智能制造促进机械行业转型升级的探索研究
马懿莉
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马懿莉,. 智能制造促进机械行业转型升级的探索研究[J]. 中国机械研究,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157079.
摘要:
伴随着信息化进程以及人工智能领域不断深入的研究进展,智能制造已然跻身于制造业发展的核心前沿。作为一种新型生产模式,智能制造展现出高度的效能、灵活性以及精确度,能够显著提升生产效率及产品质量,降低生产成本以及资源消耗。面对当前日渐加大的经济下行压力,实施智能制造以实现产业升级转型已逐渐成为机械行业的必然选择。传统的机械行业生产模式已无法满足瞬息万变的市场需求,因此,产业升级转型已成为当前机械行业的必然趋势。本文旨在探讨智能制造在机械行业中的应用所产生的巨大价值,期望为我国机械行业的转型升级提供一些具有参考价值的思路和建议。
关键词: 机械制造业智能制造行业升级
DOI:10.12721/ccn.2024.157079
基金资助:

1 智能制造概述

智能制造,即运用数字化和智能化技术,对生产过程进行智能化、自动化以及集成化的改造,从而实现更为高效、柔性以及个性化的生产制造方式。智能制造覆盖了制造系统的各个环节,借助传感器、信息网络、数据处理以及人工智能等先进技术手段,实现资源的优化配置、流程的精细调控、质量的自动检测以及数据驱动的决策分析等多项功能。这一新型制造模式的出现,对于推动制造业向高品质、高柔性、定制化、绿色、智能化的方向发展起到了至关重要的作用,为企业的转型升级开辟了更为广阔的发展前景。

随着全球制造业的飞速发展,智能制造已经成为各国经济发展中不可或缺的重要方向之一。例如,德国、美国、日本、中国等国家纷纷将智能制造纳入到战略优先领域之中。目前,我国的智能制造正处于蓬勃发展阶段,政府亦出台了一系列扶持政策,以推动智能制造的进一步发展。展望未来,智能制造必将成为推动我国制造业高质量发展和转型升级的重要驱动力。

2 智能制造技术在机械行业中的应用

2.1 实现制造过程的自动化与优化

(1) 智能化生产线。依托数字化技术和人工智能技术,构建智能化生产线,涵盖物料输送、加工、装配、检测等各个环节。采用自动编程和自适应控制技术,实现生产过程的自动化操作,并可依据不同需求,灵活调整生产流程。

(2) 工艺优化。运用深度学习和大数据分析的方法,挖掘出生产过程中的共性特征和规律,找出生产效率低下、质量不佳或者错误不易察觉的问题所在,并及时分析和改进工艺流程,从而提升生产效率和产品质量。

(3) 物联网技术应用。通过物联网技术,采集生产过程中的各类数据,构建成一个全面的数据平台,实现对整个生产过程的实时监控和追踪。同时,利用物联网技术精确定位零部件或工件的位置和状态信息,从而提高计划备料、零件管理以及配件补充等环节的工作效率和准确性。

(4)自适应机器人。机器人具有多样化的功能,在制造过程中可以发挥重要作用,包括物料搬运、点胶、焊接等方面。基于自适应控制技术,机器人能够更好地适应不同的加工场景,提高生产效率。

(5)省能降耗。通过节能技术与数据分析技术的结合,对制造过程进行优化控制,从而减少耗电量和损耗,实现绿色制造。

2.2 机器人自动化物流系统简介及特点

智能制造领域所应用的机器人自动化物流系统,乃是运用尖端科技如机器人、传感装置以及计算机控管技术等综合性手段,打造出全自动式的物流生产线,以便进一步提升原材料运输作业的效率以及精确性。本系统得以实现普通、反复且耗费大量人力资源的工艺流程自动化,并且借助数据搜集与分析,优化物流流程,从而在提升工作效率的同时,降低了人力成本。

机器人自动化物流系统的实际应用涵盖如下多个层面。

(1) 仓储物流环节。机器人可被广泛应用于自动化仓库管理,物流机器人凭借其先进的机器视觉、深度学习等技术,迅速定位货物所在位置并将其取出并放置至预定位置。

(2) 物料输送环节。物流机器人可替代传统人工方式运输物料,在生产线上快速地搬运和传送零部件、半成品以及成品,不仅显著提高了生产效率,而且大大减少了人工操作过程中所可能出现的误差。

(3) 包装与分拣环节。机器人可依据预设的规则对产品进行包装与分拣。例如,可以将同类别的产品进行分类存储,并根据订单需求进行组合包装,从而大幅度提升包装速度与效率。

(4) 智能调度环节。机器人可通过与企业ERP系统的无缝对接,实现车间内部各物流设备间的协同调度。如此一来,所有的物流活动均可依据实时数据进行优化与规划,从而达成最优效果,避免任务冲突与瓶颈现象的发生。

(5) 智能运维环节。在智能制造的生产过程中,机器人自动化物流系统具备强大的诊断与维护功能。它能够通过故障检测与预测,提前发现、定位并修复设备所存在的问题,从而有效缩短停机时间并降低维修成本。

2.3 智能加工系统概述及其优势

智能加工系统作为智能制造技术的核心组成部分,基于物联网、人工智能、机器视觉等前沿科技,能够自动化地完成产品的制造流程,确保产品品质的同时,大幅提升生产效率,降低生产成本。

智能加工系统的具体实施主要涉及以下几个关键环节。

(1) 机器人操作环节。通过机器人的精细化操作,完成整个加工过程,从而显著提升生产效率与产品质量。

(2) 数字化模型环节。运用CAD/CAM软件将物理模型转化为数字模型,进而构建数值控制程序。

(3) 多工位加工环节。充分利用多工位的理念,搭建自动化加工线路,推动弱点的消除与加快工艺升级进程。

(4) 远程监控环节。安装相应的传感器与监测设备,实现对生产流程的远程监控与数据采集。通过对这些数据进行深入分析,揭示加工过程中所存在的问题并及时加以改进。

(5) 智能调度环节。运用先进的人工智能技术与优化算法,将生产计划与生产状态进行精准匹配与适时调整,从而实现更为精准高效的调度策略。

在当前以智能制造为核心的生产模式背景下,对于机电企业的生产效能改进成就显著。其不仅可以有效地降低生产成本,进一步提升生产效率及产品品质,同时也有助于企业管理水平的全面提升以及生产信息全流程的数字化监控。

(1)提升生产效率。借助于机器人等自动化设备的投入使用,生产过程得以实现24小时连续作业,且具备极高的稳定性和精确度,从而大幅度提升生产效率和产出数量。

(2)降低生产成本。借助机器人等自动化设备,不仅可以节约人力成本并降低废品率,同时还能减少由于操作失误和人为误差所导致的经济损失。更为重要的是,在长期使用过程中,机器人等自动化设备还能有效降低维护和更新所需的费用。

(3)提升产品质量。通过机器人等自动化设备的引入,生产过程得以实现高度自动化和数字化,从而规避了人为误差和变异因素的干扰,进而提高了生产精度和一致性,最终达到提升产品质量的目的。

(4)实现智能制造。机器人等自动化设备能够与数字技术紧密相连,实现生产信息的实时共享和高效传输。从原材料采购至成品发货,整个供应链、生产线乃至产品全生命周期均实现了数字化监控和监测,确保了全程跟踪和信息互通共享。

(5)优化管理水平。机器人等自动化设备搭载了先进的传感器和相应的数据分析系统,在获取海量数据的基础上,能够进行有效的资源规划和生产调度,从而提升企业管理水平。此外,在智能制造模式下,机械自动化还将有机会与大数据、云计算等新兴技术深度融合,进一步强化对生产过程的监管力度,提高智能化水平。

4. 结论

智能制造的应用无疑能够极大地提升生产效率、安全性、精度和质量。展望未来,随着科技的飞速发展,智能制造的应用范围将会日益扩大,普及程度也将逐步提高。我们坚信,通过深入的研究和创新,智能制造必将成为推动我国制造业实现质量、效益和可持续发展的强大动力。

参考文献

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