智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

馬致博

長城電源技術(shù)（廣西）有限公司，廣西桂林，541805

0 引言

智能制造技術(shù)的應(yīng)用，可以顯著提升工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)流程與效率，利用各類智能技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化與智能化的目的。通過引入智能制造技術(shù)，可以顯著降低人為因素的干擾，控制人工成本，優(yōu)化生產(chǎn)流程，進(jìn)一步提升工作效率，提高質(zhì)量與安全水平的目的。因此，有必要做好智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中應(yīng)用的研究。

1 我國傳統(tǒng)制造模式的不足分析

我國傳統(tǒng)制造模式情況不理想，存在生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長及產(chǎn)品更新速度較慢的情況，直接影響了企業(yè)生產(chǎn)效益提升，不利于推進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，具體內(nèi)容如下。

1.1 生產(chǎn)成本較高

傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品制造多依靠手工模具或老舊仿形專業(yè)設(shè)備完成，這種生產(chǎn)模式不僅需要消耗掉較多數(shù)量的模具，還會影響設(shè)備精度，無法保障產(chǎn)品的質(zhì)量與精度。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，機械制造水平得到顯著提升，部分企業(yè)為了提高生產(chǎn)水平而投資購買數(shù)控設(shè)備，但實際生產(chǎn)時卻無法充分發(fā)揮這些設(shè)備的作用，僅可以完成關(guān)鍵工序操作，無法保障產(chǎn)品質(zhì)量。因為不能完全控制設(shè)備而造成不合格產(chǎn)品流入市場，且絕大部分次品只能以低價銷售，受這一情況影響，造成產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、收入少及效益低等問題，直接影響了制造水平的提升[1]。

1.2 生產(chǎn)時間較長

傳統(tǒng)工業(yè)在生產(chǎn)制造過程中，部分工藝流程不完善，造成每一個環(huán)節(jié)開展時都需要制造人員依靠經(jīng)驗進(jìn)行，實際生產(chǎn)制造過程中并沒有利用三維制造工藝、仿真虛擬等技術(shù)。如制造工藝汽輪機葉片時，傳統(tǒng)機床加工采取分散加工工序，這些工序完成后才能進(jìn)行收尾工序。這種采用分工式工序進(jìn)行的生產(chǎn)需要做好協(xié)調(diào)，但實際中經(jīng)常發(fā)生不協(xié)調(diào)的情況，造成各個工序之間需要等待。同時，葉片制造流程達(dá)到百余步，需要切換工裝，造成葉片制造周期長達(dá)3個月的實際[2]。此外，批量進(jìn)行的葉片加工本身存在疊加誤差，在實際組裝時經(jīng)常出現(xiàn)誤差，無法滿足設(shè)計需求。

1.3 產(chǎn)品更新較慢

隨著當(dāng)前市場上工業(yè)產(chǎn)品的數(shù)量增加，市場上對各種工業(yè)制品要求增加，客戶需求呈現(xiàn)出個性化特點。但傳統(tǒng)規(guī)模制造采用的生產(chǎn)線都是固定的，加上生產(chǎn)工藝不夠先進(jìn)，存在生存工序固化的情況，柔性制造能力不足，根本無法滿足產(chǎn)品多元化的需求[3]。同時，隨著市場上各種新設(shè)計理念與方法的出現(xiàn)，沒有合理利用信息化支撐與智能化數(shù)據(jù)反饋，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計要求與制造能力不匹配的情況，在設(shè)計前沒有利用三維模式，出現(xiàn)了設(shè)計要求與制造之間的障礙，在實際生產(chǎn)時出現(xiàn)了推諉扯皮的情況，直接影響了產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。

2 工業(yè)自動化應(yīng)用智能制造技術(shù)的作用

通過分析工業(yè)自動化中應(yīng)用智能制造技術(shù)的作用與優(yōu)勢，可以提升智能制造技術(shù)的應(yīng)用性，保障工業(yè)自動化運行的安全性。工業(yè)自動化應(yīng)用智能制造技術(shù)，其作用體現(xiàn)在以下方面。

2.1 推進(jìn)信息化建設(shè)

計算機本身可以無限開發(fā)，還可以高效率分析與處理得到的數(shù)據(jù)信息。即便對于不熟悉的行業(yè)或領(lǐng)域，也可以打破阻礙，順利完成數(shù)據(jù)信息分析。計算機網(wǎng)路技術(shù)中應(yīng)用智能制造技術(shù)，能保障數(shù)據(jù)處理的高效性，推進(jìn)信息處理向著智能化方向發(fā)展。尤其是計算機技術(shù)高速發(fā)展，相關(guān)數(shù)據(jù)幾何式爆發(fā)[4]。

這就需要快速且準(zhǔn)確地從海量數(shù)據(jù)中找尋出有價值的信息，也是需要解決的現(xiàn)實問題的。引入智能制造技術(shù)，可以高質(zhì)量檢索大批量數(shù)據(jù)，確保用戶能準(zhǔn)確找尋相關(guān)信息，切實滿足用戶的多元化需求。

2.2 落實分級管理

隨著計算機技術(shù)的全面普及，直接影響了人們生活與工作，已成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄饕M成部分，人們對計算機技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量提出更高要求。工業(yè)自動化技術(shù)本身較為復(fù)雜，需要一個龐大系統(tǒng)支撐才能提升網(wǎng)絡(luò)管理水平。

傳統(tǒng)工業(yè)自動化管理應(yīng)用分級管理時存在局限性，隨著智能制造技術(shù)的出現(xiàn)與完善，對分級管理的完善提供了契機。智能制造技術(shù)不同于其他先進(jìn)計算機技術(shù)，打破了傳統(tǒng)分級管理存在的隔閡問題，提高了不同級別溝通的順暢性，實現(xiàn)了計算機整體溝通能力的提升，還可以高質(zhì)量共享數(shù)據(jù)[5]。

2.3 模糊數(shù)據(jù)的整體

隨著計算機使用時間的增加，會產(chǎn)生越來越多的冗余、重復(fù)及繁雜的數(shù)據(jù)，如果不能及時清理這些垃圾數(shù)據(jù)，就會對工業(yè)自動化整體運行性能產(chǎn)生影響。這些數(shù)據(jù)本身存在不規(guī)律性，如果單純依靠用戶自行提取與整理，就會浪費大量的時間，而且也無法保證相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[6]。

通過應(yīng)用智能制造技術(shù)，可以有效整理模糊數(shù)據(jù)，降低這類數(shù)據(jù)的處理難度。同時，智能制造技術(shù)可以利用相關(guān)數(shù)據(jù)模型，提出模糊數(shù)據(jù)內(nèi)的主線信息，完成高質(zhì)量數(shù)據(jù)的整理。此外，智能制造技術(shù)可促進(jìn)工業(yè)自動化技術(shù)的升級，做好內(nèi)存清理，提高計算機使用性能。

3 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

工業(yè)自動化中應(yīng)用智能制造技術(shù)，需要綜合考慮各方面因素，制定科學(xué)合理的方案，引入焊接機器人等，提高工業(yè)自動化水平。

3.1 融入智能技術(shù)，提高儀表運行質(zhì)量

針對傳統(tǒng)電子儀表工作模式展開分析和研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幾乎大多數(shù)企業(yè)都在利用硬件電路進(jìn)行生產(chǎn)過程的監(jiān)督和控制，而這種控制模式不僅生產(chǎn)效率低下，而且在實際應(yīng)用過程中經(jīng)常因為線路或者其他原因?qū)е鲁鲥e，引發(fā)各種各樣的問題。但是經(jīng)過科學(xué)改進(jìn)的自動化儀表卻不存在這些問題，通過在其內(nèi)部安裝微型計算機，就能夠?qū)崿F(xiàn)利用計算機軟件對相關(guān)工作模式和進(jìn)程的管理與控制，不僅優(yōu)化了生產(chǎn)，減少出錯了，而且自動化儀表在原有電子儀表結(jié)構(gòu)的功能上進(jìn)行了拓展和延伸，不僅結(jié)構(gòu)上更加優(yōu)化、精致，同時針對其電路模式做了改變，避免了硬件電路設(shè)備問題的發(fā)生，針對生產(chǎn)過程的出錯率大大避免，全面提升了企業(yè)生產(chǎn)效率[7]。

能稱作企業(yè)必然具備龐大的生產(chǎn)規(guī)模，在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)定然是極為復(fù)雜和繁瑣，甚至很多工藝對于數(shù)據(jù)的要求都極為精準(zhǔn)。而牽扯到數(shù)據(jù)勢必需要進(jìn)行匯總、分析、整理和傳輸?shù)炔襟E。調(diào)查顯示，現(xiàn)階段很多企業(yè)都采用智能化儀表進(jìn)行生產(chǎn)制作，如此有助于企業(yè)進(jìn)行自我檢查、減少相關(guān)影響因素等。而導(dǎo)致這一現(xiàn)象的根本原因是智能化儀表內(nèi)部所安裝的微型計算機，該計算機能針對設(shè)備運行過程中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和傳輸，然后利用計算機軟件以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)針對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，全面提升電子資源針對數(shù)據(jù)的處理能力。而且在采集過程中還會對設(shè)備具體運行狀況進(jìn)行監(jiān)督和控制，然后轉(zhuǎn)化成一個個數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。如此，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，自動化儀表只需在上傳數(shù)據(jù)的同時按照終端設(shè)備所給出的指令進(jìn)行操作即可，一切都變得簡單直接。通過合理利用工業(yè)自動化儀表，改善傳統(tǒng)儀表運行的不足，進(jìn)一步提高生產(chǎn)設(shè)備運行效率，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)水平提升。

3.2 引入焊接機器人，提高制造水平

3.2.1 焊接機器人的主要類型

（1）點焊機器人。點焊機器人主要是利用氣缸控制焊鉗，從而對機器人的動作功能進(jìn)行設(shè)計。點焊機器人在工作一段時間之后，電極頭會呈現(xiàn)出不同程度的磨損和氧化問題，這時候需要檢修工作人員及時檢查修復(fù)，保證點焊機器人的工作狀態(tài)良好。點焊機器人在機械焊裝中的應(yīng)用可以有效提升焊接效率和安全生產(chǎn)水平，且這些智能機械設(shè)備和控制系統(tǒng)的應(yīng)用還能有效避免由于人為失誤造成的風(fēng)險問題[8]。

（2）弧焊機器人。在工業(yè)制造行業(yè)中，弧焊機器人也是常用的一種類型。這種機器人的運動方式是連續(xù)軌跡控制方式，需要提前設(shè)定好速度和軌跡。但在具體應(yīng)用過程中，由于弧焊工藝相對復(fù)雜，需要保證軌跡的精度標(biāo)準(zhǔn)，因此需要嚴(yán)格控制參數(shù)。同時弧焊機器人還能夠通過橫向擺動，完成焊縫的處理工作，對提升工作效率和質(zhì)量具有重要的意義。弧焊機器人也具有傳統(tǒng)人工生產(chǎn)方式不具備的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在加工精度更好這一方面。在具體應(yīng)用時，工業(yè)制造業(yè)需要根據(jù)自身的實際情況對相關(guān)焊接參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，借助故障報警系統(tǒng)，保持弧焊機器人的工作狀態(tài)，為工作效率和質(zhì)量提供保障。

（3）激光焊接機器人。激光焊接的熱源是激光，具有能量高度集中、冷卻速度和融化速度快的優(yōu)點，在實際應(yīng)用時不用進(jìn)行氣體保護(hù)，對于非金屬和難熔金屬的焊接具有非常重要的應(yīng)用價值。另一方面，這種技術(shù)在應(yīng)用過程中可以避免磁場的干擾，在焊接過程中也不用保證真空環(huán)境。相對于傳統(tǒng)的點焊，激光焊接的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升機械車身的剛度，對于優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)具有重要意義。最后，利用激光本身的優(yōu)勢，對于提升加工精度也具有非常明顯的效果。

3.2.2 焊接機器人的應(yīng)用

機械制作過程中合理應(yīng)用焊接機器人，可以改善傳統(tǒng)制造技術(shù)的不足，提高工業(yè)制造質(zhì)量與效率，其應(yīng)用在多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，具體如下。

（1）在多車型生產(chǎn)中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的機械焊接工作中，一條流水線上只能生產(chǎn)同一種車型，在焊接過程中，拼裝工位的焊接方式非常單一。在我國工業(yè)制造業(yè)快速發(fā)展的今天，市場對不同類型的機械需求量不斷提升，機械的車型也不斷豐富。但在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，不同類型的車型在焊接工作上也表現(xiàn)出明顯的差異。如果依然采用傳統(tǒng)的焊接方式，不僅不能提升生產(chǎn)效率，也難以保證生產(chǎn)的質(zhì)量，不利于我國工業(yè)制造業(yè)的健康發(fā)展。這種市場的變化需求，可以采用焊接機器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工焊接方式，從而進(jìn)一步提升加工精度，避免人工失誤情況的出現(xiàn)。焊接機器人的智能性和靈活性較好，在同一工位可以滿足多種車型的焊接，因此對于提升企業(yè)的產(chǎn)能，增加綜合效益也具有重要的現(xiàn)實意義。

（2）在減震器焊裝中的應(yīng)用。在工業(yè)制造過程中，減震器的焊裝是非常重要的一個環(huán)節(jié)，減震器的焊接質(zhì)量在很大程度上會影響機械生產(chǎn)的質(zhì)量。使用焊接機器人能夠進(jìn)一步提升駕駛的舒適度和生產(chǎn)效率。在工業(yè)制造的生產(chǎn)過程中，需要充分考慮機械的總體結(jié)構(gòu)和客戶的具體需求，確定焊縫的具體位置，針對性開展焊接工作。目前對于減震器的焊接處理主要采用的是二氧化碳工藝，但這一部分在施工過程中本身具備一定的復(fù)雜性，因此需要兩個機器人配合完成施工，從而保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性。

（3）在零部件焊接中的應(yīng)用。在工業(yè)制造過程中會涉及大量的零部件，具體包括內(nèi)飾部件和外飾部件，這些部件本身具有高精度和嚴(yán)密性的特征，因此需要采用電弧焊、對焊、縫焊等工藝，從而保證施工質(zhì)量和施工精度。其中，對于消聲器和轉(zhuǎn)向臂的焊接工作，通常需要采用電弧焊工藝保證加工質(zhì)量。對于傳動軸的焊接，凸焊工藝的優(yōu)勢能夠更好地表現(xiàn)出來。因此焊接機器人的使用能夠更好地滿足不同部件焊接工作的需求，對于提升工業(yè)制造的生產(chǎn)效率具有非常重要的現(xiàn)實意義。

（4）在車身焊裝中的應(yīng)用。作為工業(yè)制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，車身焊裝與機械的生產(chǎn)質(zhì)量息息相關(guān)。在車身焊裝工作中，具體包括車身總成、車門、側(cè)圍、地板以及車架等部位的焊接裝配。在具體施工過程中需要使用電焊、縫焊以及對焊等工藝。在加工過程中，如果焊裝的質(zhì)量存在問題，將會影響機械本身的穩(wěn)定性和安全性。在車身焊裝過程中，科學(xué)使用焊接機器人能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)的自動化程度，改善加工的效率和安全性，降低工人的勞動強度，促進(jìn)生產(chǎn)的人性化發(fā)展。在機械車身的制造過程中，激光拼焊能夠以車身的性能為主要依據(jù)，做好車門內(nèi)板、擋風(fēng)玻璃框架等部分的制造工作。當(dāng)前，機械車身框架的焊接工作主要以激光焊為主，在利用現(xiàn)代焊接技術(shù)的同時有效減少傳統(tǒng)的焊接處理方式，這對于提升焊接精度，推動我國工業(yè)制造行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。

4 結(jié)語

總之，在工業(yè)自動化生產(chǎn)中應(yīng)用智能制造技術(shù)，可以打破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的限制，利用智能制造技術(shù)提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效益，增強生產(chǎn)效益。尤其是生產(chǎn)技術(shù)的更新，在自動化工業(yè)生產(chǎn)中切實發(fā)揮智能制造技術(shù)的優(yōu)勢，可保障工業(yè)生產(chǎn)活動的順利開展。