智能化制造技術和智能化工廠研究

葉少軍 胡海峰 湯燕軍 計德明

摘 要：隨著社會和時代的發展，科技也在不斷的進步，我國制造業也有了很好的發展，給社會經濟發展和國家綜合實力的增加提供了極大的幫助。在新的時代，智能化已經滲透到了社會各個行業中，將智能化技術運用到制造行業生產中切實提高了制造行業的生產水平和生產效率，推動了我國制造行業的發展。筆者主要探究了智能化制造技術及智能化工廠，分析了智能化在勞動效率提高方面的作用，希望能夠推動我國制造業更好的發展。

關鍵詞：智能制造;智能工廠;技術;制造業

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0054-02

隨著社會科技的發展，無論是企業制造還是生產都呈現出了智能化的特點，隨著智能化技術的應用，企業的生產能力和生產效率都有了明顯的提高。智能化技術的使用，轉變了企業的管理模式和生產模式，這也是生產力的重大變革，給制造業更好的發展注入了活力。在智能化背景下，探討智能化制造技術和智能化工廠，能夠幫助企業切實提高其管理水平和經濟效益，給企業更好的發展奠定基礎。

1智能化制造關鍵技術分析

隨著社會和科技的發展，工業生產的智能化水平不斷的提高，當前在智能化制造的時候，已經很好的將多項智能化制造技術運用了進來，筆者下面主要分析了制造行業中使用到的智能化技術，希望能夠幫助人們更好地了解各項技術。

1.1智能化數控系統技術研究

數控設備發展的時候，將智能化運用進去，本身便是一種突破，主要是在數控系統中高精確度高靈敏度的進行軟件和硬件的感知，從而更好地滿足當前工業要求的將信息化和智能化集合在一起。為了將信息數控設備在制造業中的作用體現出來，數控系統不但能夠進行模糊控制、自動編程系統、自學習控制以及三維刀具補償，還需要能夠診斷機器的故障。只有這樣，才能夠完善和健全機器本身的故障監控和自我診斷功能。對于數控系統而言，伺服驅動系統智能化的實現，能夠更好的感知系統負載方面的變化，并以此為基礎來進行參數的自我調節。比如，數控系統中具備的HRV控制原理，其主要是通過共振理論來進行追隨型HRV過濾器的建立，對設備頻率變動來進行有效的反應，實現設備的共振。通過融合旋轉和伺服電動機，能夠提高精度，將脈沖編碼器更好的整合在一起，從而提高伺服控制的精度和速度，確保進行動作的平穩。

1.2智能自適應技術

在智能化制造業發展的時候，自適應技術主要包含了兩個重要的類別，第一種為工藝自適應，第二種則是幾何自適應。對于工藝自適應而言，其包含了自適應控制系統和約束自適應系統。但是這種技術比較新穎，還沒有很好的運用到生產中去。當前使用比較廣泛的技術是ACC系統。通過ACC系統，能夠在生產的時候，做好電、車、磨、鉆等一系列的處理和加工。自適應系統在工業制造過程中主要是做好切削、制造、漠河以及電火花等方面的處理。在加工處理的時候，其受到的影響因素比較多，這也導致了其模型創建的難度比較大，一般需要進行信息數據的深入分析和研究。

1.3智能化神經元網絡技術

大腦本身便是一種智能比較高的事物。人工樣式神經元網絡也是模擬了人的神經結構，這種神經元本身便和人類大腦具有明顯的相似性，通過神經突觸結構能夠對那些復雜性比較高的網絡系統進行處理。人工神經網絡的優勢比較明顯，主要體現在聯想、自主學習、非線性映射以及機器故障尋找和機器故障處理方面。當前，神經元網絡一般在監控數控設備可靠性方面運用比較廣泛，有些時候也會運用到機床工藝優化中去。但是我們必須認識到制造業數控設備方面神經元網絡的運用還需要進一步的進行研究。隨著神經元網絡形式的不斷發展，其在數控機床上應用的空間還非常的廣泛。比如，可以提高數控系統智能化水平的臺階，推動制造技術的發展和進步。

1.4智能化專家系統

在計算機中，智能化專家系統是一個非常重要的程序。很多專家在很多領域中的知識和經驗都非常的豐富，從這些經驗出發不但能夠解決這個領域中存在的一些技術方面的問題，還能夠進行復雜故障的解決。專家系統可以將人工智能技術運用進去，在以往經驗和知識的基礎上，將專家對系統決策的過程更好的模擬出來，這樣能夠幫助專家解決那些其需要采取措施解決的問題。就當前而言，數控方面必須重視這些方面的研究。

1.5智能化制造技術中云計算的使用

隨著科技的發展，很多發達國家和發達企業進行工業生產的時候，都將計算機云計算技術很好的運用了進去，并且人們對于這項技術也非常的重視。通過分析和研究可以發現，在全球經濟發展中，云計算的意義是劃時代的。比如，美國汽車公司和宇航局都會將云計算使用進去，我國也進行了云計算專業發展研究基地的建設，華為公司也非常重視將云計算技術運用到手機中去。對于我國而言，機器制造行業中云計算的使用是在2012年，ACL利豐集團第一次將云計算技術運用到了生產中去[1]。2012年的時候，利豐集團和中科院合作，進行了云計算技術在機床制造業中應用合作協議的建立，同樣是2012年，諾美雕刻也開始將云計算技術運用到了生產中去。

2智能化技術下的智能化工廠分析

將智能化技術運用到制造行業生產中切實提高了制造行業的生產水平和生產效率，推動了我國制造行業的發展。筆者下面主要分析了智能化工廠的優勢，并探討了其發展情況，希望能夠推動智能化工廠更好的發展，推動我國制造行業的進步。

2.1智能化工廠優勢分析

進行智能化工廠建設的時候，主要是實現生產智能化和經營方面的智能化。只要包含了生產智能化、設計智能化、測試智能化、檢驗智能化以及儲存智能化等一些方面，能夠幫助企業實現無人工廠的發展目標。智能化工廠能夠讓生產制造的過程實現全方位的智能化，幫助人們降低管理和人工上的成本。其中還包含了材料成本降低，人力資源優化、智能化水平提高以及管理經營能力提高等重要方面。對于智能化工廠而言，生產智能化以及經營智能化的實現是非常重要的，其主要包含了設計方面、生產排版方面、生產線方面、測試方面以及倉儲等方面的智能化，其基本目標是工廠無人化。簡單而言就是在沒有人進行看管和監督的情況下也能夠進行制造和生產，能夠幫助企業提高其生產制造能力，讓企業獲得更多的經濟效益，這對于企業更好的發展有著重要意義。

2.2智能化工業機器人研究

在使用智能化數控設備的時候，除了那些和數控設備有關的設備以及相關配套設施，工業制造的過程中，人們也比較喜歡機器人智能化制造。其在智能制造單元和智能制造系統中發揮的作用非常大[2]。比如，日本開發出了能夠使用到工業中去的智能化機器人，其在機器人內部進行了力方面的傳感器和三維作用突出的視覺傳感器。這種情況下，疏狂設備能夠自動的進行組裝和上料下料。機器人中的視覺傳感器作用在于三維圖像的識別，并在這個基礎上識別零件所處的位置以及實際的姿態，從而更好的進行零件的抓取。日本智能機器人的發明也啟發了各個國家的工業制造行業，推動了工業的發展和進步。

隨著社會科技的發展，越來越多的國家對于智能機器人視覺伺服更加重視，也進行了相關的研究。當前，使用工業智能化機器人和視覺伺服研究的時候，主要集中在機器人處理受到的相關視覺信號方面以及控制機器人行為等方面。此處包含的知識比較多，比如圖像的識別和圖像的處理、機器人運動學、機器人三維信息索取和重構、機器人控制理論等等。研究機器人智能化視覺伺服的時候，存在的技術難點比較多，也比較的復雜。但是隨著智能數控技術的發展，也能夠給機器人智能化視覺伺服技術更好的發展提供一定的幫助，從而解決其復雜性的問題[3]。

2.3智能化工廠的研究及分析

對于智能化工廠而言，其最重要的是實現經營智能化以及生產的智能化，其包含的方面比較多，基本目標是工廠無人化的實現。也就是說在無人看守的時候來通過生產設備來進行工業生產[4]。在完善的過程中，除了需要實現生產過程的自動化，還必須做好智能化工廠內部建設工作，比如優化調整其人力資源、優化配置生產的物質、應用時間彈性，提高支配能力等。在進行生產周期調整的時候，需要根據生產經營方案的實際情況進行調整和優化，在提高生產效率的同時，幫助工廠降低其生產成本。就當前而言，智能化工業網絡工廠已經得到了實現，那些技術出色的國家和企業已經將其運用到了生產中去，切實提高了企業的生產效率。但是我們必須認識到制造業所使用的智能化網絡本身和社會通信網絡之間存在的差異非常大，還存在很多問題和困難需要解決。隨著智能化網絡的使用，我們還必須強化防塵性能、防水性能以及防磁防爆方面功能的提高。此外，還必須重視抗低溫和抗高溫方面，提高其安全性能和可靠性能，只有這樣才能夠將其更好地運用到工業生產中去。

比如，某汽車公司進行了大量資金的投資，進行了智能化較強的工廠的建設，這個工廠每個生產系統都將智能化生產技術很好的運用了進來，而在面對經銷商訂單的時候，還必須根據客戶的實際情況和需要來有針對性的進行調整，從而提高設計的個性化[5]。通過智能化制造技術能夠記錄好制造過程中使用到的每一個零件的實際來源情況，然后分析生產的時候，這些零件可能存在的問題和質量安全方面的問題。此外，還可以將智能化網絡和智能電網結合在一起，這樣能夠給設備更好的運行提供能源方面的支持，確保能夠在最恰當的時候使用，盡量將成本降到最低。

3結語

隨著社會科技的發展，將智能化制造技術運用到智能化工廠生產中去是非常重要的，筆者主要分析了當前智能化制造技術的實際運用情況和存在的問題，并對智能化技術的發展前景進行了分析。希望能夠推動制造行業更好的發展。在將來制造行業發展的時候，還可以根據實際的情況和需要將多項智能技術以及網絡信息引入進來，切實提高制造行業生產的實際效率，推動制造行業更好的發展。在發展的過程中，我們還必須重視科學研究，不斷加快更新技術，實現機械設備無人化管理和無人化的生產，推動我國制造行業更好的發展。

參考文獻

[1] 史亞斌.史亞斌：迎接挑戰，實現能源裝備制造全過程智能化[J].自動化博覽，2020，37（1）：14-15.

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[3] 蔣建強.智能制造業智能化發展模式與對策方案[J].輕工科技，2019，35（9）：149-150+152.

[4] 王遠東.機械制造技術的發展及其智能化技術發展趨勢[J].內燃機與配件，2018（20）：228-229.

[5] 中良.與汽車行業共享智能制造經驗與成果——2016自動化工廠的智能化改造與升級技術研討會在滬舉辦[J].汽車工藝師，2016（12）：42-43.