高新技术在装备制造业向智能工厂转型中的应用

发布时间：2017-03-18

关键字：装备制造业智能工厂

收藏好文推荐打印

现阶段我国装备制造业企业，生产过程智能化程度低，生产设备智能化程度低，面对国家提出的实现制造强国的战略目标，生产企业表现出后劲不足，普遍面临着向智能工厂转型升级的任务。智能工厂生产模式较传统制造业具有质量高、效率高、能耗低、灵活性强等优势，同时更加绿色、环保。目前，世界范围内智能制造日益成为未来制造业发展的核心内容，《中国制造2025》的提出，正是顺应世界工业发展的方向，顺应“互联网十”的发展趋势，利用先进的互联网技术，将信息化与工业化进行深度的融合，为装备制造业向智能工厂转型指明了方向。

1、引言

智能工厂是实现智能制造的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。由于产品制造工艺过程的差异，可分为离散制造业和流程制造业。装备制造业作为离散型制造业，产品往往由多个零部件经过一系列不连续的工序装配而成，具有多品种、小批量的特点。离散型制造业更重视生产的柔性，其智能工厂建设的重点是智能制造生产线。

2、三维实体设计在装备制造业中的应用

对于制造业企业，产品生产的第一步就是产品的设计工作，向智能工厂转变的第一步需要解决的问题同样是产品设计过程。例如，装备制造业，目前产品设计工具软件多采用二维设计绘图软件，如AUTO CAD,CAXA等，设计人员在图纸设计完成后，零部件等图纸转化为纸质图纸，然后送往生产车间，生产设备操作人员接收图纸后再进行领料加工，那么从设计环节到达生产环节周期长，效率低。

三维实体设计能够直观反映设计的真实状态，目前常用的三维软件有UG, Catia, Creo, Soliworks等。

三维设计可以采用参数化设计，相对二维设计修改方便、快捷、简单。三维设计采用模块化设计，利用装配将整个产品通过约束关系组合在一起，直观、清楚。利用干涉检查功能可以避免存在的结构性错误，二维软件不具备此功能。同时，在设计阶段可以计算出产品重量，准确控制成本。随着互联网的普及，智能化、协同化、集成化成为新技术的发展特点，未来智能化工厂生产模式为“三维设计模型一三维工艺模型一智能型生产设备”，完全实现无纸化，从设计到生产完全实现无缝链接，大大缩短生产周期，提高生产效率。在实际装配阶段，由于三维实体直观的特点，可以大大减少工人识图的时间，缩短装配周期。

3、互联网技术在装备制造业中的应用

互联网是网络与网络之间所串联成的庞大网络，这些网络以TCP/IP协议相连。“互联网十”就是“互联网+各个传统行业”，利用信息通讯技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，将互联网的创新成果深度融合于经济、社会各领域中。“互联网+工业”即传统制造业企业采用移动互联网、云计算、大数据、物联网等信息通讯技术，改造原有产品及研发生产方式。

“物联网+工业”就是运用物联网技术，工业企业可以将智能生产设备接入互联网，进而使各生产设备能够自由交换信息、触发动作和实施控制。“移动互联网+工业”是借助于移动互联网技术，通过在产品上增加网络软硬件模块，采集用户数据，实现产品制造服务化，以市场数据驱动技术研发。“大数据+工业”，大数据是软件基础，用算法分析海量生产数据、市场数据、供应链数据以协同处理需求。“云计算+工业”，云是硬件基础，凭借超大规模计算能力、数据存储实现各产品的互联互通，产生协同价值。以上多种新兴互联网技术的应用，为制造业企业向智能工厂转型奠定了坚实的基础。

4、数控设备在装备制造业中的应用

智能化生产，是整个生产流程计算机技术、互联网技术和智能生产设备的有效衔接。既然要向智能化工厂转型，首先要推进生产设备的智能化，一是对生产企业现有的数控设备进行改造，使数控设备成为可上网的终端。二是需要引进各类符合生产需求的智能型生产设备。利用工业以太网将工业机器人、数控机床，以及各类机械设备与车间级的柔性生产线总控制台相连，再利用以太网将总控制台与企业管理级的各类服务器相连，此时就将从图纸设计到生产制造过程通过互联网技术连接在一起，实现互联互通，信息共享。对于装备制造业，智能型的生产设备主要是数控机床，智能工厂所需要的数控机床，必须与信息化和网络化相结合，这是智能化的基础，是实现“智能制造”的基础。

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来，数控机床较好的解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，与传统机床相比，具有加工精度高，加工质量稳定可靠，生产效率高，同时改善操作工人的劳动条件。对加工对象的适应性强，加工精度高，具有稳定的加工质量，可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件，加工零件改变时，一般只需要改变数控程序，可节省生产准备时间，自动化程度高。

数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，对所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理，易于实现加工信息的标准化，已与计算机辅助设计与制造 (CAD/CAM)有机的结合起来，是现代化集成制造技术的基础。

5、结束语

随着技术的进步以及人工成本的逐渐上升，并且面对经济形势下行，调整产业结构，向智能工厂转型已是大势所趋，未来智能工厂内所有工作逐渐由系统控制的核心生产设备来实现，工作人员不直接参与生产第一线工作，只是从事一些新产品开发、生产工艺改进、新机器设备发明创新等高质量复杂劳动。在生产设备智能化方面，生产设备联网使未来工厂日益智能化。智能型生产设备的应用，使未来智能工厂生产过程更加灵活、高效，并具有可持续发展性。