警信號，主系統不穩(wěn)定造成的電壓或電流波形不穩(wěn)定等，在日常的主站系統中出現這種這些事件，是無法有效跟蹤的，而且由于出現的不規(guī)律性，增加了工作人員的辨別難度，甚至是無從下手。沒法做出處理。智能數控系統可以對這些事件進行長時間的監(jiān)控和跟蹤，并通過實時記錄形成相應的文件。然后，該系統可用于員工的詳細身份識別，并能通過事件快速定位原始消息，找到故障的來源。因為已經保存了所有的歷史數據，所以在故障排除時您可以向工作人員詢問前例的詳細處理信息。

■4.2 生產質量分析

由于智能數控系統獲得的數據相當于調度專家從主站所獲得的數據，系統所分析的誤差代碼基本上是實際生產情況。在操作中，可以通過錯誤統計或框架列表來查看產品的質量。這樣工作人員就可以及時發(fā)現問題，及時處理，恢復生產，保證生產質量，保證生產的穩(wěn)定性。

■4.3 消除缺陷和錯誤

整個系統中，由于設備的多樣性，各個生產廠家不一樣，對控制的了解可能會有一些差異，再加上設備在不同地區(qū)有不同的實施方法。小的差異對系統可能沒有太大的影響，但也有一些明顯的缺陷，有時會導致更大的時間序列錯誤。這些微小的差異可以通過智能數控系統解決，以更好地解決問題。

5.智能數控系統案例

目前，許多廠家已經應用了智能數控系統，得到了社會各界的好評，并正在開發(fā)和完善智能數控系統。因此，采用智能數控系統調度將使一些調度服務和系統流程更加規(guī)范、固化，有效的減少人為因素對業(yè)務流程的影響，提高工作效率。從總體情況看，在設備維修管理，審批流程的操作和管理等方面，智能化數控系統都能夠提高綜合管理水平，實現電子化的經營和管理日志，設備維修和新設備生產可流通網絡。

6.結論

智能控制技術的變化，是制造業(yè)的一個革命性的變革，不僅給傳統制造業(yè)成為工業(yè)應用提供技術指導，而且隨著智能數字控制技術的進步和智能數控系統的應用領域的擴大，在一些重要的行業(yè)如：IT，輕工、化工等行業(yè)的數字化設備發(fā)展產生重大的影響，是現代發(fā)展的大趨勢。智能數控系統的使用，可以簡化生產人員的工作，減少工人的勞動量，減少事故發(fā)生，提高生產效率，減少大量的制造成本，智能數控系統將帶來調度創(chuàng)新。

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