机械制造中的智能制造技术与系统集成

机械制造中的智能制造技术与系统集成

俞洋

中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，江苏 南京 210000

摘要：在科学技术高速发展的今天，机械制造行业也正在经历着空前的改革。传统机械制造方式已很难适应现代工业对效率，精度以及灵活性等方面的要求，所以智能制造技术和系统集成应运而生并将其运用到机械制造当中，逐渐成为行业进步的主要动力。本文旨在对机械制造智能制造技术及系统集成进行深入探究，对智能制造和系统集成应用进行分析，期望能对机械制造行业智能化发展起到有益借鉴与参考作用，促进该行业不断进步与发展。

关键字：机械制造；智能制造技术；系统集成

引言：以智能制造技术为代表的先进制造技术通过融合传感器，机器人，云计算，大数据以及人工智能等前沿技术使制造过程智能化，自动化与柔性化。既可以提高生产效率和降低生产成本，又可以促进产品质量和提高企业在市场上竞争力。系统集成是把多种先进技术与装备有机融合起来，构成了高效协同的制造体系。智能制造技术与系统集成是机械制造行业发展的必然趋势，也是实现制造强国战略的重要支撑。

1. 国内外机械制造行业的现状

在制造业自动化的发展方面，发达国家取得显著成绩，他们的机械制造技术达到系统自动化水平较高。这些国家在产品设计过程中广泛采用了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助产品工程（CAE）以及计算机仿真等前沿技术，在企业管理中，采纳了既科学又规范的方法，确保了加工技术从底层开始的完全自动化。在过去的十多年里，发达国家已经开始研究具有创新制造观念的制造系统自动化，并提出了一系列新的制造系统概念，例如计算机集成制造系统、智能制造系统、敏捷制造和并行工程等。相对而言，我国在机械制造技术方面与发达国家有着显著的技术差异。但是，我国正在大力推进CIMS技术的应用，到了20世纪90年代初，已经建立了包括CIMS实验工程中心和若干开放实验室在内的研究环境。国内已部署若干CIMS的研究计划，涉及如软件工程和标准化，开放式系统结构和发展战略，整体和集成技术等、产品设计自动化，管理与决策信息系统，质量保证技术，网络与数据库技术及系统理论与方法几个课题。这些研究都获得了大量的结果和不同程度的发展。

2. 智能制造技术在机械制造中的应用

2.1自动化生产线与智能设备

在现代机械制造领域中，自动化生产线以及智能设备作为核心要素共同促进制造业转型升级以及智能化发展。自动化生产线是通过综合运用机械，电子和控制方面的先进技术来实现从原料到成品连续，高效和准确地生产。该生产线中各类智能设备起关键作用。这些装置通过将传感器、执行器、控制系统及其他智能化组件整合在一起，具有自主感知，决策与执行能力。智能设备具备实时监测生产环境变动的能力，并能依据预先设定的算法和准则进行自我调节和优化，使生产线更灵活，更高效，更智能。比如通过使用智能机器人，能够对复杂工件进行准确抓取，搬运与组装，极大提高生产效率与产品质量。自动化生产线及智能设备整合运用，在提高机械制造行业生产效率及质量的同时，也减少生产成本及风险。它们为制造行业的智能化进程注入了巨大的活力，助推了该行业向更高的标准发展。

2.2制造过程的数据采集与分析

数据采集技术通过在生产线关键部位部署传感器和监控设备，实时采集设备运行参数、生产环境数据以及产品质量信息等关键数据。对制造过程进行数据采集及分析，对促进生产效率，优化产品质量，降低生产成本等方面提供强有力的支撑。以一家机械制造企业为例，该企业的生产线安装有各种传感器及数据采集设备。这些装置可以实时抓取生产线中的关键数据例如装置的运行状态，生产速度，温度和压力。通过把这些数据传送给数据分析系统，企业能够实时掌握生产线运行状态，提高生产效率。工程师们使用专业分析工具与方法来深度挖掘与分析这些信息。他们发现某一个生产环节的生产效率底，导致前段产品堆积。因此，他们对该制造环节作了进一步的分析，改善瓶颈工艺，提高生产效率。

2.3智能巡检与故障预测

在现代机械制造行业，智能巡检，故障预测、故障警报等智能制造技术得到了最优先的应用。其通过结合先进的信息技术，传感技术以及数据分析技术来实现机械设备智能化监测及故障预警。智能巡检系统通过部署各种传感器和监测工具，可以实时地收集设备的各种关键运行数据，如温度、振动和压力等。将上述数据传输到中央处理系统中，通过大数据分析及人工智能算法处理后，该系统可对异常信号进行自动识别及对可能出现的故障进行预测。智能巡检比传统巡检方式更加高效、准确，可以显着降低人工巡检时的烦琐和错误。同时故障预测功能使企业可以提前识别出可能存在的问题并有针对性地进行维修，从而避免因设备故障而给生产带来严重的影响。通过运用智能巡检和故障预测技术，机械制造企业能够显著增强设备运行可靠性、减少维护成本、提高生产效率、为企业可持续发展提供强有力支撑。

3. 机械制造中的系统集成

3.1信息系统集成

将信息系统集成运用到机械制造当中是现代化生产模式下的一项重要指标，对机械制造行业数字化转型以及智能化升级具有很大促进作用。信息系统集成通过融合企业内外的多种信息系统，达到了数据高效共享和交互的目的。其中包括生产管理系统，设备监控系统和质量控制系统几个子系统无缝连接，由此搭建起综合统一的制造信息平台。具体来讲，机械制造过程中信息系统集成的运用表现为诸多方面。有利于企业对生产过程进行实时监控与调度，并通过实时数据采集与分析来提高生产效率与资源利用率。信息系统集成使生产流程得到优化，减少不必要环节及浪费，降低生产成本。

3.2设备系统集成

将设备系统集成运用于机械制造可以让产业向智能化和自动化方向发展。其通过对多种机械设备，控制系统，传感器等进行整合，构成高效，协同工作系统，大大提高机械制造效率与准确性。设备系统集成实现对设备进行统一管理与控制，使操作人员可以更加便捷地对设备运行状态进行监测与调节，增强设备运行的稳定性与可靠性。设备系统集成还能够对生产流程进行优化，通过智能调度、协同作业等方式降低生产过程等待时间、减少资源浪费、提升生产效率。同时，推动机械制造柔性化，使企业对市场变化及客户需求反应更加敏捷。

3.3制造流程集成

制造流程集成通过对各制造环节的集成与优化，使整个生产过程更协同顺畅，进而提高生产的效率与品质。制造流程集成涵盖了原材料进厂至产品出厂过程中的各个环节，主要包括物料管理，生产计划，过程控制和质量检测。通过对这几个环节的整合，使企业能够实时把握生产进度、适时调整生产计划、保证生产过程稳定可控。制造流程集成也有利于信息共享与传输，各生产环节间数据可实时交互，使企业对生产情况有更加精确的认识，发现问题及时解决。与此同时，它还能为企业的决策提供支持，有利于优化生产流程和提高效益。

结束语：机械制造中智能制造技术和系统集成作为现代工业发展核心驱动力正在带领制造业走向一个更加高效和更加智能化的明天。通过持续技术创新与系统集成，见证机械制造行业发生深刻变化。应用智能制造技术不但提高生产效率和降低成本，而且产品质量，生产灵活性和环境友好性都取得显著改善。放眼未来，伴随着科技的进步及应用领域的扩大，智能制造及系统集成必将在机械制造领域中扮演更为重要的角色，并给产业可持续发展带来新的生机。

参考文献：

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[2]侯瑞.全球智能制造发展模式及我国智能制造发展现状[J].信息化建设，2018,(3):23

[3]张宏伟.浅谈信息系统集成在制造企业中的应用与思考[J].科技经济市场，2018,(9):139.