智能制造技術(shù)在工廠中的運(yùn)用和思考探究

智能制造技術(shù)在工廠中的運(yùn)用和思考探究摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，智能制造化技術(shù)已經(jīng)逐漸融入到了各個行業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)際中。智能化制造技術(shù)在工廠中的有效應(yīng)用，對于工廠生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率都有著非常大的提升，基于此，本文將對智能制造技術(shù)在工程中的實(shí)際運(yùn)用展開分析。關(guān)鍵詞：智能制造技術(shù)；工廠；運(yùn)用智能制造技術(shù)概述智能指的就是在不同的環(huán)境條件以及不同的目的之下進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)以及決策，然后實(shí)現(xiàn)某一目標(biāo)的能力。智能制造就是把數(shù)字技術(shù)，智能技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及制造技術(shù)等多方面的技術(shù)融合起來，應(yīng)用到設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)和服務(wù)等多個角度與方面，同時還要在產(chǎn)品的制造過程中實(shí)行產(chǎn)品制造的實(shí)時感知、定量分析、推理決策從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在生產(chǎn)制造方面需求的響應(yīng)。而對一個新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究以及開發(fā)生產(chǎn)制造進(jìn)行合理有效的優(yōu)化也包含在其中。智能制造技術(shù)并不是固定不變的，它是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷變化的。智能制造技術(shù)可以分為四個方面:一是智能制造技術(shù)是多個方面的技術(shù)即數(shù)字技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能技術(shù)和制造技術(shù)的融合發(fā)展。二是產(chǎn)品再制造的過程當(dāng)中也有著智能化。即在一個產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)，生產(chǎn)制造以及服務(wù)過程當(dāng)中的智能化。三是消費(fèi)者在使用產(chǎn)品的過程當(dāng)中有著智能功能，例如智能的家電和智能的裝備等。四是智能制造是一種新的制造方法，那是一種私人化的、個性化的定制的產(chǎn)品。智能制造技術(shù)在工廠中的主要應(yīng)用模式生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)智能化這種模式主要用于鋼鐵、紡織、造紙、食品等制造領(lǐng)域，這些領(lǐng)域有比較固定的流程，生產(chǎn)流程關(guān)系著產(chǎn)品的品質(zhì)和企業(yè)發(fā)展。這些工廠要應(yīng)用智能制造技術(shù)，控制產(chǎn)品質(zhì)量，側(cè)重的是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化，把產(chǎn)品品控由末端控制轉(zhuǎn)為全流程控制。要在這類工廠應(yīng)用智能制造技術(shù)，首先要推進(jìn)生產(chǎn)過程數(shù)字化，建設(shè)信息化系統(tǒng)、動態(tài)透明可追溯體系、可視化平臺，使生產(chǎn)制造、過程管理等單個環(huán)節(jié)信息及生產(chǎn)全流程都能實(shí)現(xiàn)跨部門的協(xié)同控制。其次要推進(jìn)生產(chǎn)管理一體化，搭建企業(yè)CPS系統(tǒng)，整合企業(yè)的資源和信息并使其實(shí)現(xiàn)共享，使企業(yè)的生產(chǎn)制造運(yùn)營管理和采購銷售等業(yè)務(wù)的聯(lián)系更加密切，分工協(xié)作，共同促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。再次要推進(jìn)供應(yīng)鏈協(xié)同化，CPS系統(tǒng)搭建完成后還要對其進(jìn)行拓展，使其不僅能整合分享企業(yè)內(nèi)部的信息資源，還要與外部環(huán)境聯(lián)系起來。密切企業(yè)與供應(yīng)商、物流企業(yè)等的聯(lián)系，使外部原材料的供應(yīng)和內(nèi)部生產(chǎn)配送之間的聯(lián)系更加緊密，溝通更加順暢，工作效率得以提高。最后要在以上基礎(chǔ)上打造大數(shù)據(jù)化智能工廠，使工廠不僅能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品，還能滿足客戶的個性化需求。裝備與產(chǎn)品的智能化發(fā)展在航空、汽車、電子信息、家用電器等制造領(lǐng)域中，目前部分工廠已實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，這些企業(yè)通過利用智能技術(shù)可以提升產(chǎn)品價(jià)值，保證生產(chǎn)效率。具體說來：一方面，需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的智能化，積極引進(jìn)多種智能裝備，在滿足生產(chǎn)需求的前提下全面提升工廠制造的敏捷性與精確性；另一方面，需要對產(chǎn)品智能化服務(wù)拓展，比如將產(chǎn)品的智能裝置與物理信息系統(tǒng)結(jié)合起來，進(jìn)而能夠?qū)Ξa(chǎn)品故障實(shí)時診斷，提供遠(yuǎn)程服務(wù)。此外，工廠車間要與企業(yè)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，加強(qiáng)內(nèi)部生產(chǎn)經(jīng)營的密切協(xié)作，也要與其它相關(guān)企業(yè)保持聯(lián)系，提升信息共享能力，達(dá)到協(xié)同創(chuàng)新目標(biāo)。在今后的工廠產(chǎn)品和裝備智能化生產(chǎn)過程中，還需要讓生產(chǎn)和服務(wù)緊密聯(lián)系起來，以此全面提升自身的市場競爭力。工廠實(shí)現(xiàn)個性化定制這種模式主要應(yīng)用于家電、服裝、家居等消費(fèi)品制造領(lǐng)域。這類企業(yè)與消費(fèi)者的日常生活密切相關(guān)，因此智能制造技術(shù)的應(yīng)用不僅要提高其生產(chǎn)效率，還要開展個性定制模式，使其滿足消費(fèi)者的個性化、多元化需求。這類企業(yè)要應(yīng)用智能制造技術(shù)，首先要推進(jìn)個性化定制生產(chǎn)，在柔性化生產(chǎn)線和互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)企業(yè)和用戶的聯(lián)系互動。把用戶的需求生成數(shù)據(jù)模型，并在此基礎(chǔ)上開展精益生產(chǎn)。其次要推進(jìn)設(shè)計(jì)虛擬化，利用互聯(lián)網(wǎng)把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)等環(huán)節(jié)聯(lián)系起來，并逆向整合這些環(huán)節(jié)，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。利用虛擬仿真技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝。最后要推進(jìn)制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化。工廠的制造平臺要實(shí)現(xiàn)扁平化和虛擬化，把產(chǎn)業(yè)鏈上的上下游資源整合起來。使產(chǎn)品不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定制，還能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的異地，創(chuàng)新工廠協(xié)同制造的模式。工廠應(yīng)用智能制造技術(shù)的重要環(huán)節(jié)3.1虛擬仿真設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)、生成紙質(zhì)圖紙和形成三維工藝模型是傳統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)，整個設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中需要具有一定的經(jīng)驗(yàn)，以此實(shí)現(xiàn)二維和三維的相互轉(zhuǎn)換。在三維建模與仿真技術(shù)的發(fā)展下，工廠可以借助相關(guān)智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研發(fā)，讓整個過程具有可視化、虛擬化的特點(diǎn)，不僅能夠顯著提升產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)效率，還能讓研發(fā)過程的信息更加暢通。此外，利用仿真技術(shù)還可以對產(chǎn)品仿真進(jìn)行驗(yàn)證，在虛擬環(huán)境下設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，以此縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約成本提升企業(yè)市場競爭力。今后我國工廠還需要對物理仿真引擎系統(tǒng)架構(gòu)、MBD技術(shù)、仿真模型掌握。3.2網(wǎng)絡(luò)化智能設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備的智能化離不開網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，推進(jìn)工廠制造模式實(shí)現(xiàn)高度密集的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備智能化、柔性化制造方式等方面的變革。人工成本在不斷上升，工廠要想降低生產(chǎn)成本，就要用高度密集的生產(chǎn)設(shè)備來代替工作人員從事生產(chǎn)第一線工作，工作人員則從事高質(zhì)量的復(fù)雜勞動，這還有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)設(shè)備智能化方面。生產(chǎn)設(shè)備要在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的控制下，智能的完成校正、診斷、控制、管理、信息交換等工作。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還使生產(chǎn)過程更加靈活、可持續(xù)。在柔性化制造方式方面。智能制造技術(shù)的應(yīng)用，使增材制造方式逐漸取代傳統(tǒng)的材料去除加工方式，使工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的耗能、污染降低，實(shí)現(xiàn)工廠的綠色化和柔性化。模塊化定制生產(chǎn)以往的工廠盈利方式主要是提升產(chǎn)品的產(chǎn)量，但是長期生產(chǎn)單一的產(chǎn)品，無法滿足消費(fèi)者的個性化需求，通過模塊化的定制生產(chǎn)可以充分滿足消費(fèi)者需求，該生產(chǎn)模式包括生產(chǎn)與組裝兩個系統(tǒng)。在模塊生產(chǎn)流程中，工廠可以生產(chǎn)出不同用途的模塊之后，結(jié)合消費(fèi)者需求有效組合，還能夠減少生產(chǎn)材料浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)周期，對模塊組裝來說，不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能都存在差異，所以需要科學(xué)選擇模塊并自由組裝，以此豐富產(chǎn)品的功能。大數(shù)據(jù)化精益管理大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)新了工廠產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和管理方式，主要體現(xiàn)在客戶價(jià)值管理、精益生產(chǎn)和精益供應(yīng)鏈三個方面。在客戶價(jià)值管理方面。大數(shù)據(jù)配套軟硬件、安全性和標(biāo)準(zhǔn)化在不斷提升，結(jié)合移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，能對客戶的行為進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)向眾包化的方向發(fā)展，售后服務(wù)也日益提升。在精益生產(chǎn)方面。大數(shù)據(jù)技術(shù)能分析預(yù)測生產(chǎn)過程中的用電量、能耗、事故等并進(jìn)行優(yōu)化，從而使生產(chǎn)過程更加透明、綠色、安全提高產(chǎn)品質(zhì)量。在精益供應(yīng)鏈方面。大數(shù)據(jù)技術(shù)能收集、分析產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的數(shù)據(jù)，并預(yù)測其價(jià)格走勢和庫存等，從而實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的信息共享和優(yōu)化。這不僅能幫助工廠減少庫存，降低成本，避免浪費(fèi)，還能提升其倉儲和配送效率。智能工廠的發(fā)展趨勢智能工廠是在工業(yè)4.0的理論基礎(chǔ)上提出來的。智能工程是將生產(chǎn)過程當(dāng)中所需要的物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)相互融合。物理系統(tǒng)就是指進(jìn)行物理生產(chǎn)的系統(tǒng)，比如生產(chǎn)線、機(jī)器設(shè)備等，進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的系統(tǒng)有一個對應(yīng)的虛擬的信息系統(tǒng)，這個信息系統(tǒng)，它能夠控制和管理物理信息系統(tǒng)的生產(chǎn)流程?；ヂ?lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)就是物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間進(jìn)行溝通的橋梁。以下是對智能制造技術(shù)發(fā)展方向的探究:智能工廠在今后的發(fā)展模式不一定就是一個實(shí)體的車間，智能工廠它的特點(diǎn)就是能夠通過網(wǎng)絡(luò)來利用世界各地的機(jī)器，這說明不需要規(guī)定儀器設(shè)備的具體位置，只要機(jī)器設(shè)備是好的那么就可以進(jìn)行使用。這種發(fā)展的方向在很大程度上減少了機(jī)器設(shè)備運(yùn)輸?shù)某杀?，讓智能工廠的生產(chǎn)更加的方便。這種智能工廠將會使得智能制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球化。智能制造對儀器設(shè)備的技術(shù)要求也比較高，傳統(tǒng)的設(shè)備已經(jīng)不能夠滿足智能化的發(fā)展。有高性能的計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施才能夠組智能制造對設(shè)備和對信息處理的要求。云計(jì)算在這一方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠提供計(jì)算資源的共享信息，沒事也會使得設(shè)備計(jì)算能力大大的提高。所以，云制造也會成為智能制造技術(shù)發(fā)展的一個趨勢。結(jié)束語綜上所述，工廠應(yīng)用智能制造技術(shù)是響應(yīng)中國制造2025戰(zhàn)略規(guī)劃的要求，也是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，提高競爭力的自身要求。當(dāng)前工廠要應(yīng)用智能制造技術(shù)，要滿足有成熟的傳感器、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)三個基本