智能制造装备的发展现状与趋势

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  [摘 要]科技的进步与发展能够推动各个领域的进步,智能制造装备集多种优势于一身,包括人工智能技术、计算机技术和迄今为止最先进的制造工艺技术,是一种功能强大的制造装备。较之老旧的制造装备,智能制造装备有着无可比拟的优势:操作简单、安全可靠、干净卫生、效率极高、能源消耗低。但人们对智能制造装备的了解及其优点的认识还不够深刻,因此针对这种现象,本文详尽的介绍了智能制造装备,希望能够使其得到重视,加大智能制造装备的使用范围、加速装备升级。
  [关键词]智能制造装备;发展现状;发展趋势;工业4.0;工业互联网
  中图分类号:F426.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)41-0317-01
  前言:智能制造装备的功能强大,采用最先进的生产技术和人工智能,是十分高端的装备,有着推测、感知、分析、控制等功能。智能制造装备有着无可比拟的优势:操作简单、安全可靠、干净卫生、效率极高、能源消耗低,是继数控制造装备之后的又一新装备,其效率和精确度也更加精准。智能制造装备是当今最先进的制造设备,对我国的经济发展进程有着不可忽视的重要作用。同时,我国也十分重视智能制造装备的发展,智能制造装备的升级能够加速我国的工业建设,同时也能很大程度上降低对能源的消耗并减轻环境污染,以下是具体的介绍。
  1 智能制造装备的现状
  1.1美国
  在如今不管做什么事都要高效的情况下,作为第一世界国家的代表国家,美国一向重视装备的高效智能化,且一直走在智能制造装备升级的前沿,智能制造装备又是集现代化、智能技术、网络技术、计算机技术于一身的处于科技前沿的制造装备,智能装备的制造和不断升级使美国在世界制造技术方面始终保持领先。
  自20世纪,美国就开始将智能装备的研究作为重要的发展项目,并将大量的科研力量和资金投入其中,主要用于研究人工智能,并不断扩大研究范围和增加研究基金。早在2005年,相关的美国研究部门就提出了智能加工系统的相关想法,这个智能加工系统也称为聪明加工系统。该系统就是使加工系统具有智能设计等功能,它的具体内容包括:(1)将需要的产品的具体加工过程利用设备制造的相关知识用模型模拟出来,然后加以修整优化,形成对整个生产过程的模拟优化;(2)将上一步的模型经过计算,制造出正常使用的设备,并根据设备的要求选用合适的制作材料,还要保证该设备在实际的生产过程中能长期有效的检测设备的性能。
  其实远在2001年的时候,美国就开始实行先进联盟制造计划,与此同时,美国还对21世纪智能制造装备做出了相关预期,指明了本世纪智能制造装备的发展方向,并将各目标的主次顺序做出了规定。想要在已有的计算机技术和智能化技术的基础上促进工业的生产、打破老旧的生产方式,提高产量、增加经济效益。
  1.2中国
  中国作为一个工业大国,对智能装备的制造也十分看重,还在不断的为扶持智能制造装备提供良好的政策,尤其是在2012年,我国发布了许多关于智能制造业的发展规划,坚定了各致力于智能制造装备的人的信心。
  国家多个部门先后颁布了发展智能制造装备也的发展规划,在其中明确的表明了中国要重点发展智能制造装备相关产业,并打算不断加强科研水平和资金支持,力争实现生产过程全部智能化。
  如今智能装备制造可以说已经在生产中得到了较好的应用,也逐渐受到了各国家的重视,纷纷将发展智能制造装备视为工业化发展的第一要务,从而推动经济发展、带来经济效益、提升国家地位。
  2 智能制造装备的发展趋势
  智能制造装备涵盖的不同技术领域都有其各自的发展方向,并且发展速度都越来越快,综合考虑来看,主要代表是德国的“工业4.0”计划和美国的工业互联网装备,这二者的发展方向尤为明确,下面是关于二者详细的介绍。
  2.1德国“工业4.0”
  德国的“工业4.0”系统是一个十分复杂的系统,其主旨说来比较简单,就是利用信息物理系统进行统筹控制,与以前的控制不同,以前的控制方式是集中式控制;现在则是将它们拆分,从以往的旧模式转变为分散式增强型控制。这样一来,控制方式将更为灵活,在灵活的基础上分别加以增强,以建成一个有着灵活性的包涵专业化的制造、现代化的生产、敏捷的服务的模式,引领着智能制造装备的发展,使制造业逐渐趋于智能化。
  信息物理系统是这套系统中的核心,它的内部结构十分的复杂,涵盖了信息技术、网络技术、计算机技术等等,这些技术的应用通过3C技术进行融合,并可以最终达到各技术能够无缝连接的配合。安装了这套系统后,系统自身能够实时获取数据并随时调整,真正的实现了动态化的控制。除此之外,信息物理系统还具有相当的安全性,运行起来更加的安全可靠,也会大大的提升工作效率。这全都得益于信息物理系统的多功能化,它能够通讯、计算,还能进行物理系统的统一化设计。
  德国的工业4.0工程在2013年由德国的相关部门发布,并发布了合理的发展路线,旨在使德国的制造业能够有长久的发展、德国在国际上的市场竞争力能够变大、德国的制造技术能有长足的进步。
  德国工业4.0项目又有两个主要的发展方向,包括:(1)工厂的智能化,这一个方向的科研重点就是争取实现整个工业生产流程的智能化,同时还要使各项产品生产加工设施呈现出网络化的分布。(2)实现智能生产,即在生产产品的过程中能够实现良好的人机交互,同时3D打印也属于该研究方向的一部分。
  2.2美国工业互联网装备
  美国工业互联网装备的概念最先被提起是在2013年一家美国公司在报告中提出的,该报告主要围绕工业互联网展开,且非常详尽的表达了关于工业互联网的概念。
  工业化生产的过程中,我们需要大量的用到机械设备、系统网络和基础设施,十分冗杂。工业互联网的概念一被提出,就完美的解决了上述问题,它能够将大批量的机械设备、系统网络和基础设施进行系统、有效地链接,这就使原本分散的各个部分有机地结合在一起、形成一个整体,从而大大提高了整个工业生产流程线的效率,还可以减少对某些资源的浪费。
  工业互联网的构建,需要有智能的机器、高级的分析和专业的操作人员。具备了以上三种元素之后,只需将以上三者进行整合、将前两者与制造装备连接起来,就创造出了一个工业互联网。
  在工业革命中,我们生产了各種各样的机械设备,拥有了很多机组和与之对应的工作站。在网络革命中,我们的生活发生了翻天覆地的变化,信息技术、网络技术也是在那个时候被人们所熟知。工业互联网装备能够吸收二者的优点,并进行结合,很快就能发挥出比二者相加还大的功效。工业互联网的提出也能从某些角度推动信息技术的发展,同时增加了工厂的工作效率,减少了对某些能源的浪费,推动了经济发展,提升了经济影响力。
  结束语
  科技的进步与发展能够推动各个领域的进步,智能制造装备集多种优势于一身,包括人工智能技术、计算机技术和迄今为止最先进的制造工艺和技术,是一种功能强大的制造装备。智能装备现代化的进一步实现曾经、正在并且即将在社会发展和人类进步中发挥着重要的作用,尤其是在将来,智能制造装备将会发挥其无可比拟的重要作用。这就要依靠各个学科的科学家各显其能,并相互协作,不断推陈出新、研发出更为先进的智能制造装备,为科技的发展、人类的进步、资源的节约做出自己的贡献。
  参考文献:
  [1]沈延斌,杨士伟,张田力,郄红伟.天津智能制造装备产业发展现状及对策研究[J].天津经济,2017,(11):19-23.
  基金项目:陕西省大数据和两化融合专项资金项目— 陕西省机电行业双创服务平台建设
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