智能化数控系统在调度方面的应用研究

作者/李勇兴、张毅、肖传军，西京学院

智能化数控系统在调度方面的应用研究

作者/李勇兴、张毅、肖传军，西京学院

随着现代科学技术的飞速发展，计算机智能化数控系统在现代制造业普遍应用。在现代制造企业，调度部门承担着指挥生产进度、协调企业各个部门完成生产任务、组织日常安全生产的指挥职能。在协调和连接生产建设，实现生产灵活指挥，搞好生产平衡等方面发挥重要作用。随着现代制造业产品的多元性和复杂性，企业内部调度工作也要利用先进智能技术指挥生产，本文结合调度工作的职能、目前工作现状，进一步分析智能化数控技术在调度方面构架和应用。提出建设性意见，供同行参考

智能化；数控技术；调度；应用；研究

前言

在现代制造行业中，把生产的目标定为高精度、高速度、高可靠性，而智能数控系统正好为追求目标提供可行的技术条件。随着数控系统研发、应用推广及人才培养的快速发展，必将会迎来制造业全面实现自动化的局面，数控系统在提高企业生产水品和科技水平方面发挥重大作用。智能化数控系统是一门综合性技术，它吸取了计算机科学、制造科学、检测、监控技术、自动控制理论及图形技术等多学科的原理，在生产过程中提高工作效率、增强产品精度并且实现生产柔性自动化，为制造行业的发展带来前所未有的技术优势，为制造行业向智能化发展奠定基础。近年来，各大企业在调度工作中开始应用自动化技术，调度自动化系统日益完善和先进。随着全球经济一体化的发展，为了适应国际经济形势，我国各个制造企业的生产自动化系统面迎来系统创新和升级的挑战，开发智能控制系统是目前各大企业追求的目标之一。而智能调度控制系统则是生产智能控制系统正常工作的核心机组成部分，可以形象的比喻成是生产自动化智能系统像人的神经中枢一样，它的重要性不言而喻。因此，进一步研究企业智能调度技术系统的构架是制造业企业无法回避的的重要问题。

1.调度工作职能

■1.1 保证生产线正常运行、维护生产稳定

在各个生产企业中，都需要提前制定生产计划及生产进度计划，传统工作方法都是由负责生产的领导和技术人员共同研究制定，然而人脑的智商毕竟是有限的，即使生产计划制定的详细、具体、完美周密，落实实际生产过程中也可能发生意想不到情况。实际生产过程，涉及到具体操作人员掌握的技术情况和工作态度，由于人员素质各不相同情况十分复杂，这样可能造成人为意外安全隐患，除此之外，机器设备、外部环境也存在意想不到的安全隐患，这都是不安全因素，是问题的根源所在。如果意外情况发生，轻则影响生产正常进行，重则导致被迫停产，企业生产无法按计划完成。调度部门的工作就是要及时发现各种安全隐患的原因。负责安排相关部门及相关人员及早排除不安全因素，把不安全因素最好消灭在萌芽中，为生产稳定、长期、安全运行提供保障，保证生产任务顺利保质保量的完成。反之，假如失去生产调度的组织安排，生产过程中随时出现的问题很难得到及时恰当的处理，那么连基本的正常生产过程都难以持续，更谈不上完成生产计划了。

■1.2 调研生产数据、关注生产动态

生产调度不仅要在生产过程中负责人员安排，还要负责生产任务的分配，同时还会涉及许多设备、安全、供应、技术、质量、环境保护、销售等方面的变化因素和数据的波动，记录数据要求及时又准确，这是一项乏味而又非常重要的工作。这些搜集到的数据记录，反应企业各部门各生产环节的生产情况，是企业在管理方面做出决策的基础依据，同时，这些数据还可以当作经验材料供企业内部员工学习。这些数据搜集的工作无限扩大调度的工作量和工作强度。而智能数控系统对对这些问题迎刃而解。

■1.3 协调生产关系、贯彻管理意图

现代企业生产越来越表现出专业化、加工深度化特点，而且各生产环节都有具体的管理层。因此，组织指挥各生产部门之间的关系协调密切，是实现生产过程能够正常运行的必要保证。调度的工作就是把各个生产环节中各级管理者对生产安排的意见，及时通过生产调度转达到生产岗位，再把生产岗位的反馈意见传递给各层管理者，等待他们的分析。

2.智能数控系统

数控技术是一种计算机数值计算与加工技术。它可以通过高性能驱动单元控制加工过程中的各种信息。目前，数控技术在机械加工设备中得到了广泛的应用，其中数控机床最为典型和应用最为广泛。数控系统具有高性能、高精度和高可靠性，但这些不能满足现代人的需求，因此智能功能将成为数控系统的未来发展趋势，如运动规划、推理、决策能力和处理环境感知、智能数据库、智能监控等。

智能化是二十一世纪制造技术的主要方向之一。随着信息技术的飞速发展更新，智能化的概念已逐渐渗透到各行各业和人们生活的各个方面，数控系统也引进了自适应控制，模糊系统和神经网络的控制机制，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自动三维刀具补偿生成和动态补偿的自适应控制，故障监测也具有人性化的设计。而故障诊断专家系统、自诊断功能还在持续改进。只能数控系统已经可以大量的应用到不同的行业领域而不出现任何错误。

智能数控系统又被称为仿人智能，使整个生产过程更加人性化。在数控系统中，包括智能行为程序的模拟、扩展和扩展，如自学习、自识别、自规划、自修复、自复制等。智能数控系统的测试、建模、特征提取、自动的知觉加工系统能够通过内部状态和外部环境对物体的加工精度和效率以及物理量变化进行跟踪，并很快的作出智能决策，设计出能够实现项目的最佳方案，并在生产和后续的加工中应用。如进给速度、切削深度、坐标运动、主轴转速等参数实时控制，使机床能够更加完善的实现加工过程。

3.智能数控调度系统

与传统技术相比，我国数控调度技术的不断发展和改进技术使得智能数控传感设备越来越先进，已经能够顺利通过双向通信技术进行计算平台共享的全景信息传输扩展，收集和分配现有资源，分销网络信息的交换与集成，更合理科学的配置调度工作安全、稳定运行。

智能数控调度技术系统除了以上功能外，该智能调度系统的本质是获得全景信息网络，比传统优化调度系统更加完善的延伸寿命管理周期的信息，对积极的推动整个调控完成发挥了重要作用。因此，智能数控调度系统能够优化工作效率，从而提高整个数控系统的利用率，提高整体能源使用效率，实现环保功能，达到有效利用能源的目标。

4.智能数控系统在调度中的应用

■4.1 协助安排故障排除

对进程调度的实际操作中，经常会遇到一些突发事件，如虚假报警信号，主系统不稳定造成的电压或电流波形不稳定等，在日常的主站系统中出现这种这些事件，是无法有效跟踪的，而且由于出现的不规律性，增加了工作人员的辨别难度，甚至是无从下手。没法做出处理。智能数控系统可以对这些事件进行长时间的监控和跟踪，并通过实时记录形成相应的文件。然后，该系统可用于员工的详细身份识别，并能通过事件快速定位原始消息，找到故障的来源。因为已经保存了所有的历史数据，所以在故障排除时您可以向工作人员询问前例的详细处理信息。

■4.2 生产质量分析

由于智能数控系统获得的数据相当于调度专家从主站所获得的数据，系统所分析的误差代码基本上是实际生产情况。在操作中，可以通过错误统计或框架列表来查看产品的质量。这样工作人员就可以及时发现问题，及时处理，恢复生产，保证生产质量，保证生产的稳定性。

■4.3 消除缺陷和错误

整个系统中，由于设备的多样性，各个生产厂家不一样，对控制的了解可能会有一些差异，再加上设备在不同地区有不同的实施方法。小的差异对系统可能没有太大的影响，但也有一些明显的缺陷，有时会导致更大的时间序列错误。这些微小的差异可以通过智能数控系统解决，以更好地解决问题。

5.智能数控系统案例

目前，许多厂家已经应用了智能数控系统，得到了社会各界的好评，并正在开发和完善智能数控系统。因此，采用智能数控系统调度将使一些调度服务和系统流程更加规范、固化，有效的减少人为因素对业务流程的影响，提高工作效率。从总体情况看，在设备维修管理，审批流程的操作和管理等方面，智能化数控系统都能够提高综合管理水平，实现电子化的经营和管理日志，设备维修和新设备生产可流通网络。

6.结论

智能控制技术的变化，是制造业的一个革命性的变革，不仅给传统制造业成为工业应用提供技术指导，而且随着智能数字控制技术的进步和智能数控系统的应用领域的扩大，在一些重要的行业如：IT，轻工、化工等行业的数字化设备发展产生重大的影响，是现代发展的大趋势。智能数控系统的使用，可以简化生产人员的工作，减少工人的劳动量，减少事故发生，提高生产效率，减少大量的制造成本，智能数控系统将带来调度创新。

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