智能制造与数字化制造在工业制造的有效应用

李勇

（友达智汇智能制造（厦门）有限公司）

1 引言

随着供给侧结构性战略的深化发展，信息技术、计算机网络技术得到快速发展，将人类社会带入信息化时代。工业制造在该背景下为实现高效生产，保证各类活动按照设定路径运行，需要加强数据技术、智能化技术等信息技术在工业生产中的融入程度，调整信息网络与计算机技术在生产活动中的应用方式，借助技术推动生产工作，实现智能自动化生产，不会受到人类因素的干扰，最大程度的提高生产活动整体效率。在智能化生产阶段需要关注生产活动，根据产品制造需求调整技术，建立更加智能的生产系统，基于系统落实各类工作，提高生产工作的有效性与合理性[1]。

2 智能制造与数字化制造的发展变革

2.1 智能制造变革

在工业自动化技术高速发展的过程中，技术体系逐渐成熟，自动化生产与工业机器人发展到新的阶层，其不再为实现智能制造的唯一途径。随着信息技术的快速发展，使智能系统完成第4次工业革命。在此过程中，中国制造2025、美国工业网络、德国4.0等思维融入到工业制造生产模式中，产业形态出现较大的变化，我国制造业在技术与发展思维的刺激下，朝智能方向转变实现智能制造[2]。

2.2 实现虚拟工厂

随着工业制造技术的发展与应用，智能制造利用云计算、大数据等信息技术，将制造工作各个环节有机的串联起来。通过智能化生产、设计、服务、管理等方面的融合，实现智能化生产，对智能控制工作有极大作用。在此阶段建立虚拟工厂与物理工厂，推动产业快速发展并实现升级。大数据、物联网为智能控制的主体，也是连接工艺制造的有效手段。计算工业制造环节产生的数据并进行统计，在大数据支持下，朝数字化与柔性化方向发展（见图1）。随着互联网技术的高速发展，我国不少企业使用虚拟作业方法，利用虚拟设计与制造，生产出符合用户需求的产品。企业应用网络技术，打破空间对企业的束缚，与国际企业进行高频合作，分享各自的经验、技术。企业间以网络作为合作平台，优化资源配置，为生产提供各类资源让生产活动可以良性开展。企业利用网络提高企业间的关联，可以更好的完成产品设计、制造等任务，在保证产品质量同时，扩大企业盈利空间。

图1 虚拟工厂概念图

2.3 大数据技术的应用

在工业制造朝智能化发展中，以网络作为基础，使用大数据技术分析制造活动的工作数据，可确保工业制造按照活动需求良好进行。在工业制造阶段收集工业制造业在产品制作方面的数据，以外部、内部等形式建立数据网络，进行数据整理、分析等工作，提高消费者对智能产品的认知程度，让大众接受智能产品。在产品制造前通过网络收集消费者对产品的需求，进行数据分析，完成产品开发任务。信息通信技术与其他技术为大数据网络的核心内容，也是支持产品实现智能制造的基础。随着互联网在制造领域的发展，基于制造业在产品制造方面的需求，合理应用无线网络与有线网络开展智能生产工作，连接各类环境与对象，实现通信、交通、电力的综合使用。工业制造、互联网与云计算等技术应用到制造活动中，可推进数据分析与产品制作，将产品与生产有机联系起来。

2.4 生产管理智能化

机械工程师在信息技术、智能技术引入工业制造领域后，改变传统简单的控制方法，通过智能制造与数字化制造，促使生产工作按照编制的流程推进。工程师研究生产管理，使用计算机与工业自动化技术软件，从而可以便利的获取设计参数，调整设计内容，提高车间加工和设计意图衔接的流畅性。智能制造以信息化技术作为基础，随着智能制造积累生产管理经验，让制造按照设计构思进行。智能制造和数字化制造与过往制造方式存在较大差异，人力在生产环节的参与度变少，企业在智能制造中需要收集生产数据，研究当下制造活动管理的落实情况，整理基于信息系统集成化生产管理的数据，找到提高管理水平的策略。在智能制造过程中，大数据、网络技术、云计算等技术应用到生产活动中，将产品设计、制造、销售与决策等环节良好的连接起来，为加工企业各级决策提供直观的数据。

企业在生产管理环节，基于智能制造模式与特点，编制管理任务并随着制造活动调整管理活动。成品产销管理模式成为企业常用的手段，对智能制造进行数据计算、质量反馈分析，建立满足企业管理需求的平台，实施网络化生产管理，可以发挥生产管理网络化功能，对生产活动进行全周期监督与控制，降低生产环节出现错误的概率，提高生产管理工作的有效性。

2.5 生产过程自动化

数字化制造与智能制造应用在工业领域中，可实现自动化作业，在企业生产与产线管理与设备控制方面有良好的效果。管理者在工厂运行中，为了尽可能达到工业生产资源管理、生产成本控制等方面的要求，对智能制造进行动态追踪与控制，提高工业生产质量管理服务水平，制造出优质的产品，同时也为企业带来不少效益。数字化制造与智能制造均以现代技术作为支撑，当下制造企业需要重视技术创新，加大技术研发领域的投入力度，从而在技术层面寻求突破。另外，制造企业需要基于制造需求，加大新技术的引入力度，建立综合衡量的指标体系，提高制造工作的整体水平。

2.6 故障诊断智能化

智能制造在我国制造业大范围普及，很多企业将工业机械自动化监控技术引入到生产管理环节，在活动中进行监控与控制。在该技术的作用下，实现全过程监督、识别，可以快速发现制造环节的异常状况，及时修复工业机械设备故障。在工业制造环节，选择监控手段与其他先进监控技术，依托相关技术监控各类机械设备，确定各类设备运行情况并进行有效的管控。使用智能制造的方式，借助系统拥有的自动诊断功能，告知工作人员机械设备系统故障方面的信息，由此可以快速锁定系统故障位置与类型，在短时间处理故障，为生产活动有序、可靠运行提供保障。

3 智能制造与数字化制造在工业制造中的有效应用

3.1 以智能机器人的方式应用

与传统计算机技术相比，机器人技术在制造方面智能化与自动化特征更加突出。在生产活动中使用机器人技术推动生产工作，通过机器人替代简单重复类的人力操作，借助智能生产控制系统有序推动各类生产活动，按照一定步骤与程序完成生产任务。在生产活动中使用智能机器人，可以快速推进生产活动。智能机器人具备鲜明的智能性与集成性，将其应用到产品制造活动中，通过柔性生产线，按照工作程序开展各类工作。以往特殊工作环境存在较多不稳定因素，会对工作人员造成一定的伤害，比如说焊接领域、压力铸造等。工作人员如果长期在此类环境中工作，将会对其健康造成一定的危害。使用智能机器人完成该领域的工作，进行物料搬运与流程化作业，可以良好的完成该环境制造任务，不会对工作人员身体造成危害。在生产工作量逐渐提高的今天，使用智能机器人开展产品生产工作，可以有效提高生产效率，建立生产产业链，由智能机器人进行操作，让此类工作稳定的开展。应用智能机器人推进生产活动，规避人为操作问题，确保产品质量。智能机器人应用到我国工业领域，成为行业的主体趋势，可以有效提升我国生产力水平，使社会生产效率飞速提升[3]。

3.2 以自动化生产线的方式应用

在自动化技术高速发展中，为了提高制造生产活动的整体效率，使生产活动可以带来更大的效益，需建立自动化生产线，研究机器人技术制造与计算机技术制造的方法。

随着社会高速发展，计算机技术已经发展到更高的水平，为了更好的推进生产工作，建立自动化生产线，将计算机技术应用到自动化生产线中，可对生产流程进行准确、有效控制。在自动化生产阶段确定生产工作的主体目标，建立有序、科学的生产流程，让生产工作有序运行。在生产活动中使用自动化生产工艺，沿着自动化生产线推进工作。工作人员将参数导入输入端，做好工艺流程更新、基本编程设置等工作，实现自动化生产。在自动化生产线开展生产制造时，按照生产需求调整自动化生产线流程，使用机器人技术，可确保生产工作按照设定流程实施。

3 3 以大数据的方式应用

在生产活动中使用大数据技术，可以获得产品制造方面的数据，了解消费者对产品功能方面的需求。通过大数据分析，为生产制造提供有效的数据，在此基础上实现智能生产。在生产活动中关注各类环境与对象，将工业制造与大数据技术有机结合，提高产品与生产的连接程度，跟随消费者需求的转变，为其提供个性化产品，满足消费者对产品的多元需求。

智能制造业务包含设计、销售、生产、物流、服务等多个环节，制造企业可按照智能制造需求建立基础设施，合理应用大数据技术，为生产工作建立数字化与信息化基础，为生产与运营提供保障。

4 结语

在工业制造深化发展的过程中，为了提高制造生产工作整体水平，需要加大制造领域技术研发力度，从而实现数字化制造与智能制造。在该环节需投入大量资金，保证研发工作稳定、有序进行。在国际竞争日益加剧的今天，国家需要关注数字化与智能制造，其为工业领域未来发展的主体趋势，推进技术创新，加快我国制造业改革速度，让我国制造业进入新的发展阶段。