工業自動化設備自動化測控系統發展趨勢及優化策略分析

廖乾景

（深圳菲思倫科技有限公司，廣東深圳 518000）

工業生產是我國重要的產業形式之一，自動化設備與測控系統在工業行業中的應用具有一定的優勢。從生產效率和良品率的角度來看，應用自動化設備與自動化測控系統后，能夠使上述指標得到顯著提升。同時在行業多元化發展需求的背景之下，自動化領域其具有的諸多優勢也是符合未來發展趨勢的。文中探究了當下發展情況與未來發展趨勢，同時提出行業優化對策，從這個角度來看是具有一定現實意義的。

1 工業自動化系統發展現狀與挑戰

1.1 自動化設備老舊

必須承認我國近幾年來工業自動化相關探索取得了飛速發展，這也使得設備經歷快速的更新迭代。但在行業內有相當一部分自動化設備老舊較為明顯。在生產需求越來越復雜，行業發展速度越來越快的今天，個別老舊設備在實際應用中已經與現代自動化相關內容脫節。由于新舊設備之間的差異性明顯，數據互通困難，但又需考慮到生產企業對于設備更新換代所牽扯到的經濟效益問題，行業發展矛盾由此誕生，老舊設備與經濟指標之間的矛盾關系一定程度上限制了我國工業自動化系統的發展，也成為當下諸多企業亟待解決的問題。

1.2 當下設備能力與實際需要不匹配

工業自動化設備與測控系統主要是為產品服務，大部分承擔著產品生產與產品測試的重要能力。也就是說設備自身能力，其實際需要取決于產品方面。由于近幾年來經濟迅速發展，市場上所需求的產品種類也逐漸豐富，生產工藝和測試需求也在朝著更為復雜的方向發展。而目前在行業內有相當一部分設備自身能力與實際需求不匹配，在進行生產或測試中，雖也能完成既定任務，但整體應用效率和應用成本遠不如新型設備，也并不是解決相關問題的最優解。這種能力不匹配的應用形式，不能夠完全發揮自動化測控系統的優勢。

1.3 自動化測控的智能化程度不高

行業內有相當一部分產品呈現出個性化強、用量少的特點，這與過去工業自動化能夠實現了大批量生產的優勢有所不同。在更加多元化復雜化的生產需求下，測控系統具有一定的智能化能力，而這是當今行業內所欠缺的內容。面對更為復雜的生產任務，需要技術人員進行不斷調試和參數輸入的形式，才能夠完成生產與測試工作，這顯然脫離了自動化測控的本質。故將自動化測控系統賦予一定的智能能力，能夠將其所解決的需求從一個產品變為一類產品，將一定程度上使行業取得更優發展。

1.4 未能發揮自動化的核心優勢

自動化測控系統的核心優勢就是可減少工作流程中人的參與，以實現提高生產效益的作用。同時自動化測控系統在質量管控和良品率方面更加穩定，前期調試得當，即可實現高效高質量生產的目的。當下行業內有諸多生產型企業，對于自動化測控系統的核心優勢并未完全發揮，大部分企業仍采取人工與機械設備相結合的生產形式，這顯然不符合自動化測控系統的核心優勢。原因主要是各個自動化模塊之間的兼容性不強，或前期設計工作存在問題，導致后期實際生產與測試環節無法流暢銜接，必須通過人工干預的形式才能夠保障生產工作進行。

2 自動化設備與測控的技術形式

2.1 計算機模型建立與自動測控

在早年間大部分自動化設備均離不開計算機作為前置工作保障。其具體使用形式是根據工業生產的需求，在計算機配套軟件中建立相應模型，而后再由計算機將該模型進行分解并自動化計算，所取得的成果輸入到自動化設備當中，而后執行自動化能力。也就是說對于工業自動化設備自身而言，并沒有處理數據和進行自動化分析的能力，僅作為執行作用，其自動化能力離不開配套計算機軟件應用能力的保障。這種技術形式最為顯著的優勢就是設備自身使用性能更加穩定，同時由計算機軟件所得到的一系列數據能夠直接應用于同等設備當中，隨著行業內不斷探索與技術完善發展，當下對于模型的適配能力也越來越好，使工業生產模型建立工作的難度大大降低。

2.2 設計-生產一體的自動化設備

搭載了此部分應用技術的自動化設備同樣能夠實現自動化測控的相關功能，且不需要依賴于外部計算機設備和配套軟件，設備自身及具有一定的設計能力，在生產環節通過直接操作設備并進行參數的設置工作，就能夠使設備完成一系列自動化動作。設計生產一體化自動化設備，最大的好處就是無需依賴外部軟件，也不需要有與之配套的高性能計算機，即可開展全流程的設計與生產工作，同時自身兼容性更強，封閉式的數據處理模式安全性更高，也不會因前置工序工作錯誤導致的后期結果問題，真正實現所見即所得。隨著技術的不斷發展與完善當前給自動化設備配備的一體化交互方式也在逐漸完善當中，從早期的按鍵數據輸入到當下開放式兼容平臺，一定程度上降低了學習門檻，同時也能實現更多復雜需求。

2.3 基于遠程通信的交互式自動化設備

遠程通信技術同樣能夠應用于自動化設備當中。在工業生產工作中設備交互與數據傳輸是十分重要的功能形式，尤其對于大型生產工作，各個設備之間需要進行關聯交互，多個設備共同啟動時，也需密切關注各個設備的實際運行情況和效果。遠程通信技術就能夠實現自動化設備的交互工作，可通過信息交互的形式將各個設備與操作環境和必要管理人員實現互聯，一定程度上能夠實現批量生產能力，同時對于復雜設備的分揀生產工作，也可由自動化設備自動完成。在專用平臺或軟件的工作分解之下即可將復雜的工作分解為各個模塊，且全流程中無須人的干預。對于最終生產的各個構件尺寸及性能也是完全一致的。我國信息技術發展極為迅速，5G 通信技術在我國已經發展成熟，這種傳輸信息密度大、傳輸效率高，準確率可靠的通信形式，也為工業生產自動化相關設備提供了更為堅實的技術保障。

2.4 物聯網、人工智能等新型技術的應用

物聯網技術是實現人機交互和設備互聯的重要技術形式，能夠將各個物理信息、實時動作情況、數據反饋等多樣化的內容通過互聯網技術使之產生互聯，在這一點上與遠程通信技術是相似的。但不同的是，在物聯網技術保障之下，除傳輸基本信息之外，還能夠實現多元化的技術應用。如自動化設備的開機自檢工作，即可通過各個位置的傳感器收集與對比，來判斷當下設備自身使用情況；對于批量工業化的生產工作而言，采取物聯網技術也可知悉各個設備的當下實際情況。在物聯網結合自動測控系統的保障之下，能夠有效提高生產效率和生產安全。

人工智能技術同樣是我國發展較為迅速的新型技術形式，通過人工智能技術也能夠賦予自動化設備更為完善的測控發展能力。它不同于傳統的預設編程，人工智能技術可結合實際情況與預設數據集來實現自動學習，而后針對復雜的任務處理，即可自行編制優化程序。再搭載了人工智能的自動測控系統與自動化設備下，僅需指定生產結果，自動化程序將會由設備中的人工智能模塊自動進行分析和列舉，大大提高生產工作效率與質量保障。

3 自動化測控系統的實際應用列舉

3.1 無線射頻自動測試

當今大部分電子產品都需要搭載無線模塊來實現通信功能，而在工廠生產領域，就需要對各個產品的無線射頻進行測試。傳統測試方式為人工測試，不僅效率慢而且存在誤測的可能。在新型技術與自動化測控系統的應用之下，可實現無線射頻自動測試。圖1為WAT1000無線路由器自動化測試設備，通過機械手、視覺識別裝置和測試模塊的共同保障，能夠代替人工操作，同時可實現測試結果的自動匯總與記錄。該設備能替代人工8人，大大提高生產測試效率。

圖1 WAT1000無線路由器自動化測試設備

3.2 PCBA自動下載

PCBA 的下載工作對于電子產品生產而言是極為重要的工序步驟，但同時也需注意的是，該工序由于內容繁雜且精密性要求高，也成為了在電子產品生產過程中最易出錯的工具。結合了自動測控系統的相應設備形式，能夠實現PCBA 自動下載，圖2為PCBA自動下載設備，包含上料轉向機，穿梭機，穿梭流道，下載環和測試環，每個環可放置8個多端口下載夾具或者8個雙腔屏蔽箱，支持PCBA 的DL，SN，BT，FT，WiFi 等多工序下載和測試，每個測試單元都是模塊化設計，可以自由拼接，機械手最快節拍可做到8S。能夠大大提高電子產品的生產效率與良品率。

圖2 PCBA自動下載設備

3.3 手機殼自動測試設備

手機殼產品在當下的使用是十分廣泛的，而手機殼自身尺寸形狀的基礎參數，也直接影響了其使用品質。對于該產品進行一一人工測試的形式，顯然不符合經濟效益，在該背景下也可嘗試應用自動化設備測控系統來提供與之對應的解決方案。圖3是在行業內實際應用的手機和參數自動測試設備，通過預設的測試指標來對比各個待檢產品是否符合實際需求，并能夠實現良品與不良品的自動分類。從檢測效率上來看，相比于人工檢測而言是有明顯提升的，同時自動測控設備應用到測試環節也可降低產品綜合成本。

圖3 手機殼自動測試設備

4 自動化設備測控系統發展優化對策

4.1 重視行業創新與優化

工業歸類為我國傳統行業，那從當下發展的實際需求來看，對其進行不斷優化與創新是具有必要的。行業內應摒棄傳統思維，從行業創新與不斷優化的角度來進行自動化設備測控系統的研發與升級工作，使其不僅僅能夠滿足當下使用需求，還需充分分析未來發展趨勢，制定具有針對性的發展方針，在此基礎上通過不斷創新與優化，使工業生產過程中的自動化設備測控系統真正適用于當下發展實際需求，進行有意義的行業創新。

4.2 跨學科應用的探索

工業生產與自動化領域實際上是結合了多個學科的一種綜合應用技術，就目前行業發展來看，已經有多個跨學科應用在工業生產與自動化領域取得了廣泛的應用空間。但從行業需求的角度來看機械設備、電子信息、數據計算、計算機軟件等諸多學科都能夠為自動化測控系統的發展提供優化策略。在未來發展趨勢下，需重視跨學科應用的探索，從行業實際需求的角度出發，融合各個領域的先進技術，有針對性地對行業發展內容加以優化，促進工業自動化領域技術體系不斷龐大。

5 結束語

文中圍繞著設備自動化測控系統發展的一系列問題展開探究，從當下行業發展趨勢來看所以取得了突破性的技術提升，當下應用也較為普及，但從具體應用理念和表現，形式上仍是具有一定優化空間的。必須明確設備自動化測控系統，在未來的應用前景十分廣泛，行業內也積極建立發展共識，進行有針對性地創新探索與優化對策提出。文中所述內容對行業發展具有參考意義，隨著技術不斷的完善在未來設備自動化測控系統所實現的需求也會更加豐富。