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摘要:随着社会科技的发展,无论是企业制造还是生产都呈现出了智能化的特点,随着智能化技术的应用,企业的生产能力和生产效率都有了明显的提高。智能化技术的使用,转变了企业的管理模式和生产模式,这也是生产力的重大变革,给制造业更好的发展注入了活力。在智能化背景下,探讨智能化制造技术和智能化工厂,能够帮助企业切实提高其管理水平和经济效益,给企业更好的发展奠定基础。笔者主要探究了智能化制造技术及智能化工厂,分析了智能化在劳动效率提高方面的作用,希望能够推动我国制造业更好的发展。
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发展的必要性
1.1 提高制造企业的生产效率和经济效益
在当今智能物联网形势之下,制造行业生产技术的演化趋势应当是与人工智能的进一步密切互通,工业化进程当中应该充分引入智能技术,以进一步服务于现阶段的生产和生活。智能化制造技术以高效率、高智能的数据驱动技术能够满足生产制造工作中各部门、各层级之间的多样化需求,出于数据网络的高覆盖与快速度,充分避免产能和资源的浪费。另外,在很多智能化工厂生产领域,智能化制造技术能应用于许多制造场景以制造更多产能,同时保障制造技术的安全性能。
1.2 创新制造技术以强化市场竞争优势
出于现阶段我国制造行业对于产品高质量、生产高效率的需求,只有通过完善创新制造技术以强化市场竞争优势,才能更好地保护自身在经济交往活动中的合法利益。智能化制造技术的演化趋势是行业标准化和高质量化。在智能化制造技术和智能化工厂许多的应用场景之中,当前的智能制造技术和生产设施仍不能满足生产生活的需求,智能化发展还有很长的路要走。
正因为如此,未来的发展不仅需要国家的政策支持和产业扶持,制造行业内部也需要树立高标准、技术化的发展目标,以及时在新兴经济浪潮之下完成工厂的转型升级,在激烈的行业竞争之中稳固竞争地位。
2 智能化制造过程中的数控技术
2.1 关于智能化数控系统的研究
在数控设备的发展过程中,智能化是一种突破,主要是在数控系统中对软件和硬件进行高灵敏度以及高精准度的感知,以适应现代工业所要求的智能化和信息化之间的集成。为了使信息数控设备在制造业中能够拥有更高的效率和更突出的工作质量,需要数控系统不仅拥有自动编程系统、模糊控制、自学习控制、三维刀具补偿,还要有对机器故障的诊断系统。因为只有这样,机器的自我诊断和故障的监控功能才会更加完善和健全。在数控系统中,伺服驱动系统的智能化发展,可以有效对系统负载的变化进行感知,并且在感知的基础上自我调节参数。例如,数控系统中的HRV控制原理。它主要是利用共振理论,建立追随型的HRV过滤器,从而有效地对设备的频率变动产生反应,进而造成整个设备的共振。利用融合旋转的方式,使用伺服电动机,可以在更高的精度状态下,实现高响应和高分辨率的脉冲编码器之间的整合,从而实现对系统高速和高精度的伺服控制,平稳保障进刀动作的完成。例如,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,对制造系统中的轴状态进行监管,并且评估出机床的相关参数和基本状况。这样的做法能够很好地实现机器远程监控方面的维修服务,以免一些机器因为早期故障出现各种停机运作的情况。实际中,检修过程不仅浪费时间,还会加大资源的投入。而这种方式极大地提升了系统工作的可靠性和劳动生产效率,并且减少了维修成本的投入。
2.2 智能自适应控制技术
在制造业智能化发展中,自适应控制技术有两种类型:一种是工艺自适应,另一种则是几何自适应。在工艺自适应中,涉及最佳自适应控制系统和约束自适应系统。但是,这种技术应用在生产中还不是特别普遍,当前广受欢迎的是ACC系统。ACC系统主要实现工业制造中车、钻、磨、电等方面的加工。
最佳自适应系统则多数用于简单的工业制造、削、磨合、电火花等方面的加工。加工过程中,它会受到多种元素的影响,因此出现了建立模型困难的问题,往往需要实时采集一些参数和数据加以深层次分析和研究。
2.3 智能化神经元网络技术
最智能的莫过于人的大脑,人工神经元网络(ANN)是一种模拟人的神经结构,即类似人的大脑神经突触连接的结构进行信息处理的复杂网络系统。人工神经网络具有自学习功能、联想记忆功能、非线性映射功能和高速寻找优化解的功能等。目前,神经元网络多用于数控设备可靠性预测和优化工艺参数方面,神经元网络在机床数控系统方面的研究与应用尚不多见。随着神经元网络技术的发展,在数控机床方面的应用可能会有很好的前景,或许会把数控系统的智能化水平推向高级阶段。未来几年希望能有一个较快的发展。
3 智能化技术下的智能化工厂研究
(1)智能化工业机器人。在智能化数控机器设备的使用过程中,排除一些数控设备和数控的相关配套设施以外,工业制造中机器人的智能化制造也非常受用。它在智能制造单元以及智能制造系统等方面发挥了极大效用。
例如,日本开发出工业中使用的智能化机器人,在机器人的体内安装了具有三维作用的视觉传感器以及力方面的传感技术。这样在机器人的作用下,数控设备就可以自动完成生产中的上下料和组装。机器人视觉传感器的主要作用是识别一些三维图像,以此识别出零件所在的位置和拥有的姿态,以便于抓取零散动作的完成。日本智能机器人的问世,给各国的工业制造领域以一定启发,对其工业的发展产生了十分明显的促进作用。
近些年,很多国家的专家都将自己的注意力放在智能机器人的视觉伺服方面。目前,工业智能化机器人的使用以及视觉伺候的研究主要倾向于机器人对收到的视觉信号的处理,对机器人行为的控制等。这里包含了各方面知识,如机器人运动学、机器人控制理论、图像识别以及图像处理、机器人对三维信息的索取、重构技术的处理和应用以及实时计算技术的融合等。
机器人智能化视觉伺服的主要技术难点较多,复杂度较大。但是,相对成熟的智能数控技术的高精度和高灵敏度可以给机器人视觉传感技术提供一定的借鉴,由此解决视觉伺服方面的复杂性问题。
(2)智能化工厂的分析和研究。智能化工厂最为主要的部分就是生产的智能化和经营的智能化,主要涉及设计、生产排版、生产线、测试、仓储等各个方面的智能化,并且以工厂无人化为基本目标。也就是说,很多生产设备的使用可以达到无人看守的状态。排除制造工厂整个生产过程的全部自动化,还关系智能化工厂的内部建设,如人力资源的优化调整、生产物资资料的优化调配、专案时程能力、时间弹性的应用以及支配能力等。在完善生产周期的调整方面,可对工厂的生产经营方案加以优化和调整,以此达到提升生产效率、降低工业生产成本的目标。
当前情况下,智能化的工业网络工厂已经基本落成,技术先进的国家将会优先实现企业生产效率的提升。但是,制造业的智能化网络和一般的社会通信网络存在很大的差异性,尚有多种困难需要克服。在智能化网络的应用下,需要在防水性能、防尘性能和防磁防爆方面予以能力强化。另外,还要能抵抗高温和低温,争取在安全性和可靠性方面高于其他的通信网络。
4 结论
综上所述,智能制造和智能工厂是时代发展下的产物,其应用的好与坏会直接影响社会我国社会的经济发展。我国政府想要提升自身智能制造与管理水平,首先要做的就是提升智能创新与管理意识,同时还要加强智能制造技术与智能工厂的建造数量,从而促进智能制造产业的良性发展。
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