智能制造与数字化制造与现代工业制造体系的有效应用

邵青伟,苏德学,丛鲡葶,石峰

（沈阳科技学院机械工程系，辽宁沈阳 110000）

摘要：随着市场竞争的加剧和技术的进步，越来越多的国家将先进制造技术作为经济增长的重中之重。在目前企业生产中，为能够使生产规模得以扩大，使生产效率得以提升，工厂化生产模式已经成为必然需求，也是必然的发展趋势。本文主要针对智能制造与数字化制造在工业制造的应用问题进行分析和讨论。

关键词：智能制造；数字化制造；工业；应用

1、智能制造与数字化制造概述

1.1智能制造

所谓智能制造，简而言之就是在实际进行制造生产活动中，在有关机器及设备中即将人工制造智能系统融入其中，在实际生产中可将一部分的劳动替代，从而使生产制造能够实现柔性化、信息化，并且能够实现智能化以及高度集成化，在整体智能制造中，其组成主要包括两个部分，即智能制造技术与智能制造系统。智能制造技术是通过利用控制器将人为已经设定好的相关程序编入机器中，使机器的转换机构根据已输入的程序有秩序的依次执行各项工作，并在各个生产环节中都对步骤的精确度有所要求，从而大大减少了工业自动化的生产差错，可以更好的保证生产产品的质量问题，减少因质量问题产生的生产材料浪费，使工厂的生产效率得到提高，保证了工业自动化的有条不紊进行。借助智能制造技术还可以让生产单位在生产过程中及时反馈得到生产危险隐患问题，从而及时解决生产隐患，避免由生产隐患累积所引起的生产事故，一旦安全问题可以很好地被发现和控制，工厂的经济效益也必将因为生产事故损失的减少而大大提高。因此，智能制造技术在生产安全问题的处理上也具有很大的优势。智能制造技术除了可以一定程度上避免生产差错、进一步保证工业自动化安全生产以外，通过利用智能制造技术还可以使工作人员的操作更加简便，使操作人员仅仅借助控制台便可以完成各项工作，大大减少了工作人员的生产压力，使人在工作中可以感受到舒适，使智能制造技术可以多方面保障工业自动化的安全发展。

2.1数字化制造

数字化制造是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。数字化制造主要通过计算机对于大数据的处理，将整个工业制造过程中复杂的信息通过相关数字建立和模式转化成电脑能够识别的二进制代码。利用相关程序将二进制代码采用数字化仿真手段在计算机中进行模拟实现，能够制造出数字化产品，通过计算机相关仿真技术在产品制造之前预测产品的性能，从而大大提高工业制造生产过程中的准确性和可实现性，加快了产品更新的步伐。因此，我国工业制造从产品各个方面系统利用数字化制造能够减少生产过程中不必要的失误，从而使得工业制造最大利益化。

2、智能制造与数字化制造技术发展历程

2.1智能制造的变革

随着工业自动化日趋成熟，工业机器人和自动化生产已不再是唯一能够实现智能制造的途径，工业制造更多利用到了大规模数据、网络、云计算、人工智能等新技术。伴随信息技术的不断发展，世界各国引领智能系统的第四次工业革命发生了变化。德国工业4.0、美国工业网络、“中国制造 2025”新信息技术和制造业思维融入生产模式，使得产业形态开始发生着重大的变化，我国逐步开始实现“制造业”向“智造业”转变。

2.1物理工厂及虚拟工厂的实现

在我国工业制造的应用中，智能制造能够将现有的大数据通过云计算等新一代信息技术对其制造过程中各个方面进行融合。通过智能化与设计、生产、管理、服务等方面的融合实现智能工厂的发展，利用智能制造开创物理工厂、虚拟工厂，实现产业升级。“物联网”和“大数据”是智能制造的主角，也是连接工业制造的主要手段之一。通过网络和基于终端对工业制造过程中所产生的大量数据进行统计和计算，利用大数据流支持，使得产品走向柔性化、数字化的智能制造。

2.3大数据分析和应用

工业制造的大数据分析应用是以网络为基础，将工业制造行业以及产品的相关数据，以内部和外部的形式，将移动数据连接成一个数据网的建设。通过大数据分析，能够扩大消费者对智能产品的认知和接受度，能够使用大量数据分析完成产品的发展。大数据网的核心是采用新一代的信息通信技术、传感技术，实现产品的物联网建设，在结合工业制造中能够实现智能设备（信息系统）有线和无线网络，连接到各种对象和环境（物理系统）中，如电力、交通、通信等。通过互联网与云计算、互联网与工业制造的结合，将产品对象连接到信息网络上，利用生产与产品之间的实时连接和有效沟通，实现对现实世界的洞察和控制。

3、智能制造与数字化制造在工业制造的应用

3.1虚拟化生产

随着网络技术、信息技术不断向前推进，整个生产过程的虚拟化成为可能。首先，借助当前高科技的支持，运用计算机软件技术建立虚拟企业。通过当前所建立的虚拟企业实现虚拟设计、虚拟制造，以此来满足客户的实际需求。尤其在网络技术不断深入发展的背景下，企业在实际的经营发展过程中，通过互联网技术有助于增强国际间企业的多方面合作，例如技术方面的合作、生产方面的合作。当前这种情况下，不但减少了运输所需要的费用，而且餐旅费用也得到了保证。此外，企业内部可以通过内网或者局域网实现企业联盟，以此来实现异地设计、制造等环节工作，极大的提高了其工作效率，降低了企业的实际生产成本。

3.2工业机器人

工业机器人可以应用在各种各样的生产活动中，可以是在不同的单品生产线中，也可以在不同的生产规模中，经常使用在一些柔性生产线上。将工业机器人应用到这些生产线上，不仅可以提高生产效率，还可以改善工作环境，保证工人的生命安全。由于工业机器人的工作是非常安全可靠的，还可以减少原材料的损耗，从源头降低了工业成本。工业机器人除了可以运用到柔性生产线上，还可以应用到各个领域内，其中主要可以应用在两大方面：第一方面是可以应用在一些较为恶劣的环境中，比如说在一些焊接领域，热处理领域内，压力铸造，冲压，或者是一些机械加工以及一些原子能工业上都可以用到工业机器人，在一些搬运物料过程中，可能会存在一些对人体有害的物料，那么就可以运用工业机器人来完成这一部分的工作，减少对人体的危害。还有一个方面就是：现如今工人需求增多，但是在一些需要大型产业的领域需要大量的工人，比如说在一些电子产品生产连接上，在一些食品生产产业链上，一些类似于这种需要简单重复枯燥的工作需要工业机器人的加盟，在这些领域，工业机器人可以进行分拣，焊接及一些类似工作。近年来，工业机器人迅速在我国工业范围内普及开来，为我国工业生产自动化提供了动力，也为我国生产力的发展提供了有效手段，提高了社会生产效率。

4、结论

我国工业制造的不断发展离不开科技的进步，智能制造和数字化制造在工业中的应用是发展的必然趋势。国家对于智能制造和数字化制造的重视将有力推动我国制造业的改革，其在工业制造中的应用也将大幅提升我国整体的制造水平。

参考文献：

[1]余松林, 丁永明, 姚益平,等. 面向智能制造的数字化设计与制造综合实践课程建设中的探析[J]. 现代职业教育, 2020.

[2]栾胜, 李青锋, 李延祺,等. 瞄准国家智能制造产业发展需求建成世界一流技术创新平台——北京航空航天大学杭州创新研究院大数据驱动的智能工业技术创新平台[J]. 中国科技成果, 2020(18):4.