面向电机行业的智能制造关键技术研究

何博

（长航集团武汉电机有限公司，湖北 武汉 430000）

电机市场上的竞争越来越激烈，要保持电机企业在市场上的竞争力，就得满足客户的需求。一方面，是要满足客户对产品质量和数量的需求，这就需要应用智能机器人技术及柔性制造装备来提高电机生产的质量和效率；另一方面，是满足客户对服务的需求，电机是很多电器产品和机械产品的动力源，电机故障会直接影响这些产品的正常运行，在保证电机质量的前提下，也要尽量提高对电机的维修检测技术，做到能够及时提醒客户进行设备更换，满足客户对服务的需求。因此，需要将智能服务应用到电机行业中。

1 电机行业的生产发展现状

社会与经济的不断发展促进人们生活水平提高，对电器产品要求越来越高的同时，对电机制造的要求也越来越高，为满足需求，电机企业开始引进先进的设备和工艺，但因资金不足，使得覆盖面积不广。目前，我国的电机制造依旧处于传统制造和先进制造并存的状态，虽已实现自动化，但距离全面智能化还相差甚远，仍旧还属于劳动密集型产业，需要大量人力资源。因此，还存在着很多问题。例如，因尚未实现智能制造，单靠人工操作，效率低的同时质量也无法得到保证。另外，工艺落后，人工操作危险性大。除此之外，我国的电机行业在供求关系上目前基本能够满足需要，但高端电机和中低端电机之间的比例差却十分大，高端电机在市场上处于供不应求状态，而中低端电机却存在过剩现象，归根结底是我国在电机制造方面的技术水平还比较低，因此未来的发展趋势在于随着经济和科技的进一步发展、市场的进一步整合加深，我国在电机制造技术上会有更多的开发和应用，使整体电机制造水平得到提升，从而保证中低端电机产品的性能，使人们对高端电机产品的依赖程度逐渐降低。

2 电机行业的发展趋势

在建设社会主义道路的推动下，电机市场的竞争越来越激烈，要保持电机企业在市场上的竞争力，传统的大规模生产模式已不可取。在电机行业订单越来越多地呈现为多品种小批量的情况下，要满足当前市场对电机产品的需求，就需要实现电机产品的多样化和竞争差异化，故此，需要企业经营者创新管理理念，改变生产模式，对传统的制造系统进行升级，实现智能化制造。以控制生产成本，减少库存压力，从而提高电机企业的经济效益，促进电机行业更加稳定的发展。

3 智能制造的关键技术在电机行业中的应用

3.1 智能机器人技术及柔性制造装备在电机生产过程中的应用

3.1.1 智能机器人技术

在科技不断发展的过程中，很多工业生产已经将机器人技术应用其中。但初代机器人技术并没有实现智能化，它仅仅只是能够代替人工劳动，实现一些机械化的动作，如上下料、焊接和装配等。这种机器人属于固定式机器人，通过设置固定程序，使它们完成固定动作。固定式机器人技术还存在很大的问题，例如，在生产过程中发生突发事件时，它们并不能根据实际情况进行自我调整，不具备分析功能、判断功能和理解功能。初代机器人技术还包括另一种能够自由移动的机器人，相对固定式机器人来说，在电机生产过程中如发生突发事件时，它能够根据具体情况进行调整和改进，但这种调整和改进主要依靠的却是人力劳动。因此，在使用自由移动机器人时，仍旧需要人力来控制和操作。而智能机器人技术则在初代机器人技术上实现了智能化，它不仅能够利用自身所携带的工业摄像机对电机生产过程进行观察，还能够通过计算机系统将人们发出的指令进行接收，从而根据指令做出相应的动作。另外，智能机器人身上还会携带各种传感器，能够让它对外界的事物进行感知，在感知和接收指令的过程中还能够通过语音系统与人们进行对话。智能化机器人的芯片中会被研发者储存进大量的信息资料，当它利用工业摄像机发现在生产过程中出现的问题时，会立刻通过语音系统反馈出来，并在人们发出指令要求寻找解决措施时，能够快速对知识库中的资料进行分析和判断，最终自动找出最佳方案，并进行自动调整。综上，智能机器人技术具有人们所拥有的各种功能，例如，视觉功能、触觉功能、理解功能、语音功能和听觉功能等。将智能机器人技术应用到电机生产中，不仅能够代替人工劳动提高生产质量和效率，还能够保证生产过程的安全。

3.1.2 柔性制造装备

经济的发展及人们生活水平的提高促使电机行业的竞争越来越激烈，要保持电机行业在市场上的竞争力，就要实现电机产品的多样化和竞争差异化。传统的制造系统随着社会的发展在各方面都相对落后，对多品种小批量电机产品的生产已经无法满足当前市场的需求。在这种情况下，为使批量生产能够适应当前市场的动态变化，需要对传统的大规模生产方式进行改变。利用柔性制造系统代替传统制造系统，将计算机技术、通信技术及微电子技术等高科技技术相结合，形成一个具有高自动化程度的制造系统。柔性制造中的柔性主要体现在机器柔性、工艺柔性及产品柔性等方面。机器柔性是指在生产一系列同类型的电机产品时，生产机器会运用储备功能根据不同产品的不同要求进行变化。工艺柔性是指柔性制造系统能够根据加工对象的变化或原材料的变化而确定相应的工艺流程，其中，一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。产品柔性是指当原本的产品更新换代后，能够在继承和兼容原产品各种功能的基础上经济迅速地生产出新产品。柔性制造的成本低、速度快、效率高，在人们逐渐快节奏生活方式的大背景下，面对顾客随时变化的需求，能够在控制成本、不增加库存的情况下，生产出满足顾客需求的电机产品。

3.2 智能服务技术在营销过程中的应用

电机是很多电器产品和机械产品的动力源，当它出现问题时，会直接影响整个产品的使用和运行，因此，需要能够随时了解电机的运行状态。在电机生产过程中安装传感器，可以感知电机的状态，甚至在将电机应用到电器产品或机械产品中后，还能够感知电器产品和机械产品的运行状态。所谓智能服务，就是通过传感器的感知功能，来对产品进行感知了解情况，做到预防性维护，并及时发现问题，以便通知客户进行及时更换设备，通过为顾客提供更优质的服务来吸引顾客完成交易。另外，智能服务的手段还包括电机企业自行研发APP，将产品性能、规格等明确展示在APP内容内，并利用大数据技术筛选客户，通过对不同种类的顾客提供有针对性的服务来提高服务水平，从而促进产品交易的达成。

3.3 智能管理技术在电机企业管理中的应用

电机行业的迅速发展使现有的信息化管理模式无法再满足电机企业的管理需求。因此，还需在信息化管理的基础上逐渐向智能化发展，制造企业核心的运营化管理系统。企业信息化管理是指利用互联网技术和计算机技术对企业管理所需数据进行收集、传递和分析等。信息收集是指对市场及企业内部的各种信息进行收集录入，并利用相关软件对这些信息进行初步分类，通过建立数据中心平台，将这些信息汇入指定的共享空间，以便在后期管理中能够随时获取。信息传递就是指将信息收集后传递到指定共享空间，在这个过程中，需要注意信息的稳定性和安全性，要保证信息不被泄露，因此，需要对储存信息的软件进行保密处理，并设置权限。信息分析是指利用信息化管理技术对信息数据进行汇总、分类、统计和排比，并形成报表，使其一目了然。在实现信息化管理模式时，电机企业已经利用大数据技术和计算机技术成立数据中心，其中包括人力资源管理系统及业务流程管理系统、客户关系管理系统等，这些系统的成立，方便了各种资源的管理和获取。但要实现智能化管理，还需将这些系统的所有数据进行核对，保证其数据的准确性是实现智能化管理和智能化决策的重要前提。

3.4 智能车间在电机企业中的应用

电机产品由很多零件组成，电机企业的生产过程包括很多生产线，将生产相似零件或成品的生产线圈起来组成的生产空间叫作车间。智能车间是指在电机生产过程中通过网络将生产设备、检测设备及运输设备等与生产相关的所有数控自动化设备相互关联，达到感知状态，以实时获取生产状况、环境安全及客户需求等信息，从而实现在电机生产时能够自动决策和精确执行命令的自主生产车间。将智能车间应用到电机企业中，能够实时自动监控检测车间内的环境和设备安全，如发现有异常情况，还能够通过预警系统及时拉响警报，并在可自动调整范围内将安全危险扼杀在摇篮里，以提高电机生产的安全性。另外，智能车间能够根据生产实际情况和客户所需进行调整自主生产，一是能够提高生产效率，二是能够有针对性地进行生产，避免库存堆积，减少浪费。

3.5 智能工厂在电机企业中的应用

电机企业在生产过程中会产生很多车间，所有车间组合起来就会形成一个工厂。智能工厂指的不仅是在电机企业生产过程中实现智能化和精益化，同时，还要在产品检测、质量检验和生产物流上也实现智能化和精益化，使这些生产环节能够在工厂内形成闭环式集成。也就是说，智能工厂要使众多车间之间实现信息共享，以便在协同合作的时候能够实现及时、准确的配送。例如，在电机生产过程中，A车间生产的零件是B车间在生产时必不可少的，那么通过信息共享，A车间能够及时准确的了解B车间实际生产情况所需零件时间和数量，从而根据需求将A车间生产的零件及时、准确地配送到B车间。同时，B车间也能够反过来了解A车间的生产情况，以便能够及时调整生产速率，以配合A车间的生产速度，使整个工厂的生产能够有条不紊地进行。而要实现车间之间的信息共享，就需要在工厂内建立生产指挥中心，以便对整个工厂进行指挥和调度。在建立指挥中心的过程中，无缝集成的信息系统是最重要的技术支撑。换句话说，无缝集成信息系统是整个工厂实现智能化的重要前提，而无缝集成信息系统主要包括研发管理系统、生产管理系统、客户管理系统、数字化管理系统和供应链管理系统。

3.6 智能物流在电机企业中的应用

电机企业在零件采购、产品制造及产品销售的过程中都会涉及物料的流动，在实现电机产品智能生产的基础上，也开始将重点逐渐放在了实现智能物流上。因此，随着科技的不断发展，对物料的储存和流动都应用了新的技术，以实现产品分拣、储存与运输的自动化，例如，自动化立体仓库及智能分拣系统等。将智能物流应用到电机企业中，能够对产品实现智能管理，并且降低在分拣过程中的出错率，以达到为客户提供更优质服务的目的。

3.7 在电机智能制造过程中的能源管理系统

能源管理系统是指利用自动化技术和信息化技术相结合的方式，对企业生产过程中的耗能环节进行实时监控和管理，以此来实现对能源的管控、平衡和优化，使企业在生产过程控制能耗，减少浪费，以实现对能源的有效管控，达到节约能源的目的。随着国家对能源有效管理的重视，在电机智能制造过程中安装能源管理系统，能够对全生产线的各个产品进行耗能计算并统计，通过多维度分析和对比，可以制定出最优化的节能措施，并将该措施应用到电机智能制造过程中，以此来响应国家节约能源的政策，做到在电机生产过程中对能源的有效管控。

4 结语

综上所述，为保持电机企业在电机市场上的竞争力，实现电机企业生产模式和营销模式的创新，需要将智能制造技术应用到电机行业中，通过智能机器人技术与柔性制造装备的深度融合，通过将智能服务技术应用到营销过程中，通过在原有信息化管理模式上进行优化实现智能化管理，通过将智能车间、智能工厂及智能物流应用到电机企业中，并在智能制造过程中安装能源管理系统等手段来提高电机产品的质量和数量，提高电机企业营销服务水平，实现环保节能，从而提高经济效益，促进电机企业的可持续稳定发展。