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工业互联网与智能制造推动下的自动化技术研究

作者:赵九安

  【摘 要】制造业是我国实现工业化发展的基础动力,更是一个国家发展的关键因素,我国是一个拥有“世界工厂”之称的工业大国。但却不是制造强国,生产工厂的数量虽然相较其他国家有一定的优势,但是在生产方面却还存在一定的劣势,相关的生产效率、科研水平以及创新能力方面都存在一定的不足现象。这些问题都是制约我国制造业发展的关键所在。近年来,随着信息技术的不断发展和创新,世界制造业发生了巨大的变化。制造业全球化的压力和机遇,加快中国制造业企业的转型与升级已经迫在眉睫。

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  【关键词】工业互联网;智能制造;自动化技术
  随着社会的不断发展,我国的社会经济及科学技术都有了很大的进步,社会信息化的进程最为明显。同时,由于经济需求的日益增长,促使我国在更多行业应用高新科技技术,以提高行业效率及效益。当今社会,各种高新科技技术不断衍生和进步,自动化技术也越来越成熟。本文就在工业互联网与智能制造推动下的自动化技术进行了深入研究,文章分为两大部分,第一部分简述了工业互联网与智能制造的构成与发展趋势。第二部分阐述了基于工业互联网与智能制造的自动化技术的实践特点。
  一、工业互联网与智能制造相关阐述
  实际上,智能制造的实践应用主要依靠两种辅助技术,一个是工业制造技术,工业制造技术中又包含有先进的机械设备,先进的生产物料,先进的制造技术。另一个是工业互联网技术,该技术是基于互联网、云计算、人工智能和大数据等新兴的的信息技术,在工业设备,工艺和材料中发挥着不可忽视的作用,不仅是的生产效率得到了大幅度的提升,更使得工业制造的资源配置得到了很好的优化,创造差异化的产品和增值服务。也就是说,工业互联网为智能制造提供了关键基础设施,为现代工业的智能发展提供了重要支撑。工业互联网作为工业智能化发展的一大主要设施技术,工业互联网的本质是形成基于综合互联的数据驱动智能。在此过程中,工业互联网可以构建智能制造发展的三个优化闭环:
  基于机械设备运行的优化闭环,核心是基于机器运行数据和生产环节数据的实时感知和边缘计算,实现机器设备的动态优化和调整,构建智能机器和柔性生产线。
  基于生产运行方面的优化闭环。核心是基于信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据集成处理和大数据建模分析,实现生产运行管理的动态优化和调整,形成多种场景的智能生产模式;

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  基于机械设备运行的优化闭环,核心是基于机器运行数据和生产环节数据的实时感知和边缘计算,实现机器设备的动态优化和调整,构建智能机器和柔性生产线。
  基于生产运行方面的优化闭环。核心是基于信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据集成处理和大数据建模分析,实现生产运行管理的动态优化和调整,形成多种场景的智能生产模式;
  基于企业协作的闭环,用户交互和产品和服务优化,核心是基于供应链的综合集成和分析数据,用户数据和产品和服务的需求,从而实现企业资源组织的创新和商业活动,并形成网络合作的新模式,个性化定制和服务扩展。
  目前,科技与产业的新一轮的变革给我国制造业带来的发展机遇是非常显著的,随着政府政策的大力推进,信息化、智能化等新兴产业的发展趋势不断带领我国制造业走向国际强国的方向发展,在这一重要发展过程中,工业互联网等基础设施将为工业的发展提供大力的支持。这以过程的实现将带领我国制造业走向一个新的高度,相应制造业的整体生产效率将得到很大程度的提升,生产流程也会得到一定的优化,在市场的竞争优势会得到大幅度的增长。工业互联网革命已经开始。在过去的十年中,互联网技术已经逐渐应用到工业生产中。未来,随着工业互联网应用的不断深入,在造福全球经济的同时,也将带动工业互联网相关产业的快速发展。智能制造需要广泛应用于制造业自动化技术和信息技术的深度集成,需要制造业实现向数字化发展的转型。到二零一年为止已经有超过一半的研发经费将花费在IT行业上。截止到二零一八年,对于全球2000强企业中有百分之六十七的企業认为行业向数字化转型是工业生产制造业的未来发展趋势。由此我们可以得知,工业互联网作为席卷全球的工业革命的核心技术驱动力,将为智能制造提供关键基础设施,创造新的工业生态系统。同时,在新一轮产业革命中,与工业互联网相关的产业也将得到快速发展。

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  二、基于工业互联网与智能制造的自动化技术
  所谓自动化技术,实际上就是利用计算机系统对制造生产的各种设备、装置的生产过程进行自动化的监视和控制,使制造业实现安全、经济、高效的运行模式。对制造生产过程中产生的相关技术参数,对其进行合理的信息处理、自动报警和控制、测量、以及自动保护的工作,这些工作并不需要人去参与,只是通过自动化的仪表和控制装置来完成。自动化制造技术的实现,有效保障了制造设备运行过程中的安全,有效的对机组的机械性能进行提升,减轻了工作人员的劳动力,工业生产的劳动条件也得到了大幅度改观,有效的降低了工业生产的劳动成本。自动化技术具有以下特点:
  (1)制造系统自动化。在技术的不断发展中,我国的机械制造自动化经历了单机自动化、数控机床加工和计算机制造阶段,目前已朝着智能化和自动化方向发展。
  (2)精密特殊加工。在这种类型的技术中,有几个层次的精密,超精密和纳米加工。超精密精密加工是一种非传统的加工方式,是指超声波、激光、电火花、电解、离子束和电子束加工方法等加工方法的化学、物理特性。对于特殊处理方法,主要用于难以加工的材料,如陶瓷、金刚石等,如加工硬纹理材料。目前,这项技术的使用可以达到分子或原子单位,但同时也成为了重要应用的超精度和精密加工。
  (3)快速成型。在某种程度上,它是一个具有三维特征的实体,它是由多个面在一个坐标方向上叠加而形成的。这个特性的三维空间的应用程序可以分解堆积成形和离散的概念,所以它形成一定数量的二维实体制造业,生产完成后,恢复到三维固体叠加方法的应用程序,这是快速成型技术应用的原则。具体来说,它还有很多制造方法,包括使用更成熟的立体蚀刻方法和夹层的制造方法。
  (4)柔性制造。对于柔性制造系统来说,这是,在一个主机应用的生产中连接一定量的数控机床,同时意识到信息流和物质流,是一个具有自动化特性的生产系统。在实际操作中,它不仅可以实现自动化生产目标,而且可以在相似零件组中对零件进行一定的调整后形成不同工序的加工目标。组织生产方式的存在,也可以说是当今制造业技术发展方向的代表,具有良好的发展前景和应用前景。
  三、结束语
  近几年来,通过互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的代表,逐渐和行业新材料、新技术、新能源、先进制造技术创新,如跨界融合引发了全球新一轮科技革命和工业革命,一系列的新的生产方式,组织和商业模式不断涌现,产业互联网应运而生,推动着全球产业体系的智能转型,即“第三次浪潮”。随着“第三次浪潮”的到来,智能制造在世界范围内迅速发展,成为制造业发展的一个重要趋势。相信过不了多久,智能制造会研发出更多的自动化技术,为我国制造业的发展打下坚实的基础,同时也为提升我国整体科技水平,为我国制造业提供可持续发展动力。
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