機械裝備制造中智能化的應用

孫明文 劉光輝

摘要：智能化是機械裝備制造產業發展的主要方向，其能有效提升機械裝備的整體性能。本文在闡述機械裝備制造中智能化技術應用價值的基礎上，就智能化技術的具體應用要點展開分析，并指出智能化技術在機械裝備制造中的具體應用情況。期望能實現機械裝備制造與智能化技術的有效融合，繼而提升裝備性能優勢，促進機械制造產業的有序發展。

Abstract： Intelligence is the main direction of the development of machinery and equipment manufacturing industry， which can effectively improve the overall performance of mechanical equipment. Based on the value of intelligent technology in the manufacture of mechanical equipment， this paper analyzes the application points of intelligent technology， and points out the specific application of intelligent technology in the manufacturing of mechanical equipment. It is expected to realize the effective integration of mechanical equipment manufacturing and intelligent technology， and then improve the performance advantages of equipment and promote the orderly development of the machinery manufacturing industry.

關鍵詞：機械裝備;制造;智能化

Key words： mechanical equipment;manufacture;intellectualization

中圖分類號：TP319? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0161-02

0? 引言

工業4.0背景下，我國提出《中國制造2025》規劃，明確提出要加快機械、電子等多個行業生產裝備的智能化改造，以此來提高精準制造、敏捷制造能力。智能化技術是《中國制造2025》計劃實現的關鍵技術，其對于整個機械裝備制造、乃至整個工業產業的發展具有深遠影響[1]。

1? 機械裝備制造中智能化技術的應用價值

智能化技術對于機械裝備制造產業的發展具有深刻影響。一方面，現代工業生產模式下，機械裝備制造多采用流水線生產方式，這種生產方式具備一定的自動化特征。隨著智能化技術的發展，其在機械裝備制造生產過程及裝備本身上的應用逐漸增多，這不僅提升了機械裝備制造的效率和質量，而且有效地提升了機械裝備自身的使用性能。另一方面，在智能化機械裝備的支撐下，現代工業生產管理模式發生了較大變化，即機械產品自身的智能化程度提升，這有效地滿足了現代工業精細化上生產的需要，促進了工業產業的持續、穩定發展。

2? 機械裝備制造中智能化的應用要點

2.1 集成化與模塊化

機械裝配制造中，智能化技術的滲透融合使得機械裝備本身出現了集成化、模塊化的特征。從裝備制造過程來看，現代工業體系下，集成電路和芯片技術都得到了快速發展，并且在這些技術的支撐下，專用集成電路在機械裝備制造中的應用不斷深入;如CPU、FPGA、CPLD等，這些專用集成電路具有較高的集成度，其使得機械裝備制造領域中的智能化水平呈現出跨越式提升。另外在集成化與模塊化技術的支撐下，集成電路的密度得到了極大提升，裝備體量持續減小，同時其保證了裝備的可靠性與性能。經集成化、模塊化技術實現機械裝配各單元連接，可在CPU、PLC、通信系統、存儲器等單元的共同作用下，實現裝備的自動化控制，繼而滿足各種工業生產任務的要求[2]。

2.2 網絡技術

互聯網技術在機械裝備智能化制造及智能化機械裝備應用中起到至關重要的作用。在機械裝備制造股從中，基于互聯網技術應用，可將不同地理位置的裝備連接起來，從而達到數據信息共享的作用。現階段，機械裝備制造智能化發展中，網絡技術在機械裝備設計、運輸、生產、銷售等環節均有廣泛應用，其有效地提升了機械裝備制造企業的市場競爭優勢，有效地推動了機械裝備產品的創新。

2.3 柔性化技術

相比于傳統的機械裝備制造形式，機械裝備制造智能化對于柔性化技術的應用要求不斷提升。柔性制造系統包含了加工、物流、信息流三個子系統，其能在系統結構、人員組織控制優化的基礎上，對運作方式和市場營銷等內容進行深化改革，這樣整個生產系統能對市場需求變化做出快速地適應，繼而在降低生產損的基礎上，有效地保證了企業的經營效益。在機械裝備制造中智能化應用中，同樣需深化柔性化技術的應用，通過柔性化的生產方式，實現人員、系統方案、裝備等要素的系統控制，以此來使得機械裝備制造中智能化技術的應用邁向更高層次。

2.4 綠色化技術

實現機械裝備制造智能化生產的目的在于減少裝配制造生產中的能耗，實現機械裝配制造質量效益、經濟效益和生態效益的統一[3]。現階段，我國機械裝配制造領域尚存在較大的資源浪費和環境污染問題，故而應注重綠色化技術的融合應用。在機械裝配制造智能化發展的大背景下，還應通過綠色設計、綠色工業、綠色生產、綠色管理等手段，降低機械裝備制作中的環境污染，提升資源的利用效率，以此來促進機械裝備制作產業的持續、穩定發展。

3? 機械裝備制造中智能化的應用實踐

3.1 項目概況

天然砂是不可再生資源，近年來，社會基礎建設對于天然砂的使用量不斷增加，這使得天然砂石存量日漸減少，并且天然砂在使用中存在資源和環境破壞嚴重的問題，基于此，采用機制砂取代天然砂成為現代基建產業發展的內在要求。但機制砂的制取存在一定難度，需進行機制砂制取裝備的系統創新。本司于2020開展綠色環保、提質增效、智能化改造提升項目，該項目設計生產PSFL系列高效、高品質立軸制砂整形機（見圖1）有效地提升了機制砂的生產效率和質量，并促進了機械裝備制造的智能化發展。

3.2 機制砂應用制取裝備制造現狀

據統計，我國每年砂石骨料用量達200億t，這些砂石骨料多用于基礎設施建設領域，市場需求量極大。河道采砂和機制砂是砂石骨料的兩種基本來看，其中河道采砂造不僅會造成砂石資源枯竭，而且容易造成水源污染、河堤潰壩問題，基于此，基礎設施領域越來越傾向于質量穩定的高品質機制砂。

相比于天然砂材料，機制砂質量穩定、顆粒級配合理，其對于建筑行業的發展具有深刻影響。在我國，年新建建筑面積多達20億平方米，這對于高品質機制砂的制取提出了較高要求，有必要進行制砂工藝技術及成套裝備的全面創新。現階段，機制砂破碎方式在機制砂制取中得的應用較多，采用該工藝，能有效保證物料級配和粒型，提升機制砂的質量。從機制砂破碎過程來看，除高頻電脈沖破碎、高壓水槍噴射破碎技術外，激光破碎、機械破碎等在巖石破碎領域研究的重要方向。就目前而言，機械破碎在機制砂制取中的應用較多，常見的破損機器不僅包含立軸反擊式破碎機、可逆反擊式破碎機，而且涉及錘式破碎機等裝備的應用，這些裝備處理能力保持在100t/h，而功率在200-400kW，此外進料的粒度多保持在30mm業內，在機制砂制取中，這些裝備功耗大，不適用不同規格料的處理。且現階段的機械破碎多采用濕法工藝，這種生產方式需要消耗大量的水，產生的污水需要進行處理，生產給用高，環境污染較為明顯。基于此，干法生產是未來機制砂生產技術發展的主要方向。

3.3 PSFL系列立軸制砂整形機

工業制砂生產過程，機制砂破碎方式、機制砂的篩分環節是一定向機制砂的兩個重要因素。其中，其中破碎方式屬于制砂級配的內在因素，而篩分環節屬是決定顆粒級配的外在因素，綠色環保、提質增效、智能化改造提升項目實踐中，本司設計PSFL系列立軸制砂整形機，其中研制的立軸雙反擊破碎機不僅具有破碎比大、節能降耗大的特點，而且破損機制砂的粒型好、粒徑模數均勻連續級配好，此外裝備耐磨件壽命長、破碎物料范圍寬，且具有調節維修方便的特征，有效地滿足了《GB/T14684-2011建設用砂》的標準要求。

本項目研制的立軸反擊式破碎機整體性能如表1所示。相比于傳統的機制砂生產裝備，該裝備生產應用中融合使用了集成化與模塊化技術，并在網絡上技術下進行裝備控制和柔性化管理，并在機制砂制作中考慮生態效益，有效地提升了機制砂機械裝備的智能化水平，保證了機制砂的生產質量。

從立軸反擊式破碎機生產機制砂品質來看，本司設計生產的PSFL系列高效、高品質立軸制砂整形機具有以下優勢：其一，本裝備降低了每立方混凝土綜合成本，破碎比大，達20：1，能耗控制作用突出，生態效益好。其二，所生產機制砂材料突出，其中骨料顆粒呈多棱形接近圓形，且粒徑在0.15～4.75mm之間，連續級配好，將其用于混凝凝土生產后，能有效提升混凝凝土流動性和品質。其三，對于石粉量量控制的控制效果較高，且在生產中，通過優選機分選，可滿足多級配、多用途混凝土骨料的需求。其四，本裝備實現了智能化生產控制，且從生產過程來看，其具有耐磨性好，性價比高的特點，實驗表明，每付耐磨件可破碎石灰石30～40萬噸，有效地滿足了新時期機制高效化、高品質和智能化生產需要。

4? 結語

機械裝備制造是現代工業發展的基礎，同時也是衡量國家工業化發展水平的重要指標。新時期，人們只有充分認識到機械裝備制造智能化發展的價值，并在機械裝備制造現的基礎上，深化多種信息技術的應用，才能有效地提升機械裝備制造的智能化水平，提升機械裝備整體性能，促進現代工業的持續、穩定發展。

參考文獻：

[1]鑫龍，崔世超，焦可如，等.智能自動化技術在機械設計中的應用研究[J].裝備制造技術，2019，293（5）：122-124.

[2]張永波.智能化質量管理在機械制造業的應用[J].商品與質量，2020（4）：227.

[3]張珂.智能化技術在機械工程自動化中的應用[J].商品與質量，2019（9）：5.