智能制造与数字化制造在工业制造的应用

来源:用户上传      作者:魏筱瑜 芦金华 常晓辉

　　摘  要：随着科技的不断进步，智能化制造和数字化制造在工业制造领域得到广泛应用。该文针对智能制造与数字化制造在工业制造中的应用进行分析和研究，对其发展过程中存在的问题进行总结，并针对智能制造和数字化制造从数据到应用对工业制造上的影响和相关措施进行论述。
　　关键词：智能制造  数字化制造  工业制造  应用
　　对于我国制造行业内部结构来看，我国处于第三阶梯，主要生产中低端制造领域。我们中国制造的各方面来看，高新技术产业仍然是我国制造的短板，我国对于高新技术制造有80%能需要依靠进口。由此可见，智能化和数字化制造对于我国工业制造发展的质量有着推进作用，他们能够使得中国制造在质量方面整体提升一个阶梯，能够更加快速地实现中国制造到中国创造的目标。
　　1  智能制造与数字化制造
　　1.1 智能制造
　　智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，在制造过程中能够进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。
　　随着科技的不断进步，智能制造在工业制造上的应用不断扩大。通过智能化制造，使得工业制造单数据发挥作用最大化，通过相关技术对数据进行大量自动分析和运算。采用智能化的通信手段对生产过程中的数据进行分析，结合云计算实现整个工业制造的大数据发展。从目前智能化制造在我国工业制造中的应用可以看出，其应用的模式多种多样，通过智能化应用大大降低了劳动力成本，同时提升了产品的质量和精度。中国在工业制造方面推出了《中国制造2025》，由此可以看出我国对于制造业发展高度重视，同时智能化制造结合数字化中国工业制造进行提升也是我国发展过程中的重要策略和方针。通过智能化制造能够促使我国工业制造更上一层楼。
　　1.2 数字化制造
　　数字化制造是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。数字化制造主要通过计算机对于大数据的处理，将整个工业制造过程中复杂的信息通过相关数字建立和模式转化成电脑能够识别的二进制代码。利用相关程序将二进制代码采用数字化仿真手段在计算机中进行模拟实现，能够制造出数字化产品，通过计算机相关仿真技术在产品制造之前预测产品的性能，从而大大提高工业制造生产过程中的准确性和可实现性，加快了产品更新的步伐。因此，我国工业制造从产品各个方面系统利用数字化制造能够减少生产过程中不必要的失误，从而使得工业制造最大利益化。
　　目前我国工业生产采用数字化技术已是发展趋势，数字化结合智能化制造能够加快工业制造发展速度，同时为产品质量的提升带来了质的飞跃。
　　2  智能制造与数字化制造从数据到应用
　　2.1 智能制造的变革
　　随着工业自动化日趋成熟，工业机器人和自动化生产已不再是唯一能够实现智能制造的途径，工业制造更多利用到了大规模数据、网络、云计算、人工智能等新技术。伴随信息技术的不断发展，世界各国引领智能系统的第四次工业革命发生了变化。德国工业4.0、美国工业网络、“中国制造2025”新信息技术和制造业思维融入生产模式，使得产业形态开始发生着重大的变化，我国逐步开始实现“制造业”向“智造业”转变。
　　2.2 物理工厂、虚拟工厂的实现
　　在我国工业制造的应用中，智能制造能够将现有的大数据通过云计算等新一代信息技术对其制造过程中各个方面进行融合。通过智能化与设计、生产、管理、服务等方面的融合实现智能工厂的发展，利用智能制造开创物理工厂、虚拟工厂，实现产业升级。“物联网”和“大数据”是智能制造的主角，也是连接工业制造的主要手段之一。通过网络和基于终端对工业制造过程中所产生的大量数据进行统计和计算，利用大数据流支持，使得产品走向柔性化、数字化的智能制造。
　　2.3 大数据分析和应用
　　工业制造的大数据分析应用是以网络为基础，将工业制造行业以及产品的相关数据，以内部和外部的形式，将移动数据连接成一个数据网的建设。通过大数据分析，能够扩大消费者对智能产品的认知和接受度，能够使用大量数据分析完成产品的发展。大数据网的核心是采用新一代的信息通信技术、传感技术，实现产品的物联网建设，在结合工业制造中能够实现智能设备（信息系统）有线和无线网络，连接到各种对象和环境（物理系统）中，如电力、交通、通信等。通过互联网与云计算、互联网与工业制造的结合，将产品对象连接到信息网络上，利用生产与产品之间的实时连接和有效沟通，实现对现实世界的洞察和控制。由此可见，在整个工业制造结合大数据的过程中，智能制造、数字化制造相关技术通过各种数据资源互联网，实现信息流的自动化、工程与代数的连接。通过大数据分析对现成数据进行提升，为实时生产线的操作人员、主管和高级管理人员提供企业数据。
　　3  智能制造与数字化制造发展与思考
　　3.1 智能制造在世界的发展与技术应用
　　进入21世纪大数据、大计算时代，为提高产业竞争力，德国在各科研领域联合制定了“工业4.0”，并提出了“关于实施德国工业4.0战略规划的建议”。对未来工业的发展做出了大胆的预测。以智能+网络为核心，以先进的供应商战略和市场战略为两大战略支柱，通过对制造业生产方式的分析，结合当前面临的机遇和挑战，通过强有力的创新政策，缩短了世界各国的创新差距，解决了一系列科技难题。
　　3.2 工业工程人与智能制造结合发展
　　智能制造的发展要结合工业工程的理念。工业工程人才应与时俱进，工业工程是跨学科技术，工业工程师需要掌握智能设计、智能加工、智能装配、智能服务等各种先进知识;工业工程师需要根据现有的智能制造方法存储知识，并與工业相结合。目前，设计方案的制定与决策、加工工艺的智能优化、基于智能导航的装配精密定位技术、挖掘客户隐性需求的智能服务技术等已得到发展，在国内外已经形成了较为先进的技术体系。
　　4  结语
　　我国工业制造的不断发展离不开科技的进步，智能制造和数字化制造在工业中的应用是发展的必然趋势。国家对于智能制造和数字化制造的重视将有力推动我国制造业的改革，其在工业制造中的应用也将大幅提升我国整体的制造水平。
　　参考文献
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