工業自動化生產線中智能制造技術應用研究

李 浩

（楊凌職業技術學院， 陜西 咸陽 712100）

0 引言

在以往的制造生產領域中，為了能夠提高產品生產精度，通常選擇向國外采購生產精度水平較高的機械設備，使我國制造業生產領域始終受限于國外制造領域，因此提高生產精度一直是我國制造業領域的重要發展目標。與此同時，由于傳統制造工業生產過程中始終存在人工成本支出過于高昂的現象，不利于提高工業產品的生產效益。在智能制造技術的推廣應用中，應用先進的智能制造生產設備替代傳統人工操作生產模式，可以大幅度提高工業產品生產效益和生產效率，在減少人工成本支出的同時，保障生產企業經營利潤得到進一步增長。

1 智能制造系統建模及仿真分析

1.1 體系結構

在現代化工業生產領域中可以看到，智能制造系統結構具有三方面特征，其一為通過應用工業機器人、智能體與全能體等技術手段而形成智能制造系統，使工業制造生產系統的智能化水平得到有效提升；其二在于可以通過運用互聯網技術對企業進行建模，在加工處理、測量驗證等功能的結合運用中，促進智能制造系統的完善與發展；其三在于智能制造系統具有較強的生物性特點，因為該系統充分利用了生物學專業知識以解決實際生產問題，使智能制造系統具有一定的生物性特點，具體體系結構如圖1 所示。

圖1 智能制造系統體系結構

1.2 系統建模方法及仿真

1.2.1 分布網絡化IMS 系統模型

在智能制造系統中，以Muhiagent 分布式網絡IMS 模型為基礎的結構類型應用十分常見，通過Muhiagent 可以賦予制造單元相應的自主權，使其具有較為獨立的功能特征，可以促進制造單元的獨立性發展。也可以將Muhiagent 和Agent 進行相互結合，對提高系統組織能力具有十分重要的作用，因此在確立系統的過程中，應當以融合智能制造系統特征為基本思路，將分布式集成作為基本思想，在應用分布式人工智能Muhiagent 系統思想中，可以有效實現柔性智能化集成管理目標，保障制造系統的智能化發展[1-2]。

1.2.2 基于Petri 網的加工中心系統仿真

Petri 網建模具有極其廣泛的應用范圍，尤其在現階段經濟科技快速發展的今天，機器人以及數控機床等多種硬件設備共同組合形成Petri 網，在實際工作中確定設備后，可以結合正常工藝操作流程針對產品生產加工全部流程進行監督管理，使產品質量得到進一步提升。一般在Petri 網加工中心系統建模中分為兩個步驟，首先在某某車間內具有三臺加工中心機床的情況下，生產任務要求加工某一種工業產品，由兩位生產操作人員負責操作三臺加工機床，只要能夠結合正常操作工藝流程進行生產操作，便可以在兩個階段內完成相應的操作工序。在Petri 網加工中心系統中所應用的仿真軟件為ARENA7.0 版，在該類型時間系統仿真操作過程中，生產人員可以應用軟件CREATE 模塊隨機生產單個工件，之后由技術人員借助加工機床完成工件加工任務，將其加工成半成品，之后對該半成品進行二次加工處理，在應用Petri 網技術的過程中對加工中心系統開展建模操作處理，而此時技術人員可以運用ARENA7.0 語言對建模結果進行仿真處理，將最終處理結果進行對比分析，以便于及時調整產品科學加工與系統配置狀況，在提高加工系統工藝技能水平、促進產品生產質量的進一步提升中發揮十分重要的作用。

1.3 CAD/CAPP/CAM集成在智能制造系統的應用

為了促進制造生產的智能化發展，合理運用CAD 技術加強產品研發工作尤為關鍵，通過CAPP 軟件與CAM集成平臺可以幫助研發產品得到進一步完善，具體流程如圖2 所示。在計算機技術的快速發展過程中，技術人員還可以借助CAD 技術設計圖形的過程中，以CAPP 軟件設計產品加工工藝，還可以應用LU 計算方法以及CAPP 相關理論，將確定產品工藝尺寸與公差的流程進行簡化，對智能制造系統的自動化發展具有相應的促進作用[3]。

圖2 CAD/CAPP/CAM 集成

2 智能制造技術在工業自動化生產線的實際應用

2.1 人機操控

在實際工業自動化生產線中，人機操控具有十分重要的作用，可以顯著提高工業產品生產效率，為各工業產品生產環節提供相應的精度把控工作。尤其在現階段新時代背景下，我國各行業對工業產品質量要求和精度要求變得更為嚴格，對工業自動化生產線提出了新的發展要求。因此，工業企業應當盡快改變以往的傳統工業生產理念，針對工業生產線與生產方式進行持續創新與完善，積極引進先進的智能制造技術，在滿足新時代工業生產活動需求的基礎上，保障我國工業生產水平得到進一步提升。比如，在金屬工業產品制造生產過程中，傳統制造生產在人工加工處理中很難有效解決其中所存在的相關問題，然而在智能制造技術應用中，可以大幅度保障整個產品生產效率得到進一步提升。在實際工業自動化生產線當中應用人機操控技術，應當及時明確實際產品生產制造任務要求，對產品加工生產設備進行合理配置，使相關操作人員能夠準確掌握各類機械設備的具體運行參數信息，緊接著可以及時調整智能控制設備運行參數信息，保障人機操作效率得到進一步提升，對提高工業產品生產精準度具有十分重要的意義與價值。

2.2 自動監控

通過工業自動化生產線的運行過程，在應用智能制造技術當中，可以打破以往所存在的時空限制作用，使工作人員能夠及時了解整個生產線的實際運行狀況，針對工業自動化生產線中的設備運行狀況進行密切關注，有利于生產各環節的控制管理質量得到進一步提升，便于及時了解工業自動化生產過程中所存在的相關問題，在科學管控中最大化減少相關問題的影響作用。通過應用自動監控技術，構建生產線監控系統，以便于從技術層面集成相關設備，分析生產線在自動化生產中的實際利用程度，提高產業鏈的利用程度，對改善、提高企業生產動能具有十分重要的作用[4]。與此同時，在運用監控管理系統的過程中，還可以及時獲取工業生產的核心數據信息，對企業生產發展形成相應的支持動力，在優化工業自動化生產線、改良生產性能當中具有十分重要的作用。此外，在運用監控管理系統當中，還可以發揮技術分析作用，針對實際生產線的相關運行信息開展定點式監測工作，以便于明確其中所存在的相關問題，減少產業鏈技術問題的出現。

2.3 自動檢測

一般在以往的工業產品制造企業中發現，這些企業通常需要面臨自動化生產線的良品率問題，在自動化生產線良品率較低的情況下，很有可能對實際自動化生產線產生較大的虧損現象，導致企業經營成本支出明顯增多。而促進生產線良品率得到進一步提升，可以保障自動化生產線的實際生產效益得到有效增長，有利于節省企業經營成本支出，保障企業經營利潤的進一步增長。因此，為了能夠幫助企業了解自動化生產線中所存在的良品率問題，一般可以通過運用智能制造技術形成完整的質量檢測系統，以便于及時開展產品質量檢測工作。尤其在工業零部件生產、工業產品組裝、加工制造以及實驗等相關生產環節中，通過質量檢測系統的應用，可以及時明確生產作業中所存在的相關質量問題，在運用針對性技術手段中對自動化生產線進行合理調整，以便于保障企業自動化生產線的良品率得到進一步提升，促進工業產品生產質量的有效增長，為工業自動化生產線的生產制造水平提升形成相應的支持保障條件。

2.4 自動加工

一般在工業自動化生產線當中，自動加工技術的應用通常是智能制造技術的典型技術應用面，有利于結合實際產業鏈布局狀況，針對產品加工體系進行合理調整。比如，可以借助AI 生產加工模式促進提升產品加工質量，實現企業的大批量產品生產目標，為實際工業生產決策制定與實施提供相應的技術支持作用。通過智能制造技術的有效運用，可以用來模擬現代工業體系，結合現階段工業產品的多元化需求狀況，制定多元化產品生產方案，促進工業自動化生產真正實現多元化生產目標。尤其在我國工業自動化生產技術的快速發展過程中，生產內容過于單一的現象已經難以滿足實際市場發展需求，而企業應當及時關注市場發展動態，針對工業生產內容進行優化與完善。而智能制造技術同樣發揮著十分重要的技術應用價值，可以完善工業產品制造類型，改變以往工業產品生產過程中所存在的生產內容局限性問題，有利于促進企業核心加工技能水平得到進一步提升，在實現企業自動化產業技術的創新發展當中發揮著重要作用。隨著現階段智能制造技術的快速發展，我國工業產品的自動加工體系也迎來了相應的新發展局面。比如，在實際工業自動化生產線當中，通過運用網絡數據系統、物流操作系統、定位感應系統以及無線射頻識別系統等，可以改善傳統工業生產線在實際運行中所存在的相關問題，保障工業產品生產效率與生產質量得到有效提升，在提高企業經濟效益中體現出重要的技術運用價值。

3 結語

隨著國內工業生產領域的快速發展，智能制造技術在其中發揮的作用變得越來越突出，對提高工業產品生產精度和生產效率具有十分重要的技術應用價值，還可以有效提高企業生產效益。而企業應當重視智能制造技術的研發與應用，為工業自動化生產線形成相應的技術支持作用。