工業互聯網與智能制造推動下的自動化技術研究

徐莉萍

江蘇徐工信息技術股份有限公司 江蘇 徐州 221000

引言

加工制造業是我國工業發展的基本動力，也是我國發展中的重要產業鏈。作為一個被稱為“制造業”的工業大國，我國的制造加工廠的經營規模和經營總量都是世界其他國家無法比擬的，但在生產技術水平、傳統科研水平上卻是創新能力不足，導致生產力低下，阻礙了我國加工制造業的發展。隨著科技的發展，全球加工制造行業正在發生變化。我國加工制造業也在積極響應轉型發展升級問題的研究，以期應對加工制造全球化的壓力和機遇。

1 工業互聯網與智能制造的概念分析

目前許多產業都在因特網技術和智能技術的推動下，不斷衍生進步，提升產業效率。在工業互聯網和智能制造的推動下，自動化技術也日趨成熟。智能化制造的實踐依賴工業制造技術和工業互聯網技術，使工業設備、工業材料的生產效率大大提高，優化工業制造資源，創造差異化的增值服務和產品性能[1]。

優化閉環的核心是對信息技術數據、制造執行數據、控制數據等進行處理。基于企業協作的控制內容包括生產運行管理、動態優化與調整、供應鏈集成與數據分析、服務優化與用戶交互等。面對用戶的個性化定制和產品服務需求，我們必須對資源進行再創新，采用創新的業務方式，形成新的網絡合作模式，使個性化定制和服務得以拓展。

當前，正向數字化發展轉變，推動了工業互聯網相關互聯網技術和智能制造技術的發展，這些都廣泛體現為制造業自動化技術與信息技術的集成。當前，企業投入更多研發資金用于自動化技術領域，向數字化轉型已成為未來發展，可以預見，中國制造向智能化發展已成為核心技術驅動力量，席卷全球的新型工業生態系統正在形成。

現階段，在解決我國加工制造業高新技術和產業鏈轉型過程中，不斷推動新興產業發展，推動我國加工制造業向國際強國發展[2]。在這個過程中，工業生產的發展被應用到工業物聯網基礎設施及其基礎技術的建設中，加工制造業的整體高效率得到了極大的提高，智能化的轉型發展已經實現，推動工業物聯網的大數據技術及其智能制造系統的技術性，普遍體現在加工制造行業自動化控制與信息技術的融合。現階段，公司投入了大量的產品研發預算，并將其應用于自動化控制行業，公司戰略轉型早已成為發展方向。可以預見，中國制造業向智能化系統發展早已成為關鍵技術驅動力，席卷全球的新型工業生產生態系統已經出現。

2 工業互聯網與智能制造自動化技術分析

在新一輪科技革命中，工業物聯網相關產業鏈呈現快速發展。根據對智能制造系統和工業物聯網基礎自動化控制的分析，自動化控制可分為生產制造系統自動化技術、高精度獨特生產加工自動化技術、快速成型技術自動化技術、自動化技術傳感系統等。技術現實的特點體現在：安全、經濟高效、智能化。

2.1 利用計算機技術，優化生產成本

通過計算機驅動，對裝置生產、產品運行、設備構造等過程進行自動監控，使制造企業在生產過程中能對相關技術參數進行合理控制，實現自動報警、自動信息處理、自動保護等功能。在基礎設施建設方面，自動化儀器設備等起著重要作用，有效地保證了生產設備的安全、高效運行，極大地提高了機械性能，減少了人員的勞動消耗，改善了勞動條件，有效地降低了工業生產成本[3]。如生產制造系統自動化控制中數控車床的生產加工、單機版的自動化技術和電子計算機智能系統高精度獨特的生產加工技術。自動化技術基礎設施建設和技術具有獨特的物理特性和化學特性。可針對生產加工難度大的瓷器和金剛石進行獨特的解決方案，實現分子結構或分子企業，完成超高精密度。機械加工、快速成型技術是技術性的，將多個曲面的坐標累積生成三維實線，利用三維空間程序流進行離散變量和沉積成型。實線加工制造行業采用三維固態堆積方式快速進行技術成型，應用于夾層生產和三維蝕刻加工的自動化控制也日趨完善。值得一提的是，柔性制造系統在服務器應用中使用了一定數量的數控車床自動化生產系統，通過多種方式連接信息流廣告和化學物質流，完成自動化生產的總體目標。在對零件進行調整后，產生不同工藝流程的生產加工的總體目標已成為當今加工制造技術的關鍵代表自動化控制之一。

2.2 自動化制造技術下的智能化生產方式應用

近幾年來，隨著國家供給側改革政策的推動，鋼鐵、汽車、紡織等工業領域面對產業升級和創新要求，將制造業的各種技術應用于新動能轉換，構建了工業互聯網下的制造業創新平臺。工業化互聯網與智能制造緊密相連，其核心是網絡數據安全，以網絡為基礎，以數據為核心，以安全為保障，以數據為核心驅動，以網絡為支撐，實現工業數據交換和工業系統互聯，實現數據和網絡的安全。

2.3 構建網絡平臺，推動智能化轉型

通過以網絡平臺建設為核心，以網絡平臺安全為重點，將物聯網、大數據、人工智能等新興技術與傳統工作平臺相結合，就是工業云平臺的延伸發展，可以實現更加及時、高效、實時的數據存儲、獲取、分析和管理。科技與產業的新一輪變革，也為自身的發展提供了機遇，推動企業向智能化、生產服務型轉型。而進行智能制造的關鍵是進行基礎設施建設。在這個過程中，工業互聯網等基礎設施不斷提升，產值迎來了爆發式的增長。

3 自動化技術支持下的智能制造與工業互聯網

從性能分析來看，兩者都有偏差。工業物聯網聚焦工業生產服務項目，智能制造系統聚焦工業生產制造。其本質是專注于個性化定制和服務項目的拓寬，以完成智能制造系統和智能服務。如今的工業生產平臺為企業提供定制化服務項目，工業物聯網助力企業“云”實現智能制造系統的發展。

3.1 實現向智能系統和自動化技術轉變

智能制造系統是全國制造企業的發展規劃，向智能系統和自動化技術的轉變是加工廠企業現階段改革創新全過程必須應對的重點課題研究。隨著工業生產行業的要求不斷提高，科技革命不斷展開，大家對物質質量的規定不斷提高。針對勞動力成本不斷上升和原材料成本不斷上升等雙向因素，企業必須遵循智能系統完成工業生產的轉型發展，才能盈利。現階段，工業物聯網在銷售市場的規模極其龐大。據不完全統計分析，工業物聯網的長期發展已經朝著利好消息的方向發展。從目前的發展來看，工業物聯網讓公司的工程建設平臺根據公司的互聯互通，完成智能化系統的生產，完成數字化協同，促使產業鏈互聯拓寬服務項目，精準連接，以及個性化的定制需求。

智能化生產和制造的目標不是機器和生產線實現智能化所能涵蓋的，而是整個生產流程均實現智能化。通過傳感器的布置,以無線通信技術為支撐，搭建云平臺，采用全流、流程采集形成生產到管理的閉環管控。據科學研究分析，將推動大數據技術在工業化生產中充分發揮關鍵作用。智能制造系統完成了基于工業物聯網的全新升級工業生產系統。

3.2 完成工業物聯網與智能系統融合

未來，具有智能系統的無人工廠將完成工業物聯網與智能系統的融合。首家推動互聯網技術融合的工業物聯網，覆蓋生產過程中的工業生產周期時間，進行數據采集與分析，利用互聯網技術完成資源配置，拓展服務項目與協同，聯合加工廠或互聯網與互聯網技術。有多種類型的相互關聯的參與者。企業主體包括工業生產制造、工業生產服務項目、互聯網公司等，可以提供基礎的產品設計、制造和維護，工業生產服務型對智能家居產品進行大數據挖掘和分析，為客戶服務產生技術創新商圈。互聯網公司利用平臺資源完成公司產品項目生命周期的資源配置，上述公司角色不斷變化和滲透。工業物聯網的主要表現是加工廠信息管理系統、智能家居產品合作、公司客戶控制系統。在生產規模上，設備操作和信息管理系統相互連接，并進一步擴展到客戶服務層面。應用測量儀器設備和物聯網技術。

4 自動化技術和智能制造的發展

互聯型企業發展道路要面對的是互聯網中互連關系更加復雜的問題，必須超越傳統的OT系統和IT系統，把商業能力、用戶服務、設計能力等與現有的工業控制網絡、因特網和物聯網等技術相結合，形成復雜的網絡系統。企業內部，將因特網技術與企業內部網絡進行了融合，實現了機器與設備的端到端的IP連接，整個生產系統實現了數據交互的協同，范圍更廣，層次更深。

4.1 通過IP互聯完成整個工業生產過程的數據采集

工業生產以太網協議現場分配適用的IP地址，可以完成被操縱的信息內容和IP總流量的專用傳輸，選擇扁平化管理，降低數據信息傳輸的層次，完成IT系統和工業商品流通，生產數據信息。將傳統的現場和生產車間級、操作級等復雜、分層的變化，轉變為扁平化設計的互聯網監管，利用各種無線通信技術，應用加工廠完成數據采集和傳輸，信息清晰明了。將無線通信技術應用于工業生產場景，解決電磁感應無線信道影響、低功耗、特定部署穩定性等重要問題。

4.2 利用5G技術完成物聯網應用場景建設

開展低功耗、大連接、高穩定性的無盡工業生產產業基礎建設。面向智能生產要求，開發靈活的組網解決方案，動態調整互聯網資源，完成產線設備和生產流程的靈活機制和操作。根據制造階段，發展機械設備、專用工具和設備的互聯互通，選擇生產規模定制開展資源機構監管，完成互聯網資源的動態調整。軟件定義互聯網、SDN新互聯網技術，擺脫加工廠原有內部互聯網剛性機制的局限，融入智能產線生態系統理論和智能部署規范。

4.3 OT系統與互聯網技術的結合

要從互聯網完成生產過程的調整和維護，遠程控制OT控制系統必須按照互聯網技術進行連接。比如在一些企業，i5平臺基本完成了對不同位置的數控車床的實時監控，完成了極高級別的執行和同步執行操作。定制公司單獨的互聯網平面圖，完成網絡帶寬和服務等級的定制，為公司提供單獨的鏈路資源VPN及其開放的互聯網可編程控制器系統，并基于智能工業產品數據采集并接入網絡，制造企業的新產品服務項目方法是多方面構建的。以工業物聯網數據統計分析平臺為代表的產品拓寬服務項目，可進行預測性維護和產品檢測，持續挖掘工業化生產的價值。

5 結束語

智能系統是產業鏈的共識，包括邊緣計算、互聯網大數據、工業物聯網、工業互聯網等。現階段，在不斷推進我國工業物聯網發展趨勢和智能制造系統的推動下，加快實施自主專利的工業控制系統、互聯網技術產品的研發和部署，需要選擇規模化經營的方式。申請并以產業聯盟的形式完成。制造企業及其科研機構的能源整合；提高新技術在工業生產行業的應用和技術科學研究的融合度，以新技術領域為切入點，不斷努力進入新的發展前景；緊跟國際工業物聯網技術發展趨勢，打造工業物聯網創新平臺，真正構建工業云平臺、企業大數據、自動化技術架構。推動和支持我國工業物聯網的技術性，進行產業鏈改造和產業鏈創新，在工業物聯網模式下為我國制造企業打造智能制造系統的產業鏈態勢。