對機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用探究

朱慧軍 謝麗娟

【摘? 要】機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用涉及科技領(lǐng)域繁多，基于機(jī)電一體化技術(shù)加強(qiáng)智能制造技術(shù)拓展，有利于更好地完善智能制造技術(shù)應(yīng)用體系，提高智能制造技術(shù)的發(fā)展水平，彌補(bǔ)智能制造發(fā)展技術(shù)的缺失，使智能制造在不同技術(shù)領(lǐng)域中均可發(fā)揮基礎(chǔ)技術(shù)優(yōu)勢。

【Abstract】The application of mechatronics technology involves the various areas of science and technology. Strengthening the development of intelligent manufacturing technology based on mechatronics technology is conducive to better improve the application system of intelligent manufacturing technology， improve the development level of intelligent manufacturing technology， make up for the lack of intelligent manufacturing development technology， so that intelligent manufacturing can play the advantages of basic technology in different technical fields.

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;智能制造;運(yùn)用

【Keywords】mechatronics; intelligent manufacturing; application

【中圖分類號】TH-39;TH1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）01-0184-02

1 引言

現(xiàn)今，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用普及，對制造業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好技術(shù)條件。以機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展為載體，加強(qiáng)智能制造對機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用，將有助于更好填補(bǔ)智能制造技術(shù)的空白，提高智能制造技術(shù)應(yīng)用水平，使智能制造技術(shù)能從技術(shù)創(chuàng)新角度，為制造行業(yè)及科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持，進(jìn)一步彌補(bǔ)智能制造技術(shù)發(fā)展不足，為智能制造技術(shù)更好地滿足多元化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展需求夯實(shí)基礎(chǔ)。

2 智能制造技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

智能制造又稱“人機(jī)一體化智能系統(tǒng)”，該項(xiàng)技術(shù)非常有優(yōu)勢，是基于人工智能技術(shù)發(fā)展分支延伸而來。智能制造最早由日本提出，后隨著美國及歐洲部分發(fā)達(dá)國家加入，使智能制造技術(shù)發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從理論概念來說，智能制造不同于傳統(tǒng)意義人工智能，智能制造技術(shù)特點(diǎn)在于，對機(jī)械生產(chǎn)、管理調(diào)出及生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行輔助，在自主化技術(shù)處理能力方面，智能制造可以基于人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)對全生產(chǎn)流程的監(jiān)控，最大限度地降低人工管理及生產(chǎn)監(jiān)控成本。人工智能技術(shù)在制造領(lǐng)域的運(yùn)用，則更多是在管理決策及數(shù)據(jù)分析等方面予以運(yùn)用。但從技術(shù)內(nèi)核分析，智能制造與人工智能發(fā)展起源方向基本一致，均是以計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用為基本載體，利用互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系實(shí)現(xiàn)在制造領(lǐng)域的使用，滿足科技產(chǎn)業(yè)、實(shí)體制造業(yè)的發(fā)展需求。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 降低智能制造技術(shù)應(yīng)用門檻

機(jī)電一體化涉及機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器及信號變換技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容，基礎(chǔ)技術(shù)構(gòu)架與智能制造技術(shù)具有一定互通性。從嚴(yán)格意義來講，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展，是智能制造技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，對智能制造技術(shù)發(fā)展起到積極的助推作用。將機(jī)電一體化運(yùn)用于智能制造領(lǐng)域，能更好地降低技術(shù)門檻，提高智能制造技術(shù)水平，彌補(bǔ)智能制造技術(shù)應(yīng)用部分不足，使智能制造技術(shù)發(fā)展能朝著多元化、體系化進(jìn)行邁進(jìn)。除此之外，由于機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)構(gòu)，涵蓋智能制造技術(shù)應(yīng)用的大部分內(nèi)容，使智能制造技術(shù)可以依托于機(jī)電一體化及技術(shù)內(nèi)容，對其核心技術(shù)應(yīng)用作充分拓展，為智能制造技術(shù)更好運(yùn)用于制造行業(yè)發(fā)展夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 提高智能制造技術(shù)應(yīng)用寬泛性

相比于傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化，智能制造技術(shù)具有操作便捷、控制安全性高的基本特點(diǎn)，能更好地滿足不同行業(yè)制造發(fā)展基本需求。機(jī)電一體化在智能制造技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)用，將為其拓寬技術(shù)應(yīng)用發(fā)展范圍提供切實(shí)技術(shù)保障。例如，在機(jī)電一體化生產(chǎn)管理方面，可以通過電信號傳輸實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)遠(yuǎn)程操控。而智能制造技術(shù)，則是基于網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制。在技術(shù)應(yīng)用過程中，智能制造僅需將機(jī)電一體化電信號傳輸改變網(wǎng)絡(luò)信息傳輸處理，即可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步技術(shù)拓展，提高智能制造技術(shù)使用便捷性，為智能制造技術(shù)在更多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用創(chuàng)造良好技術(shù)條件。

4 基于智能制造技術(shù)發(fā)展的機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用方向

4.1 傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中應(yīng)用較為普遍。智能制造技術(shù)對傳感器技術(shù)應(yīng)用基本需求有著一定性能要求，其中最主要的三個(gè)指標(biāo)為刷新速率、動(dòng)態(tài)捕捉準(zhǔn)確性及信息反饋延遲。刷新速率是指在固定時(shí)間內(nèi)，傳感器所能對監(jiān)控范圍圖像信息處理頻率，保證在有限時(shí)間內(nèi)，傳感器能運(yùn)用最短時(shí)間對信息內(nèi)容進(jìn)行反饋，以控制技術(shù)應(yīng)用時(shí)間成本。動(dòng)態(tài)捕捉準(zhǔn)確性，直接決定傳感器指令信息處理能力，是傳感器技術(shù)應(yīng)用所需具備最基本的系統(tǒng)功能，能更好地在智能制造技術(shù)應(yīng)用方面做好對終端處理的傳輸。信息反饋延遲，是指終端系統(tǒng)向傳感器發(fā)送指令，在傳感器執(zhí)行系統(tǒng)指令之后傳回?cái)?shù)據(jù)信息所需時(shí)間。通常在無特殊要求的情況下，傳感器技術(shù)應(yīng)用對信息延遲反饋時(shí)間均以毫秒計(jì)算，由于智能制造技術(shù)應(yīng)用，需要在短期內(nèi)對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，因此，確保傳感器數(shù)據(jù)信息傳輸延遲始終處于較低范圍內(nèi)尤為重要。

4.2 信號處理技術(shù)

智能制造技術(shù)信號傳輸，基于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸處理加以實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化技術(shù)信號傳輸處理，則是基于電信號實(shí)現(xiàn)。從技術(shù)內(nèi)容來看，機(jī)電一體化與智能制造技術(shù)并不互通。但從技術(shù)原理上分析，現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，也可基于外接服務(wù)器及終端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的應(yīng)用。因此，在智能制造技術(shù)方面，可以利用機(jī)電一體化電信號傳輸平臺，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)傳輸信息模擬，以數(shù)字信號為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)對信號處理技術(shù)的有效應(yīng)用。此外，由于智能制造技術(shù)適用范圍較廣，智能制造技術(shù)亦可利用電信號傳輸基本模塊，建立雙模傳輸信號處理系統(tǒng)，以降低相同模式下的信號傳輸干擾，提高智能制造技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢。

4.3 計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)

計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲為載體，將數(shù)字傳感器集成信息采集芯片，由人工操作實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備對數(shù)字化信息采集、分析。計(jì)算機(jī)數(shù)字化采集技術(shù)，在機(jī)電一體化領(lǐng)域應(yīng)用，主要用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，通過收集數(shù)字信息幫助技術(shù)人才了解設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。智能制造技術(shù)對于數(shù)字化采集技術(shù)的運(yùn)用，則可拓展至數(shù)據(jù)運(yùn)算、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)信息管理等相關(guān)層面。由于機(jī)電一體化對計(jì)算機(jī)數(shù)字信息采集技術(shù)應(yīng)用相對成熟，智能制造技術(shù)運(yùn)用技術(shù)遷移，即可實(shí)現(xiàn)以機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，有效將計(jì)算機(jī)數(shù)字采集技術(shù)運(yùn)用于智能制造技術(shù)領(lǐng)域。

4.4 生產(chǎn)制造遠(yuǎn)程控制技術(shù)

保證生產(chǎn)管理制造安全性，對于企業(yè)而言至關(guān)重要。傳統(tǒng)模式下人工干預(yù)生產(chǎn)管理控制機(jī)制，已然不適用于現(xiàn)有生產(chǎn)管理?xiàng)l件，基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)遠(yuǎn)程生產(chǎn)管理模式，成為現(xiàn)代生產(chǎn)制造行業(yè)生產(chǎn)管理的主要發(fā)展方向。但由于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用數(shù)據(jù)信息傳輸模式較為單一，信息傳輸范圍相對有限。與此同時(shí)，加之考慮到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用安全性，大部分企業(yè)采用局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系封閉式技術(shù)應(yīng)用管理，這一模式雖然降低了遠(yuǎn)程生產(chǎn)管理外部干擾的可能性，但內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)仍未排除，使技術(shù)人員無法在較遠(yuǎn)距離進(jìn)行遠(yuǎn)程控制管理，一定程度提升安全管理風(fēng)險(xiǎn)。智能制造技術(shù)由于信息傳輸模式較為豐富，不同網(wǎng)絡(luò)制式信息傳輸特點(diǎn)各不相同，智能制造技術(shù)能采用多模組信號協(xié)同傳輸，提高信息傳輸有效范圍，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)中遠(yuǎn)程控制，可以結(jié)合生產(chǎn)管理安全需要，更好地開展安全風(fēng)險(xiǎn)控制。另外，智能制造技術(shù)不僅能對信號傳輸處理方面提高生產(chǎn)管理安全性，同時(shí)，亦可利用對生產(chǎn)設(shè)備的安全監(jiān)控，幫助技術(shù)人員遠(yuǎn)程排除技術(shù)故障。一方面，強(qiáng)化企業(yè)生產(chǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)安全防控能力，另一方面，也為企業(yè)安全生產(chǎn)工作長效化開展創(chuàng)造有利條件。

4.5 工業(yè)智能機(jī)器人

工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級下，是以制造技術(shù)、制造理念的延伸，為整個(gè)系統(tǒng)的完善提供數(shù)字化保障。以智能制造技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)為雛形的工業(yè)智能機(jī)器人的建造與實(shí)現(xiàn)，可令整項(xiàng)功能建立在集成化功能之上來實(shí)現(xiàn)的，其不再以一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)為平臺，而是通過不同操控程序之間的相互配合，令操控工序呈現(xiàn)出一定的規(guī)范性。從工業(yè)智能機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)原理來看，其涵蓋信息技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等，在模糊控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的支持下，令整個(gè)操控系統(tǒng)具備人工化思維，可對當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行仿真學(xué)模擬，通過人工智能思維的導(dǎo)入，令工業(yè)機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)某一項(xiàng)操控指令時(shí)，不再是以單一化的數(shù)據(jù)確認(rèn)為主，而是通過不同層面的結(jié)構(gòu)分析，界定出當(dāng)前操作工況下的極限屬性值。

5 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化在智能制造技術(shù)中的運(yùn)用，涉及機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信號傳輸技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，對提高智能制造技術(shù)應(yīng)用能力具有一定幫助。由于機(jī)電一體化技術(shù)內(nèi)容與智能制造技術(shù)具有一定互通性，技術(shù)應(yīng)用難度相對較低，使智能制造技術(shù)可以基于對已經(jīng)成熟機(jī)電一體化技術(shù)內(nèi)容技術(shù)的遷移，實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)應(yīng)用水平的提高，為智能制造技術(shù)未來信息化應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)造良好的時(shí)代機(jī)遇。

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