淺議數(shù)控技術(shù)在智能制造業(yè)中的作用

徐永武

摘 要：在智能制造業(yè)發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)發(fā)揮著重要作用，先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)可以大幅提升制造效率和安全，保障制造精度和質(zhì)量，從而推動(dòng)智能制造業(yè)的快速發(fā)展。對(duì)此，文章總結(jié)了智能制造的基本概念和綜合特征，分析數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并提出數(shù)控技術(shù)在智能制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì)作用，最后展望數(shù)控技術(shù)在智能制造業(yè)中的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能制造;數(shù)控技術(shù);優(yōu)勢(shì)作用;發(fā)展方向

1引言

在全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)推動(dòng)下，中國(guó)制造業(yè)正在依靠數(shù)字化賦能以及創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)邁向高質(zhì)量發(fā)展的趨勢(shì)，從“世界工廠”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸袊?guó)智造”。十四五規(guī)劃提出加快數(shù)字化發(fā)展建設(shè)數(shù)字中國(guó)的目標(biāo)，這充分說明了國(guó)家對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重視，而這也推動(dòng)了智能制造業(yè)的發(fā)展。在這個(gè)過程中，數(shù)控技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用，本次就對(duì)此進(jìn)行分析。

2智能制造的基本概念和綜合特征

智能制造是起始于對(duì)人工智能的研究，是由智能機(jī)器和人類共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，負(fù)責(zé)在制造過程中進(jìn)行智能的分析、推理、判斷等活動(dòng)，做出科學(xué)的決策。該系統(tǒng)借助人員和智能機(jī)器的合作，可以取代一部分人類在制造過程中的腦力工作，是制造自動(dòng)化概念的進(jìn)一步延伸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造過程的智能化和高度集成化發(fā)展。智能制造的綜合特征，表現(xiàn)為自律能力、人機(jī)一體化、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、自組織超柔性以及不斷地學(xué)習(xí)與維護(hù)。

3數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)是利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等集合到一起，形成現(xiàn)代化制造業(yè)的基本技術(shù)，擁有精度高、效率高、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)等的不斷進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)也不斷發(fā)展，比如美、德、日在數(shù)控機(jī)床的科研、設(shè)計(jì)和制造方面就有十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，水平也居于世界前列，我國(guó)相對(duì)來說數(shù)控技術(shù)的發(fā)展有些滯后。雖然國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量不斷增加，但需求量增長(zhǎng)速度更快，滿足不了社會(huì)發(fā)展的需求，依然需要進(jìn)口。發(fā)展到現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)有了很大的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床種類增加，相關(guān)人才隊(duì)伍和儲(chǔ)備增加，并逐漸實(shí)現(xiàn)CIMS的應(yīng)用，但相比發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距。

隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已成為制造業(yè)的主流產(chǎn)品以及關(guān)鍵設(shè)備，也是國(guó)防軍工設(shè)備發(fā)展的戰(zhàn)略物資。各行業(yè)的制造業(yè)對(duì)此的需求都很大，尤其是航天航空等領(lǐng)域，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的精密度要求更高，而生物工程等高新產(chǎn)業(yè)則需要納米級(jí)和亞微米級(jí)的超精密加工數(shù)控機(jī)床。這些去世的發(fā)展，都推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新。

4數(shù)控技術(shù)在智能制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì)作用

4.1安全生產(chǎn)保障

制造企業(yè)可以借助數(shù)控技術(shù)建立資源生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，支持在生產(chǎn)過程中對(duì)制造企業(yè)所有數(shù)據(jù)與信息的全面采集，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)部門的遠(yuǎn)程控制。借助系統(tǒng)可以將采集到的信息轉(zhuǎn)化為智能化大數(shù)據(jù)，后臺(tái)管理人員就可以借助這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的全過程監(jiān)控，比如制造企業(yè)、中轉(zhuǎn)站、計(jì)量站等生產(chǎn)子系統(tǒng)、模塊都處于24h動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過程中;借助系統(tǒng)的支持，產(chǎn)品生產(chǎn)需要的各種傳感器設(shè)備、感應(yīng)裝置支持對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息的自動(dòng)化感知，自動(dòng)化收集數(shù)據(jù)傳輸給中心系統(tǒng)。產(chǎn)品作業(yè)區(qū)域內(nèi)存在很多安全風(fēng)險(xiǎn)較大的區(qū)域。在制造企業(yè)理念下，數(shù)控技術(shù)可以控制設(shè)備對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)檢查，評(píng)估存在的安全隱患，進(jìn)行有效識(shí)別和排查，建立起相應(yīng)的安全預(yù)防與處理方案，從而保證了作業(yè)的安全性。

4.2提高生產(chǎn)效率

制造企業(yè)以PLC為核心進(jìn)行控制，支持設(shè)備的啟停、閥門開啟、輔機(jī)設(shè)備等的控制。PLC一般設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析處理及模擬量信號(hào)。PLC中有事先編制好的程序信息，保證產(chǎn)品內(nèi)的所有設(shè)備都可控，然后利用遠(yuǎn)程終端實(shí)現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)交換，這樣支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行，選擇最佳的運(yùn)行程序，提高發(fā)電效率;同時(shí)設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)也直接反映到監(jiān)控層中，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)備運(yùn)行的全面掌控。

4.3安全隱患預(yù)警

員工可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)制造企業(yè)作業(yè)情況，在合適的位置安裝智能測(cè)量控制柜、井下壓力等傳感裝置，通過先進(jìn)設(shè)備的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、管理與控制，同時(shí)支持對(duì)測(cè)井設(shè)備、挖礦設(shè)備等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，從而避免人為因素帶來的影響。在數(shù)控系統(tǒng)獲得制造企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)之后，可以借助網(wǎng)絡(luò)傳輸給各個(gè)監(jiān)測(cè)中心，最終呈現(xiàn)在終端上。通過這一系列的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)與控制，即使在無人值守的情況下，系統(tǒng)也可以自動(dòng)對(duì)日常工作情況加以巡檢，并可以預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)隱患，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行警報(bào)，提醒員工前往現(xiàn)場(chǎng)處理。

4.4實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控

制造企業(yè)利用數(shù)控技術(shù)建立起遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括軟件、無線網(wǎng)絡(luò)及其他設(shè)備，支持對(duì)設(shè)備、開關(guān)、閥門等的集中監(jiān)控，并能下發(fā)命令，同時(shí)記錄所有的運(yùn)行操作消息，通過特殊處理后生成報(bào)表，保存在數(shù)據(jù)庫中，并有可溯源性。系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)，支持發(fā)現(xiàn)異常信息，并上報(bào)故障信息。系統(tǒng)支持對(duì)產(chǎn)品范圍內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在某個(gè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，可以在界面上展示其操作畫面，支持自動(dòng)化控制和人工遠(yuǎn)程操控，比如開關(guān)閘門、產(chǎn)品啟停、電流電壓控制等;同時(shí)配合攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)可視化管理，方便操作人員遠(yuǎn)程查看。在設(shè)備出現(xiàn)故障或某項(xiàng)參數(shù)超出閾值時(shí)系統(tǒng)也會(huì)提出警報(bào)，同時(shí)警報(bào)信息可以儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫，也可以實(shí)時(shí)推送給管理層，方便進(jìn)行維修保養(yǎng)、控制。

5數(shù)控技術(shù)在智能制造業(yè)中的發(fā)展方向

相比國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)的制造企業(yè)數(shù)控技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)還不夠充足，應(yīng)用水平不高，存在一定的差距。對(duì)此未來制造企業(yè)還需要積極學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，包括產(chǎn)品開采需要的電網(wǎng)技術(shù)以及礦山機(jī)械設(shè)備技術(shù)，進(jìn)一步規(guī)劃?rùn)C(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)體系的發(fā)展與建設(shè)，更好的滿足新時(shí)期制造企業(yè)智能化和自動(dòng)化開采的需求。同時(shí)，產(chǎn)品企業(yè)需要對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)和提升，積極學(xué)習(xí)機(jī)械和機(jī)電技術(shù)、數(shù)控技術(shù)方面的知識(shí)，掌握先進(jìn)智能系統(tǒng)的運(yùn)維管理，可以不斷適應(yīng)礦山自動(dòng)化的建設(shè)，并能勝任智能機(jī)械設(shè)備的操作。另外，制造企業(yè)還要關(guān)注機(jī)械設(shè)備的維護(hù)管理，做好定期檢修和保養(yǎng)工作，不僅可以保證安全生產(chǎn)，還可以減少運(yùn)維成本。

6結(jié)語

面對(duì)新的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，智能制造業(yè)的發(fā)展十分關(guān)鍵，而數(shù)控技術(shù)對(duì)其發(fā)展起到很大的推動(dòng)作用，需要制造企業(yè)關(guān)注優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，關(guān)注先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用，提升數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平，推動(dòng)制造業(yè)的智能化發(fā)展。

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