智能制造技术在工业自动化生产线中的应用探究

董国强 徐英锋 曾显波 于熠阳

摘  要：工业是我国国民经济的主导产业，更会直接衡量一个国家的经济实力。中国的工业实力相较于其他发达国家而言还是较为落后，为此，文章重点分析智能制造技术在工业自动化生产线中的应用策略。

关键词：智能制造技术;工业自动化;自动化生产线;应用策略

中图分类号：TP29 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）34-0098-02

Abstract： Industry is the leading industry of our national economy， and it will directly measure the economic strength of a country. China's industrial strength is still relatively backward compared with other developed countries， so this paper focuses on the application strategy of intelligent manufacturing technology in industrial automation production line.

Keywords： intelligent manufacturing technology; industrial automation; automatic production line; application strategy

引言

目前，我国的科学技术发展的非常快，这会很好地提升我国制造工业的生产能力。但是，目前多数工业产品在生产过程中都存在诸多质量问题，和一些发达国家也存在差距。但是，存在的智能制造技术会在一定程度上促进我国工业产品制造业向前发展。本文主要就智能制造技术在工业自动化生产线中的应用进行分析。

1 智能控制和计算机集成技术的概述

1.1 智能控制技术的概述

智能控制是工业自动化技术的重要特点。智能控制技术的不断发展使得更多的程序和内容集中在内部。作为人工智能领域中重要的内容，智能控制技术自然可以更好地将自动把控和整体规划有效地结合在一起。当智能控制被运用于控制系统内部时往往能够发挥出更多的功能[1]。当然，在运用智能控制技术时会提出更高的要求。但是如果一旦有腐蚀性的物质侵蚀控制器本身，其运行的时间一旦超过工作的时间，其智能化控制器就会发出预警信号，更多的工作人员就能够及时地进行跟进。

1.2 计算机集成制造技术

计算机集成制造技术是美国工业自动化发展过程中一种重要的技术。更多的科研人员可以借助计算机来提出集成制造技术。

2 智能制造技术的优越性

2.1 能够制造高精尖工业产品

多数传统的手工制造模式都是依靠人力来把控精度的。但是如果仅仅依靠人工把控精度会产生极大的误差，所以只能够制造一些对精度要求不高的工业制成品。因此需要花费很大一笔资金来采购精度较高的先进制造设备，我国的制造业很难取得突破性的进展。

如果我国想要在工业上占据一席之地，就一定要自身具备制造高精尖产品的能力，必要时需要运用智能加工中心来把握工业产品自身的精度[2]。几乎所有的工作人员都需要先将合适的数据输入计算机内部，之后再让智能加工中心根据传输的数据进行加工，整个过程几乎不会受到人为因素的影响，所以制造精度较高。

2.2 最大限度地提升生产效率

多数传统的手工制造模式是借助纯手工的方式来加工产品的。不仅生产产品的速度不是很快，更无法实现批量生产。因此，在面临较为激烈的市场竞争时，传统的手工制造模式将无法直接满足客户自身的需求。如果内部的生产能力无法直接化为竞争能力，自然也就无法在国际市场上更好地发展。

智能制造技术是现代信息技术和机械化相互结合的产物。必要时可以借助智能化的加工技术来实现生产。但是，多数生产的过程会受到其他不同因素的影响。即便我国汽车的产量是以小时为单位的，但是如果智能化制造技术可以有效地被融入生产中，大量的工业制品可以在最短的时间内制造出来，以便更好地提升工业产品自身内部的竞争力。

2.3 增加生产效益

在实际传统的生产模式下，工厂需要雇佣更多的工人来进行生产，生产出来的产品质量也难以更好地被保证。但是，如果能够有效地运用智能制造基础自然就能够在降低生产成本的基础上提升生产效益。在智能制造体系中，大部分的工作都是由机器完成的，工厂根本不需要直接增加劳动成本，最终自然就能够在增加生产效益的基础上提升产品的质量。智能制造系统可以加工一些高精度的产品，整个生产的过程也就不会产生任何废品，此种生产模式自然也就能够更好地降低不合格产品的数量[3]。

3 智能制造技术在工业自动化生产线中的应用策略

3.1 人机操作

人机操作也确实能够全面地被运用于工业自动化生产线中。正因为越来越多的制造企业对制造的精度、质量和要求提出了更高的要求。如果此时能够借助智能化技术自然可以更好地实现这些要求。例如，在实际制造金属产品时，单纯依靠人工的手段将不能够解决实际工作中存在的问题。智能工业机器人的应用也确实可以更好地提升整体工作效率。

在实际智能制造生产线进行人机操作时，注意先分析具体任务的要求，之后再有效地设置制造单元数控车床、加工中心、功能调试、气动门和其他不同工具的参数，最后才能够让内部和外部的数控系统更好地进行连通，并让人机操作的過程变得更加顺利。

3.2 自动设计

所有智能机器都具有很好的判断力和推理能力，更多的操作者确实可以借助智能机器来更好地设计工业产品，并将机器设备、数字信号处理、编写程序代码和研发产品更好地结合在一起。在具体实践时，如果能够将更多有效的参数输入智能机器内部，自然就可以将产品设计的精度和结构提升到一个新的层次。

在实际进行自动设计时，切削加工智能制造控制系统会发挥重要的作用。任何人都可以根据给定的任务要求来针对PLC控制系统进行编程、安装和调试，本质就是要让设计制造的过程变得更加顺利。

3.3 虚拟化生产

虚拟化生产目前已经在工业领域被广泛应用。本身是以计算机技术为基础进行的生产。重点可以通过预测和智能推理来使得生产的过程变得更加顺利，并让工业生产过程变得更加流畅，最终不仅能够更好地控制产品生产的成本，更能够直接改进智能制造加工工艺。

目前所用的虚拟化生产技术其实多数是以无线射频技术为基础的。这一种技术作为一种可读可写的技术，重点可以将识别定位、联网和其他不同的智能制造设备有效地结合在一起，最终更好地提升产品生产的质量。

3.4 工业机器人

多数《政府工作报告》中提出了关于中国智能制造的相关要求，更让中国工业生产和智能制造有效地结合在一起，重点是要研发具有一定自主品牌的工业机器人，这也是生产领域中的重要手段。正是通过先突破原有的核心技术来更好地发展工业，并在此过程中更好地研发关键器件[4]。另外，通过借助产学平台和其他关键技术也能够让开发的过程变得更加顺利，为的是更好地引领整个制造行业向前发展。

智能制造应用技术大赛中通过任务书中所提供的部件可以更好地更换工业机器人内部的夹具和其他气动部件。关键时刻更可以通过借助示教器具来完成数控机床、立体仓库上、下料的编程和调试。

4 解决智能制造技术应用中存在的关键问题

即便智能制造技术目前应用的范围变得越来越广，甚至对不同领域的发展都有着较好的推动作用。但是，智能制造技术目前在应用的过程中还是存在着一定的局限性，其关键的问题表现为如下几个方面：第一，智能制造系统内部的感知问题。现阶段大多数的数控机床都是由单一的传感器来进行操作的，所传达的数据非常单一，而且整体更不能准确地反映整个产品生产的过程。第二，系统内部的集成模块和决策模型将会影响其决策问题。未来也需要准确思考如何提升传感器数据模板内部信息的准确性。第三，多数智能制造系统会受到传感器技术的影响。因此，智能制造系统内部的反应速度和模块是很多人员都需要着重考虑的问题。第四，智能制造系统内部的知识内容和运用能力也是大家需要共同思考的问题，在未来更需要有效地提升获得系统内部知识的能力。

5 实际案例

5.1 “德国制造”案例

作为“德国制造”中的一个典型代表，宝沃汽车已经在工业4.0智能化的背景下率先完成了部署，并通过结合智能制造体系来更好地进行项目。

全球著名的柔滑生产线已经在項目内部逐步地普及。不仅整个生产性能变得更加灵活，更可以让多种车型一起实现生产，最终就能够为个性化的汽车生产打开良好的局面。

宝沃柔性化生产系统内部的汽车一共有17种颜色，可以让汽油、混合动力和不同类型的产品都在短时间内被生产出来。多数柔性化技术更可以和网络有效地合并在一起，最终更好地适应环境发展的要求。不仅整个车间内部有着更多前端的自动化技术，多台机器人更可以将冲压、传输和不同的作业方式结合在一起。在借助智能化生产体系、物联网生产设施和其他部分的数据化和智慧化，最终自然能够更好地满足个性化生产需求。

在质量管理的过程中，宝沃智能工厂在德国DIN、VDA和其他质量标准下开发出了合适的BQMS质量管理系统，并结合多道质量控制技术来控制整体的质量，最终更可以结合智能物流来实现个性化生产。

5.2 法士特“智能生产系统”自主制造

与其他企业外包的智能生产系统有所不同，法士特智能化生产车间完全是由自己编程和制造而成的。

根据了解，法士特生产线内部早就融入了模块化的生产理念，并让控制器、气动门和不同类型的部件都能够发挥重要的作用。该生产线投入的最新自动装配悬臂线主张将工业自动控制、智能机器人、信息控制和其他不同的技术都更好地结合在了一起，并在之后实现了自动化装配。此外，法士特更主张和云端技术更好地合并在一起，并将所有与智能机器人和生产线相关的数据都纳入其中，从而更好地实现后台操作。

6 结束语

不断发展的智能制造技术可以成为我国工业自动化发展的重要技术支持。本文通过结合案例具体从“人机操作”“自动设计”“虚拟化生产”和“工业机器人”几个方面来重点分析，希望能够给广大研究人员提供重要的参考信息。

参考文献：

[1]周义.物联网与过程工业智能优化制造[J].自动化博览，2017（03）：44-45.

[2]工业自动化成智能制造时代领域[J].机床与液压，2016，44（21）：163.

[3]任爱辉.浅谈我国工业自动化控制技术的革新[J].数字化用户，2016（5）：39-46.

[4]陈刘明.工业自动化中的智能制造技术分析[J].企业技术开发，2017（3）：69-74.

[5]胡福康.工业自动化中的智能制造技术分析[J].中国设备工程，2017（13）：180-181.