工业智能化时代电子信息技术的应用研究

任静锋

（略阳县天津职业技术教育中心学校 陕西 略阳 724300）

0 引言

电子信息技术是工业智能化和自动化发展的重要基础，21 世纪如何通过电子信息技术创新，推动机械设计制造工业发展，无疑是现代制造行业的竞争焦点和出路。 随着科学技术不断发展变革，计算机与信息网络技术日渐普及，社会、经济各个方面都发生了显著变化，现代机械设计制造工业也是受益行业之一，纵观工业发展史，现代电子信息技术的形成经历了漫长的发展历史［1］。 在此背景下，传统机械市场发展形势已无法满足现代机械产品多元化发展需求，迫使大多数机械设计制造商开始重视电子信息技术的应用。 基于此，本文立足于工业智能化时代针对电子信息技术的实际应用展开研究论述，以期促进电子信息技术与人工智能融合，使电子信息技术的优势能得到最大化体现，极大地提高我国工业生产质量和效率，提高社会经济水平和人们的生活质量。

1 工业智能化时代电子信息技术的特点

1.1 集成化与微型化发展

电子信息技术是一种复合型自动化控制技术，在工业制造过程中，电子信息技术集电气传动、计算机、自动化控制和精密测算、机械制造等高新技术为一体，通过一种前馈神经网络（convolutional neural network，CNN）现代电子信息系统，借助计算机存储程序来实现对不同机械设计制造电子信息系统的有机控制［2］。 在整个CNN 现代电子信息系统中，主要包含输入、输出和CNC 技术装置、速度控制单元、软件控制单元模块等，其中，计算机纳米控制器（computer nano controller，CNC）装置作为一种专用的特殊化电子计算机系统，能够在机械设计加工制造过程中，将电子信息的各种加工参数输入到专用电子计算机硬件数据库系统中，通过软件的操作运行，电子计算机系统进行数据程序处理，然后再将集成处理后的各种信息输出到CNC 现代电子信息系统的各个驱动电路中，通过对各个模块的运行状态进行实时控制，从而实现对机械设计加工制造全流程进行集成化与微型化、精准化与自动化监督管理［3］。 图1 为CNN 现代电子信息系统。

图1 CNN 现代电子信息系统

1.2 快捷化与高效化发展

机械设计制造中电子信息技术的应用与实施对控制精度要求较高。 因此，某些连续切削的CNC 机床，为了保障每个切削过程都具有很高的精度，需要通过插补功能电子信息技术元件，提高机械设计制造精度。 常见的电子信息系统大多采用软件与硬件相结合方式，通过插补控制器实现对相关电子信息技术装备进行快捷化与高效化精准控制，同时在实际操作过程中消除和减少CPU 速度及插补算法的影响［4］。 对此，为了提高机械设计制造精度、效率和自动化控制程度，要求相关企业引入先进的电子信息技术装备，采用多种不同的关键技术方式提高电子信息技术应用精度。

1.3 数字化与网络化发展

电子信息技术是数控技术与自动化控制技术的核心，基于数字化与网络化发展优势和特点，逐步取代了传统机械设计制造中的微处理器控制方式，通过配置现代配套的电子与电力技术，能够有效解决机械设计加工或制造控制过程中的零点漂移或温度漂移等技术问题，从而为现代数控技术的数字化发展奠定了良好基础［5］。 而机械设计与加工过程中的电子信息技术包含精密机械设计与精密机械加工数字化控制两项技术实施流程。 虽然智能化技术在现代机械加工设计制造以及电子信息技术应用中发挥着巨大作用，但辅助技术方式目前还不能完全取代传统机械设计加工或制造中的相关技术工种。 因此，通过精密机械设计与加工技术，研究人员能够在一套电子信息技术系统中完成对机械传动结构与机械本体结构的设计与精密加工，从而可以大幅提升整个电子信息模块的设计加工精度和精密化水平。 为能够第一时间获取产品生产过程中的数据，引入视频监控能够促进数字化与网络化的快速发展。 图2 为数字化与网络化环境下视频监控的四个发展方向。

图2 数字化与网络化环境下视频监控发展方向

1.4 智能化与自动化发展

基于先进的电子信息技术方式和技术装备，在机械设计制造过程中，电子信息技术在多个领域都得到广泛应用与体现，与当今人们的日常生活紧密相关，主要包括工业化生产、汽车工业和机械设备行业以及煤矿机械行业等。智能化精密检测与传感技术是整个机械设计加工制造中电子信息技术实施的关键和基础，一方面能够起到补偿控制精度的作用，另一方面，还可基于智能化与自动化发展优势和特点，实现机械设计加工控制自动化，该技术的关键元件是数字传感器，在具体实施和应用中，能够通过数字传感装置快速获取相关电子信息技术精准化控制信息，并能够在各种恶劣的外部环境下借助现代计算机技术，实现数控过程智能化［6］。

2 工业智能化时代电子信息技术的具体应用

2.1 与工业化设计与加工制造紧密结合，释放传统劳动力

随着科学技术应用越来越深入，现代化工业设备通常都要求能够在恶劣工作环境或生产线中生产，例如在工业化生产领域进行电子信息技术加工时，通过计算机系统中的控制单元，指挥相关机械手按照指定的程序指令进行系统化操作，在计算机系统控制下，还能够将相关信息指令发送给驱动单元模块，完成系列的信息传输工作后，基于电子信息技术就能够对工业化生产过程进行实时监测控制，一旦发现运行操作失误或误动作，系统能够通过实时信息传感器进行信息反馈，由此驱动系统控制单元及时采取相关保护措施，通过伺服系统与机械元件保护工业生产流程相关元件。 因此，采用电子信息技术进行工业化设计与加工制造，不仅释放了传统劳动力，而且提高了工业生产质量和安全化性能，大幅提升了工作效率［7］。

2.2 与光电技术有机整合，满足工业自动化与精密化控制需求

现代制造业越来越发达，人们对于工业智能化和自动化需求也越来越普遍，不仅表现在工业产品的环保、性能等综合层面，而且还体现在工业生产加工数量上。 所以，在工业智能制造领域，针对相关复杂、关键零部件的设计与加工，需要通过电子信息技术来完成，尤其对于现代机械制造工业中的很多关键零配件而言，精密化要求较高。因此，通过电子信息技术与光电技术有机整合进行精密优化，能够采用柔性生产线，实现对相关工业产品零部件进行高效率生产与强柔性化生产，从而有效满足现代工业智能制造领域的自动化与精密化生产、控制需求［8］。 表1 所示为微波光子技术在电子信息系统中的应用性能参数：

表1 传统微波技术和微波光子系统性能参数对比

2.3 机械设计制造、机械设备等行业融合，加快CPU处理器多核改进

机械设备是整个机械设计制造加工行业的基础，通过电子信息技术，能够有效为机械设备行业的相关机床加工提供精准的控制指令，并通过对数控机床加工过程中的相关工艺信息、各类零件信息和几何信息等进行数字化处理，采用代码方式实现对机械设备行业加工过程进行机电一体化控制管理［10］。 在机械设备行业，常见的电子信息技术控制过程包含“准备——程序调试——信息加工——电子控制——检测结果”几个环节，在整个加工过程中，通过对CPU 处理器进行多核改进，基于电子信息技术和微型计算机进行控制，能够在改变加工零件形态基础上，实现对机械设备进行高精度、自动化和高效率加工操作，而无须传统复杂的操作控制流程，只需要将相关代码程序输入系统即可［9］。 因此，基于电子信息技术进行机械设备加工，大大简化了加工流程，还可提高机械设备优化可控力，按照图纸要求加工精准化的工业设备零件。 零部件加工之后，再对产品进行优化组合，达到功能实现的目的。 例如图3 是现代化电子信息工程应用中关于门禁控制的流程图。

图3 现代化电子信息控制

2.4 应用于绿色化与环保化矿业领域

在绿色工业化时代，传统技术难以对煤矿机械焊件进行下料操作，而通过现代电子信息技术取代传统仿型法，只需借助一种龙骨板程序，就能够针对采煤机叶片和滚筒进行下料操作。 在此过程中，电子信息技术能够充分发挥切割优势，通过自动化控制，可加快切割速度，提高切割质量。 如今，电子技术逐渐达到了纳米级水平，利用该技术可直接将煤矿机械零件焊接坡口切掉，通过安装切缝补偿装置，就可基于自动调节的电子信息技术，结合数控机床铣刀半径补偿原理，针对煤矿机械切缝补偿进行有效调节，更加精准地控制煤矿机械毛坯件加工过程。

2.5 与计算机网络通信多元化融合

电子信息技术从早期的封闭式电子系统到计算机精密信息网络系统，它的发展及应用实现了质的飞跃，除了在工业生产领域、机械设备设计制造行业及矿业领域有着广泛应用之外，随着我国航天和航空事业快速发展，计算机网络通信多元化融合趋势将会越来越明显，如今电子信息技术逐渐朝着更加智能化、精密化和自动化方向转型发展，比如航空工业方面的大部分零部件均为薄壁材料或薄筋材料，在加工切割过程中，通常需要采用精密化和数字化的电子信息技术针对铝合金材料进行加工，而目前该技术在航天和航空工业方面的应用依然存在局限性，如切削速度和切削力控制精度依然需要不断提升和改进。 但不可否认的是，电子信息技术在机械设计制造行业中具有无可比拟的优势，在未来很长一段时期内将会不断提高电子信息技术的三高水平（高速度、高精度和高柔性），进一步改进电子信息系统网络控制结构，从而大大提高电子信息技术自动控制与数据信息处理能力。

3 结语

综上所述，随着工业智能化时代来临，传统的机械制造工业也在逐渐由原来的制造向智造转型，在此过程中，电子信息技术在机械设计制造中得到广泛应用，并取得巨大成效。 鉴于机械设计制造中电子信息技术发挥着巨大作用，应更加重视并关注该技术的应用特点及发展趋势，以充分利用电子信息技术的优越性。 提升机械产品设计制造质量、功能、效率和安全性，不仅是机械设计制造工业发展的必由之路，也是未来电子信息技术衍生发展的根基。