智能制造在電氣裝備制造業(yè)的發(fā)展

智能制造在電氣裝備制造業(yè)的發(fā)展黑龍江哈爾濱150028摘要：與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)在發(fā)展CNC技術(shù)方面還有很長(zhǎng)的路要走。通過研究中國(guó)智能制造和數(shù)字控制技術(shù)在合并過程中遇到的困難，可以幫助有關(guān)企業(yè)更好地將先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用于智能數(shù)字控制設(shè)備。在工業(yè)4.0時(shí)代，中國(guó)的工業(yè)企業(yè)需要不斷改進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新，以加速集成智能制造技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力并在工業(yè)革命中發(fā)揮關(guān)鍵作用?；诖?，本文介紹了智能制造與數(shù)控技術(shù)的概念及發(fā)展現(xiàn)狀，分析了兩者的融合應(yīng)用以及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，僅供參考關(guān)鍵詞：智能制造；制造業(yè)；發(fā)展引言繼德國(guó)《工業(yè)戰(zhàn)略4.0》后，我國(guó)推出《中國(guó)生產(chǎn)戰(zhàn)略2025》，正式拉開了智能制造時(shí)代的序幕。機(jī)械智能制造由兩個(gè)方面構(gòu)成，其一為知識(shí)，此為機(jī)械智能制造的重要基礎(chǔ)，其二為智能，即識(shí)別、分析與解決問題的能力，兩者有機(jī)結(jié)合，在機(jī)械制造相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)能夠代替人腦進(jìn)行簡(jiǎn)單的思考、決策與分析，繼而實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化。當(dāng)前智能制造已經(jīng)成為新工業(yè)革命的象征，并在很大程度上決定著機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展方向。新時(shí)代背景下，我國(guó)機(jī)械智能制造獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但由于我國(guó)智能制造起步較晚，尚未形成完善的機(jī)械智能制造技術(shù)體系，加之從事智能制造行業(yè)的人才較為匱乏，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械智能制造面臨著諸多現(xiàn)實(shí)困境。下文將通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)我國(guó)機(jī)械智能制造發(fā)展現(xiàn)狀，并從技術(shù)創(chuàng)新與政策支持兩個(gè)層面闡釋新時(shí)代背景下我國(guó)機(jī)械智能制造的發(fā)展趨勢(shì)。1智能制造現(xiàn)狀不同行業(yè)智能制造發(fā)展水平不均衡雖然我國(guó)機(jī)械智能制造發(fā)展喜人，但也存在一定的不足，具體表現(xiàn)為發(fā)展水平不均衡?！秷?bào)告》顯示，汽車制造業(yè)、電氣機(jī)械和器材制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、專業(yè)設(shè)備制造業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、造紙和紙制品業(yè)為智能制造前十行業(yè)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，汽車制造業(yè)、電子設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械和器材制造業(yè)等行業(yè)智能制造成熟度為一級(jí)及一級(jí)以下的企業(yè)占比在全國(guó)平均水平之下，而智能制造成熟度為二級(jí)、三級(jí)的企業(yè)占比高于全國(guó)水平，此類行業(yè)在智能制造能力水平上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)出我國(guó)當(dāng)前機(jī)械智能制造技術(shù)、資源、人員集中在此類行業(yè)領(lǐng)域中，其他領(lǐng)域發(fā)展略顯不足，例如我國(guó)高端芯片生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展落后于西方國(guó)家，電子制造技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸。機(jī)械智能制造在高端產(chǎn)業(yè)中具有重要的位置，機(jī)械制造是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而智能制造是機(jī)械智能制造數(shù)字化發(fā)展的根本，也是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本。在未來幾年，我們應(yīng)大力培育一批具有設(shè)計(jì)研發(fā)、核心制造能力的成套整機(jī)制造、系統(tǒng)集成和零部件制造骨干企業(yè)，支持智能裝備制造骨干企業(yè)向工程設(shè)計(jì)設(shè)備監(jiān)控診斷、遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)、人才培訓(xùn)等服務(wù)領(lǐng)域拓展。目前我國(guó)電子設(shè)備制造行業(yè)存在一些問題，主要為以下幾點(diǎn)：機(jī)械智能設(shè)備產(chǎn)能過剩，供需錯(cuò)配、有效需求不足，處于產(chǎn)業(yè)鏈低端，內(nèi)生發(fā)展動(dòng)力不足，缺少關(guān)鍵核心技術(shù)，缺少“工匠精神”，物流配送問題，電子智能制造恒業(yè)經(jīng)營(yíng)管理信息化及智能化問題針對(duì)機(jī)械智能制造行業(yè)問題，可以從以下幾方面進(jìn)行提升：提高電子設(shè)備質(zhì)量、效率、動(dòng)力，以消費(fèi)者需求為主導(dǎo)，歸回商業(yè)本質(zhì)，產(chǎn)品創(chuàng)新，系統(tǒng)變革，重構(gòu)供應(yīng)鏈，推進(jìn)經(jīng)營(yíng)模式轉(zhuǎn)型，加快技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備智能制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同轉(zhuǎn)型局面尚未形成第一，對(duì)于鞋類、服裝和食品生產(chǎn)等制造行業(yè)而言，生產(chǎn)系統(tǒng)種類繁多且生產(chǎn)能力大。產(chǎn)品的技術(shù)過程隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化，因此產(chǎn)品質(zhì)量在很大程度上取決于員工的能力。以制鞋業(yè)為例，制鞋業(yè)有數(shù)百種產(chǎn)品，但是工人流水線的靈活性很低，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化也很困難，限制了制造過程的智能化轉(zhuǎn)型。第二，智能產(chǎn)品連接性創(chuàng)新可能無法帶來智能業(yè)務(wù)創(chuàng)新的預(yù)期收益，即使公司進(jìn)行了合理更改，自動(dòng)化也主要集中在設(shè)備級(jí)別上，但只有部分參考模塊用于公司的實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)，而其他參考模塊無法進(jìn)行升級(jí)，增加了制造過程控制的復(fù)雜性，降低了生產(chǎn)能力，無法實(shí)現(xiàn)公司智能創(chuàng)新的原始目標(biāo)。第三，業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)必須考慮許多關(guān)系和目標(biāo)，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原材料采購、制造、物流、銷售和服務(wù)。如果不將智能化轉(zhuǎn)型與上下游公司的生產(chǎn)鏈同步，則很難覆蓋整個(gè)生產(chǎn)鏈。2智能制造在電氣裝備制造業(yè)的發(fā)展2.1集成方面的融合在鏈路控制中的熔煉可以在鏈路控制中使用CNC機(jī)床實(shí)現(xiàn)多軸鏈路，并且多軸鏈路可以有效地控制材料的處理。對(duì)于不同的機(jī)床，在設(shè)備的操作狀態(tài)和性能方面存在很大差異，在使用聯(lián)合控制技術(shù)處理產(chǎn)品時(shí)，很難有效地控制加工精度這也可能使制成品的質(zhì)量低于預(yù)期要求，從而不僅造成不必要的材料浪費(fèi)，而且造成相當(dāng)大的時(shí)間損失。先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)和智能制造技術(shù)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合控制的高速和高精度，從而有效地解決上述問題。例如，多對(duì)等工具耦合控制可將多個(gè)工具應(yīng)用于不同的工作站以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的同步處理，每個(gè)工作站和相應(yīng)的拋光輪具有對(duì)稱的圓形對(duì)稱分布，從而可同時(shí)調(diào)節(jié)。工件的不同位置允許工件使用拋光輪在三個(gè)工作臺(tái)的支持下進(jìn)行同步拋光。高速和高精度鏈路控制可以通過多軸補(bǔ)償技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸信息，控制和合理補(bǔ)償處理過程中的所有鏈路，從而每個(gè)處理鏈都能嚴(yán)格地遵循控制程序。此外，考慮到產(chǎn)品制造過程中的干擾，本發(fā)明還根據(jù)PID反饋原則提高了制造設(shè)備的抗干擾能力，這大大降低了產(chǎn)品制造過程中偏轉(zhuǎn)和誤差的概率。智能化升級(jí)的組織變革路徑傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來“三個(gè)替代”現(xiàn)象———智能機(jī)器對(duì)人力勞動(dòng)的替代、智能決策系統(tǒng)對(duì)管理信息系統(tǒng)的替代、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同對(duì)工廠生產(chǎn)計(jì)劃任務(wù)的替代。為此，傳統(tǒng)制造企業(yè)需要從組織架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、企業(yè)間協(xié)同等三個(gè)方面變革生產(chǎn)組織模式，順應(yīng)“三個(gè)替代”的要求。主要體現(xiàn)在:一是進(jìn)一步扁平化企業(yè)組織架構(gòu)?！叭齻€(gè)替代”大幅提升了企業(yè)的組織管理效率，降低了技術(shù)創(chuàng)新的不確定性。企業(yè)的管理能力和管理幅度因智能化而大幅提升，中間管理層的職能則被智能決策系統(tǒng)所替代，進(jìn)而促使企業(yè)不斷強(qiáng)化一線人員的技術(shù)技能和管理技能，知識(shí)型員工、專家型技工將成為智能企業(yè)的主體。二是廣泛而普遍的虛擬生產(chǎn)組織。個(gè)性化定制生產(chǎn)要求企業(yè)統(tǒng)一調(diào)配企業(yè)內(nèi)部資源，廣泛借助外部力量，以降低資產(chǎn)專用性帶來的風(fēng)險(xiǎn)，提升資產(chǎn)的使用效率，確保企業(yè)將有限的資源集中于擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的核心領(lǐng)域，以獲得持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。①虛擬企業(yè)由此應(yīng)運(yùn)興起，以平衡定制生產(chǎn)與控制成本的內(nèi)在矛盾。三是網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同。智能制造進(jìn)一步加劇了產(chǎn)品內(nèi)的模塊化分工。智能制造的生產(chǎn)組織將完全依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)展開，外包服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同將成為智能制造的主要生產(chǎn)組織模式，以確保協(xié)作生產(chǎn)的靈活性和可靠性。著力建設(shè)智能化車間當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造智能化車間建設(shè)初步實(shí)現(xiàn)了作業(yè)指導(dǎo)、加工程序等指令的遠(yuǎn)程下達(dá)，能夠?qū)Ω鞯郎a(chǎn)工序、各類生產(chǎn)要素信息、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等的自動(dòng)化采集，但在車間的系統(tǒng)化、流程化、集約化管理上還略顯不足，因此還需要進(jìn)一步開發(fā)相應(yīng)的機(jī)械智能制造管理系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃及作業(yè)工單對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行自動(dòng)化排序，提升生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可視化與可控化程度。結(jié)語綜上所述，當(dāng)今世界已進(jìn)入智能制造時(shí)代，先進(jìn)數(shù)字控制技術(shù)可以提高智能制造水平，節(jié)省人力資源，提高生產(chǎn)力。制造業(yè)正朝著精密化、智能化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，為了滿足時(shí)代的需要，各國(guó)已將智能制造技術(shù)現(xiàn)代化作為國(guó)家的優(yōu)先事項(xiàng)?？梢赃@樣說，第四次工業(yè)革