智能制造與數字化制造在工業制造的應用

◎呂亞楠

一、智能制造與數字化制造概述

1.智能制造。所謂智能制造，簡而言之就是在實際進行制造生產活動中，在有關機器及設備中即將人工制造智能系統融入其中，在實際生產中可將一部分的勞動替代，從而使生產制造能夠實現柔性化、信息化，并且能夠實現智能化以及高度集成化，在整體智能制造中，其組成主要包括兩個部分，即智能制造技術與智能制造系統。智能制造技術是通過利用控制器將人為已經設定好的相關程序編入機器中，使機器的轉換機構根據已輸入的程序有秩序的依次執行各項工作，并在各個生產環節中都對步驟的精確度有所要求，從而大大減少了工業自動化的生產差錯，可以更好的保證生產產品的質量問題，減少因質量問題產生的生產材料浪費，使工廠的生產效率得到提高，保證了工業自動化的有條不紊進行。借助智能制造技術還可以讓生產單位在生產過程中及時反饋得到生產危險隱患問題，從而及時解決生產隱患，避免由生產隱患累積所引起的生產事故，一旦安全問題可以很好地被發現和控制，工廠的經濟效益也必將因為生產事故損失的減少而大大提高。因此，智能制造技術在生產安全問題的處理上也具有很大的優勢。智能制造技術除了可以一定程度上避免生產差錯、進一步保證工業自動化安全生產以外，通過利用智能制造技術還可以使工作人員的操作更加簡便，使操作人員僅僅借助控制臺便可以完成各項工作，大大減少了工作人員的生產壓力，使人在工作中可以感受到舒適，使智能制造技術可以多方面保障工業自動化的安全發展。

2.數字化制造。數字化制造是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發展與應用的結果，也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統不斷實現數字化的必然趨勢。數字化制造主要通過計算機對于大數據的處理，將整個工業制造過程中復雜的信息通過相關數字建立和模式轉化成電腦能夠識別的二進制代碼。利用相關程序將二進制代碼采用數字化仿真手段在計算機中進行模擬實現，能夠制造出數字化產品，通過計算機相關仿真技術在產品制造之前預測產品的性能，從而大大提高工業制造生產過程中的準確性和可實現性，加快了產品更新的步伐。因此，我國工業制造從產品各個方面系統利用數字化制造能夠減少生產過程中不必要的失誤，從而使得工業制造最大利益化。

二、智能制造與數字化制造技術發展歷程

1.智能制造的變革。隨著工業自動化日趨成熟，工業機器人和自動化生產已不再是唯一能夠實現智能制造的途徑，工業制造更多利用到了大規模數據、網絡、云計算、人工智能等新技術。伴隨信息技術的不斷發展，世界各國引領智能系統的第四次工業革命發生了變化。德國工業4。0、美國工業網絡、“中國制造2025”新信息技術和制造業思維融入生產模式，使得產業形態開始發生著重大的變化，我國逐步開始實現“制造業”向“智造業”轉變。

2.物理工廠及虛擬工廠的實現。在我國工業制造的應用中，智能制造能夠將現有的大數據通過云計算等新一代信息技術對其制造過程中各個方面進行融合。通過智能化與設計、生產、管理、服務等方面的融合實現智能工廠的發展，利用智能制造開創物理工廠、虛擬工廠，實現產業升級。“物聯網”和“大數據”是智能制造的主角，也是連接工業制造的主要手段之一。通過網絡和基于終端對工業制造過程中所產生的大量數據進行統計和計算，利用大數據流支持，使得產品走向柔性化、數字化的智能制造。

3.大數據分析和應用。工業制造的大數據分析應用是以網絡為基礎，將工業制造行業以及產品的相關數據，以內部和外部的形式，將移動數據連接成一個數據網的建設。通過大數據分析，能夠擴大消費者對智能產品的認知和接受度，能夠使用大量數據分析完成產品的發展。大數據網的核心是采用新一代的信息通信技術、傳感技術，實現產品的物聯網建設，在結合工業制造中能夠實現智能設備（信息系統）有線和無線網絡，連接到各種對象和環境（物理系統）中，如電力、交通、通信等。通過互聯網與云計算、互聯網與工業制造的結合，將產品對象連接到信息網絡上，利用生產與產品之間的實時連接和有效溝通，實現對現實世界的洞察和控制。

三、智能制造與數字化制造在工業制造的應用

1.虛擬化生產。隨著網絡技術、信息技術不斷向前推進，整個生產過程的虛擬化成為可能。首先，借助當前高科技的支持，運用計算機軟件技術建立虛擬企業。通過當前所建立的虛擬企業實現虛擬設計、虛擬制造，以此來滿足客戶的實際需求。尤其在網絡技術不斷深入發展的背景下，企業在實際的經營發展過程中，通過互聯網技術有助于增強國際間企業的多方面合作，例如技術方面的合作、生產方面的合作。當前這種情況下，不但減少了運輸所需要的費用，而且餐旅費用也得到了保證。此外，企業內部可以通過內網或者局域網實現企業聯盟，以此來實現異地設計、制造等環節工作，極大的提高了其工作效率，降低了企業的實際生產成本。

2.工業機器人。工業機器人可以應用在各種各樣的生產活動中，可以是在不同的單品生產線中，也可以在不同的生產規模中，經常使用在一些柔性生產線上。將工業機器人應用到這些生產線上，不僅可以提高生產效率，還可以改善工作環境，保證工人的生命安全。由于工業機器人的工作是非常安全可靠的，還可以減少原材料的損耗，從源頭降低了工業成本。

工業機器人除了可以運用到柔性生產線上，還可以應用到各個領域內，其中主要可以應用在兩大方面：第一方面是可以應用在一些較為惡劣的環境中，比如說在一些焊接領域，熱處理領域內，壓力鑄造，沖壓，或者是一些機械加工以及一些原子能工業上都可以用到工業機器人，在一些搬運物料過程中，可能會存在一些對人體有害的物料，那么就可以運用工業機器人來完成這一部分的工作，減少對人體的危害。還有一個方面就是：現如今工人需求增多，但是在一些需要大型產業的領域需要大量的工人，比如說在一些電子產品生產連接上，在一些食品生產產業鏈上，一些類似于這種需要簡單重復枯燥的工作需要工業機器人的加盟，在這些領域，工業機器人可以進行分揀，焊接及一些類似工作。近年來，工業機器人迅速在我國工業范圍內普及開來，為我國工業生產自動化提供了動力，也為我國生產力的發展提供了有效手段，提高了社會生產效率。

結束語：我國工業制造的不斷發展離不開科技的進步，智能制造和數字化制造在工業中的應用是發展的必然趨勢。國家對于智能制造和數字化制造的重視將有力推動我國制造業的改革，其在工業制造中的應用也將大幅提升我國整體的制造水平。