面向電機行業的智能制造關鍵技術研究

何博

（長航集團武漢電機有限公司，湖北 武漢 430000）

電機市場上的競爭越來越激烈，要保持電機企業在市場上的競爭力，就得滿足客戶的需求。一方面，是要滿足客戶對產品質量和數量的需求，這就需要應用智能機器人技術及柔性制造裝備來提高電機生產的質量和效率；另一方面，是滿足客戶對服務的需求，電機是很多電器產品和機械產品的動力源，電機故障會直接影響這些產品的正常運行，在保證電機質量的前提下，也要盡量提高對電機的維修檢測技術，做到能夠及時提醒客戶進行設備更換，滿足客戶對服務的需求。因此，需要將智能服務應用到電機行業中。

1 電機行業的生產發展現狀

社會與經濟的不斷發展促進人們生活水平提高，對電器產品要求越來越高的同時，對電機制造的要求也越來越高，為滿足需求，電機企業開始引進先進的設備和工藝，但因資金不足，使得覆蓋面積不廣。目前，我國的電機制造依舊處于傳統制造和先進制造并存的狀態，雖已實現自動化，但距離全面智能化還相差甚遠，仍舊還屬于勞動密集型產業，需要大量人力資源。因此，還存在著很多問題。例如，因尚未實現智能制造，單靠人工操作，效率低的同時質量也無法得到保證。另外，工藝落后，人工操作危險性大。除此之外，我國的電機行業在供求關系上目前基本能夠滿足需要，但高端電機和中低端電機之間的比例差卻十分大，高端電機在市場上處于供不應求狀態，而中低端電機卻存在過剩現象，歸根結底是我國在電機制造方面的技術水平還比較低，因此未來的發展趨勢在于隨著經濟和科技的進一步發展、市場的進一步整合加深，我國在電機制造技術上會有更多的開發和應用，使整體電機制造水平得到提升，從而保證中低端電機產品的性能，使人們對高端電機產品的依賴程度逐漸降低。

2 電機行業的發展趨勢

在建設社會主義道路的推動下，電機市場的競爭越來越激烈，要保持電機企業在市場上的競爭力，傳統的大規模生產模式已不可取。在電機行業訂單越來越多地呈現為多品種小批量的情況下，要滿足當前市場對電機產品的需求，就需要實現電機產品的多樣化和競爭差異化，故此，需要企業經營者創新管理理念，改變生產模式，對傳統的制造系統進行升級，實現智能化制造。以控制生產成本，減少庫存壓力，從而提高電機企業的經濟效益，促進電機行業更加穩定的發展。

3 智能制造的關鍵技術在電機行業中的應用

3.1 智能機器人技術及柔性制造裝備在電機生產過程中的應用

3.1.1 智能機器人技術

在科技不斷發展的過程中，很多工業生產已經將機器人技術應用其中。但初代機器人技術并沒有實現智能化，它僅僅只是能夠代替人工勞動，實現一些機械化的動作，如上下料、焊接和裝配等。這種機器人屬于固定式機器人，通過設置固定程序，使它們完成固定動作。固定式機器人技術還存在很大的問題，例如，在生產過程中發生突發事件時，它們并不能根據實際情況進行自我調整，不具備分析功能、判斷功能和理解功能。初代機器人技術還包括另一種能夠自由移動的機器人，相對固定式機器人來說，在電機生產過程中如發生突發事件時，它能夠根據具體情況進行調整和改進，但這種調整和改進主要依靠的卻是人力勞動。因此，在使用自由移動機器人時，仍舊需要人力來控制和操作。而智能機器人技術則在初代機器人技術上實現了智能化，它不僅能夠利用自身所攜帶的工業攝像機對電機生產過程進行觀察，還能夠通過計算機系統將人們發出的指令進行接收，從而根據指令做出相應的動作。另外，智能機器人身上還會攜帶各種傳感器，能夠讓它對外界的事物進行感知，在感知和接收指令的過程中還能夠通過語音系統與人們進行對話。智能化機器人的芯片中會被研發者儲存進大量的信息資料，當它利用工業攝像機發現在生產過程中出現的問題時，會立刻通過語音系統反饋出來，并在人們發出指令要求尋找解決措施時，能夠快速對知識庫中的資料進行分析和判斷，最終自動找出最佳方案，并進行自動調整。綜上，智能機器人技術具有人們所擁有的各種功能，例如，視覺功能、觸覺功能、理解功能、語音功能和聽覺功能等。將智能機器人技術應用到電機生產中，不僅能夠代替人工勞動提高生產質量和效率，還能夠保證生產過程的安全。

3.1.2 柔性制造裝備

經濟的發展及人們生活水平的提高促使電機行業的競爭越來越激烈，要保持電機行業在市場上的競爭力，就要實現電機產品的多樣化和競爭差異化。傳統的制造系統隨著社會的發展在各方面都相對落后，對多品種小批量電機產品的生產已經無法滿足當前市場的需求。在這種情況下，為使批量生產能夠適應當前市場的動態變化，需要對傳統的大規模生產方式進行改變。利用柔性制造系統代替傳統制造系統，將計算機技術、通信技術及微電子技術等高科技技術相結合，形成一個具有高自動化程度的制造系統。柔性制造中的柔性主要體現在機器柔性、工藝柔性及產品柔性等方面。機器柔性是指在生產一系列同類型的電機產品時，生產機器會運用儲備功能根據不同產品的不同要求進行變化。工藝柔性是指柔性制造系統能夠根據加工對象的變化或原材料的變化而確定相應的工藝流程，其中，一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力；二是制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。產品柔性是指當原本的產品更新換代后，能夠在繼承和兼容原產品各種功能的基礎上經濟迅速地生產出新產品。柔性制造的成本低、速度快、效率高，在人們逐漸快節奏生活方式的大背景下，面對顧客隨時變化的需求，能夠在控制成本、不增加庫存的情況下，生產出滿足顧客需求的電機產品。

3.2 智能服務技術在營銷過程中的應用

電機是很多電器產品和機械產品的動力源，當它出現問題時，會直接影響整個產品的使用和運行，因此，需要能夠隨時了解電機的運行狀態。在電機生產過程中安裝傳感器，可以感知電機的狀態，甚至在將電機應用到電器產品或機械產品中后，還能夠感知電器產品和機械產品的運行狀態。所謂智能服務，就是通過傳感器的感知功能，來對產品進行感知了解情況，做到預防性維護，并及時發現問題，以便通知客戶進行及時更換設備，通過為顧客提供更優質的服務來吸引顧客完成交易。另外，智能服務的手段還包括電機企業自行研發APP，將產品性能、規格等明確展示在APP內容內，并利用大數據技術篩選客戶，通過對不同種類的顧客提供有針對性的服務來提高服務水平，從而促進產品交易的達成。

3.3 智能管理技術在電機企業管理中的應用

電機行業的迅速發展使現有的信息化管理模式無法再滿足電機企業的管理需求。因此，還需在信息化管理的基礎上逐漸向智能化發展，制造企業核心的運營化管理系統。企業信息化管理是指利用互聯網技術和計算機技術對企業管理所需數據進行收集、傳遞和分析等。信息收集是指對市場及企業內部的各種信息進行收集錄入，并利用相關軟件對這些信息進行初步分類，通過建立數據中心平臺，將這些信息匯入指定的共享空間，以便在后期管理中能夠隨時獲取。信息傳遞就是指將信息收集后傳遞到指定共享空間，在這個過程中，需要注意信息的穩定性和安全性，要保證信息不被泄露，因此，需要對儲存信息的軟件進行保密處理，并設置權限。信息分析是指利用信息化管理技術對信息數據進行匯總、分類、統計和排比，并形成報表，使其一目了然。在實現信息化管理模式時，電機企業已經利用大數據技術和計算機技術成立數據中心，其中包括人力資源管理系統及業務流程管理系統、客戶關系管理系統等，這些系統的成立，方便了各種資源的管理和獲取。但要實現智能化管理，還需將這些系統的所有數據進行核對，保證其數據的準確性是實現智能化管理和智能化決策的重要前提。

3.4 智能車間在電機企業中的應用

電機產品由很多零件組成，電機企業的生產過程包括很多生產線，將生產相似零件或成品的生產線圈起來組成的生產空間叫作車間。智能車間是指在電機生產過程中通過網絡將生產設備、檢測設備及運輸設備等與生產相關的所有數控自動化設備相互關聯，達到感知狀態，以實時獲取生產狀況、環境安全及客戶需求等信息，從而實現在電機生產時能夠自動決策和精確執行命令的自主生產車間。將智能車間應用到電機企業中，能夠實時自動監控檢測車間內的環境和設備安全，如發現有異常情況，還能夠通過預警系統及時拉響警報，并在可自動調整范圍內將安全危險扼殺在搖籃里，以提高電機生產的安全性。另外，智能車間能夠根據生產實際情況和客戶所需進行調整自主生產，一是能夠提高生產效率，二是能夠有針對性地進行生產，避免庫存堆積，減少浪費。

3.5 智能工廠在電機企業中的應用

電機企業在生產過程中會產生很多車間，所有車間組合起來就會形成一個工廠。智能工廠指的不僅是在電機企業生產過程中實現智能化和精益化，同時，還要在產品檢測、質量檢驗和生產物流上也實現智能化和精益化，使這些生產環節能夠在工廠內形成閉環式集成。也就是說，智能工廠要使眾多車間之間實現信息共享，以便在協同合作的時候能夠實現及時、準確的配送。例如，在電機生產過程中，A車間生產的零件是B車間在生產時必不可少的，那么通過信息共享，A車間能夠及時準確的了解B車間實際生產情況所需零件時間和數量，從而根據需求將A車間生產的零件及時、準確地配送到B車間。同時，B車間也能夠反過來了解A車間的生產情況，以便能夠及時調整生產速率，以配合A車間的生產速度，使整個工廠的生產能夠有條不紊地進行。而要實現車間之間的信息共享，就需要在工廠內建立生產指揮中心，以便對整個工廠進行指揮和調度。在建立指揮中心的過程中，無縫集成的信息系統是最重要的技術支撐。換句話說，無縫集成信息系統是整個工廠實現智能化的重要前提，而無縫集成信息系統主要包括研發管理系統、生產管理系統、客戶管理系統、數字化管理系統和供應鏈管理系統。

3.6 智能物流在電機企業中的應用

電機企業在零件采購、產品制造及產品銷售的過程中都會涉及物料的流動，在實現電機產品智能生產的基礎上，也開始將重點逐漸放在了實現智能物流上。因此，隨著科技的不斷發展，對物料的儲存和流動都應用了新的技術，以實現產品分揀、儲存與運輸的自動化，例如，自動化立體倉庫及智能分揀系統等。將智能物流應用到電機企業中，能夠對產品實現智能管理，并且降低在分揀過程中的出錯率，以達到為客戶提供更優質服務的目的。

3.7 在電機智能制造過程中的能源管理系統

能源管理系統是指利用自動化技術和信息化技術相結合的方式，對企業生產過程中的耗能環節進行實時監控和管理，以此來實現對能源的管控、平衡和優化，使企業在生產過程控制能耗，減少浪費，以實現對能源的有效管控，達到節約能源的目的。隨著國家對能源有效管理的重視，在電機智能制造過程中安裝能源管理系統，能夠對全生產線的各個產品進行耗能計算并統計，通過多維度分析和對比，可以制定出最優化的節能措施，并將該措施應用到電機智能制造過程中，以此來響應國家節約能源的政策，做到在電機生產過程中對能源的有效管控。

4 結語

綜上所述，為保持電機企業在電機市場上的競爭力，實現電機企業生產模式和營銷模式的創新，需要將智能制造技術應用到電機行業中，通過智能機器人技術與柔性制造裝備的深度融合，通過將智能服務技術應用到營銷過程中，通過在原有信息化管理模式上進行優化實現智能化管理，通過將智能車間、智能工廠及智能物流應用到電機企業中，并在智能制造過程中安裝能源管理系統等手段來提高電機產品的質量和數量，提高電機企業營銷服務水平，實現環保節能，從而提高經濟效益，促進電機企業的可持續穩定發展。