智能制造技术在工业自动化中的应用研究

曹荣盛

摘要：在信息化的时代背景下，科学技术快速发展，相关技术手段也在不断进步，自动化技术、智能化技术已经成为了时代的主流，并在各个社会领域当中得到了广泛的应用，这对人们的生产生活起到了重要的影响。近年来，工业自动化已经成为了重要的趋势，它取代了很多人工操作，增强了操作的有效性，避免了操作误差的出现。而智能制造技术的应用则使工业自动化的优势得到了更好地体现。基于此，本文运用文献分析法、归纳总结法，探究了智能制造技术在工业自动化中的应用，希望为该领域的技术人员提供参考与借鉴。

关键词： 智能制造技术;工业自动化;应用

引言

信息化是新世纪最大的特点，自动化技术和智能化技术也不断涌现出来。在工业生产领域，智能制造技术是近年来兴起的一种高新技术，它的应用促进了工业制造效率的提升，同时降低了工业生产的劳动强度，使产品质量得到了增强。与此同时，智能制造技术的发展与应用也为我国工业制造领域的发展指明了方向。在经济全球化的背景下，智能制造技术已经成为了各国共同关注的一项重要技术手段，将其运用到工业自动化领域当中可以推动行业的智能化和多功能化发展，在这个基础上实现能源消耗的降低，在实现经济效益的同时体现出较强的社会效益[1]。

1.传统工业制造模式的缺陷

1.1生产质量比较低

当前，我国的工业可以分为轻工业和重工业这两种不同的类型，其中轻工业主要是与原材料采购和加工有关的工业，而重工业则主要指化工行业。在过去，工业制造主要是人们通过手工的形式来完成，大多数的操作也都是依赖于人工。在这样的情况下，产品生产的质量难以被保障，整体的生产效率也处于比较低的状态。与此同时，缺乏机械精准操作和精准计算的情况下，产品在生产的过程中会出现各种误差，这也是导致生产质量低的一个重要原因。

1.2生产时间比较长

在过去，工业制造的过程中所运用的技术手段和工艺流程都比较落后，各项工作的开展主要是依赖于工作人员的主观经验，没有先进的设备和工艺作为支撑，这导致整体的生产时间被延长。比如在采煤的时候，各项施工工艺都比较落后，运用的技术手段也不够先进，这导致每天的开采量都比较小。为了达到预期的采矿量，矿工需要延长工作时间，每天的工作时间经常会超过12小时。在超过标准规定的情况下，工作人员会处于疲劳的状态，工作效率会下降，不良操作出现的可能性也将会进一步提高，这增加了安全隐患。

1.3生产效益比较少

工业制造活动的开展往往需要企业投入大量的成本。但是基于传统制造模式，经常会出现产品质量不达标的现象发生，这些产品无法被流入到市场当中去，企业的货物会因此被囤积起来，导致整体的生产效益被降低。与此同时，这些质量上的问题也会对企业运营活动的顺利开展以及对企业的社会形象造成不良的影响。导致工业制造行业呈现出了投资大、收益小的特点。

2. 智能制造技术与工业自动化技术的基本概述

2.1智能制造技术的内涵

在工业生产领域，智能制造技术基于智能化的理论知识和技术手段来促进了生产效率的提高。同时，智能制造技术还实现了工业理论知识、实际工作经验以及工业数字模型的融合。它可以在現代化计算机技术的支持下对生产制造活动进行集成，并在这个基础上开展相应的管理工作[2]。与传统的制造技术相比，智能制造技术最大的特点在于能够解决人工生产制造活动当中所出现的不足之处，运用技术手段来减少劳动力的投入，以此来为工业自动化的发展创造条件。在当前的社会背景下，智能制造技术的应用已经成为了企业核心竞争力提高的重要途径，这可以帮助企业更好地应对未来发展过程当中遇到的各种挑战。在现代化信息技术的支持下，智能制造技术也得到了进一步的发展。在这个过程中，企业也进一步引进了更多的高端技术人才，以此对智能制造系统进行了改进，对制造流程进行了调整，为工业生产活动的顺利开展提供了技术上的支持和系统上的保障。

2.2智能制造技术的特点

在实践当中发现，智能制造技术展现出了以下三个特点。第一是独立性，这也是智能制造与人工制造的最大区别。即使面对复杂的问题和多变的环境，智能制造技术也可以独立地完成各项工作，在短时间内完成加工任务。不仅提高了工业制造行业的效率，同时还可以完成很多传统人工操作无法完成的任务，这都得益于智能制造技术独立性的特征。第二是可以实现定量和定性分析。面对不同的加工产品，工作人员可以基于智能制造系统来获取综合数据，并基于大数据技术等进行分析，通过定量和定性这两个角度来为数据的准确性提供保障，为产品制造活动的开展提供支持，促进决策水平的提升，同时因为产品的质量提供必要的保障。第三是开放性。它指的是在应用智能制造系统的过程中可以对其中的信息进行有效修改，促进信息的有效更新。基于该系统，用户可以更好地进行操作，获取自己需要的信息。

2.3工业自动化技术的特点

2.3.1 智能控制

工业自动化技术的第一个重要特点就是智能控制，最近一段时间智能控制有了非常快速的发展，对于智能控制的程序开发以及内容等工作的研究都非常集中。作为人工智能领域的重要研究内容之一，智能控制可以有效的实现自动把控、整体规划的结合，属于交叉性领域中的一部分内容。智能控制在实际的应用过程中，控制系统具有多样化的特点，同时因为智能控制器拥有非常多的功能，因此对于控制器的自主维修要求就比较高[3]。

2.3.2 系统集成信息化

对于原有的自动化计算机控制系统，其内部构成主要有四个部分，这四个部分分别是计算机管理、操作站、广域网、企业管理。这种系统管理模式在具体的落实工作过程中难度还是比较高的，对于系统的整体控制效率是比较低下的。随着当前科学技术水平的不断提高，原有的计算机控制系统开始逐渐的同工程自动化相互结合起来，这样集成信息化的系统能够开展自动管理的一体化。

3.智能制造技术在工业自动化中的应用

3.1智能制造技术在人及操作当中的应用

基于智能制造技术，工作人员可以在工业生产的过程当中进行人机操作。近年来，随着人们生活水平的提高，对工业制造企业生产活动的开展提出了更高的要求，尤其是在进度和质量方面有了新的要求。在工业自动化生产的基础上，还要运用智能制造技术才能满足实际需要。尤其是对金属产品进行生产的过程中，对精度有着较高的标准和要求，仅仅依靠人工操作的手段难以达到预期的效果，无法实现精准化生产的目标。而在智能制造技术的支持下，企业可以利用计算机系统及相应的数控设备在系统内部构建联系，并通过自动化操作的形式来提高产品的精准度，为自动化生产方式的优化创造条件。与此同时，在工业生产活动开展的过程中，很多问题都无法依靠人工操作得到解决和处理。而基于智能制造技术，通过智能机器人可以完成这些操作。比如打磨操作是工业生产活动当中的一个重要环节，这是一项繁琐且耗时的工作，使用智能机器人来代替人工完成这一工作可以起到良好的效果，促进提高了工作效率，同时也提高了打破的精准度。

3.2智能制造技术在自动设计当中的应用

与人工相比，智能机器和设备无论是在判断还是在推理方面都有着显著的优势。因此，在工业自动化的过程中，企业可以充分利用这一优势来实现自动化设计。通常来说，产品设计的过程包含了机器接收、数字信号处理以及程序代码应用等环节[4]。在智能制造技术的支持下，产品研发人员在实际操作的过程当中只需要将产品参数信息输入到设备当中去，就可以进行智能化和自动化设计。在特定设计模型的支持下提高了设计的有效性和准确性。

3.3智能制造技术在虚拟化生产当中的应用

虚拟化生产也是工业生产活动的重要环节。在开展生产活动的过程当中，需要将计算机技术作为生产手段，基于数据来对相关产品进行预测，并在这个基础上进行智能化的推理。在这之后，就可以针对工业产品的特点形成相应的生产操作流程，并对整个操作过程进行模拟，这有利于成本的控制和制造工艺的优化。当前，在工业自动化生产的过程当中所使用的虚拟化生产技术主要是无线射频识别技术。无线射频识别技术作为智能制造技术的一种，能够基于可读可写的形式来促进生产活动的开展，同时还可以基于识别、定位、感知以及联网操作等共同来促进产品质量的提高。在将该技术运用到工业生产车间和物流当中，不仅基于全过程提高了生产服务的质量，同时因为企业带来了更高的经济效益。

4.智能制造技术应用与推广过程中需要解决的关键性问题

4.1系统感知问题

在应用的过程中，智能制造系统的感知主要是基于传感器集成技术来实现的。但是当前，大多数的数控机床控制中心操作是由单一传感器，对加工的工程开展监测，传感器测定数据的方式单一，未能准确反映产品生产的全过程。所以未来，其关键是怎样更好的发挥出传感器继承技术在各种复杂条件下数据信息的准确。

4.2 决策问题

系统的决策受传感器集成模块和决策模型结构以及算法的影响。未来制造系统传感器数据的模板信息的准确性怎样得到保证是智能制造系统决策亟待解决的问题。

4.3 智能的制造系统的控制问题

对于智能制造系统的控制问题，其主要是受到传感器的控制以及技术影响，要实现对于决策模型、执行元件实时控制[5]。在可预见的未来，智能制造系统的发展要朝向如何提升自身的反应速度和模块实时性控制方向前进，解决这些问题能够实现智能制造系统控制的突破性发展。

结束语

综上所述，工业作为国民经济发展的支柱性产业，会对我国经济发展实力产生重要的影响，加快工业化发展也是我国在未来较长时间内的发展目标。工业自动化生产已经基本实现，近年来智能制造技术的融合成为了一个重要的趋势，尤其是在人机操作、自动设计以及虚拟化生产领域，智能制造技术展现出了明显的优势，同时也发挥了重要的作用。但同时，在系统感知、决策以及系统控制这三个方面还存在不足，這也是未来智能制造技术需要完善的地方。

参考文献

[1]王玉.北自所：智能制造必须与智能物流互联互通--访北京机械工业自动化研究所物流技术工程研究中心副主任王勇[J].物流技术与应用，2017，22（03）：100-103.

[2]黄腾辉，孙正东，彭宁涛.智能制造技术在工业自动化中的应用研究[J].内燃机与配件，2018（10）：237-238.DOI：10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2018.10.128.

[3]第十七届工业自动化与标准化论坛专访 智能制造 标准先行——访国际电工委员会工业过程测量控制和自动化技术委员会（IEC/TC65）秘书长Rudy Belliardi[J].仪器仪表标准化与计量，2018（03）：17.

[4]张小多，张强，武进虎，吴志超，唐剑.电缸在工业自动化中的应用与选型简述[J].机电技术，2020（01）：43-46.DOI：10.19508/j.cnki.1672-4801.2020.01.013.

[5]王宇璇，周新，吴玉月，郭飞.工艺设计在自动化生产线中的重要性[J].设备管理与维修，2021（05）：121-122.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.03.59.