工业自动化设备自动化测控系统发展趋势及优化策略分析

廖乾景

（深圳菲思伦科技有限公司，广东深圳 518000）

工业生产是我国重要的产业形式之一，自动化设备与测控系统在工业行业中的应用具有一定的优势。从生产效率和良品率的角度来看，应用自动化设备与自动化测控系统后，能够使上述指标得到显著提升。同时在行业多元化发展需求的背景之下，自动化领域其具有的诸多优势也是符合未来发展趋势的。文中探究了当下发展情况与未来发展趋势，同时提出行业优化对策，从这个角度来看是具有一定现实意义的。

1 工业自动化系统发展现状与挑战

1.1 自动化设备老旧

必须承认我国近几年来工业自动化相关探索取得了飞速发展，这也使得设备经历快速的更新迭代。但在行业内有相当一部分自动化设备老旧较为明显。在生产需求越来越复杂，行业发展速度越来越快的今天，个别老旧设备在实际应用中已经与现代自动化相关内容脱节。由于新旧设备之间的差异性明显，数据互通困难，但又需考虑到生产企业对于设备更新换代所牵扯到的经济效益问题，行业发展矛盾由此诞生，老旧设备与经济指标之间的矛盾关系一定程度上限制了我国工业自动化系统的发展，也成为当下诸多企业亟待解决的问题。

1.2 当下设备能力与实际需要不匹配

工业自动化设备与测控系统主要是为产品服务，大部分承担着产品生产与产品测试的重要能力。也就是说设备自身能力，其实际需要取决于产品方面。由于近几年来经济迅速发展，市场上所需求的产品种类也逐渐丰富，生产工艺和测试需求也在朝着更为复杂的方向发展。而目前在行业内有相当一部分设备自身能力与实际需求不匹配，在进行生产或测试中，虽也能完成既定任务，但整体应用效率和应用成本远不如新型设备，也并不是解决相关问题的最优解。这种能力不匹配的应用形式，不能够完全发挥自动化测控系统的优势。

1.3 自动化测控的智能化程度不高

行业内有相当一部分产品呈现出个性化强、用量少的特点，这与过去工业自动化能够实现了大批量生产的优势有所不同。在更加多元化复杂化的生产需求下，测控系统具有一定的智能化能力，而这是当今行业内所欠缺的内容。面对更为复杂的生产任务，需要技术人员进行不断调试和参数输入的形式，才能够完成生产与测试工作，这显然脱离了自动化测控的本质。故将自动化测控系统赋予一定的智能能力，能够将其所解决的需求从一个产品变为一类产品，将一定程度上使行业取得更优发展。

1.4 未能发挥自动化的核心优势

自动化测控系统的核心优势就是可减少工作流程中人的参与，以实现提高生产效益的作用。同时自动化测控系统在质量管控和良品率方面更加稳定，前期调试得当，即可实现高效高质量生产的目的。当下行业内有诸多生产型企业，对于自动化测控系统的核心优势并未完全发挥，大部分企业仍采取人工与机械设备相结合的生产形式，这显然不符合自动化测控系统的核心优势。原因主要是各个自动化模块之间的兼容性不强，或前期设计工作存在问题，导致后期实际生产与测试环节无法流畅衔接，必须通过人工干预的形式才能够保障生产工作进行。

2 自动化设备与测控的技术形式

2.1 计算机模型建立与自动测控

在早年间大部分自动化设备均离不开计算机作为前置工作保障。其具体使用形式是根据工业生产的需求，在计算机配套软件中建立相应模型，而后再由计算机将该模型进行分解并自动化计算，所取得的成果输入到自动化设备当中，而后执行自动化能力。也就是说对于工业自动化设备自身而言，并没有处理数据和进行自动化分析的能力，仅作为执行作用，其自动化能力离不开配套计算机软件应用能力的保障。这种技术形式最为显著的优势就是设备自身使用性能更加稳定，同时由计算机软件所得到的一系列数据能够直接应用于同等设备当中，随着行业内不断探索与技术完善发展，当下对于模型的适配能力也越来越好，使工业生产模型建立工作的难度大大降低。

2.2 设计-生产一体的自动化设备

搭载了此部分应用技术的自动化设备同样能够实现自动化测控的相关功能，且不需要依赖于外部计算机设备和配套软件，设备自身及具有一定的设计能力，在生产环节通过直接操作设备并进行参数的设置工作，就能够使设备完成一系列自动化动作。设计生产一体化自动化设备，最大的好处就是无需依赖外部软件，也不需要有与之配套的高性能计算机，即可开展全流程的设计与生产工作，同时自身兼容性更强，封闭式的数据处理模式安全性更高，也不会因前置工序工作错误导致的后期结果问题，真正实现所见即所得。随着技术的不断发展与完善当前给自动化设备配备的一体化交互方式也在逐渐完善当中，从早期的按键数据输入到当下开放式兼容平台，一定程度上降低了学习门槛，同时也能实现更多复杂需求。

2.3 基于远程通信的交互式自动化设备

远程通信技术同样能够应用于自动化设备当中。在工业生产工作中设备交互与数据传输是十分重要的功能形式，尤其对于大型生产工作，各个设备之间需要进行关联交互，多个设备共同启动时，也需密切关注各个设备的实际运行情况和效果。远程通信技术就能够实现自动化设备的交互工作，可通过信息交互的形式将各个设备与操作环境和必要管理人员实现互联，一定程度上能够实现批量生产能力，同时对于复杂设备的分拣生产工作，也可由自动化设备自动完成。在专用平台或软件的工作分解之下即可将复杂的工作分解为各个模块，且全流程中无须人的干预。对于最终生产的各个构件尺寸及性能也是完全一致的。我国信息技术发展极为迅速，5G 通信技术在我国已经发展成熟，这种传输信息密度大、传输效率高，准确率可靠的通信形式，也为工业生产自动化相关设备提供了更为坚实的技术保障。

2.4 物联网、人工智能等新型技术的应用

物联网技术是实现人机交互和设备互联的重要技术形式，能够将各个物理信息、实时动作情况、数据反馈等多样化的内容通过互联网技术使之产生互联，在这一点上与远程通信技术是相似的。但不同的是，在物联网技术保障之下，除传输基本信息之外，还能够实现多元化的技术应用。如自动化设备的开机自检工作，即可通过各个位置的传感器收集与对比，来判断当下设备自身使用情况；对于批量工业化的生产工作而言，采取物联网技术也可知悉各个设备的当下实际情况。在物联网结合自动测控系统的保障之下，能够有效提高生产效率和生产安全。

人工智能技术同样是我国发展较为迅速的新型技术形式，通过人工智能技术也能够赋予自动化设备更为完善的测控发展能力。它不同于传统的预设编程，人工智能技术可结合实际情况与预设数据集来实现自动学习，而后针对复杂的任务处理，即可自行编制优化程序。再搭载了人工智能的自动测控系统与自动化设备下，仅需指定生产结果，自动化程序将会由设备中的人工智能模块自动进行分析和列举，大大提高生产工作效率与质量保障。

3 自动化测控系统的实际应用列举

3.1 无线射频自动测试

当今大部分电子产品都需要搭载无线模块来实现通信功能，而在工厂生产领域，就需要对各个产品的无线射频进行测试。传统测试方式为人工测试，不仅效率慢而且存在误测的可能。在新型技术与自动化测控系统的应用之下，可实现无线射频自动测试。图1为WAT1000无线路由器自动化测试设备，通过机械手、视觉识别装置和测试模块的共同保障，能够代替人工操作，同时可实现测试结果的自动汇总与记录。该设备能替代人工8人，大大提高生产测试效率。

图1 WAT1000无线路由器自动化测试设备

3.2 PCBA自动下载

PCBA 的下载工作对于电子产品生产而言是极为重要的工序步骤，但同时也需注意的是，该工序由于内容繁杂且精密性要求高，也成为了在电子产品生产过程中最易出错的工具。结合了自动测控系统的相应设备形式，能够实现PCBA 自动下载，图2为PCBA自动下载设备，包含上料转向机，穿梭机，穿梭流道，下载环和测试环，每个环可放置8个多端口下载夹具或者8个双腔屏蔽箱，支持PCBA 的DL，SN，BT，FT，WiFi 等多工序下载和测试，每个测试单元都是模块化设计，可以自由拼接，机械手最快节拍可做到8S。能够大大提高电子产品的生产效率与良品率。

图2 PCBA自动下载设备

3.3 手机壳自动测试设备

手机壳产品在当下的使用是十分广泛的，而手机壳自身尺寸形状的基础参数，也直接影响了其使用品质。对于该产品进行一一人工测试的形式，显然不符合经济效益，在该背景下也可尝试应用自动化设备测控系统来提供与之对应的解决方案。图3是在行业内实际应用的手机和参数自动测试设备，通过预设的测试指标来对比各个待检产品是否符合实际需求，并能够实现良品与不良品的自动分类。从检测效率上来看，相比于人工检测而言是有明显提升的，同时自动测控设备应用到测试环节也可降低产品综合成本。

图3 手机壳自动测试设备

4 自动化设备测控系统发展优化对策

4.1 重视行业创新与优化

工业归类为我国传统行业，那从当下发展的实际需求来看，对其进行不断优化与创新是具有必要的。行业内应摒弃传统思维，从行业创新与不断优化的角度来进行自动化设备测控系统的研发与升级工作，使其不仅仅能够满足当下使用需求，还需充分分析未来发展趋势，制定具有针对性的发展方针，在此基础上通过不断创新与优化，使工业生产过程中的自动化设备测控系统真正适用于当下发展实际需求，进行有意义的行业创新。

4.2 跨学科应用的探索

工业生产与自动化领域实际上是结合了多个学科的一种综合应用技术，就目前行业发展来看，已经有多个跨学科应用在工业生产与自动化领域取得了广泛的应用空间。但从行业需求的角度来看机械设备、电子信息、数据计算、计算机软件等诸多学科都能够为自动化测控系统的发展提供优化策略。在未来发展趋势下，需重视跨学科应用的探索，从行业实际需求的角度出发，融合各个领域的先进技术，有针对性地对行业发展内容加以优化，促进工业自动化领域技术体系不断庞大。

5 结束语

文中围绕着设备自动化测控系统发展的一系列问题展开探究，从当下行业发展趋势来看所以取得了突破性的技术提升，当下应用也较为普及，但从具体应用理念和表现，形式上仍是具有一定优化空间的。必须明确设备自动化测控系统，在未来的应用前景十分广泛，行业内也积极建立发展共识，进行有针对性地创新探索与优化对策提出。文中所述内容对行业发展具有参考意义，随着技术不断的完善在未来设备自动化测控系统所实现的需求也会更加丰富。