智能工业范文10篇

摘要：当前我国制造业正面临转型，制造业也势必需要向智能制造转变。本文就针对智能制造中的工业机器人技术展开探析，根据工业机器人的具体定义与特点介绍其相关技术，并参考当下工业机器人在智能制造中的应用对其未来发展方向提供建议。

关键词：智能制造；工业机器人；技术探析

随着我国信息技术基础建设普及程度的不断深入，目前工业机器人已经在我国制造业中初步投入生产活动，但由于技术限制，我国智能制造转型程度不足。为了制造业的持续发展，机器人、信息技术等相关行业也要不断创新进步，而满足该目标的技术就是要了解工业机器人技术，清楚制造业发展需要，从而对二者后续发展作出综合探讨。

1工业机器人的研发

在智能机器人中，数字控制器服务器轴与运营商的电线杆连接，命令是按照事先制定的程序执行的。在这一阶段，工业机器需要使用人工智能技术，这种技术将教学工作、携带传感器和工业机器人的工作合理化结合起来。工业机器人主要由三个要素组成:主、副推进系统、控制系统、结构和执行机构，包括手腕和手臂。大多数机器人有三到六度，手腕有三度。工业机器人的主要控制技术如下:（1）开放式单元控制系统。工业机器人的运动设计可以通过分配的运动控制器、机械控制器和传感器处理板来有效完成。（2）使用模块的液位控制软件。软件系统以多功能操作系统为基础，具有多个层次的分层设计概念，并且开放。该系统基本上分为三个层次:计算机化系统、章程和应用系统。（3）工业机器人故障诊断和维护技术。通过将数据和信息结合起来，对工业机器人的运行故障进行了科学诊断，并采取了良好的维修措施，确保工业机器人的稳定运行。

2工业机器人应用关键技术点

摘要：随着我国社会经济的迅速发展，我国对大型工业和高精密度生产的需求逐渐提高，对机械制造的技术水平提出了更多要求。在智能化进程逐渐加快的背景下，智能技术逐渐被应用到机械制造中，既提高了机械制造的整体效率和质量，也能够有效降低机械制造的人力成本，对现代工业机械制造技术的持续发展起到了积极影响作用。

关键词：现代工业；机械制造；智能技术

在传统的机械制造过程中，普遍都是以人工和机械结合模式进行生产工作，整个过程很容易受到制造工艺、技术条件、人员素质水平等多方面因素的影响，导致机械制造的精密度较低，难以保障机械制造的整体效率及质量。而智能技术是一种能够对机械制造技术进行模拟、分析、推理、判断及决策的科技技术，将这项技术应用到机械制造中，能够有效提高机械制造的自动化水平，减少人工操作所带来的不良影响，使机械制造的精密度得到有效提高，对机械制造行业的发展有着较好的促进作用。对现代工业机械制造智能技术进行深入分析，能够为现代工业机械制造的进步和发展提供有利依据，使我国社会生产力得到有效提高。

1现代工业机械制造智能技术概述

作为我国工业智能技术的一种延伸，现代工业机械制造智能技术的主要作用就是利用计算机技术对机械制造技术进行模拟，并通过信息分析、判断、推理和决策等智能化程序，替代一些脑力劳动，使机械制造的效率及质量得到有效提高。通过现代工业机械制造智能技术的应用，能够对机械制造中的信息进行自动化采集、计算和利用，使机械制造中的问题得到及时解决，进一步提高机械制造的整体效益。同时，现代工业机械制造智能技术是一个研究产品设计、生产、加工、销售和维护的技术过程，其主要目标就是提高产品的生产质量，提高企业的经济效益，使企业的核心竞争力得到有效提高[1]。一般现代工业机械制造智能技术包括了人力资源、生产资料、生产对象、生产、能源及质量信息等多种内容，其中人的要素处于主要地位，需要对现代工业机械制造智能技术进行科学利用，以此提高生产效益，降低人力成本，使机械制造的整体质量得到有效提升。

2现代工业机械制造智能技术

摘要：文章结合实例重点介绍试点工厂的智能总装车间策划、实施框架搭建、业务操作流程及具体的RFID技术应用。文章对汽车智能化车间建设领域的具体策划及实施具有很好的借鉴意义。

关键词：总装车间；智能制造；RFID

1背景

受益于互联网的快速发展，智能互联汽车迎来良好发展契机，呈现蓬勃发展之势。从被动安全到主动安全、从驾驶辅助到自动驾驶，伴随各项技术的不断更新发展，汽车被赋予了更多的功能和权利，逐步走向智能化[1]。汽车智能化的快速发展也对其制造过程提出了跟高的要求，智能制造应运而生。智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。毫无疑问，智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。为适应智能化发展趋势，提高生产、物流、管理运营效率，对工厂现状进行调研并制定智能化实施方案。当前装配车间使用SAPERP系统完成库房管理，通过LES系统完成企业供应链管理，通过单独的考勤系统完成人员考勤，GE的MES系统完成车间的生产管理，已经实现了车间生产过程管控。但是在生产管理过程中依然存在如下问题：（1）物流配料过程容易出现配料错误情况，缺少对生产过程准确性及关键数据的有效监管和分析，对生产问题后期追溯存在缺陷；（2）缺乏对质量全景数据进行集成、分析、判断，现场质量信息无法自动采集；（3）缺少全面性设备状态数据的收集及分析，设备预防检修无客观性数据支撑；（4）缺少自动化的人员出勤情况分析；（5）人工开展效率/过程变更分析，无法保证及时性；（6）运营数据人工集成汇总，无法保证及时性和客观性。为解决上述问题，需策划定制一套完整的生产、运营、物流、人员、设备智能化方案。本文主要研究基于RFID的智能制造技术在汽车工业中的应用。

2智能化车间方案策划及实施框架搭建

通过本次项目实施计划达到以下目标：（1）通过质量过程数据的采集、分析系统完善过程监控，实现及时预警；（2）通过建立产线、工艺、操作全过程监控，提高生产准确性；（3）通过设备的全生命周期管理，提高设备效能。通过数字化、可视化、透明化管理，优化生产过程等，大副度提高人员、设备等综合效率。做到全过程质量追溯，通过数字化分析提前预测设备故障及对零件进行质量分析，提前进行质量预警。项目实施对象为总装车间XX线体，包含内饰1-1线，内饰1-2线，底盘线，内饰二线，CP7线体，检测线，淋雨线、CP8终检线及物流配料区。项目主要内容：智能制造系统（以下简称系统）由生产管理、质量管理、设备管理、物流管理、人员管理及现场展示等多个模块组成，见图1。系统接收MES在总装车间的滚动计划，通过配料管理，SPS小车及AGV小车监控及物料预警，完成物流管控；通过工位进度采集、试装管理、滞留车管理、工艺管理与MES集合实现产品的生产过程追溯；通过实时监控设备运行状态、计算设备综合运行效率、大数据分析等实现设备的预防性维保；通过质量数据采集（PLC直接采集和数据库导入两种方式）分析，实现关键质量指标统计分析、过程质量追溯及质量风险预警等；通过与考勤系统结合，实现人员属性识别，监控关键岗位作业人员的异常变动与效率指标标的统计分析。项目架构：系统总体体系架构分为三层展示平台层，现场采集展示平台层和生产线设备层，每层都有其独特的作用[2]，见图2。现场应用平台主要用于现场数据展示和反馈，包括现场分控平台和RFID应用，现场分控平台主要用于现场装配测试线设备运行状态，生产进度信息，质量数据信息数据收集和分析。展示平台主要用于办公环境中现场信息的反馈，包括异地监控、总控大屏、PC端、手持端展示。

摘要：近五年来，工业革命4.0的浪潮席卷整个德国，使德国的机电一体化技术逐渐列入智能技术系统中，德国的制造业和装备也日趋领先于世界水平。德国新工业革命主题为“智能工厂”与“智能生产”，因此德国政府启动了两个极其重要的项目，分别是“智能工厂”项目和智能技术系统”项目。这两个项目主张创造出具备人工智能的产品，能够存储大量的信息，并且能够实现重组和自动配置，灵活根据生产情况调整生产模式。文章从高中生的角度出发，结合所学相关专业知识，对工业4.0推动机电一体化走向智能技术系统作一个浅析。

关键词：工业4.0；机电一体化；智能技术；系统

机电一体化走向智能化是必然的，这其中有两个方面的原因，第一个方面是机电一体化仍然存在较大的局限性，而智能化能够克服机电一体化的局限性。第二个方面是今后的时代必将是大数据时代，而机电一体化走向智能化符合时代的规律，也是人们生产和生活所需，是人类文明进步的必由之路。

1机电一体化技术特点介绍

机电一体化技术出现并应用的时间较晚，且发展历史相当曲折，但它每一次技术的成熟和完善都使得人们的生活变得更加便捷与舒适。从上个世纪七十年代开始，微电子技术与计算机技术渗透到机械工业行业，人们由此产生一个大胆的设想——能不能利用电能代替人手给机械供能？这是一个大胆而又奇妙的设想，最后终于实现了。机电一体化技术开始产生，并应用在人们生活中的多个领域，充分解放了人手，也使得人们的工作生活效率大大提高。机电一体化技术的特点有很多，以下选取三个最主要最重要的特点进行介绍：1.1具有较高的可控性。机电一体化技术使得机械具有较高的可控性，只需要使用遥控器或者网络控制系统，对相关机械下达指令，就能够让机械工作。以往人们需要长时间频繁地对机械进行操控，使机械能够正常运行，而这些机械一旦短时间离开人手操控便无法工作，因此可控性极低。机电一体化技术使得机械不需要太依赖人手进行操控，人们可以利用遥控或者相关装置下达指令，然后机械就会长时间自动工作。这种机械的工作效率极高，能够取得解放人手的良好效果，使得人们的工作效率大大提升。1.2依赖电能进行工作。应用了机电一体化技术的机械产品非常依赖电能，将电能转化为其他形式的能量进行工作，因此这些机械产品是离不开电能的。尽管它们需要电能，但这些机械的工作效率比传统的机械高很多，因此能够极大地提升社会生产力，在社会生产的许多领域都有着极为广泛的应用。之所以机电一体化的工作效率高，是因为机械一体化的产品运用了先进的传感技术，能够对人为的遥控指令作出必要的反应。这些传感器能够将信息单元接受和处理，并传导在处理器中，使得机器高效稳定的进行工作。同时，机电一体化产品也有其缺陷，当电能供给不足或是传感器出现故障的时候，工作效率极低，因此人们需要保护好传感器，使其高效有序地进行工作。1.3在制造业以及工业生产领域有着极为重要的作用。因为应用了机电一体化技术的产品工作效率极高，所以人们将其广泛应用到制造业以及其他工业生产领域中，为制造和生产各种产品提供技术支持。如今机电一体化产品已经运用在数控机床、各种机械装备、计算机集成制造系统、柔性制造系统以及工业机器人等领域中了，未来这些机电一体化产品还会应用到更多领域中，为提升社会生产力作出巨大的贡献。

2智能技术系统的特征

摘要：社会从工业1.0时代发展到4.0工业深度自动化阶段，对于工业生产过程采用PID、分类、回归、聚类等算法，实行自动化控制，并衍生了不少智能控制手段。未来工业生产的机电技术的智能化发展还会更加深入，衍生出更加先进、更加智能的应用。文章分析了工业过程控制自动化、智能化等，探索目前工业过程控制自动化中的智能控制应用，展望未来从自动化到智能化的发展趋势。

关键词：工业过程控制自动化；智能控制；技术

随着时代的发展，工业生产制造正在朝高度集成化、深度自动化、数字化、智能化方向发展。通过多种精确度极高的电子感应元件设备，加上精妙的控制系统，实现对工厂生产过程数据的实时采集和分析；通过编写好的生产逻辑对工业生产进行自动化控制。而今工业自动化已经越来越成熟，正朝着智能化大步迈进。“过程控制”是一个专属名词，通常和自动化放在一起来说，指的是从项目开始到项目结束，关注温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数，使其符合生产要求。过程控制旨在提高产量和质量、提高生产安全性、降低污染、达到绿色环保标准、降低操作性、降低劳动量等等。整个控制过程通过精密的检测设备，再加上自动化控制及管理系统，依据设定好的生产逻辑运行，利用计算机及时采集检测数据，并产生许多智能化应用，即过程控制与自动化（见图1）。而智能化则是在自动化基础上衍生的智能应用，工业生产要先会爬，再会走，然后会跑。所谓会爬，是指最基本的自动化、信息化；会走是指数字化；会跑是指智能化，这是一个循序渐进的过程。PID控制是一套控制算法，即从比例、积分、微分3个方面计算控制，更加精确，更加协调。

1智能控制应用

1.1自动化运行

将基于机电控制装置和电子计算机编程机电设备的运行逻辑作为指令操作，让工厂生产设备按照设定好的编程逻辑来执行控制命令，让整个工作得以在自动化控制下进行。自动化运行控制逻辑大多为PID控制算法，而实现的手段由上位组态、集散控制系统DCS、PLC等自动化系统来管理。最为常见的是PLC系统，也叫作可编程控制器[1]。PLC系统大致分为以下模块：（1）输入采样。接受被控设备的信号，作为自动化控制的基础数据依据，对象是工业生产的温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数。所采集的信号按性质的不同可分为模拟量、开关量、脉冲量、数码量、相关量、计算量等。（2）程序执行。按照生产经营所需，设定自动化控制逻辑，让工厂生产按照自动运行的逻辑执行。（3）输出刷新。在一定周期内进行输入采样，通过PID、分类、聚类、关联、神经网络等算法，分析被控机电设备运行信息是否符合逻辑，无异常数据则通过，发现异常数据则停止。总而言之，通过PLC系统和PID算法，大大提高了机电设备的集中管理和自动控制（见图1）。

摘要：随着社会的飞速发展，科学技术不断进步，工业领域生产模式发生变化，人工智能时代势不可挡，尤其是机器人得到更大范围的推广与应用。工业机器人的突出优势是精准度较高，工作效率高，能够承受较大工作强度，为整个工业领域产量的提升以及质量的提高创造更加优质的条件。由此可见，工业机器人已成为现代工业发展的趋势与方向。文章基于行业发展，详细阐述了工业机器人的特征，探讨其未来发展趋势与方向，以期为整个工业行业的持续性发展提供更大的技术支撑。

关键词：人工智能时代；工业机器人；趋势

随着人工智能时代的到来，互联网技术取得巨大突破，大数据技术成为核心，为工业机器人产品性能的提升提供更加先进的技术支持。在工业机器人发展进程中，其操作趋于简易化，精准度更高，能够广泛应用在诸多领域，投入成本呈现不断降低的趋势。立足工业领域，机器人应用于产品检测、焊接以及搬运等环节。工业机器人的出现强化对人力应用的缓解，在优势上主要体现为较高的生产效率与较高品质的操作，同时，操作持久性更加突出。

1工业机器人的构成以及类型

从构成上分析，工业机器人主要包含三个部分，即本体、驱动以及控制三个系统。从功能上分析，一种机器人的作用体现在对人类手、手臂的模仿。另外一种更具智能化，有效发挥仿生学的特征，能力更显多样化，自由度更高。在当前的工业领域，之所以选择工业机器人，主要源于其较低的单机价格，便于维修，应用效率较高。

2人工智能时代工业机器人核心技术分析

［摘要］把《制造业人才发展规划指南》更好地落实到实际应用当中，以此更好地达到《中国制造2025》对机电一体化相关人才的培养要求和目标。现在我国在机电一体化人才培养过程中存在一些问题，需要对其进行思考，不断进行改进和创新，形成机电一体化智能制造的实训中心，将人才培养的方式变得更加便捷。根据实际情况分析，在机电一体化智能制造实训室不断的建设当中可以更好地实现教学质量的提高，使培养出来的人才更具有竞争力，为新的时代带来适应性强且专业化的人才，更容易得到社会和企业的充分认可和肯定。

［关键词］机电一体化；智能制造；人才培养

一、目前国内机电一体化专业人才培养现状分析

在德国4.0和我国提出的《中国制造2025》的实施当中，出现了各个行业的智能化生产制造的火爆场面，现在大中型加工制造类企业生产线趋于自动化、智能化的生产形式，从汽车制造、物流仓储、啤酒生产等企业一系列智能化的表现可以分析，机电一体化的技术型人才有着广大的应用空间。现在通过把传感器技术、电气动技术、可编程控制技术等相互结合进行机电一体化智能制造人才的培养，向着更加全面的方向进行发展创新，使机电行业有着更多的发展动力，智能化的制造在机电行业快速发展进步的同时，对于新型的机电一体化的专业技术人员的要求变得也越来越高。这需要相关技术人员有着不错的操作实践能力，还需要有一定的团队意识和交流沟通的能力、组织能力、对工作的适应能力、良好的思想道德修养、心理的抗压能力、独立进行思考的能力、解决问题的能力以及创新能力等职业化的素养。但是我国现在很多院校还在沿袭传统的教学方式，缺乏理论与实践相结合的教学，没有很好地把企业实际生产技术需求融入教学当中，实践操作相对来说比较少，学生在动手操作能力方面很欠缺，导致学生在毕业的时候不能很好地适应工作。因此在提升实训能力建设的同时，还需要对老师的素质和专业化的水平不断提升，采用现代化的管理手段和技术进行创新，在进行实践教学的过程当中结合企业人才培养需求，更多利用一些先进性的设备和综合性实训中心，不断加强师资队伍的建设，提升老师的技能水平和创新能力。

二、实训中心建设对人才培养的意义

在开展教学过程当中更多进行一线生产和服务管理的技术型应用人才培养，可以更好地满足实际的工作需要，在进行高技能人才培养过程当中需要做到理论和实践相互结合的教学模式，教学中需要做到理论和实践、抽象与形象进行相结合，学生可以在实践过程中对知识有更好的掌握，把一些理论化的知识变成具体的实践经验，这样在学生完成学业之后就能更好地适应企业的要求，更快地投入到实际工作当中。实训中心是实践教学的重要平台，所以对学校中实训室的建设和利用对机电一体化人才的培养有着很重要的作用。对实训室不断进行加强建设，让学生可以在实际的训练环境当中达到更好的学习效果，有着更好的实践环境。让实训室变得更加先进、实用并且具有扩展性的优势，让机电一体化技术的实践操作教学变得更加先进智能，形成良好的教学实训室，促进学校的更好发展，学生也可以学习到更多的企业实际生产经验和管理经验。（一）提升实践性教学环节的主体地位。在职业化的教学模式当中，实训教学是比较重要的部分，它可以很好地培养出与企业实际生产与管理相符合的应用型高技能人才，是相当重要的教学环节。实训室在建设过程中，需要根据实训室的建设目标和方案进行，要考虑企业需求和技术应用，要按照国家的相关标准要求进行建设，保证综合职业化的能力培训目的。实训的设备应具有先进性和实际应用性，促进机电一体化智能制造技术的更好发展，更好地实现实践性的教学模式。根据实训室的使用状况，让学生可以对机电一体化有更清楚的了解，可以让实践性的教学环节显得更加重要，更好地促进专业化知识的开展。需要按照实际的工作目标进行课程内容和模式的设计，学生可以进行自主化的学习，并在教学活动当中进行系统化的学习，更好地实现理论的学习和实践操作相互的结合，更好地实现实践能力的提升，同时学生应具备独立完成以企业生产任务为载体的项目化课程，让学生的技术有很大程度的提升。除了这些之外，还要把企业实际技术需求和管理融入进来，形成一种职场的环境，让学生可以在实训过程当中和实际的工作更加接近，对以后的工作内容有着更加清楚的认识。通过实训室的建设，更好地实现现代化的工业机电一体化领域智能化的发展。工业机电一体化智能制造实训室当中包含了可编程控制技术、机电一体化技术等很多专业化学习方向，实训室可以很好地培养符合企业实际生产需求的高技能人才。（二）形成“职业化”的综合性实训中心。根据现在工业机电一体化智能制造实训室的建设要求和目标,并且对照企业的实际需求进行发展规划，形成多功能多层次的先进机电一体化智能制造实训室，可以更好地进行以企业实际生产任务为载体的项目化教学，除了这些之外，实训室可承办企业员工技能提升培训和技能竞赛，还可进行师资培训、学生学员鉴定等，这样不仅能满足日常教学要求还能服务于社会，所以在进行设备的选择方面还要综合考虑设备的性能和应用性，把工业机电一体化智能制造实训室建设成集高端技能人才培训、工程技术人员继续教育、全国中高职及技工院校教师培训、校内外学生学员实训鉴定和世界技能大赛选手集训的综合性实训中心。（三）依托校企合作完善实训中心建设。在实训室建设过程当中，要结合企业实际的生产技术需求进行建设。建设前要走访和调研多家本区内的大中型加工制作类企业，把企业的需求进行数据分析，从而建设更适合现代企业生产需求的实训中心，所授课程与企业实际生产相结合。除了让企业参与到建设的过程当中，还应把企业的管理模式以及企业文化融入实训室的规划当中，使学校和企业之间可以实现更好的合作，形成更加真实的企业环境，让学生可以在将来更好地适应企业的模式打好基础，可以很好地实现从学生到工人的过渡。与此同时，实训中心在承接企业的员工技能提升培训、员工的技能竞赛等方面与企业进行有效合作，还可以聘请企业实践专家进行交流与授课，保障学生近距离了解企业实际生产的技术要求，这样在学校和企业相互的合作下可以实现更多的发展目标，促进学校和企业之间形成很好的关系，可以更好地促进工学结合的办学模式。（四）有效锻炼教师队伍。在实训室的建设过程中，要让本专业青年教师积极参与到建设的过程当中，可以使其对实训室有更加深刻的了解，每一个人都担负着一定的职责，可以更好地培养团队的合作精神，专业教师要参与前期多种多样的调研工作，分析调研数据，提炼企业实际需求，了解实训室建设的目标。每年寒暑假都选派教师参加企业实践，近距离接触和学习新技术，掌握企业实际生产技术需求，为以后开发课程、培养高技能人才打下基础。在实训室设备的选择和安装调试当中，要积极参与了解硬件的性能和实训室整体规划以及对开发教学项目课程和实训指导等工作的准备。这些复杂多样的工作可以很好地提升教师的业务能力和实践操作能力，促进其对职业模式有更清楚的认识。实训室建成之后教师要参加新设备的培训，掌握设备的各项功能，写好培训总结。通过教师队伍的锻炼，让教师对职业教育有更加深刻的认识，为以后的教学夯实基础。

摘要：机电一体化融合计算机、信息技术及机械等各种技术优势，在很大程度上提高了工业企业的竞争力。本文针对机电一体化发展现状以及在智能制造中的应用展开了分析。

关键词：机电一体化；智能制造；传感技术

当前，智能制造已经逐渐成为我国工业发展的主要目标，智能制造不断进步，推动了我国工业朝着科技化、智能化、数字化的趋势发展。对机电一体化在智能制造中应用的探讨与研究，对于智能制造行业的发展有着极为重要的意义。

1智能制造概念及机电一体化发展现状分析

智能制造是由智能制造系统与智能制造技术组合而成。智能制造技术就是采用计算机技术、模拟智能制造系统，对系统的某一部分进行分析与研究，有效缩减了投入成本。相关研究人员只要通过简单操作，就能实现对整个系统动态的全面掌握，确保了系统的有效性和稳定性。智能制造技术是智能制造系统的基础，而智能制造系统则是智能制造技术的应用载体，体现智能制造模式。近年来，计算机技术和信息技术普遍发展，推动了机电一体化技术的发展。机电一体化技术在智能制造领域的应用，促进了我国机械行业的发展和进步，使生产管理工作更加自动化、智能化。伴随着科技的进步，机电一体化技术融合了更多新型技术。机电一体化技术采用电子技术，在运用人工智能技术的基础上，通过计算机系统实现对机械设备的自动化控制和管理，从而使整个生产流程更加高效、便捷，提高了生产活动的规范性。

2机电一体化技术在智能制造中的实际应用

摘要：制造业作为我国经济的支柱产业，是现代工业化和经济发展的主导力量，常被认为是衡量国家或地区经济发展水平和国际竞争力的重要指标。发达的制造业很大程度上也是国家安全的保障。进入21世纪以来，随着世界科技的进步和经济的飞速发展，原有的机械制造和加工模式已经成为阻碍国民经济和工业日益发展的障碍，为了满足日益增长的工业需求，智能制造也就应运而生。而决定智能制造发展程度的，正是人们关注最广泛的科技创新，科技创新程度决定了智能制造发展的高度。因此智能制造想要快速的发展，应从以下方面着手：首先，加快工业技术和软件技术的研发，协调软硬件共同发展；其次，整体生产工艺深度融合，尤其注重提升工业智能化水平；另外，还要加大政府支持力度，增加智能制造行业资金投入；最重要的是人才的培养，应当培育和引进人才两手抓，强化智能制造行业的人才队伍建设，包括技术型人才、管理型人才，同时鼓励大众创业，扶持初创企业，优化产业发展环境。

关键词：智能制造；机械制造；机械加工模式

0引言

随着科技的进步和经济的发展，作为国民支柱产业的制造业也迎来了飞速发展。尤其在新一轮科学技术革命与工业产业变革的影响下，以新型信息技术代替传统制造加工模式为主要特征的智能制造逐渐成为全球制造业的发展趋势。智能制造作为新提出来的一种新型工业模式，是基于新兴起的信息技术，贯穿包括产品设计、生产，工业管理、技术服务等制造业的各个环节的新型工业制造加工模式。这种新型工业模式具有智能优化自决策、信息深度自感知、精准控制自执行等功能[1]。纵观人类工业发展史，传统工业发达国家都经历了三个工业发展阶段，即机械化、电气化、数字化，目前逐渐具备了向智能化转型的趋势。未来的工业制造必然是依托于集成化和智能化的智能化制造系统，从而取代传统制造也中的传统制造模式，最终实现制造乃至整个工业行业的自动化和智能化。制造业作为我国实体经济的主体、国民经济的支柱，尤其考虑到我国人口最多的实际国情，吸纳劳动力最多的制造业已然成为我国的兴邦之器、立国之本、强国之基。因此，研究机械制造和机械加工由传统模式向智能制造的转变显得尤为重要。本文将从智能制造的本质、在机械制造和机械加工方面存在的问题以及未来的发展方向进行深入探讨，以期能够对我国智能制造的发展起到一定的借鉴作用。

1智能制造的本质

1.1智能制造的概念

摘要：针对企业提出的活塞制造自动化的需求，设计开发了一条智能产线，通过整合各种新技术，融合机器视觉检测技术、PLC控制技术、传感器技术、工业互联网技术、制造执行系统等，实现上料、加工、下料、检测等的一体化控制。智能产线取代传统的手工操作，降低了劳动强度，保障了产品质量，能适应各种恶劣的生产环境，高效完成指定任务，有效提升了产品及企业的竞争力。

关键词：工业机器人；数控车床；数字孪生；计算机辅助工艺过程设计（CAPP）

1智能产线的组成

目前，数控技术与智能制造新技术的融合应用越来越广泛，广州数控设备有限公司作为智能制造领域的践行者，积累了丰富经验。面向数控加工的智能产线主要是根据工艺流程，由若干台工业机器人和数控机床及工装夹具等进行联网组线；PLC控制检测和流程及系统调度，制造执行系统MES管控信息可视化和数据实时分析处理，实现加工过程无人值守，能对异常状态进行快速反应和分析判断，可安全可靠地长时间持续工作，改变了传统生产方式。

2智能产线的设计

为提升生产能效，某企业引进智能产线替代人工实现24h两班制。随着工业机器人的发展，智能制造生产线因其能够快速实现大批量加工、节省人力成本、提高生产效率等优势，成为越来越多工厂的理想选择。如何快速正确地完成基于工业机器人和数控机床应用技术的智能制造生产线的设计成为众多智能装备系统集成企业颇为头疼的问题，而随着数字孪生和计算机辅助工艺过程设计（CAPP）等工业软件的发展，此类问题得到圆满解决。数字孪生的主要作用是在产品主体研发完成后和工程实施之前对设计的智能产线进行检验，贯穿“设计—工艺—制造调试”全产业链，用数字样机代替物理样机验证设计方案的可行性、可靠性、合理性和工艺流程，可防碰撞，得出生产效率，降低成本，减少返工，加速产品上市，实现全生命周期管理，意义重大。2.1活塞加工工艺分析。活塞加工是将重量小于30kg的碳钢毛坯工件按照图样要求加工成成品工件。根据材料特点和精度要求，工件开粗、半精加工、精加工等不同工序须在不同的数控车床上进行，因此，设计方案主要采用2台全功能数控车床和2台经济型数控车床及一台工业机器人。上料仓配置的视觉系统可自动识别工件的上料位置，换向机构实现工件的翻转，同时引入制造执行系统MES、PLC、工业互联网实现智能制造。汽车活塞智能产线设计方案如图1所示。该汽车活塞智能加工产线是以典型机器人搬运上下料为背景，结合制造执行系统MES、PLC技术、机器视觉检测技术、工业互联网技术和数字孪生等先进手段，提升生产过程信息化、智能化水平，构建的一套智能制造生产线。本产线以制造执行系统MES为核心，有效地将数字孪生技术、信息通信技术以及自动化控制技术等融合为一体，建立智能制造管控系统。基于该系统可完成制造过程中的工艺设计、排产调度、质量控制、状态监测等功能，建立完整的智能产线。2.2工艺流程的制定。分析制定汽车活塞智能产线工艺流程是设计的基础。应通过与企业技术人员沟通，了解活塞产品的加工精度和其他技术要求，制定整套工艺流程。设计人员还要根据工艺流程，全面考虑活塞工件在各工序之间流转时必需的翻转、下上料、导向定位、信号检测等要求，并统计工业机器人抓取工件时的定位、夹紧、松开、检测等动作所需时间，综合分析上述工艺节拍，最终设计出智能产线。经过多次研究论证，最终确定活塞加工的工艺流程如下：Step1：人工将上料小车上满料，把小推车推到上料位置，脚轮刹车锁死，拆下上料仓四周围栏；把空料仓放在上料仓旁边；Step2：料仓上方的相机识别到工件位置，机器人根据视觉判断抓取工件到定位台进行再次定位；Step3：机器人抓手1抓取已定位毛坯件到车床一门外等待，车床一内的工件加工完成，车床门打开，抓手2取下车一完成后的工件，并更换上抓手1的毛坯件，机器人抓手退出车床，车床门关闭，车床开始加工；Step4：机器人把车一工件放到换向机构的换向台上，换向机构夹紧并翻面，翻面完成，夹紧松开，机器人抓手1抓取换向后的工件到车床二前的暂存台；Step5：机器人移动到车床二门外抓手1抓取暂存台工件进行等待，车床二内的工件加工完成，车床门打开，抓手2取下精车二完成后的工件，并更换上抓手1的加工件，机器人抓手退出车床二，车床门关闭，车床开始加工；Step6：机器人把工件堆放在下料仓上，并重复2、3、4、5流程，两套工件生产同时进行，机器人同时为两套工件上下料，上下料动作交叉进行，互不干涉，由于加工时间较长，在稳定生产时，不会出现两台机床同时等待机器人上下料的情况；Step7：当下料仓堆满后，机器人停止工作，人工把下料仓四周围栏锁上，打开刹车，推走料仓，并换上新的空下料仓。2.3智能产线控制系统设计与调试。智能产线控制系统以MES为核心，MES采用强大数据采集引擎，整合数据采集渠道（RFID、PLC、CNC、PC）覆盖整条产线的各个制造环节，保证了现场数据的实时、准确、全面采集。智能产线在完成工业互联网搭建、PLC编程及HMI工控组态、制造执行系统MES联调等工作后，才能实现互联互通，组建完善的全套控制系统。首先根据网络拓扑图对数控机床、工业机器人、PLC、HMI、监控系统、MES系统等进行IP分配和端口分配以及设置；标示工业交换机的端口号，连接网络检测通信状态，实现工业互联网搭建。然后根据工艺流程要求扩展PLC模块，正确配置I/O，编写和调试PLC组态通信应用程序；对HMI的寄存器、变量等数据进行分配和人机界面设计，完成PLC编程及HMI工控组态，实现与数控机床、工业机器人、料仓等设备的信号连接和通信调试。最后正确完成MES系统与数控机床、工业机器人、PLC等设备的参数配置，实现信号连接和数据采集，实现可视化管理。