智能制造核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)分析

導(dǎo)讀

智能制造模式則是未來(lái)制造行業(yè)的主體發(fā)展方向。研究人員通過(guò)對(duì)生產(chǎn)制造全過(guò)程、制造鏈工作模式以及生產(chǎn)指導(dǎo)原材料質(zhì)量和種類的控制進(jìn)行了深入的研究和分析，總結(jié)了在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造行業(yè)中管理失調(diào)和效率低下的主要影響因素，為我國(guó)智能制造的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

作者：第一拖拉機(jī)股份有限公司大拖公司 于璞 顧芳芳

來(lái)源：《電子世界》2020年07期

本文重點(diǎn)分析了智能制造領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，以及對(duì)未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了探討。

生產(chǎn)制造行業(yè)是推動(dòng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要支柱行業(yè)之一。而智能制造模式則是未來(lái)制造行業(yè)的主體發(fā)展方向。研究人員通過(guò)對(duì)生產(chǎn)制造全過(guò)程、制造鏈工作模式以及生產(chǎn)指導(dǎo)原材料質(zhì)量和種類的控制進(jìn)行了深入的研究和分析，總結(jié)了在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造行業(yè)中管理失調(diào)和效率低下的主要影響因素，為我國(guó)智能制造的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)分析了智能制造領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，以及對(duì)未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了探討。 隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提高，人民生活質(zhì)量得到了有效的改善，隨之便產(chǎn)生了社會(huì)需求大于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的不良發(fā)展?fàn)顩r。為了保障城市化建設(shè)進(jìn)度及社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制的進(jìn)一步完善效果，生產(chǎn)和制造行業(yè)應(yīng)通過(guò)有效的制度改革和技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)一步解放社會(huì)生產(chǎn)力。而智能制造便是現(xiàn)代化科技與傳統(tǒng)制造模式的有機(jī)結(jié)合產(chǎn)物，通過(guò)合理應(yīng)用智能制造工作模式可以有效的降低生產(chǎn)企業(yè)材料成本、勞動(dòng)力成本以及管理成本的支出，提高制造企業(yè)在工程項(xiàng)目中的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，智能制造支持產(chǎn)品的快速成型和設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷售的一體化產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，這便給生產(chǎn)制造企業(yè)維持行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)地位和提高社會(huì)價(jià)值提供了重要的技術(shù)保障。

01智能制造核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 智能化工業(yè)裝備應(yīng)用技術(shù)發(fā)展

智能制造模式與傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式相比，最大的特點(diǎn)在于生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用了大量的智能設(shè)備、數(shù)控設(shè)備和機(jī)械設(shè)備，這極大的解放了生產(chǎn)企業(yè)的人工勞動(dòng)力，同時(shí)也使得企業(yè)生產(chǎn)效率得到了大幅度提高。而在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備的加工精度以及智能化程度很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和水平，目前在我國(guó)很多大型企業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了智能化工業(yè)裝備，其中包含了高精度的數(shù)控機(jī)床、智能儀表以及流暢的生產(chǎn)流程鏈接設(shè)備。例如以3D打印項(xiàng)目為代表的新興材料加工產(chǎn)業(yè)，對(duì)于智能掃描技術(shù)、數(shù)字形成技術(shù)、模型構(gòu)建技術(shù)以及材料的分解和重組技術(shù)都進(jìn)行了大范圍的普及和專領(lǐng)域的深化。同時(shí)，針對(duì)金屬材料、光敏樹(shù)脂材料和其他打印原材料不同的特性也進(jìn)行了科學(xué)的分析和組合，真正實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地、高效智能的生產(chǎn)化作業(yè)方式。

1.2 柔性制造和虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

柔性制造是新興科學(xué)技術(shù)與數(shù)控制造設(shè)備在多領(lǐng)域進(jìn)行融合和交匯的重要表現(xiàn)，柔性制造技術(shù)在工藝實(shí)現(xiàn)手段和制造流程的控制等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是構(gòu)成智能制造模式的重要基礎(chǔ)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，很多制造企業(yè)將柔性制造技術(shù)與虛擬仿真技術(shù)搭配使用，工作人員利用虛擬仿真技術(shù)模擬產(chǎn)品的效果和制造全過(guò)程，同時(shí)通過(guò)模型分析來(lái)提前修整實(shí)際制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)點(diǎn)問(wèn)題。而柔性制造技術(shù)則是為智能制造方法提供了技術(shù)保障，同時(shí)對(duì)于優(yōu)化產(chǎn)品的制造設(shè)計(jì)和應(yīng)用數(shù)字化制造理念也同樣發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

智能制造一方面改變了占據(jù)社會(huì)生產(chǎn)制造行業(yè)比例較大的以產(chǎn)品制造和營(yíng)銷為主要經(jīng)營(yíng)方式的企業(yè)，另一方面對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展也給予了充分的理念支持和技術(shù)供應(yīng)。但是隨著更多新型制造技術(shù)加入到了智能制造系統(tǒng)中，海量的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的制造工藝給智能制造系統(tǒng)帶來(lái)了極大的生產(chǎn)和管理壓力，而這時(shí)便需要物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)為智能制造系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和計(jì)算等方面工作的支持。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要負(fù)責(zé)對(duì)智能制造系統(tǒng)中重要的數(shù)據(jù)變化情況以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)制作情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和科學(xué)的分析，同時(shí)云計(jì)算的工作方式能夠使得多個(gè)專業(yè)的企業(yè)共同參與到智能制造實(shí)況監(jiān)控過(guò)程中，協(xié)同處理制造過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，這樣工作效率問(wèn)題和智能制造故障問(wèn)題便得到了有效的改善。

02智能制造領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展方向研究

2.1 智能機(jī)器的發(fā)展與應(yīng)用

智能機(jī)器是智能制造技術(shù)的重要載體和實(shí)踐基礎(chǔ)，寬泛的智能機(jī)器概念指的是具有智能性的生產(chǎn)與制造設(shè)備，而這種智能特性就大多體現(xiàn)為能夠在指導(dǎo)企業(yè)工作人員統(tǒng)一的指揮指令下，自主與配備團(tuán)隊(duì)中的其他設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行信息的傳遞和決策的實(shí)施。而智能制造便是以這種具有較好協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性和易控制性的智能多體組織結(jié)構(gòu)作為主要的工作模塊組成，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展針對(duì)消費(fèi)者個(gè)性化消費(fèi)需求的制造和定制項(xiàng)目。同時(shí)，智能機(jī)器隨著研究程度的深入應(yīng)具備一定的可調(diào)控性和較好的融合性，這樣通過(guò)在不同行業(yè)中應(yīng)用智能機(jī)器便可以單獨(dú)開(kāi)發(fā)出一條具有極高商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)各行業(yè)不斷發(fā)展其核心技術(shù)與智能機(jī)器融合，這將會(huì)從根本上改變當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)的效率和水平。智能機(jī)器的研究人員將會(huì)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中不斷提高智能機(jī)器自身的性能與功能，例如既要能夠從事移動(dòng)化生產(chǎn)制造模式，同時(shí)還要確保在路徑的檢測(cè)和計(jì)算過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)失誤，這樣才能夠在保證功能穩(wěn)定發(fā)揮的基礎(chǔ)上避免制造事故和控制異常的現(xiàn)象發(fā)生。此外，智能機(jī)器更像是對(duì)智能化技術(shù)的提煉和凝聚，同時(shí)也代表了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)從系統(tǒng)性的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物型的發(fā)展方向，這使得快速制造和多功能性生產(chǎn)要求都從想法變成了現(xiàn)實(shí)。

2.2 高級(jí)算法的發(fā)展與研究

在現(xiàn)代化制造和生產(chǎn)過(guò)程中，控制系統(tǒng)對(duì)制造環(huán)節(jié)工作技術(shù)類型的應(yīng)用以及管理方案的實(shí)施，都發(fā)揮了重要的控制和修正作用，但是各類型系統(tǒng)和電子程序優(yōu)化和升級(jí)的本質(zhì)其實(shí)就是算法水平的提高，所以高級(jí)算法也必將會(huì)成為未來(lái)智能制造領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究課題。目前通過(guò)研究人員的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化，無(wú)論是結(jié)構(gòu)、形式還是內(nèi)容都較為豐富和完善的高級(jí)算法，大多已經(jīng)應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展、人工智能領(lǐng)域的研究以及大數(shù)據(jù)和云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作中，并且基本實(shí)現(xiàn)了跨領(lǐng)域的使用和多專業(yè)的推廣。未來(lái)，智能制造行業(yè)及其研究領(lǐng)域想要獲得突破性的進(jìn)展，進(jìn)一步提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量，那么就必須要利用智能技術(shù)的綜合分析及決策能力以及高級(jí)算法計(jì)算的能力支持才能夠?qū)崿F(xiàn)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)模式以及多角度全方面的信息共享，會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的單一制造生產(chǎn)、專業(yè)信息閉鎖的工作方式，這既是智能制造技術(shù)在社會(huì)制造和生產(chǎn)過(guò)程中的切入重點(diǎn)，同時(shí)也是未來(lái)高級(jí)算法應(yīng)用和研究的重點(diǎn)部分。只有從根本上解決了算法系統(tǒng)對(duì)制造環(huán)節(jié)工作中各部分組織與設(shè)施的控制精度和管理效率問(wèn)題，智能制造技術(shù)的提高發(fā)展才能夠獲得更加寬闊的路徑和高級(jí)的平臺(tái)。

2.3 “以人為本”制造和服務(wù)理念的發(fā)展

智能制造技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品制造領(lǐng)域中商業(yè)價(jià)值目前已經(jīng)被得到了有效的開(kāi)發(fā)和重視，在這種情況下未來(lái)該技術(shù)的發(fā)展路徑也必定逐漸圍繞著消費(fèi)者功能需求上的差異及多元化個(gè)性的表現(xiàn)來(lái)進(jìn)行。而以人為本的發(fā)展理念，便集中概括了智能制造模式影響下各企業(yè)管理部門和工作人員的生產(chǎn)方式的重大改變，企業(yè)通過(guò)將不同專業(yè)、不同領(lǐng)域、不同崗位、不同層次的技術(shù)人員通過(guò)互聯(lián)集中到一起，在專業(yè)思想和工作理念的碰撞下進(jìn)一步激發(fā)智能制造領(lǐng)域研究的發(fā)展動(dòng)力。此外，“以人為本”的工作理念還要求制造廠家要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段、產(chǎn)品制造階段以及后期的維護(hù)和服務(wù)階段，都應(yīng)該充分重視和尊重消費(fèi)者的選擇與需求。智能制造不僅僅是面向社會(huì)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)展的單一性技術(shù)，同時(shí)也是能夠?yàn)槿藗兏纳粕顥l件、提供工作幫助的重要綜合性功能技術(shù)。所以，未來(lái)智能制造很有可能會(huì)圍繞消費(fèi)者展開(kāi)對(duì)個(gè)人、家庭以及社會(huì)團(tuán)體之間的有效互聯(lián)，通過(guò)寬泛的信息交互和高效的數(shù)據(jù)處理改變整個(gè)社會(huì)的發(fā)展環(huán)境以及人們的生活方式。

03結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能制造領(lǐng)域發(fā)展已經(jīng)成為了當(dāng)前社會(huì)各行業(yè)以及世界上各個(gè)國(guó)家研究人員，重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)熱門問(wèn)題。并且，隨著各國(guó)家技術(shù)水平的不斷提高以及各行業(yè)尖端人才的陸續(xù)培養(yǎng)，未來(lái)智能制造研究領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)變的愈加激烈和殘酷。所以，我國(guó)應(yīng)緊緊抓住這一難得的發(fā)展機(jī)遇，加大對(duì)智能制造領(lǐng)域研究的投入力度和管理力度，盡早在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)的地位。