智能制造与数字化制造在工业制造的有效应用

效应用

摘要：随着计算机技术、网络技术、人工智能等信息技术的快速发展，大幅提升了工业制造的产能和效率，且基于相关技术的应用，通过优化信息网络与计算机技术在工业生产中的应用方式，实现了工业制造的自动化生产。从我国制造业内部结构来看，主要以中低端制造领域为主，整体上仍处于第三梯队，高新技术作为我国制造业的短板，通过推动智能化、数字化制造的方式，对我国整体工业制造业升级有着重要的作用意义，推动我国制造业整体转型升级。

关键词：工业 ；智能制造 ；数字化制造 ；应用 引言

依据我国《中国制造 2025》的解读，目前我国制造业全面落后于发达国家，在芯片、发动机、医学、新材料等领域能有较大的差距。以汽车工业为例，我国作为世界上最大的汽车制造与消费国，汽车工业的发展水平直接关系着制造业的发展，目前国内已建设了比亚迪西安工厂、长安汽车两江工厂、吉利临海工厂、爱驰汽车等超级智慧工厂，此类工厂是集数字化技术、智能化技术、集成化技术于一体的4.0工厂，具备智能生产、智能物流、智能质量、智能管理四大智能模块，传感器、互联网数据分析、人机界面、咨询科技、贯穿于整个产业链，以高效的生产方式代替了人工生产，满足了社会化个性产品制造的需求，提升了市场回应效率，从而实现设计制造一体化、管控一体化。因此，智能化数字化制造对我国工业发展有着重要的推动作用，可快速实现中国制造2025的战略规划。

1 智能制造与数字化制造 1.1智能制造

智能制造是基于智能机器与人类专家共同组成的人机一体智慧操作系统信息化管控系统建立的，，具有自主分析与决策分析、自适应加工与信息反馈推理、判断、构思、决策的功能，人工智能系统的使用使人与智能机器更好地开展生产制造，代替人类在制造领域中的脑力劳动。智能制造技术的使应用，推动将产品研制自动化操作理念生产扩展至活动柔性化、智能化、高度集成化效的方向买进，依靠智能制造单元管控系统，基于数据分析和运算，快速获取生产中的数据信息，在云计算的基础上推动了制造业的智能化发展，使机械设备具有更强的自主操作执行能力，对于降低我国工业制造成本，提高产品的质量与精度生产效率有着重要的意义。

1.2数字化制造

数字化制造是基于制造技术、计算机技术、网络技术等技术手段交叉融合运用的工业产物，是当前制造企业制造系统、生产过程、生产工艺、生产系统优化升级的必然趋势。数字化制造主要是基于计算机技术对于数据的处理，将复杂的信息通过数字算法转化为电脑识别的二进制代码，依靠软件程序在计算机中进行模拟，完成机械设备的操作。数字化技术的使用提高了工业产品制造的准确性，拉近了市场与生产之间的衔接，满足工业时代人们个性化生产制造的需求，同时数字化技术的使用，能够有效降低生产过程中的不合格产品比例，提升工业产品制造的最大效益。数字化技术与智能制造技术的结合使用是行业发展的趋势，是我国工业技术研究的重要方向[1]。

2 智能制造与数字化制造的发展变革 2.1 智能制造的变革

随着工业自动化技术的推广应用，工业机器人与自动化生产线为智能技术的运用奠定了基础。在智慧工厂构成中，主要是基于大规模的数据、网络通讯技术、云计算、人工智能技术等技术，应用于工业机器人和自动化生产线。对于当前我国人均成本迅速上升经济发展下行的背景下，智能制造应用于工业生产，可减少重复性劳动成本的投入，提升制造业的效率与质量，保持我国制造业在全球市场中的竞争力。

2.2 虚拟工厂的实现

虚拟工厂并不是不存在的工厂， 而是以虚拟制造作为新的技术也有用。该技术可以在产品设计研发阶段，对产品的生产制造各个环节进行模拟施工，快速找出施工环节中可能存在的问题，协调设计与制造环节的关系，降低研发周期和成本。虚拟工厂的实现使得制造业企业，能够快速响应市场需求，极大地促进敏捷制造的发展，在大数据流的支持下，使产品走向柔性化、智能化制造，对促进制造业的升级有着重要的作用[2]。

3 智能制造与数字化制造在工业制造中的有效应用 3.1以智能机器人的方式应用

计算机技术的快速发展，推动了机器人在工业制造领域的全面应用。自2012年底起，我国制造业企业逐步兴起“机器人换人”的浪潮，企业通过引进现代化自动化智能化的装备，或在传统自动化装备的基础上进行转型升级，以机器人或机器手臂的使用来代替简单重复的人力操作，使用智能控制系统来推动机器人从事各类生产活动，进一步降低了工业制造的成本。智能机器人的应用具有鲜明的智慧性和集成性的特征，可按照工程编制的程序展开各类工作，特别是应用于特殊工作环境下的生产，能够减少工作对人工造成的损伤，如焊接、压力铸造等特殊工种。在此类工作环境下施工，需要工人长期保持一定的姿势，且工业气体对人体有一定的损伤，长期从事相关工作必然会对员工的健康造成危害，而使用工业机器人代替人工生产，既可以提升产品的质量效率，又可以解决特殊工种人才短缺的问题，特别是在当前制造业竞争压力增大的背景下，使用智能机器人构建全自动化的产业链，减少因“人”的问题所造成的产品质量问题，已成为工业领域发展的趋势[3]。

2.2 以自动化生产线的方式应用

自动化生产线是由工件传送系统和控制系统组成，将工业自动机床与辅助设备按照工艺流程衔接运行，自动化生产线的使用，减少了人工参与或完全不使用人工。由电机、电磁阀、启动液压等各种执行装置作为驱动，结合传感器、仪器仪表、检测装置进行判别，以PLC等处理系统进行逻辑编算，使整个生产流程按

照一定的顺序自动进行[4]。自动化生产线的使用，可以保证产品在较长时间内生产的稳定性，应用于工业制造领域，对于企业而言，可有效减少工厂生产的占地面积、企业的用工成本、改善劳动条件等，工作人员只需要将参数输入终端，做好工艺流程的更新和基本程序编制等工作，即可保障工业生产的有序进行，将人们从繁琐的体力劳动中出来。

2.3 大数据分析和应用

实现智能制造需要以数据作为核心，能够将生产中的业务模块紧密衔接，借助大数据增强传感器等设备的信息感知能力，依靠宽带互联网络来实现精确的控制和远程协作功能。在当前大数据应用方面，大多工业制造企业的数据覆盖面较窄，在数据应用方面仍是简单的数据交互，工业信息化程度相对较低。大数据网络技术的核心是使用新一代的通信技术和传感技术，赋予每台工业设备IP地址、传感器，每一台工业机器所产生的数据，将会通过互联网与云计算技术，使用智能设备信息系统，能够与设备生产的各类物理系统紧密衔接，提升产品生产与产品之间的连接效率实现对生产整个流程的洞察控制。在未来，智能制造与数字化制造实现了信息流的全过程自动化，使信息流与物理系统的衔接更加紧密，构成完善的数据闭环，实现智慧办公、智慧管理、智慧生产[5]。

结语

综上所述，在《中国制造 2025》到了战略规划下，企业将以更加智能高效化、绿色环保自动化的生产方式，来降低企业成本持续开展前沿技术研究，推动企业技术创新与进步，保持我国制造业在世界中的竞争力。智能制造的推广应用工厂的使用提升了传统制造单台设备的生产效率，以及促进了产品价值的增长，并降低了企业运营成本。在当前背景下，推动工业制造领域数字化、智能化、自动化、数字化的发展，直接关系着我国国家未来经济，目前国内制造企业正在不断研究探索，不断的积累数字化、智能化制造技术的相关企业已积累了丰富的应用经验，随着且关键技术应用的不断成熟，必然会推动我国工业制造领域业的数字化/智能化快速转型升级，从而推动保证国家我国经济的健康、可持续、绿色、健康发展。

参考文献

[1]吕亚楠.智能制造与数字化制造在工业制造的应用[J].经济技术协作信息，2020（31）：25.

[2] 魏筱瑜，芦金华，常晓辉 . 智能制造与数字化制造在工业制造的应用[J].科技资讯，2020，18（5）：30+32.

[3] 耿峰,骆学农,姜琦,等.发展智能制造,改变制造行业[J].软件和集成电路,2019,410(1):66-69.

[4] 杜娟,钱冬梅,胡东吉.智能制造在工业制造的应用[J].数字通信世界,2018,162(6):180.

[5] 杜娟.智能制造与数字化制造在工业制造的应用[J].电子技术与软件工程,2018,136(14):270.