浅析智能制造在装备制造业中的应用

Internal Combustion Engine &Parts

0引言

我国现阶段为逐步推进着装备制造业与信息化之间的融合发展，智能制造方面的技术受到普遍关注与重视。现代装备制造业，将逐步向着智能化的方向转型升级。对此，深入研究装备制造业当中智能制造的应用，有着一定现实意义与价值。

1装备制造业当中智能制造科学技术概况智能制造，它主要指的是制造各项资源、活动、环节等相应形成系统当中，主要部分方面具备着自主感知、自主学习、自主分析与决策、自主调控等功能，可动态化地适应于制造环境变化状况，确保相应目标能够达到。现阶段，依据装备制造行业产品研制过程及特征，经分析装备制造行业针对于智能制造方面要求及标准，初步形成最具装备制造行业领域智能制造的架构模型。此架构基础模型提出了面向于装备制造行业的企业联盟与管理、生产管理与控制执行各个方面构建起举报动态化感知、实时化分析、自主性决策及精准化执行等特点的一种智能制造综合系统，打通了产品研制的生产设计与制造、运行试验及管理等智能化的处理流程，以形成全局化推进及协同化发展的一种全新制造模式。在动态化感知层面，主要负责全面性感知、供应链监测、企业内部生产线、产品、设备等实时化运行状况；实时化分析，主要负责对于所获取到实时化运行状态信息数据，及时快速地进行分析；在自主决策层面，主要负责依据所指导相应规则与标准，结合综合分析数据结构，进行自主性的判断与决策；在精准化执行层面，主要负责执行各项决策，包括控制产品、生产线、设备、企业及其供应链运行等，确保自适应化调整能够实现。

2装备制造业当中智能制造的应用智能制造当中核心技术包括：实时化定位技术、识别技术、信息物理化融合技术、系统协同化技术、网络安全信息技术等。依据装备制造行业领域制造特点与要求，装备制造行业制造技术当中核心技术基本上可以归纳成三类，即为：CPS 技术（中文全称为信息物理的生产技术或赛博物理的生产技术）、数字线索科学技术、人工智能增强技术。从简单层面来分析，CPS 技术属于智能制造综合系统当中核心的一项技术，可实时化感知与分析各种状态信息，在此基础上实现自主性决策，并作出相应精准动作，再依据执行操作过程与结果反馈信息等，为系统总体提供自主学习提升功能；数字线索科学技术，属于基于信息传递、系统软件、模型等一体化全寿命的周期性管理架构，可实现信息数据与知识无缝隙连接；人工智能增强技术，基于数字线索科学技术，借助分解、细化各种复杂系统及操作过程，以有效辅助增强着人工对于整个系统运行过程理解及掌握能力，确保准确高效地执行各种复杂任务。

2.1在CPS 技术方面CPS 技术（信息物理的生产技术或赛博物理的生产技术），属于集物理实体、网络、计算等为一体复杂性的系统，通过有效融合3C 技术及深度化协作，配合人机交互的接口来实现与物理进程之间交互，确保赛博空间能够成为基于智能化、协作、安全、实时化、可靠性、远程化方式来操控的物理实体。CPS 技术基本架构包含着：认知层、连接层、配置层、网络层、转换层。在能力架构方面，主要包含着资源液化、资源集成、数据增值、智能化分析、资源调配等能——————————————————————

—作者简介:彭琨（1987-），男，湖南衡阳人，助理工程师，本科，研

究方向为工业自动化。

浅析智能制造在装备制造业中的应用

彭琨

（湖南有色金属职业技术学院，株洲412000）

摘要:本文主要围绕着在装备制造业当中智能制造的应用开展深入研究及探讨,望能够为今后现代装备制造相关企业科学合理

地应用智能制造方面提供指导性的意见或者参考。

关键词:装备制造业;应用;智能制造

汽车连杆稳态工作的核心要素。本文通过结构模糊PID 的条件上，在汽车连杆机械自动节能传动控制中导入误差反馈补偿的理念，同时对系统硬件和控制律给予完善设计，最后通过仿真实验平台对控制系统进行检验。实验结

果表明，本次设计的优化系统不仅拥有较高的误差精准度，同时在稳定性及收敛性上都表现良好。

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图1控制误差对比

力；应用框架主要包含着：装备的数字化与自监测、工厂的自配置与自决策、工厂的网络化等。能力与应用构架，二者存在着相互关系。依据德国关于工业4.0高新科技战略发展计划及美国的通用电气企业，他们所提出工业网络对于CPS技术方面理解存在着一定差异性。德国，主要是以生产设备当成CPS化基本对象，把设备当成最具感知功能的产品类型，依据各项控制参数及工艺参数实现自动化的调整操作。智能制造，在CPS化物理实体方面不但需要相应设备，还需要全面性CPS化所涉及到产品生产5M1E （包括人、机、料、测、环、法）。如针对携带着RFID人员移动轨迹数据进行实时化采集、分析，以提出更为精益化操作流程，为员工提供穿戴设备，在这一方面主要以现场物料的配送人员最具典型。同时，还可通过实时化采集现场各项工艺参数，经大数据综合分析后，提出优化工艺参数相应指导性意见数据。在本轮转型升级发展浪潮当中，国内装备制造相关企业把部分复杂高附加值类产品进行CPS 化（比如设备运行维护管理综合系统、远程化监测系统等），这可作为可行性的一个方向，针对制造过程来说，应依据装备制造行业投入产出、传感水平、装备水平等，对具体生产资源CPS化可行性予以有效确定，分步来实现生产运行全过程智能化的转型升级发展，以确保智能制造核心技术应用优势能够在现代装备制造行业内得以充分发挥。

2.2在数字线索科学技术方面

智能制造过程，属于由终至始一种管理过程，各个过程管理均有着上下对应特征，以免无法精密化体现出加工链的断裂。数字线索科学技术，其在产品全寿命的周期性管理方向上有着显著作用。该数字线索科学技术，主要目的是借助先进的一种建模及仿真工具，来建立起相应技术操作流程，以能够提供着访问、综合分析系统的寿命周期所有阶段数据信息能力，确保装备制造相关企业可以高逼真度综合系统基础模型，借助各项技术信息数据、工程知识等集成、无缝隙交互分析，实现对于项目成本、性能、进度、风险等各方面实时化分析及动态化的评估。借助数字线索科学技术当中数字孪生系统，构建起设计分析、虚拟综合、物理与数字化制造等新型生产模式，针对现实的系统当中集成仿真科学技术，借助感知与采集现实状态信息，科学建立数据基础模型，反映及预测物理孪生处于生命周期当中过程状态及其性能特点等。

美国顶层科技相关规划文件当中，把数字线索及数字孪生当成具有可改变相应游戏规则一种颠覆性的机遇，组织相关技术专家及研究学者、装备制造相关企业等，开展相应项目研讨会议，将数字线索科学技术应用至装备制造行业当中，通过对不合格相关产品改进信息数据采集的方式，进行数字线索的系统搭建操作，借助数字孪生科学技术构建三维的可视化基础模型，精确、快速的自动化分析即可实现，劣品处理的时间得以大大缩短，再通过对不合格相关产品基本特征信息数据的反馈操作，对于制造工艺及家具等加以改进、优化，有效减少之后更改产品次数与几率。美国对于装备制造行业当中设备机体，构建起数字孪生基础模型，并借助先进的三维建模及仿真系统软件，模拟建立起产品结构、尺寸，并对产品残余应力、边界条件、运行负荷、材料微观的缺陷及剩余寿命各方面进行预

测分析，以协助装备制造相关企业对结构检查、大修及替换

等时间做出科学合理化的调整处理，以充分发挥智能制造

核心技术效能，推动智能制造及装备制造行业的进步发展。

2.3在人工智能增强技术方面

智能制造期间，人工虽然有着决定性的作用，然而，在

面对着各种枯燥、复杂的重复性工作及较为恶劣的各种工

作环境条件下，自动化实现难度较高，借助机器人操作，会

导致成本增加，人工准确度与工作效率无法得到保障。比

如，飞行器相关装备制造方面，通常要求在各种狭小空间

环境下做出各种不同的接线动作等，对此，人工智能增强

技术被逐步研发出来，在提升操作质量与效率方面优势性

显著。在现代装备制造行业当中应用人工智能增强技术主

要目的是促使人在感知、综合分析、有效决策及执行方面

的能力，把人工与智能化制造的环境连接到一起，进一步

增强人工获取及运用信息数据方面的综合能力，这属于现

代装备制造行业当中应用智能制造核心技术的一方面重

要内容。虚拟现实科学技术，属于人工智能增强技术支撑

部分，以AR增强现实、VR虚拟现实该两项技术为主。2017年普惠公司借助VR虚拟现实该项技术成功研发VR培训的模拟器，对于现代装备制造行业当中相应机

器设备维修全过程实施培训，确保所有学员均能够轻松地

掌握到机器设备工作原理、各个部位的运行结构情况，更

为直观地模拟机器设备试卷运行期间可能会出现的各种

问题状况，并提出相应的解决对策，培训时间得以有效缩

短，难度系数得以降低。GE公司对于机器设备当中螺栓安

装操作期间极易出现的过紧或者过松等问题状况，成功研

发智能化扭矩扳手，以对现实技术起到辅助增强作用，并

为安装操作的工程师配置设有Skylight系统软件智能化

眼睛，通过图像形式来实时化地展现与指导各个安装操作

流程，实时化监测该扳手的扭矩，反馈性地指导技术员予

以科学合理地调整处理，该技术应用后，装配方面错误发

生率显著降低，实际操作效率得以有效提升，充分展现了

现代装备制造行业当中智能制造相关科学技术应用效能。

3结语

综上所述，伴随着现阶段智能制造持续进步发展及装

备制造行业转型发展，装备制造行业当中智能制造的应用

更具广泛性，拓展效果显著，装备制造属于这一种极具复

杂的综合系统，智能化的制造具体实现过程中，智能与制

造二者均必不可少。现代装备制造行业转型升级发展进程

中，务必坚持从实际出发，以实际的问题及需求为基本导

向仿针，不可盲目或过分地追求着智能，而是应当结合具

体情况，科学合理地运营智能制造各项技术，确保技术优

势得以充分发挥，为现代装备制造行业的持续发展助力。

参考文献院

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