智能制造技術在工業自動化中的應用研究

曹榮盛

摘要：在信息化的時代背景下，科學技術快速發展，相關技術手段也在不斷進步，自動化技術、智能化技術已經成為了時代的主流，并在各個社會領域當中得到了廣泛的應用，這對人們的生產生活起到了重要的影響。近年來，工業自動化已經成為了重要的趨勢，它取代了很多人工操作，增強了操作的有效性，避免了操作誤差的出現。而智能制造技術的應用則使工業自動化的優勢得到了更好地體現?；诖?，本文運用文獻分析法、歸納總結法，探究了智能制造技術在工業自動化中的應用，希望為該領域的技術人員提供參考與借鑒。

關鍵詞： 智能制造技術;工業自動化;應用

引言

信息化是新世紀最大的特點，自動化技術和智能化技術也不斷涌現出來。在工業生產領域，智能制造技術是近年來興起的一種高新技術，它的應用促進了工業制造效率的提升，同時降低了工業生產的勞動強度，使產品質量得到了增強。與此同時，智能制造技術的發展與應用也為我國工業制造領域的發展指明了方向。在經濟全球化的背景下，智能制造技術已經成為了各國共同關注的一項重要技術手段，將其運用到工業自動化領域當中可以推動行業的智能化和多功能化發展，在這個基礎上實現能源消耗的降低，在實現經濟效益的同時體現出較強的社會效益[1]。

1.傳統工業制造模式的缺陷

1.1生產質量比較低

當前，我國的工業可以分為輕工業和重工業這兩種不同的類型，其中輕工業主要是與原材料采購和加工有關的工業，而重工業則主要指化工行業。在過去，工業制造主要是人們通過手工的形式來完成，大多數的操作也都是依賴于人工。在這樣的情況下，產品生產的質量難以被保障，整體的生產效率也處于比較低的狀態。與此同時，缺乏機械精準操作和精準計算的情況下，產品在生產的過程中會出現各種誤差，這也是導致生產質量低的一個重要原因。

1.2生產時間比較長

在過去，工業制造的過程中所運用的技術手段和工藝流程都比較落后，各項工作的開展主要是依賴于工作人員的主觀經驗，沒有先進的設備和工藝作為支撐，這導致整體的生產時間被延長。比如在采煤的時候，各項施工工藝都比較落后，運用的技術手段也不夠先進，這導致每天的開采量都比較小。為了達到預期的采礦量，礦工需要延長工作時間，每天的工作時間經常會超過12小時。在超過標準規定的情況下，工作人員會處于疲勞的狀態，工作效率會下降，不良操作出現的可能性也將會進一步提高，這增加了安全隱患。

1.3生產效益比較少

工業制造活動的開展往往需要企業投入大量的成本。但是基于傳統制造模式，經常會出現產品質量不達標的現象發生，這些產品無法被流入到市場當中去，企業的貨物會因此被囤積起來，導致整體的生產效益被降低。與此同時，這些質量上的問題也會對企業運營活動的順利開展以及對企業的社會形象造成不良的影響。導致工業制造行業呈現出了投資大、收益小的特點。

2. 智能制造技術與工業自動化技術的基本概述

2.1智能制造技術的內涵

在工業生產領域，智能制造技術基于智能化的理論知識和技術手段來促進了生產效率的提高。同時，智能制造技術還實現了工業理論知識、實際工作經驗以及工業數字模型的融合。它可以在現代化計算機技術的支持下對生產制造活動進行集成，并在這個基礎上開展相應的管理工作[2]。與傳統的制造技術相比，智能制造技術最大的特點在于能夠解決人工生產制造活動當中所出現的不足之處，運用技術手段來減少勞動力的投入，以此來為工業自動化的發展創造條件。在當前的社會背景下，智能制造技術的應用已經成為了企業核心競爭力提高的重要途徑，這可以幫助企業更好地應對未來發展過程當中遇到的各種挑戰。在現代化信息技術的支持下，智能制造技術也得到了進一步的發展。在這個過程中，企業也進一步引進了更多的高端技術人才，以此對智能制造系統進行了改進，對制造流程進行了調整，為工業生產活動的順利開展提供了技術上的支持和系統上的保障。

2.2智能制造技術的特點

在實踐當中發現，智能制造技術展現出了以下三個特點。第一是獨立性，這也是智能制造與人工制造的最大區別。即使面對復雜的問題和多變的環境，智能制造技術也可以獨立地完成各項工作，在短時間內完成加工任務。不僅提高了工業制造行業的效率，同時還可以完成很多傳統人工操作無法完成的任務，這都得益于智能制造技術獨立性的特征。第二是可以實現定量和定性分析。面對不同的加工產品，工作人員可以基于智能制造系統來獲取綜合數據，并基于大數據技術等進行分析，通過定量和定性這兩個角度來為數據的準確性提供保障，為產品制造活動的開展提供支持，促進決策水平的提升，同時因為產品的質量提供必要的保障。第三是開放性。它指的是在應用智能制造系統的過程中可以對其中的信息進行有效修改，促進信息的有效更新?；谠撓到y，用戶可以更好地進行操作，獲取自己需要的信息。

2.3工業自動化技術的特點

2.3.1 智能控制

工業自動化技術的第一個重要特點就是智能控制，最近一段時間智能控制有了非?？焖俚陌l展，對于智能控制的程序開發以及內容等工作的研究都非常集中。作為人工智能領域的重要研究內容之一，智能控制可以有效的實現自動把控、整體規劃的結合，屬于交叉性領域中的一部分內容。智能控制在實際的應用過程中，控制系統具有多樣化的特點，同時因為智能控制器擁有非常多的功能，因此對于控制器的自主維修要求就比較高[3]。

2.3.2 系統集成信息化

對于原有的自動化計算機控制系統，其內部構成主要有四個部分，這四個部分分別是計算機管理、操作站、廣域網、企業管理。這種系統管理模式在具體的落實工作過程中難度還是比較高的，對于系統的整體控制效率是比較低下的。隨著當前科學技術水平的不斷提高，原有的計算機控制系統開始逐漸的同工程自動化相互結合起來，這樣集成信息化的系統能夠開展自動管理的一體化。

3.智能制造技術在工業自動化中的應用

3.1智能制造技術在人及操作當中的應用

基于智能制造技術，工作人員可以在工業生產的過程當中進行人機操作。近年來，隨著人們生活水平的提高，對工業制造企業生產活動的開展提出了更高的要求，尤其是在進度和質量方面有了新的要求。在工業自動化生產的基礎上，還要運用智能制造技術才能滿足實際需要。尤其是對金屬產品進行生產的過程中，對精度有著較高的標準和要求，僅僅依靠人工操作的手段難以達到預期的效果，無法實現精準化生產的目標。而在智能制造技術的支持下，企業可以利用計算機系統及相應的數控設備在系統內部構建聯系，并通過自動化操作的形式來提高產品的精準度，為自動化生產方式的優化創造條件。與此同時，在工業生產活動開展的過程中，很多問題都無法依靠人工操作得到解決和處理。而基于智能制造技術，通過智能機器人可以完成這些操作。比如打磨操作是工業生產活動當中的一個重要環節，這是一項繁瑣且耗時的工作，使用智能機器人來代替人工完成這一工作可以起到良好的效果，促進提高了工作效率，同時也提高了打破的精準度。

3.2智能制造技術在自動設計當中的應用

與人工相比，智能機器和設備無論是在判斷還是在推理方面都有著顯著的優勢。因此，在工業自動化的過程中，企業可以充分利用這一優勢來實現自動化設計。通常來說，產品設計的過程包含了機器接收、數字信號處理以及程序代碼應用等環節[4]。在智能制造技術的支持下，產品研發人員在實際操作的過程當中只需要將產品參數信息輸入到設備當中去，就可以進行智能化和自動化設計。在特定設計模型的支持下提高了設計的有效性和準確性。

3.3智能制造技術在虛擬化生產當中的應用

虛擬化生產也是工業生產活動的重要環節。在開展生產活動的過程當中，需要將計算機技術作為生產手段，基于數據來對相關產品進行預測，并在這個基礎上進行智能化的推理。在這之后，就可以針對工業產品的特點形成相應的生產操作流程，并對整個操作過程進行模擬，這有利于成本的控制和制造工藝的優化。當前，在工業自動化生產的過程當中所使用的虛擬化生產技術主要是無線射頻識別技術。無線射頻識別技術作為智能制造技術的一種，能夠基于可讀可寫的形式來促進生產活動的開展，同時還可以基于識別、定位、感知以及聯網操作等共同來促進產品質量的提高。在將該技術運用到工業生產車間和物流當中，不僅基于全過程提高了生產服務的質量，同時因為企業帶來了更高的經濟效益。

4.智能制造技術應用與推廣過程中需要解決的關鍵性問題

4.1系統感知問題

在應用的過程中，智能制造系統的感知主要是基于傳感器集成技術來實現的。但是當前，大多數的數控機床控制中心操作是由單一傳感器，對加工的工程開展監測，傳感器測定數據的方式單一，未能準確反映產品生產的全過程。所以未來，其關鍵是怎樣更好的發揮出傳感器繼承技術在各種復雜條件下數據信息的準確。

4.2 決策問題

系統的決策受傳感器集成模塊和決策模型結構以及算法的影響。未來制造系統傳感器數據的模板信息的準確性怎樣得到保證是智能制造系統決策亟待解決的問題。

4.3 智能的制造系統的控制問題

對于智能制造系統的控制問題，其主要是受到傳感器的控制以及技術影響，要實現對于決策模型、執行元件實時控制[5]。在可預見的未來，智能制造系統的發展要朝向如何提升自身的反應速度和模塊實時性控制方向前進，解決這些問題能夠實現智能制造系統控制的突破性發展。

結束語

綜上所述，工業作為國民經濟發展的支柱性產業，會對我國經濟發展實力產生重要的影響，加快工業化發展也是我國在未來較長時間內的發展目標。工業自動化生產已經基本實現，近年來智能制造技術的融合成為了一個重要的趨勢，尤其是在人機操作、自動設計以及虛擬化生產領域，智能制造技術展現出了明顯的優勢，同時也發揮了重要的作用。但同時，在系統感知、決策以及系統控制這三個方面還存在不足，這也是未來智能制造技術需要完善的地方。

參考文獻

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[3]第十七屆工業自動化與標準化論壇專訪 智能制造 標準先行——訪國際電工委員會工業過程測量控制和自動化技術委員會（IEC/TC65）秘書長Rudy Belliardi[J].儀器儀表標準化與計量，2018（03）：17.

[4]張小多，張強，武進虎，吳志超，唐劍.電缸在工業自動化中的應用與選型簡述[J].機電技術，2020（01）：43-46.DOI：10.19508/j.cnki.1672-4801.2020.01.013.

[5]王宇璇，周新，吳玉月，郭飛.工藝設計在自動化生產線中的重要性[J].設備管理與維修，2021（05）：121-122.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.03.59.