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智能制造核心技术发展现状及未来趋势分析

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智能制造模式则是未来制造行业的主体发展方向。研究人员通过对生产制造全过程、制造链工作模式以及生产指导原材料质量和种类的控制进行了深入的研究和分析,总结了在传统的生产制造行业中管理失调和效率低下的主要影响因素,为我国智能制造的发展奠定了良好基础。

作者:第一拖拉机股份有限公司大拖公司 于璞 顾芳芳

来源:《电子世界》2020年07期

本文重点分析了智能制造领域中相关技术的研究现状,以及对未来发展方向进行了探讨。

生产制造行业是推动当前社会发展的重要支柱行业之一。而智能制造模式则是未来制造行业的主体发展方向。研究人员通过对生产制造全过程、制造链工作模式以及生产指导原材料质量和种类的控制进行了深入的研究和分析,总结了在传统的生产制造行业中管理失调和效率低下的主要影响因素,为我国智能制造的发展奠定了良好基础。本文重点分析了智能制造领域中相关技术的研究现状,以及对未来发展方向进行了探讨。   随着国家经济水平的提高,人民生活质量得到了有效的改善,随之便产生了社会需求大于经济生产的不良发展状况。为了保障城市化建设进度及社会经济体制的进一步完善效果,生产和制造行业应通过有效的制度改革和技术创新进一步解放社会生产力。而智能制造便是现代化科技与传统制造模式的有机结合产物,通过合理应用智能制造工作模式可以有效的降低生产企业材料成本、劳动力成本以及管理成本的支出,提高制造企业在工程项目中的经济效益。同时,智能制造支持产品的快速成型和设计、生产与销售的一体化产业链构建,这便给生产制造企业维持行业竞争地位和提高社会价值提供了重要的技术保障。

01智能制造核心技术发展现状

1.1 智能化工业装备应用技术发展

智能制造模式与传统的生产制造模式相比,最大的特点在于生产过程中应用了大量的智能设备、数控设备和机械设备,这极大的解放了生产企业的人工劳动力,同时也使得企业生产效率得到了大幅度提高。而在工业生产过程中,设备的加工精度以及智能化程度很大程度上决定了产品的质量和水平,目前在我国很多大型企业中已经广泛应用了智能化工业装备,其中包含了高精度的数控机床、智能仪表以及流畅的生产流程链接设备。例如以3D打印项目为代表的新兴材料加工产业,对于智能扫描技术、数字形成技术、模型构建技术以及材料的分解和重组技术都进行了大范围的普及和专领域的深化。同时,针对金属材料、光敏树脂材料和其他打印原材料不同的特性也进行了科学的分析和组合,真正实现了随时随地、高效智能的生产化作业方式。

1.2 柔性制造和虚拟仿真技术的应用

柔性制造是新兴科学技术与数控制造设备在多领域进行融合和交汇的重要表现,柔性制造技术在工艺实现手段和制造流程的控制等方面具有很大的优势,同时也是构成智能制造模式的重要基础。在实际生产过程中,很多制造企业将柔性制造技术与虚拟仿真技术搭配使用,工作人员利用虚拟仿真技术模拟产品的效果和制造全过程,同时通过模型分析来提前修整实际制造过程中可能出现的问点问题。而柔性制造技术则是为智能制造方法提供了技术保障,同时对于优化产品的制造设计和应用数字化制造理念也同样发挥了关键的作用。

1.3 物联网应用技术的发展现状

智能制造一方面改变了占据社会生产制造行业比例较大的以产品制造和营销为主要经营方式的企业,另一方面对于物联网行业的发展也给予了充分的理念支持和技术供应。但是随着更多新型制造技术加入到了智能制造系统中,海量的数据和复杂的制造工艺给智能制造系统带来了极大的生产和管理压力,而这时便需要物联网应用技术为智能制造系统提供数据和计算等方面工作的支持。物联网技术主要负责对智能制造系统中重要的数据变化情况以及生产现场制作情况,进行实时的监控和科学的分析,同时云计算的工作方式能够使得多个专业的企业共同参与到智能制造实况监控过程中,协同处理制造过程中出现的技术问题,这样工作效率问题和智能制造故障问题便得到了有效的改善。

02智能制造领域未来的发展方向研究

2.1   智能机器的发展与应用

智能机器是智能制造技术的重要载体和实践基础,宽泛的智能机器概念指的是具有智能性的生产与制造设备,而这种智能特性就大多体现为能够在指导企业工作人员统一的指挥指令下,自主与配备团队中的其他设备和系统进行信息的传递和决策的实施。而智能制造便是以这种具有较好协调性、统一性和易控制性的智能多体组织结构作为主要的工作模块组成,并以此为基础开展针对消费者个性化消费需求的制造和定制项目。同时,智能机器随着研究程度的深入应具备一定的可调控性和较好的融合性,这样通过在不同行业中应用智能机器便可以单独开发出一条具有极高商业价值的产业链,带动各行业不断发展其核心技术与智能机器融合,这将会从根本上改变当前社会生产的效率和水平。智能机器的研究人员将会在设计环节中不断提高智能机器自身的性能与功能,例如既要能够从事移动化生产制造模式,同时还要确保在路径的检测和计算过程中不会出现失误,这样才能够在保证功能稳定发挥的基础上避免制造事故和控制异常的现象发生。此外,智能机器更像是对智能化技术的提炼和凝聚,同时也代表了先进科学技术从系统性的发展方向转变为实物型的发展方向,这使得快速制造和多功能性生产要求都从想法变成了现实。

2.2   高级算法的发展与研究

在现代化制造和生产过程中,控制系统对制造环节工作技术类型的应用以及管理方案的实施,都发挥了重要的控制和修正作用,但是各类型系统和电子程序优化和升级的本质其实就是算法水平的提高,所以高级算法也必将会成为未来智能制造领域中的一个重要研究课题。目前通过研究人员的开发和优化,无论是结构、形式还是内容都较为丰富和完善的高级算法,大多已经应用到了计算机行业的发展、人工智能领域的研究以及大数据和云计算基础设施的建设工作中,并且基本实现了跨领域的使用和多专业的推广。未来,智能制造行业及其研究领域想要获得突破性的进展,进一步提高制造企业的生产效率和制造质量,那么就必须要利用智能技术的综合分析及决策能力以及高级算法计算的能力支持才能够实现。同时,团队生产模式以及多角度全方面的信息共享,会逐渐取代传统的单一制造生产、专业信息闭锁的工作方式,这既是智能制造技术在社会制造和生产过程中的切入重点,同时也是未来高级算法应用和研究的重点部分。只有从根本上解决了算法系统对制造环节工作中各部分组织与设施的控制精度和管理效率问题,智能制造技术的提高发展才能够获得更加宽阔的路径和高级的平台。

2.3   “以人为本”制造和服务理念的发展

智能制造技术在工业生产和产品制造领域中商业价值目前已经被得到了有效的开发和重视,在这种情况下未来该技术的发展路径也必定逐渐围绕着消费者功能需求上的差异及多元化个性的表现来进行。而以人为本的发展理念,便集中概括了智能制造模式影响下各企业管理部门和工作人员的生产方式的重大改变,企业通过将不同专业、不同领域、不同岗位、不同层次的技术人员通过互联集中到一起,在专业思想和工作理念的碰撞下进一步激发智能制造领域研究的发展动力。此外,“以人为本”的工作理念还要求制造厂家要在项目设计阶段、产品制造阶段以及后期的维护和服务阶段,都应该充分重视和尊重消费者的选择与需求。智能制造不仅仅是面向社会生产和企业发展的单一性技术,同时也是能够为人们改善生活条件、提供工作帮助的重要综合性功能技术。所以,未来智能制造很有可能会围绕消费者展开对个人、家庭以及社会团体之间的有效互联,通过宽泛的信息交互和高效的数据处理改变整个社会的发展环境以及人们的生活方式。

03结束语

综上所述,智能制造领域发展已经成为了当前社会各行业以及世界上各个国家研究人员,重点关注的技术热门问题。并且,随着各国家技术水平的不断提高以及各行业尖端人才的陆续培养,未来智能制造研究领域的竞争将会变的愈加激烈和残酷。所以,我国应紧紧抓住这一难得的发展机遇,加大对智能制造领域研究的投入力度和管理力度,尽早在国际市场竞争中占据主动的地位。


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