李芬 白代见
常州先进制造技术研究所 江苏徐州 213164
科乐收农业机械（山东）有限责任公司 江苏徐州 213161
摘要：随着蓬勃发展的智能化技术的普及与深入应用，智能化制造技术和智能化工厂得到了快速发展与广泛应用，极大程度地提高了制造业的产量、质量和效益，增强了我国制造企业在市场中的竞争力。基于此，本文对智能化制造技术和智能化工厂进行深入的探讨，以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词：智能制造；智能工厂；技术；制造业
1智能化制造技术和智能化工厂相关概述
1.1智能制造技术的定义
将数字技术、网络技术、制造技术和智能技术等多种技术进行有效的结合并且科学有效地运用到产品的设计、生产和服务当中，就称之为智能制造。首先，以关键技术智能化为核心，智能工厂为载体，端到端的数据流为基础，网络互联的技术为支撑，缩短智能制造的周期，减少资源的损耗，保证产品质量的同时，实现节能减排，降低运营成本，提高生产效率，实现利润最大化。同时，智能制造以新型产业、新一代技术条件为基础，在产品设计、生产、管理运营等方面的各个环节都有涉及。此外，在产品的设计、生产和后续产品服务中也涉及到智能化，即产品再制造的过程亦具有智能化。产品服务的智能化，如，产品后续安装和与维护，使消费者实实在在体验并享受到智能化带来的便利。
1.2智能工厂的含义
智能工厂的基础和落脚点是数字化工厂，而数字化工厂的核心是自动化系统与信息化系统的集成。实现所有工厂相关信息的自动采集的基础是对涉及的工厂设备进行联网。智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术，增加智能装备的应用，通过对生产信息的实时采集、智能分析及管理，提高生产过程可控性，减少生产线人工干预，并合计计划排程。智能工厂具有以下特征：第一，实现设计数字化，即通过实现产品设计手段和设计过程的数字化、智能化，缩短产品开发周期。第二，可以对整条生产线或整个车间或整个工厂的运行进行模拟仿真。第三，具有工艺数据库和知识库，能够逐步积累专家经验和知识，进而反馈并指导工艺流程，实现工艺参数和作业任务的优化。第四，通过实时采集生产数据，实现生产制造信息全过程跟踪以及产品质量的追溯。第五，能够实时接收并更新任务计划，实现准时按需、按序送货(JIS)，支持混流生产。第六，生产线具备柔性化特点，即通过机器视觉、传感器等技术，读取工艺路线，并自主决策，实现自动化生产与装配。第七，实现主流信息化系统产品生命周期管理(PLM)、企业资源计划(ERP)和制造执行管理系统(MES)三者间的无缝集成。第八，通过混合现实技术（MR）或增强现实技术(AR)的应用，提高生产制造过程的智能化及可视化程度。例如，操作工人通过佩戴Google眼镜，逼真地显示出待拧紧的螺钉孔位置，以便工人快速定位与操作。第九，在实时采集生产现场数据的基础上，对生产制造过程的数据进行实时显示与分析，为各级生产管理者提供智能分析和决策支持。第十，在物联网应用方面，可以通过网络技术实现远程故障诊断来提高产品的运行效能，及时有效地帮助客户进行预防性维修、维护，甚至更换备品备件，从而提升服务品质。对于物联网系统反馈的产品出现的异常问题，将其反馈到产品研发与制造环节，并及时进行改进与完善，不断提高产品品质。
2智能化制造技术
2.1智能化数控系统技术
在数控设备发展过程中，通过对数控设备软硬件进行高灵敏度、高精准度的感知，实现智能化这一突破，适应了现代工业智能化、数字化、信息化集成技术的发展要求。为了使数控设备在生产制造过程中拥有更高的效率和更突出的工作质量，数控系统不仅要具备自动编程系统、模糊控制、自学习控制、运动参数动态补偿等智能化功能，还要具备对机器故障的诊断功能。随着伺服驱动系统的智能化发展，数控系统可实现实时感知系统负载的变化，并在感知的基础上进行自动调节相应参数。
例如，数控系统伺服HRV控制，通过利用共振理论建立追随型HRV过滤器，可以有效地检测到设备频率的变动情况，并进行反馈，以便系统及时有效地做出相应调节，从而实现高速、高精度的伺服控制。再如，西门子公司从网络角度出发，分析电子产品的服务方案，然后通过数控系统以及CM系统之间的监控连接，对制造系统中轴的状态进行监控与管理，并且评估出机床的相关参数和基本状况。这种做法能够很好的实现机器远程监控方面的维修服务，避免机器因为早期故障出现各种停机运作的情况。实际的检修过程不仅浪费时间，还会加大资源的投入。该种方式极大程度地提升了系统工作的可靠性和劳动生产效率，同时减少了维修成本的投入。
2.2智能自适应技术
自适应技术分为工艺自适应和几何自适应两种。工艺自适应技术包括自适应控制系统及约束自适应系统。但因该技术较为新颖、且不够成熟，目前还不能很好地运用于生产。当前使用比较广泛的技术是ACC系统。ACC系统可以较好地支持电、车、磨、钻等一系列的处理和加工。在工业制造过程中，自适应系统主要实现切削、制造、磨合以及电火花等方面的加工处理。在加工处理的时候，由于受到的影响因素比较多，导致自适应加工的难度较大，因此往往需要通过实时采集相关参数和数据进行深层次地分析和研究。
2.3智能化神经元网络技术
人工神经网络（ANN）模拟人类的神经结构，该神经元与人类大脑具有高度的相似性，即通过神经突触连接的结构对复杂性较高的网络系统进行处理。人工神经网络的优势主要体现在自学习、联想存储、高速寻优以及故障分析与查找、故障处理等方面。随着神经网络技术的发展，神经元网络已较为广泛地用于数控设备的可靠性监管方面。随着神经元网络形式的不断发展，其在数控机床上的应用空间更为广泛，一方面可以不断提高数控系统的智能化水平，另一方面可以更好地推动制造技术的发展与进步。
3智能化工厂
智能化工厂最为主要的功能就是实现生产的智能化和经营的智能化，主要涉及设计、排程、生产、测试、仓储等各个环节的智能化，并且以工厂无人化为基本目标。在智能工厂建设与完善过程中，除了需要实现生产过程的自动化，还必须做好内部建设工作，比如优化调整人力资源、优化配置生产的物料、应用时间弹性，提高企业支配能力等。在进行生产周期调整的时候，需要根据生产经营方案的实际情况进行相应地调整与优化，在提高生产效率的同时，降低生产成本。
就当前而言，智能化工业网络工厂已经得到了实现，国外技术先进的国家和企业已经将其运用到了生产中去，切实提高了整个企业的生产效率。但是必须认识到制造业所使用的智能化网络本身和社会通信网络之间存在较大的差异外，还存在很多问题和困难需要解决。随着智能化网络的使用，必须重视并强化防尘性能、防水性能以及提高防磁、防爆方面功能。此外，还必须重视抗低温和抗高温的能力，尽量提高安全性能和可靠性能，只有这样才能够将其更好地运用到工业生产中去。
例如，某汽车公司在面对经销商的订单时，能够根据客户的喜好进行相应调整，为客户提供个性化服务，以适应市场需求。利用智能化的制造技术能够对制造过程中的每一种零件来源进行记录与追溯，然后快速确认生产过程中这些零件可能产生的相关问题以及质量安全性问题，从而更好地实现产品质量管控。此外，智能化网络还可以与智能电网建立联系，从而有效地为机器设备的运行提供能源，以便在最合适的时间段内使用，进而降低资源设备的运行成本。
4结束语
智能制造和智能化工厂的建设和发展在我国尚处于起步阶段，相关企业在实现智能化的进程中，应切实依据本企业的实际生产运营情况和企业自身特点，逐步完善企业的智能制造和智能化工厂的建设，为企业的长远发展和壮大打下坚实的基础。
参考文献
[1]曹晓红，韩永立.两化融合环境下智能工厂探索与实践[J].无机盐工业，2019，51(5):1-5.
[2]杜万全.安徽新华智能工厂的实践与思考[J].印刷技术，2019(5):13-15.