工业智能化技术(6篇)
工业智能化技术篇1
[关键词]BIM,智慧建造;建筑工程技术;植入
当前,BIM技术的发展和革新还处于推广应用阶段,BIM智慧建造技术人才不能够满足日益增长的建筑市场需求,现阶段需要大量的掌握BIM智慧建造技术的专业人才,来弥补智慧建造人才的空缺,而高职院校作为培养专业技术技能人才的大本营,应当承担起培养BIM智慧建造人才的重任,培养能够将BIM智慧建造技术应用于实际工程的建筑人才,对建筑工程施工技术和运营管理进行完善和改造[1-3]。
1BIM智慧建造的概念
智慧建造是鲁班软件有限公司创始人杨宝明博士提出来的新兴建造理念,也是建筑市场化信息化技术化的必然产物,杨宝明的智慧建造的概念可以从两个层面来理解其含义,第一个层面是从社会宏观层面而言的,是指在整个建筑产业里,要实现建筑行业的可持续发展,就需在建筑工程项目全寿命周期中优化资源配置,高效利用资源,降低能源消耗,减少环境污染;第二个层面的主要含义是充分利用技术化信息化的在建筑行业中的优势,将信息化智能化技术与BIM智慧建造技术有机的融合起来,为BIM智慧建造技术的学习、推广、应用、普及提供数字化功能化基础,推进建筑业向“智慧建造”迈进的步伐。
2BIM智慧建造的应用现状
在我国现阶段BIM推进应用过程中,在应用层面已开始从单体建筑到园区城区,到智慧城市,正实现从建筑设计、生产、施工到运维的全生命期的BIM应用贯通。在BIM智慧建造技术、云计算等高新技术的日趋成熟和快速发展的背景下,体现信息技术与先进绿色工程建造技术的深度有机融合,是建筑工程向智慧化、精益化、绿色化、装配化方向发展必然趋势,在工程设计及仿真、工厂化加工等典型应用的基础上,最终实现真正的数字化建造和智慧建造,使项目部式管理模式向企业总部集约化管理模式转变,基于“互联网思维”的商业模式和产业模式也将发生变革。实现真正意义上的数字建造必将带来整个建筑业商业模式与产业模式的变革,从根本上解决了建筑和城市基础设施的数字化问题,大力推进建筑业工业化、信息化、绿色化。而作为建筑人,应带着更加开放的“互联网思维”去迎接数字建造和智慧建造时代的到来。
3BIM智慧建造入课的必要性
BIM智慧建造技术对整个建筑行业的发展都具有非常重要的技术意义和现实意义,职业院校作为培养技术技能人才的主阵地,应当迎合建筑市场发展大背景,根据社会需求、行业需要、技术需用,不断完善改进人才培养标准,及时调整修改专业课程体系。BIM智慧建造技术正只有相关专业技术工作者掌握了BIM智慧建造技术才能生存发展,对于职业院校学生而言,只有掌握了该项技术,才能够在实习工作中游刃有余,始终处于有利地位,对于职业院校而言,将BIM智慧建造技术及时适时应时的融入到相关课程之中,为学生提前掌握该项技术打下坚实的技术。基于BIM智慧建造技术的专业课程体系改革,在学生培养过程中融入BIM智慧建造技术,实现单项岗位能力训练—综合岗位能力训练—顶岗实习三阶段岗位能力的衔接,确定融合创新意识与创业素质的专业培养目标,形成基于BIM技术的智慧建造课程体系,让学生更加适应行业新标准新要求的发展,BIM虚拟仿真、BIM5D、Revit、VR技术必将对学生学习兴趣产生极大的提升,必将为更好地培养智慧建造型人才,更好地服务企业行业,推动节能减排和绿色建筑提供技术技能型人才保障。
4结语
工业智能化技术篇2
传统装备制造业仍存在着许多不足,具体介绍如下。①产量低、质量差:传统装备制造业在产品的产量与质量方面都比较欠缺。②生产时间长:“时间就是金钱”,在“知识经济”时代,机遇稍纵即逝。产品设计、生产、投放市场以及产品更新换代的时间都需要加快。③生产效率低:随着工业经济效益的持续增长,企业致力于扩大生产规模,制造产品的数量比之前有大幅度增加。面对这种状况,若依旧采用传统的生产制造模式,难以满足生产效率指标的要求。④节能降耗差:一些传统装备制造业企业是在大量消耗能源与材料的基础上进行生产的,很少注意节能降耗的问题。⑤竞争能力弱:由于产品更新换代慢、生产工艺差、生产效益低,难以更好地满足用户的个性化需求,因此,企业竞争能力弱。促进中国装备制造业由大变强已成为新时期我国一项重大而紧迫的战略任务。
2.智能制造装备的优点
自20世纪70年代以来,以计算机、信息技术为基础的高新技术得到迅猛发展。这给传统的制造业带来了新的发展机遇。计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合,形成了先进制造技术。2012年,劳动力成本提升、产业升级以及政策扶持等使得先进制造装备技术具有较强的发展潜力。自计算机技术问世以来,装备制造大体沿着两条线路发展:传统制造技术的发展和借助计算机与自动化科学的先进制造技术的发展。自20世纪80年代以来,传统制造技术虽然得到了不同程度的发展,但仍存在着很多问题。先进的计算机技术和制造技术对产品、工艺和系统等设计师和管理人员提出了新的挑战,传统的设计和管理方法不能有效地解决现代制造系统中存在的问题。要解决这些问题,需要采用现代的工具和方法。通过集成传统制造技术、计算机技术与科学及人工智能(artificialintelligent,AI)等发展起来的一种新型智能制造技术(intelligentmanufacturingtechnology,IMT)和智能制造系统(intelligentmanufacturingsystem,IMS),则有可能使企业走出困境,度过危机。传统的制造技术与人工智能、自动化等技术相结合,形成了智能化的先进制造技术(advancedmanufacturingtechnology,AMT)。先进制造技术是在市场需求及科学技术带动下逐步发展形成的。在市场需求不断变化的驱动下,制造业的生产规模已向多品种、变批量、柔性化的方向发展;在信息科学技术发展的推动下,制造业的资源配置已向信息(知识)密集型的方向发展。发展先进制造技术的目的,不仅是要高效制造出满足用户需求的优质产品,而且还要清洁、灵活地进行生产,以提高产品对动态多变的市场的适应能力和竞争能力。作为近两年国家新确定的高端装备制造业的重点发展方向之一,智能装备制造始终与生产制造息息相关,几乎可以在每一个生产环节中加以运用和体现。智能装备制造提高了生产效率,降低了成本。
21世纪,先进制造技术的优点主要体现在以下几个方面。
①精密化:速度、精度和效率是装备制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动、静态特性等有效措施,大大提高了机械装备的速度、精度、效率。
②自动化:先进制造技术的发展是和自动化技术的发展紧密联系在一起的。自动化技术,特别是智能控制技术,大多首先应用于先进制造技术的发展领域。
③信息化:信息技术,特别是计算机技术,大大改变了制造的面貌,它是先进制造技术发展与制造科学形成的主要条件。但信息技术的发展离不开制造技术的发展,制造业依然是发展信息产业乃至整个知识经济的基础工业。当然,制造技术的发展也离不开信息技术的发展。
④柔性化:柔性化包含数控系统本身的柔性和群控系统的柔性两方面。数控系统本身的柔性是指数控系统采用模块化设计,功能覆盖面广;系统可裁剪性强,便于满足不同用户的需求。群控系统的柔性是指同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
⑤图形化:用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因此开发用户界面的工作量极大。当前,Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,实现蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能。
⑥智能化:早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是调度任务,以确保任务在规定期限内完成;而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。在科学技术不断发展的今天,人工智能正朝着具有实时响应、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为、更加复杂的应用发展,人工智能和实时系统相互结合,由此产生了实时智能控制这一新的领域。
⑦可视化:科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字表达,而是可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域。这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
⑧多媒体化:多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在先进制造技术领域,应用多媒体技术可以实现信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程序集成电路FPGA、专用集成电路ASIC芯片等,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度;应用LED平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、质量轻、体积小、功耗低、携带方便等优点,可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互联技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度等方式,降低产品价格、改进产品性能、减小组件尺寸,并提高系统的可靠性。
⑩网络化:制造装备联网可进行远程控制和无人化操作。通过制造装备联网,可在任何一台制造装备上对其他装备进行编程、设定、操作、运行。不同装备的画面可同时显示在每一台装备的屏幕上。智能化是人类利用技术改造自然的极致,而绿色化是人类与自然和谐相处的见证。在绿色化、智能化装备的生产过程中,能量的消耗更低、材料更少、质量更轻,使用时所需的驱动能量更小、效率更高。
3.智能装备制造的发展重点
当前,制造业正着朝全球化、信息化、专业化、绿色化、服务化的方向发展;而制造技术则向高精度、自动智能、绿色低碳、高附加值、增值服务、物流联动等方向发展。在智能装备制造的发展趋势中,制造业的发展重点将主要围绕“绿色化”与“智能化”展开。作为我国高端装备制造领域重点发展的五大行业之一,智能装备制造产业是目前唯一未被国内资本市场充分挖掘的“金矿”,智能装备将成为推进我国装备制造业迈向“高精尖”的最主要力量。
3.1“绿色化与智能化”
引领世界发展的潮流绿色化与智能化,一直是近年来国际工业领域的主要潮流。这两大主题,无一不是对当前实际工业需求的高度概括和响应。国际许多知名企业,如西门子、ABB、菲尼克斯电气、日本三菱集团等,都在各自企业的发展过程中,强调“绿色化与智能化”,而“智能化”则是许多外国企业产品与技术的发展方向。2012年,汉诺威工业博览会就是以“绿色、智能”为主题,中国是本届工博会伙伴国。中国展团推出了主题为“绿色、智能”的1500m2中心展区,主要展示新能源、新能源汽车和智能制造的最新产品和技术。2012年11月5日,第14届中国国际工业博览会在上海开幕。该展览会以“创新转型与战略性新兴产业”为主题,来自全球1600余家中外企业集中展示高端制造、绿色制造的各类新品。
3.2绿色化
目前,绿色经济受到国际社会的广泛关注。以里约全球峰会20周年为契机,2012年,里约召开的联合国可持续发展大会(UNCSD)的主题之一就是“可持续发展和消除贫困背景下的绿色经济”。联合国环境规划署(UNEP)从2008年开始实施绿色经济倡议,2011年2月发表了绿色经济报告书(UNEP2011)。经济合作与发展组织(OECD)从2008年开始制定绿色增长战略,并将绿色增长作为其成立50周年的纪念主题。随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正在席卷全球。纵观世界绿色文明的发展趋势,21世纪必将成为“绿色世纪”。绿色制造是一种综合考虑环境问题和资源效率的现代制造模式,其目标是使产品在设计、制造、包装、运输、使用、报废处理的整个产品生命周期对环境影响最小、资源利用率最高。随着人类社会的进步和发展,绿色化是提高可持续发展水平的关键。中国政府高度重视发展绿色产业和绿色经济,把可持续发展作为国家战略,把建设资源节约型、环境友好型社会作为重点任务。为了适应装备制造业领域对“绿色化”的迫切需求,必须确立管理、设计、材料、工艺、生产、物流、报废、回收、循环使用等全生命周期理念。绿色制造是通过改进传统的制造技术、设计理念和生产方式,实现资源能源的高效清洁利用和环境影响的最小化。制造过程的绿色化是指从环境保护角度出发,在制造的各个阶段都要充分考虑环境保护,做到可持续发展,实现人类社会和自然界的统一与和谐。这里的环境不仅指自然环境,还包括社会环境和生产环境。
3.3智能化
3.3.1智能化的概念
通常人们所指的“智能”,是指人的思维能力,从其外延来看,“智能”就是发现规律、运用规律的能力和分析问题、解决问题的能力。通常“智能”包括四个方面的能力,即感知能力、记忆与思维能力、学习能力和自适应能力。而对于智能化,目前尚无明确的、公认的、科学的定义,但通常认为其应当包括两方面的含义:一是采用“人工智能”的理论、方法和技术来处理各种问题;二是具有“拟人智能”的特性,具备自适应、自学习、自校正、自协调、自组织、自诊断和自修复等功能。“拟人智能”特性可以作为衡量是否为智能化装置、设备、系统的基本标准。
3.3.2智能化的需求
世界技术进步与经济发展表明,发展智能制造是提升制造业效能、促进经济发展的大趋势。因此,装备制造业对于智能化的需求十分迫切。产业转型升级智能制造或将成为新的突破口。智能化是自动化的高级阶段,是柔性化和集成化的延伸和发展。专家指出:今后,传统的制造业仍将朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保和长寿命的“六高一长”方向发展。新型的先进制造技术将朝着小型化(微型化)、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化方向发展;在服务上,将朝着专业化、简捷化、无维护化以及组装生产自动化、无尘(或超净)化等方向发展。在这些“化”中,占主导地位、起关键作用的是智能化和网络化。智能控制是当今多学科交叉的前沿领域之一,其研究重心是解决传统控制理论与方法所难以解决的不确定性问题。智能控制是自动控制的最新发展阶段,它的本质是在宏观结构和行为能力上对机器人控制器进行模拟。
3.3.3智能制造
在高端制造业发展过程中,智能化是其中一个方向。现在倡导的高端制造业是全方位的发展,智能化只是技术上的要求。随着原材料价格和人工成本的持续上涨,更多企业寄望于通过制造业与高新技术“联姻”,孕育出新的产业扩张模式。业内人士表示,我国智能制造产业应通过融合集成先进制造、信息和智能等技术,实现制造业的绿色化、自动化和智能化。智能制造这个概念是面向产品全生命周期的,用来实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。它是信息技术、智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。分析人士普遍认为,制造企业引入机器人折射出三层信息:企业成本再造加速、制造业产业转型时代到来、议价能力提高。这些趋势表明,“注入人类知识”的智能制造正不断地从根本上改变着传统生产方式。我国高端智能装备尚处于初级阶段,汽车行业万人工业机器人保有量仍不及发达国家的1/10。虽然2011年,中国汽车工业的增速大幅下降,但是1800万辆的庞大市场规模仍然预示着以自动化装备代替高涨的人工成本所带来的巨大市场空间。“十二五”高端装备制造发展将选择五大方向重点突破,它们分别是航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备。在智能制造装备方面,将重点发展智能仪器仪表与控制系统、关键基础零部件、高档数控机床与基础制造装备、重大智能制造成套装备等四大类产品。
4.智能制造技术走向
2010年10月,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》明确提出要加大培育和发展高端装备制造产业等七大战略性新兴产业,并将智能制造装备列为高端装备制造产业的重点方向之一。太原科技大学机电工程学院院长孟文俊表示,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的出台给整个制造业的转型升级带来了前所未有的机遇,这将会进一步加快我国智能制造装备产业的发展。相关专家认为,近20年来,我国微电子、通信、计算机、人工智能控制和图像处理等多学科飞速发展,这为智能制造的发展奠定了坚实的基础。未来10年,我国智能制造装备(包括仪器仪表行业)产业,应牢牢抓住发展的战略机遇期,本着“创新优先、重点突破、技术融合、夯实基础、多元投入”的原则,面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求,针对制造过程中的感知、分析、决策、控制和执行等环节,融合集成先进制造、信息和智能等技术,实现制造业的自动化、智能化、精益化和绿色化。
5.加快绿色化、智能化步伐的原因
加快绿色化、智能化步伐的原因分析如下。第一,我国有限的资源和严重的环境污染决定了必须走装备工业绿色制造的发展道路。装备工业可持续发展的概念可归纳为研发极少产生废料和污染物的工艺或技术系统,在环境资源不减少的前提下,加强环境系统的生产和更新能力,实现经济的持续发展,提高人们的生活质量。目前,我国正大力提倡科学发展观和绿色GDP概念,推进可持续发展战略。加快发展装备制造业,尤其是开展绿色先进制造技术的开发和应用,对环境保护和资源的合理利用提出了更高的要求。第二,提高我国装备制造业国际竞争力的需要。我国加入WTO后,国内企业的环保、技术、法制、经济理念需要及时更新。WTO体制及其规则允许各成员采取保护人体健康、动植物健康、环境和自然资源等措施,提倡消耗适度、无污染、有利于环保的产品和服务。第三,先进工业国家的智能化水平正在加速提升,这给我国装备制造业带来更大挑战。现在世界先进国家正在展开对工业智能化制高点的争夺,特别是日本,对于工业机器人和家庭机器人的研究已经开展了十多年,而且开发得非常成功。“十二五”期间,国家将在制造领域成立绿色化、智能化制造联盟,积极推进业界的发展,加快中国装备制造业的绿色化、智能化步伐。第四,先进制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。它不局限于制造工艺,而是覆盖了市场分析、产品设计、加工和装配、销售、维修、服务以及回收再生的全过程。技术、人员、管理和信息的四维集成不仅涉及到物质流和能量流,而且还涉及到信息流和知识流,即四维集成和四流交汇是先进制造技术的重要特点。第五,积极承担国家科技项目,加强与国内外大型装备制造商之间的合作。如与石油、化工公司开展从石油炼制到合成加工的各个方面的横向合作研究;开发系列化绿色机械工艺用油,包括绿色极压切削油、高速合成型电火花加工油、环保型多功能合成切削液、环保长效防锈油等产品。在“十二五”期间,国家装备制造业将投入大量精力开发工业机器人和智能控制系统。作为装备制造业企业,应当抓住这种发展机遇,在“产学研”的合作项目中,吸取丰富的营养。
6.结束语
“十二五”期间装备制造业的发展思路可总体概括为一个战略、一个目标。一个战略指的是调整转型、创新升级;一个目标指的是推进装备制造业由大变强。“十二五”期间,我国装备制造业的战略思想是:深入贯彻落实科学发展观,坚持走新型工业化道路;以科学发展为主题,以加快发展方式转变和推进经济结构为主线,实施“调整转型、创新升级”战略,围绕建设装备制造业强国目标,着力调整产业技术结构和企业的组织结构,带动产业转型和技术升级;着力加强自主创新,加快形成自主技术、产品和品牌;着力培育战略性新兴产业,大力发展高端制造业,促进形成新的竞争优势和经济增长点;着力推进信息化和工业化融合,提升装备制造业整体素质。不断发展的自动化技术,也正在这个方兴未艾的“智能时代”中寻找着自己的广阔天地。事实上,智能化在各领域的迅速普及,也许正是自动化技术在未来的一片广阔蓝海,而自动化也将助推智能应用的发展。总之,我国要由“传统”向“先进”、“制造”向“创造”跨越,实现装备制造业高端突破,必须要实现“六大转变”,即由粗放加工向精密制造和工艺创新转变、由简单模仿制造向掌握核心技术转变、由低附加值产品向高附加值产品转变、由重生产规模向重质量控制和标准化转变、由设备制造向系统集成转变、由单纯制造向制造服务化转变。在2012年“第八届中国国际工业博览会.新自动化论坛”上[5],一些企业的领导和专家认识到转型的重要性。这充分体现了这些企业对市场环境的敏锐性。
工业智能化技术篇3
姓名:
实习单位:xxxx物业有限公司
联系电话:
电子邮箱:
指导教师:
时间:12月13日—12月31日
我校为大力推进高职高专教育人才培养模式的改革,突出高职高专院校的学生的动手实践能力和职业道德精神,结合我们楼宇智能化工程技术专业的实际情况,特安排我们到xxxx物业管理有限公司进行为期三周的实习。实习期间xx物业公司派出专业技术人员为我们进行讲解和指导,使平日所学的理论知识应用到实际操作中来,真正体会到学以致用的乐趣。与此同时,也进一步深化了我们职业道德精神和体会到团体协作的重要性。
一、实习目的及意义
此次实习让我们对整个物业系统有一个初步的认识,包括物业系统的组成、物业公司的管理以及从事物业方面工作的注意事项。在技能操作方面,我们到配电室和监控系统中心等进行了学习,对一些设备和仪器进行了学习和操作,使我们对这些设备仪器的使用和简单的故障排查有了较为深刻的认识,为理论知识与实际操作的相结合提供了很好的平台。同时在实习的阶段,也进一步培养了我们发现问题、思考问题、解决问题的能力和动手操作能力,深化了职业道德教育,以及让我们切实体会到合作精神的重要性。
二、实习时间
12月13日至12月31日
三、实习地点
xxxx物业有限公司xx职业技术学院管理处
四、实习企业概况
工业智能化技术篇4
关键词:机械制造;智能化;发展方向
计算机技术是二十世纪人类伟大发明之一,它改变了人们的生活方式,也加快了各行各业的发展步伐。对于机械制造这个古老又充满活力的行业,计算机技术可谓掀起了一场跨时代的技术革命。它使机械制造业步入了智能化发展时代,将人们的想象化为现实,也为机械制造行业发展开拓了新的思路。
1机械制造智能化发展的必然趋势
智能化是近年来科技发展中的一个热词,也是人类社会物质文明发展到一定程度的产物。所谓智能化是基于计算机技术、现代通信技术、信息技术、互联网技术以及自动化控制技术发展的基础上所产生的一种技术概念[1],它涵盖了住宅、家居、医疗、机械、化工等多个领域,已成为当今科技创新发展的一个重要方向。智能化技术具有四大特点:一是从人类的感知能力出发,通过科学技术放大人类对外部世界的感知体验,并引导人类从中获取所需的信息,这一过程也是智能化技术诞生的前提;二是人类的思维能力和记忆力,这一点与人类的分析、判断、决策、联想等能力相关,智能化技术的目的是从技术角度帮助人类做出正确的判断和决策;三是自适应能力,人类总在适应不断变化的自然环境和社会环境,智能化技术的出现,大大缩短了人类的感知过程;四是人类决策的辅助工作,决策是人类在受到外界刺激后做出的反应,智能化技术帮助人类认知自身对外界刺激的反应,进而辅助人类做出正确的决策。[2]可以说,智能化概念已融入人们的思维意识中,而智能化技术也成为各行各业技术革新的利器。机械行业融入智能化理念后,也积极着手研究智能化与机械技术的融合创新。机械行业是我国经济的支柱型产业,在我国市场经济发展中占有重要地位。机械行业是一个庞大的产业链,涵盖了汽车、发动机、机床等重型工业行业,也包括元器件生产、零部件加工等行业。我国机械行业发展的主力军是机械制造行业。机械制造专指运用动力机械、化工机械、起重运输机械、纺织机械、仪表仪器、各项工具及其他机械设备从事生产活动的组织。[3]那么,机械制造行业一旦融入智能化理念与技术,将大大节省制造周期,提高机械制造质量和速度。机械制造智能化是指机械制造技术与智能化技术的融合,这种整合既是观念上的,也是技术上的,它运用人工智能、机器智能、新型材料技术、系统工程等先进技术融合为一体,提供一体化制造方案,为专家提供分析数据、技术可行性分析,以帮助专家进行推理、演示,从而做出正确的决策,并最终形成一个完整的、高度智能化的机械制造系统,使机械制造生产步入柔性管理和集成化管理时代。
2机械制造迈向智能化发展的现状
作为传统的机械行业,在历经几百年的发展中,特别是自上世纪八十年代计算机技术由军用向民用扩大后,机械行业也迎来了技术革新的里程碑。到了本世纪,计算机技术得到普及,已渗入各行各业。尤其与机械行业的结合,带来了两个行业的双赢,同时也催生了机械制造走向智能化发展的道路。但就我国机械制造行业发展来看,起步较晚是行业发展迟滞的一个重要原因。加之智能化技术主要应用于轻工行业,对于重型机械加工领域还未做到广泛应用。主要呈现几大现状:从基础来看,我国机械设计水平远远落后国际水平。机械设计是机械制造行业发展的前提,且计算机、电子等智能化技术最先应用于机械设计领域。如CAD、Pro-E等计算机辅助设计软件的应用,绝大多数设计人员只是将这些软件作为绘图工具使用,而忽略了其自带的数据分析、加工演示等重要功能;由于前端设计中运用智能化技术不多,给后期的机械制造智能化环节带来了一定的影响。从技术和工艺水平来看,机械制造智能化的应用程度不高。当前国际机械制造智能化正在向超薄化、超小化方向发展,模糊控制、计算机控制方面都已融入日常生产中。而我国虽然誉为机械制造大国,但多运用传统机械制造工艺,甚至在很多地区仍然沿用手动机床,能够熟练操作数控机床的技术人员并不多;而能够掌握数控加工中心这样的精密加工技术的技术人员更是少之又少。
3机械制造智能化发展方向探讨
要探讨机械制造智能化的发展方向,还需要追根溯源,回归机械制造智能化技术的几大特点,从其自身优势出发,探讨其可持续发展的可能性及发展方向,才具有坚实的理论依据。
3.1机制制造智能化技术可持续发展的优势
一项技术、一个产业能够实现可持续发展必然具有其不可取代的价值,即核心竞争力。对于机械制造智能化技术来讲,其自身优势正是维持其可持续发展的动力。从技术价值来看,机械制造行业与智能化技术的结合,顺应了未来科学技术发展的潮流趋势。随着计算机技术的飞速发展,人工智能成为当今乃至未来科技发展的一个重要方向。机构制造智能化将人工智能技术、软件系统、自动化控制技术完美地融合在一起。从技术角度实现了无人干预生产,运用机械制造智能化代替了人工劳动,避免了生产过程中因人为因素导致的失误;同时也规范了生产过程,使机械制造真正意义上步入了自动化和精准化生产的时代,大大提高了生产效率。对于一项技术来讲,技术价值无疑是其最为核心的竞争力,但使其广泛应用并最终形成经济效益和社会效益的还是其经济价值。机械制造智能化解放了劳动力的同时,也为生产企业节省了人工成本,改变了机械制造行业原来依靠密集劳动力实现盈利的模式。同时机械制造智能化技术也大大提高机械产品的精确度,高质量产品带动了市场运作的规范化发展,也为生产企业带来了高额利润,使生产企业在技术研发方面投入更多的资金。而研发能力已成为当今工业企业一项重要的核心竞争力,也是我国乃至世界机械制造行业发展的趋势。
3.2机械制造智能化发展方向分析
结合当前我国机械制造智能化发展现状,以及其固有的技术价值与经济价值,综合分析之下,我国机械制造智能化技术未来将向三个主要方向发展:第一,人机交互方向。随着计算机技术的发展,“人机交互”这个工业上的常用术语已不再是人类的美好憧憬,早在数年前就已成为现实。人机交互(Human-ComputerInteraction,简写HCI)指人与计算机通过某种语言实现对话,并采取“有来有往”的交互式对话方式,在人与计算机之间形成“信息”交换的过程。在机械制造智能化领域中,人与计算机共同承担生产任务,甚至在工作中形成了默契的伙伴关系。计算机为人类提供了人机交互接口,也可以把它理解为人、机对话的数据线。操作人员先将制造任务中需要运用到的数据按照一定程度通过人机交互平台输入计算机中,完成了“人机对话”的第一步;计算机在接收到人类传输的数据后进行数据处理,计算制造加工中需要用到的数据以及技术可行性分析,并迅速向操作人员反馈结果。通过这样的“人机对话”实现了数据的快速处理,也提高了制造加工效率。目前我国机械制造智能化技术采取最多的是CAD、UG等软件设计和编写加工程序的方法。这些软件不但可提供数据测算和三维成型等技术,还可通过加工演示环节展示制造过程中的不足之处,便于操作人员第一时间修改参数和设计方案,实现图纸的优化。在未来,这种技术和制造模式仍然占有绝对的优势。尤其在制造过程演示方面需进一步完善三维成像效果,增加声音模拟、数据纠错、图文处理等功能;并就加工过程进行实时监控,对其中的故障问题进行检测、处理,强化“人机交互”平台对生产过程的监控、管理。第二,柔性发展趋势。所谓柔性是专指制造系统用于满足个性化生产条件而进行变化的能力。智能化技术本身既具备了满足生产条件变化的能力,计算机技术提高了机械制造的精准度,也使原有的机械制造技术灵活度大幅提高,能够满足不同生产需求的需要。柔性技术发展较早,从数控技术发展时代就已经开始了。尤其在发达国家,工业技术发展超前,数控技术发展相对成熟,尤其一些加工中心对于医疗机械、精密仪器加工都具备了极高水准,能够满足用户越来越高的要求,并使柔性化技术形成一种长期发展的趋势。第三,精密发展趋势。当机械制造技术水平达到一定程度、且大众化机械产品的市场饱和度逐渐提高后,机械制造行业必然走向精密化发展之路。机械制造智能化技术依赖电子技术、微加工技术、精密加工技术的发展,大幅提高了机械产品的精密度的加工实效性,减少了人力加工时代残次品率,使机械制造产业步入了精密加工时代。目前发达国家已由传统机械制造行业向精密制造行业转型,而这也必将成为未来机械制造产业的主流趋势。同时,人工智能技术的融入提高了机械制造过程中的处理环节,提高了机械制造的实效性,也成为未来机械制造行业的发展趋势。机械制造作为工业经济时代产物,智能化发展将为我国机械制造行业带来新的发展机遇,增强了人机互动功能,实现了柔性制造技术,同时也提高了制造精度与可靠性,为我国机械制造行业参与国际竞争奠定了基础。
作者:张爽单位:北华大学机械工程学院
参考文献:
[1]赵宇龙.金属加工自动化:智能化—机床自动化发展的高级形式[J].金属加工:冷加工,2013(13):7-9.
工业智能化技术篇5
[关键词]智能型;机械;自动化;应用;趋势
中图分类号:TH文献标识码:A文章编号:1009-914X(2015)44-0214-01
机械自动化是科技不断发展的产物,其也是机械领域应用的一项新技术,在机械生产与加工中发挥着重要的作用。机械自动化在发展的过程中,应用的领域越来越广,将其应用在智能型机械的加工与生产中,可以提高产品的生产效率,在利用网络技术、信息技术以及计算机技术后,有效提高了企业的经济效益。本文对智能型机械自动化应用趋势进行了介绍,希望可以促进这项技术更好的推广。
一、智能型机械自动化的优势
1、减轻了工作人员的工作负担
将智能技术应用在机械自动化生产系统中,可以提高系统的控制能力,可以实现系统的高效运行。应用智能型机械自动化,可以对系统进行远程控制,利用计算机技术,可以取代人工操作技术,这有效减轻了工作人员的工作量,也减轻了工作人员的工作负担,可以保证系统发挥出自主控制能力。应用自动化技术,可以降低人为操作失误出现的概率。智能型机械自动化还可以解决生产系统中常见的故障问题,其具有模拟人思维的功能,可以处理一些突发的状况,采用自动化技术,可以保证生产的精细化,其可以保证机械产品的生产质量,可以减轻工作人员的工作量,可以实现生产系统的高效运行。
2、提高了生产的效率与经济效益
应用智能型机械自动化技术是机械行业不断发展的必然趋势,其可以提高生产的效率,可以提高企业的经济效益。在机械制造企业日常运行的过程中,生产系统可能会受到周围环境的影响,生产的效率会降低,产品的质量也会受到较大的影响,只有应用智能型机械自动化技术,才能保证生产系统运行的稳定性。应用智能型机械自动化技术,可以保证控制的规范性,可以保证系统严格按照人为制定的规则运行。智能型机械自动化技术,有效减少了系统出现故障的概率,可以解决传统机械生产系统中存在的问题,可以降低机械生产的成本,在利用互联网技术后,还可以实现远程控制,这节省了生产的时间,可以保证控制的高效性,是提高企业经济效益的有效途径。
3、提高了管理的水平
机械自动化技术可以提高智能型机械生产系统的控制能力,与传统的生产系统相比,应用智能型技术,可以保证机械自动化系统更加稳定的运行,可以解决系统中存在的各项问题,可以更好的生产加工系统进行掌控,可以提高对生产模式的管控能力。智能型机械自动化技术可以更加高效的利用资源,可以通过判断机械设备运行参数,了解设备的运行能力,可以对数据进行合理的评估,从而提高管理的效率。在应用智能型机械自动化系统后,有效提高了机械生产的质量,而且提高了机械管理的水平,是促进机械制造企业健康发展的有效措施。
二、智能型机械自动化的应用趋势
1、重组产品结构,合理应用智能型机械自动化技术
在当前市场环境下,机械制造企业之间的竞争比较激烈,为了提高企业的竞争力,企业管理者必须结合企业的发展现状,对产品结构进行调整与重组,要实现机械产品的创新。对企业来讲,产品的创新和调整应从不同的生产方式开始改善,通过引进先进的生产设备和技术,提倡智能型的机械自动化生产。智能型机械自动化技术已经被广泛运用在各行各业中,因高效的生产速率以及有保障的生产质量,不仅节约了企业的生产人力资源投入,更能促进经济效益与社会效益的提升。
2、实现企业信息化、网络化的信息发展目标
随着信息技术的发展,在机械自动化技术中,信息反映的是事物状态中的数据、指令、信号、程序以及情报等数据。简单来说,信息就是特定的知识,信息技术就是讲这些信息进行采集、识别以及转换,最后在进行传输和存储,经过特定的处理后显示出来。企业要想实现信息化、网络化的信息发展目标,就应秉承“以人为本”的生产思想,充分分析、深入了解服务对象的实际需求,重视起生产方式和产品的创新,不断开发和利用智能技术,运用其智能型机械自动化技术,从而提高企业的生产力,实现提高经济效益与经济效益的目的。此外,在推行智能型机械自动化技术的实际应用过程中,将网络化作为核心的发展内容,实现生产设备的整体自动化、网络化发展。
3、把握社会和经济的发展方向
智能型机械自动化逐渐受到多领域的关注,对于多种学科和技术的综合运用更是得到了较大的发展。因此,我们不难发现,将智能型机械自动化运用到生产中,延伸出了更多的新产业。从某种程度上来讲,智能型机械自动化技术就是在自动化技术的基础上发展而来,需要特别注意的是,处于科学技术、社会发展的关键时期的技术创新,必须向着有利于拓展空间、开辟市场的方向发展,才能更好的促进技术的更新和生产的改善。但对于企业来讲,智能型机械自动化技术的运用是实现产品调整、设备更新以及技术换代的重要因素,更是促进市场经济和企业长远发展的根本需求。
4、机械自动化技术向人工智能方向发展
随着计算机科学技术的发展,智能型机械自动化的应用将逐渐向人工智能与机械自动化结合的方向发展。因智能型机械自动化技术在生产领域中发挥的重要作用,使得电器机械自动化、网络化、信息化的智能型机械自动化发展逐渐崛起。为实现更人性化的生产控制,对于人工智能科学的运用将成为未来机械自动化发展的必然趋势,这种智能技术已经被愚弄在生产管理中,尤其是对智能型软件系统的开发。
三、结语
智能型机械自动化的应用是机械制造行业不断发展的必然趋势,应用先进的自动化技术,可以提高企业的生产效率,可以提高企业的经营效益。智能型机械自动化技术还可以提高实现对机械产品的创新,可以对生产的模式进行改革,这也是机械加工企业不断发展的重要支持。智能型机械自动化技术应用的领域在不断扩大,其在发展与完善的过程中,功能越来越强大,在结合信息技术、网络技术后,可以对生产系统进行远程控制,可以了解系统中设备运行的参数,可以及时发现安全隐患,降低故障出现的概率。
参考文献
[1]张伟.浅析我国发展机械自动化的原则[J].魅力中国,2011,(10):244-245.
工业智能化技术篇6
随着工业和信息化的不断融合,工业制造也迎来了新的发展阶段。当前,人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等技术相结合的智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节。这3种技术将重新构筑制造业的竞争格局引领新一轮制造业变革。中国作为制造大国,十分重视装备制造业的发展,根据《“十二五”智能制造装备产业发展规划》,中国将实现智能制造装备产业销售收入超过1万亿元,年均增长率超过25%。在中国制造业举起智能化发展大旗的同时,究竟在如何补足短板,确定方向,实现有序、健康发展?中国工程院院士、机械制造与自动化领域著名科学家卢秉恒在接受《中国经济和信息化》记者专访时表示,当前中国的智能制造发展还处于起步阶段,一些认识上的误区还需要改变,同时需要夯实产业发展基础,通过智能技术切实提升制造业整体水平。
自动化不是智能化
CEI:不管是国家战略层面还是一些企业的发展层面,都已经把智能制造作为一个重要的发展方向。你如何看待中国当前智能制造的发展?
卢秉恒:中国是制造大国,当前,制造业已经开始向智能制造转型发展。然而中国现在的智能制造还处于起步阶段,一些对于智能制造的认识还存在偏差。有的人把数字化认为是智能制造,有的人认为自动化就是智能制造,这存在一些误读。制造业的自动化、早已有之,智能化是最近的概念。
简单而言,自动化是节约人的体力,智能化是节约人的脑力,智能化充分体现了知识经济的价值,它是在数字化、自动化的基础上发展的,是更前沿的阶段。以机床为例,第一阶段是电动机和机床结合在一起,形成机床,而不是古代使用马拉进行运转的工具。第二阶段是将计算机和机床结合在一起,变成数控机床,实现程序化控制,这是数字化时代的产物。第三阶段的智能机床,需要传感器,随时感知其工作状况、参数,需要根据工艺知识而设计的智能控制软件,智能控制软件体现了人们对加工工艺过程优化的知识。传感器、数控机床、智能控制三者共同构成智能机床。这亦可看出数字化、自动化和智能化的区别。当然,智能制造还包括车间级、企业级等制造系统的智能化。
但是,现在很多人的意识中,包括国家立的一些科研项目把二者都混淆起来,将智能制造的经费也用到了其他的技术方面。作为企业来说,也需要认识到这二者的区别,智能化将比数字化、自动化能带来更大的受益。
还是以机床加工来看,数控机床是编好程序以后,机床按照程序规定的命令执行,如果加工的过程中出现问题,震动、主轴发热等情况,机床自身是无法控制的。而智能机床可以随时监测刀具是否出现磨损、主轴是否有发热、震动等状态的变化会影响到加工的质量,智能机床可以随时干预加工过程,改变运行参数,降低转速、减少进给速度,保护机床或者停止运转等。
CEI:你所说的这类智能制造技术应用情况如何?智能制造应该是一种什么概念?
卢秉恒:这种技术在国外已经开始应用,如德马吉的机床已经可实时监测机床振动。其把机床的振动分为3个档位。当振动在0~3个重力加速度时,说明机床的运行稳定;当震动在3~7,认为是需要密切监视;当震动达到7~10就会立即停止机床运行,认为这可能带来机床故障。当加工状态的温度过高等情况出现时,智能机床还能将故障警示通过手机发送给操作者,一个操作者可以管理数台机床,哪台机床报警了操作员将直接收到信号,甚至操作者在工作的同时能够听音乐也不耽误工作。
智能技术还能监测机床温度升高引起变形的情况,也就是热伸长。热伸长影响加工精度,可能导致加工零件变成废品,而智能技术在自动检测到潜在问题后,能够通过数控机床进行温度补偿,仍然加工出合格的产品。
在智能技术下,机床还可以通过加工程序的设置,实现按照最好的产品质量水平或者最大生产率运行,提供两套程序选择。当需要进行粗加工时,提高加工效率即可,而需要精加工时,则可以选择质量最优方案,在保证质量的基础上,再提升加工效率。
过去,依靠工人编程的数控机床无法解决这些问题,制造过程中发生的变化无法控制,而智能机床就可以实现。
当然智能制造还有更广泛的意义,包括整个生产过程、生产系统智能化,让所有设备按照最优布局分配加工任务,使整体加工效率达到最高。智能制造既体现在智能制造装备上,也体现在整体的生产系统的控制上。
短板在于传感技术
CEI:在中国现有的技术基础上发展智能制造,关键点在哪里?
卢秉恒:国家应该有规划、有计划推进智能制造业的发展。当前,中国在发展智能制造业上存在一个薄弱的环节——传感器行业。这个行业的研发严重不足,智能制造应用的传感器,需要实现不干扰设备的工作状态,体积要小,质量要好,需要足够的灵敏度。中国目前传感器产品主要依靠进口,这导致传感器产品的价值很高,供应不及时。由于传感器不是大批量产品,价格高就会增加企业的成本,最终可能导致企业放弃智能化的发展。
此外,传感器需要的品种很多,企业往往选不到所需的传感器产品,一些传感器无法安装在设备上。现在微纳制造可以制造非常小的传感器,比较符合智能制造需要的传感器。但是这种技术在中国还停留在个别高校的科研阶段,没有形成产业化技术和商品化的产品。
因此,中国的智能制造发展,首先应该从国家层面重视传感器技术的研发、生产和商品化。
CEI:由于智能制造是信息技术和制造技术的结合,但事实上有的信息人才并不熟悉制造业,制造业人才不熟悉信息技术。在实现软硬两种技术产品的结合上,你有何建议?
卢秉恒:确实是存在这个问题,这需要实现学科的交叉,从事信息技术的人不熟悉制造业,从事制造业的人不了解信息技术,需要双方面人才、产业的交叉发展。
智能控制的软件研发,基础应该建立在对制造工艺的研究之上。必须对工艺过程非常熟悉,深入研究工艺过程,对不同行业的制造任务、具体制造环节、工艺过程都要有深入的了解,才能实现对制造过程的优化,每个优化方案都需要建立在对工艺的深刻理解上。
CEI:你认为中国发展智能制造,应该形成何种氛围才更利于产业的发展?