智能制造技术与系统的发展

潘亮

（煤科集团沈阳研究院有限公司 辽宁省抚顺市 113122）

1 关于智能制造技术的简要阐述

智能制造技术表示的是基于新兴科技下，搭配新工艺、新能源还有新材料等整体生产、管理还有服务等各项因素开展智能化集成，精准把控所有的模块，完成功能的智能化的集中称呼。智能制造技术的重要内核就是把虚拟空间里的物质和实体物理物质开展融合，在信息化环境中，互联网全面转变了以往工业的生产运转模式，把里面的组织系统再次划分洗牌，有效地加强了它的生产效率和生产水平；另外，互联网的使用对于生产制造行业的拓展还有进步创造了不可忽视的辅助平台，基于互联网的作用下，在智能化生产的辅助下，组合构建了智能制造技术的新常态。智能制造技术的核心因素就是智能化，它需要展现在制造技术的全部程序中，把所有的程序开展融合，横向集成，完成产品水平的有效提升、生产效率的最大化加强，并且达成生态环保、减少排放的目标。从20 世纪以来，科学技术发展速度不断加快，在这个过程中机械科学发展迈向自动化，尤其是科技革命的发生，使得自动化和智能化变成机械行业的全新特点。世界市场竞争的加剧促进了制造技术不断升级革新，并且制造业对地球生态和环境的影响也逐渐引发关注，制造业必须要迈向全球化和一体化格局，制造技术的进步也一定要满足其发展形势。因此在这个过程中制造技术得到了发展，使得人们的体力劳动得到了大程度的解放，提高了脑力劳动，制造业也迈向了智能化，随着各个专家学者研究的深入，逐渐成为一种全新的制造模式——智能制造。

2 智能制造系统的关键技术分析

2.1 GPS技术

GPS 技术主要是以计算机网络以及云计算技术为载体，然后加以利用一些智能感知、预测分析以及优化和协同等技术手段，将生产系统中的制造信息与物理对象进行深度的融合，从而可以全面将工业产业链实现智能化与信息化。在GPS 进行建模时，着重需要考虑GPS 中进行物理交互过程中的能量流动以及信息流动。构建GPS 的核心关键要素就是实现现实系统中的运作方式。主要是根据GPS 离散建模、连续建模以及混合建模等改进方式为此次建模的依据提出了四种建模方法，分别是统一模型理论、扩展模型理论、混合模型理论以及数据驱动。

2.2 物联网的先进感知技术

现阶段的物联网构架分为三层，分别为感知层、网络层以及应用层。涉及到感知层的技术我们一般称之为感知技术。感知技术的应用可以实现智能制造，将制造过程全生命周期中涉及到人、物、机、环境和信息等制造资源、过程与服务等信息进彻地感知。涉及到通信技术的时候，我们围绕展开的因素包括有通信协议以及通信的可靠性。在现实的工程实践中我们会大范围的应用无线通信，此项技术具有成本较低，效率高，传输的距离远等优点。现阶段常用到的无线通信协议主要分为以下几种方式，分别为3G/4G/5G, ZigBee.蓝牙，IEEE802. 11,GPRS 和Wi-Fi 等。在研究通信可靠性的时候，我们一般会在四个方面进行集中研究，分别是混合机制、冗余机制、协作机制和重传机制等。

2.3 数字建模与仿真术

在对产品、工艺以及资源进行建模的过程中，主要依靠的方式为三维数字形式，利用此项技术可以实现在整个产品的制造周期使用数字模型，再生产制造的过程中我们可以利用计算分析以及仿真，尽可能的将数字模型以及物理模型随着GPS 技术的发展进行融合，可以参考新阶段西门子公司的数字孪生技术。

2.4 云制造的制造服务技术

云制造主要融合信息化、网络技术和智能科技的优势，以“制造即服务”的理念为整个制造活动生命周期的高效组织管理提出了一种新型的制造模式。云制造理念及其在制造业中的优势逐渐凸显，给云制造服务带来更多的特性：

（1）资源虚拟化服务；

（2）个性化、多样化、服务资源共享与协作；

（3）服务高安全性、高可用性；

（4）服务全生命周期；

（5）绿色、低碳服务流程。云制造加快了制造从“生产”向“服务”的转变，提高了资源和资源的优化配置效率。

3 现在我国智能制造技术和系统发展中出现的不足

（1）缺乏统一的智能制造行业规范。现在智能制造行业欠缺统一的行业性行为规范，使得企业在开展跨系统还有跨集成生产作业过程中欠缺技术支撑和参照，智能制造难度较大，智能制造行业规范的不同意使得在发展过程中出现混乱局面，引发资源损耗等问题。

（2）智能制造企业创新升级成本压力太大。智能制造行业属于一种全新的行业和技术，对于设施还有人才等需求非常高，在国内企业寻求的目标成本的最低投入，在转型升级过程中智能制造企业考虑要耗费巨大的资金开展人才培养还有设备的革新，会给正常工作带来相应的经济压力，所以部分企业固步自封，不愿意开展企业的创新升级。

（3）智能制造行业的发展欠缺独立创新能力。现在的智能制造业欠缺独立创新能力，在行业里缺乏竞争性，在精准设备还有智能化控制技术等模块里相对于发达国家来看，具有严重的差距，主要的技术是凭借进口和参照国外的经验，欠缺独立研究和创新，产品还有技术的创新能力和竞争能力不足。

（4）智能制造有关的现代服务业发展较慢。智能技术的发展要求凭借服务业的协助，智能制造生产的产品生产前和生产后都要求一系列健全的现代服务制度，国内的智能制造行业发展较迟，所以相对于发达国家的服务业来看具有较大的距离，并且市场的竞争性缺乏有效地表现，垄断情况比较显著，另外，以往的服务生产模式还占有大规模的比例，新兴服务业还有知识密集型产品占据的比例相比来看较少。

（5）人与机械的关系。现在人和机械的联系，人类在智能制造中所扮演的角色，人类和机械的信息传达和反馈，搭配和融合等不足还欠缺相同的认知。因为在智能制造技术和系统的探究里，无法避免会涉及到人，其理论体系和以往的机械科学的理论体系不同，包含了各个学科知识，需要进行不同领域的研究。

4 智能制造技术与系统

4.1 智能制造及技术体系

智能制造中包含了智能制造技术与智能制造，重点是表示在制造的时候完成数字化、自动化还有智能化。重点是通过数字化设计、加工、成型和检验、物流还有仓库储备等开展进一步的结合，之后开展创新发展。同时把之前的制造技术，人工智能技术、计算机科技、互联网技术、信息管理技术等开展综合融合，从而让它构成一种全新的制造技术。

智能制造作为制造技术与数字技术、智能技术以及最新的信息科技的结合产物，面对产品的整个生产周期的信息观念，完善决策、落实和控制作用。位的是环保、优质、高效、安全的产品，服务生产模式的客户。智能制造可以延展除大量的智能制造技术、智能制造设备制造、智能制造系统以及智能服务等产品。

4.2 智能制造系统在具体的电子组装行业中采用SMT的技术

4.2.1 SMT 产品物料系统智能仓储与调配技术

SMT 技术在物料系统中应用，能够实现物料仓储功能，这一系统的重要功能就是完成信息技术和自动化控制技术的结合，之后依照目前SMT 行业里面的物料仓储管理方式开展更进一步的智能化完善系统。在现在对于这一内容的研究中涵盖了下列内容，里面包括智能物料仓储技术，在智能仓库的基础上进行SMT 物料储存和调配，立体仓库还有空间储备功能等。这一技术是基于网络技术和无线射频设别以及智能仓储系统的条件下，首先通过SMT 产品无聊的智能储存，之后在完成智能机械手依照SMT 产品的程序根据相应条件完成物料的调配，然后分析采用的技术在智能物料输送设备上完成SMT 物料的智能上下料，最终完成物流控制的市场衔接。

4.2.2 SMT 产品组装质量自动检测与智能辨别技术

目前对于SMT 生产线以及装配系统的生产来说，通常是通过在线检验，人工（或利用相应的设备）完成检验后的核心步骤是相应的装配质量检验，以及利用质量控制的措施开展统计研究。这样的传统的后端程序检验和控制的统计研究措施，无法构成实时的质量反馈咨询，不符合实时的质量控制，不符合目前的电子产品类型多、批量生产的需要。无法满足当代电子产品以及军事设备进一步的小型化、高安全性需要。个性化产品以及小批量产品的制造质量控制，生产时的实时检验、智能分析以及工艺数值改正能力，所以要求转变测量和控制措施。这一研究重点是智能技术的使用和根据光学以及电磁检测技术的只能检验和实施SMT 生产程序质量把控技术，以达成自动实时检测、智能辨别产品质量和生产程序的实时把控资料。

4.2.3 根据物联网SMT 产品智能制造去全面信息管理系统分析

SMT 生产中具备一个高自动化装置，要求生产车间以及系统一定要具备对应的自动化物料管理以及落实装置；SMT 制造系统拥有高效率、高产品类型的特征，想要让其迅速跟上变化，修正产品，延展信息以及内容系统迅速交流和协调技能等等。以上分析重点是对传统制造型SMT 生产信息管理模式的各种问题，分析了相应的以物联网为基数的智能制造型西南西管理系统，也就是SMT 制造系统管理以及企业管理与供应链管理（车间）。通过优化集成科技等各种相应的新型智能制造技术在生产企业系统里面各个制造模块中完成高效的信息规整，把企业中各个部门中的各类信息开展统一控制。分析智能制造的时候供应链管理模型还有不同制造模块承载平衡调节等问题的智能控制，加强制造企业与制造系统对市场的响应速度和能力，设备资源全面利用，综合调配，完成智能生产管理以及产品服务的目的。

5 现代国内智能制造技术和系统发展意见

5.1 加强顶层规范的建立和重点行业的普及

在对于各种行业规范不同意的问题的时候，要求政府结合企业还有专家学者开展顶层规范的构建还有重点行业的普及，对已有的行业规范适当的开展修正和归纳，构建统一的具有实际价值的行业规范体系，对于核心技术要和国际通用标准一致。

5.2 明确智能制造体系

针对智能制造行业来就按，智能制造体系是基础还有力量的源头，缺乏体系就难以获得广泛的普及和使用，所以智能制造航天业需要主动明确智能制造体系，加强国内智能制造技术的话语权和权威性，完成协调统一搭配和发展，针对构建跨部门、跨行业的提要提供支撑，激励企业连同政府还有社会共同建设智能制造体系，一起加入到智能制造体系的统一规范构建还有核心使用标准构建等工作里面。

5.2.1 产业聚集平台

产业聚集平台通过把各个产业进行结合协同，把它都收归到一起，构成一个巨大的产业大平台，针对推动企业和企业间的信息共享还有技术服务发挥促进作用，给企业创造生产空间，促进企业规模发展创造了积极的环境，针对促进智能制造行业的发展，加强服务水平都发挥了不可磨灭的价值。

5.2.2 公共服务平台

公共服务平台的核心是在政府部门的领导下，把企业和社会组织建立相应的联系的一个服务平台，从而给技术支撑还有资源共享等服务供给方便，公共服务平台通过国外新兴的科技生产技术的引导，主动发现最大的利益资源给企业创造福利，规整相应的资源，利用市场运转的措施给中小企业供给技术支撑和专业化的平台运转模式，给达成智能化生产给予了最大的方便。

5.2.3 参与融资平台

对于智能制造行业来看，前期投入大是它的一个重大特征，资金的运作变成制造行业的重大难题和限制发展的核心要素，主动参与融资平台是确保智能制造技术可以健康运行的核心措施，导致企业、金融行业与智能制造技术一同获得利益，地方需要主动构建智能制造专项融资平台，对推进企业的产业还有转型供给最大程度的便捷和协助，确保企业的健康运转，对智能制造企业开展投保处理，避免它的生产风险。

5.3 逐渐构建健全的体制

体制是确保智能制造技术的核心内容，在发展的时候要逐渐构建健全的体制，给制造业的创新升级提供保障，在开展体制健全的时候要进一步了解到智能化制造的重要意义，要了解到自己的长处和缺失，根据智能制造的顶层设计逐渐开展健全和改正，及时开展体制升级革新，通过市场导向，主动促进智能制造行业的长远进步。

6 总结

根据以上内容可知，智能制造技术和系统的发展路程非常困难，即便如此在发展的时候一定要掌握话智能化这一重点，针对智能制造技术发展里出现的各种不足要主动开展研究解决，给我国现代工业发展提供相应的技术支撑和根本。