时间:2023-07-19 17:30:29
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能化制造技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】 智能化 网络 控制 机械
随着经济的快速发展,计算机技术也不断创新,以往传统的制造方式被现代化智能制造技术所替代,各个国家均对制造技术产业投入巨大资金来实现新的技术创新,目前提出了多种新型智能化技术。在现代的制造行业中,数控技术作为核心技术,它将信息处理、微电子、计算机、数控检测等高科技技术融为一体,大大提高了生产效率,且具备了一定的精确度。这些革新对制造行业中自动化和智能化的实现提供了有利的条件。
现阶段的数控技术已经发生了翻天覆地的变化,原有的专用型封闭式开环控制系统已经逐步被淘汰,慢慢被通用型开放式的实时动态全闭环控制系统所取代。数控技术还使超薄外观得以实现,并将多媒体、神经网络、计算机等多种科技相结合,在智能化基础上实现了高速度、高精确度、高效率的加工模式,且在制造过程中可以对已完成的加工进行自动修正和自动检测,对未达成的参数进行调整,实现了在线检测和在线故障排除。且随着网络的不断发展,数控技术与CAD融为一体,进行机床间联网,实现了集中式智能化机床管理。
2 机械智能化制造技术的应用
2.1 性能方面的应用。机械制造技术中最核心最关键的性能指标是运行速度和运行精确度。在现代化制造过程中,使用了高速CPU芯片和多元化CPU控制系统,还加入了高分辨率检测软件,并采取一系列防错手段,大大提高了制造过程的效率。机械制造技术包含两大柔化性,首先是数控系统自身具备的柔性,在数控系统中,主要使用模块化设计方式,极大覆盖了所有功能,且具备极强的可裁性,根据用户的要求制定不同的方案。
其次是群控系统的柔性,即使是同一个群控系统,也能够对不同的生产流水线进控制,并自动监控其不同要求所决定的物料信息及参数设置,最大程度地实现了群控系统的工作效率。机械制造技术中还存在为了减少工作程序和辅助时间,而产生的工艺复合形式的制造过程。数控机床的工艺复合化通常是指某个工装件在一台机器上安装后,通过各种不同的工艺手段对零件进行复杂的加工,实现多工序同时进行。机械制造技术中还有一个较为高端的技术,称为实时智能化技术。最初的实时系统仅是在较为简单的环境基础上定义的,它的作用仅仅停留在如何对任务进行调整,如何对操作进行修改,如何通过这些手段来保证各项任务在规定的时间内有效完成。而高科技产物下的人工智能化实时则是企图通过计算模型来对人类的各种智能行为进行重组,并实现其作用。现阶段的科学技术已将实时系统与人工智能化互相结合,取长补短,人工智能正朝着更加现实的领域不断前进不断发展,实时系统也向着更加智能化的应用领域迈出了一大步,正是由于这种进步,才使得现在的实时智能控制取得了万众瞩目的成绩。
2.2 功能方面的应用。数控系统和使用者之间唯一的对话窗口就是用户界面了。由于不同制造行业产品的不同,他们对机械用户界面的要求也随着不同,因此对用户界面进开发时所花费的工作量是非常庞大的,用户界面的设计逐渐成为计算机软件开发中最具难度的过程,再加上目前的因特网、虚拟现实等媒体技术的产生,对用户界面的设计提出了更苛刻的要求,用户界面的设计成为了一项急需创新的事项。现阶段使用最广发的用户界面类型是图形用户界面,图形用户界面的创造,很大程度地为非专业人士提供了便捷,即使是非专业人士,也能根据窗口的显示进行简单的操作,可以在界面上进行各种类型的编程、三维彩色立体图显示、操作示范等功能。
科学计算可视化的产生不仅可以运用在高效数据处理和数据分析方面,不再将文字表达作为唯一的信息传播途径,还可以直接运用在图形和动画等可视信息方面。这种将可视化技术与虚拟技术相结合的方式,在很大程度上拓展了其运用领域,这种方式可以减少图纸设计时间和虚拟样机技术设计时间,这样就大大缩短了产品的设计周期,提高了性价比,在降低其生产成本的同时还提高了产品质量。
在数控技术方面,可视化常被运用在CAD领域,例如自动编程、自动设定参数等可视化演示等。多种插补方式包括直线型插补、圆形插补、柱状插补、椭圆形插补、螺栓型插补、NANO插补、多方位式插补、多孔性插补等等。其多种补偿功能包括空间间隙补偿、平行度补偿、故障式补偿、象限误差补偿和统计补偿、温度补偿、垂直度补偿、平面补偿等等。有关数控系统内存在的内装高性能PLC控制模块,能够使用梯形图对其进行高级语言编程,可以通过直观的在线调整等功能提供帮助。在编程工具中含有在车床上使用的PLC标准和用户程序实例示范,用户能够根据PLC标准在原有的程序基础上自行修改,这样的操作模式给予了用户对程序建立的需求。
多媒体技术与声像技术融合在一起,使计算机在处理文字与声像方面的能力更加直接更加具体,大大提高了计算机的综合性能。在数控技术领域中也是如此,在数控技术领域中也是如此,运用多媒体能够将信息的处理转向更加综合和智能的形式,在实时监控系统及生产现场,可以对设备的故障进行及时报警及诊断,并对过程参数的设置进行监督和测量。
2.3 体系结构方面的应用。采用高度集成化的CPU和RISC芯片及大范围的集成电路、专用电路相结合,均可到达提升数控系统的集成度及软件和硬件的效率。FPD平板技术显示的采用,也大大提高了显示器的基本性能。平板显示器的产生为用户带来了极大的方便,它采用高科技含量技术,将显示器设计为重量轻、耗能低、便于携带的物体。并在原先基础上将显示屏尺寸加大,实现超大屏幕显示,成为21世纪显示器的引领者。它的设计原理是运用高科技封装及互联技术,将半导体及表面安装技术相结合,以此来增加集成电路的密度,并将互连长度降低,从而大大降低产品生产成本,并优化其性能,使零件大小缩小,并提高了其可靠性。
硬件模块化的产生为数控系统的集成化和标准化提供了有利的条件,根据每个用户不同的要求,根据其基本模块做成标准的系列产品,并通过积木方式对其功能进行简单的剪辑和增减,从而形成各种层次的数控系统。对机床进行集体联网可以实现集中化管理和远程操作,并一定程度减少了因人为失误而引发的故障。运用这种方式,可以在任何一台机床上对其他机场进行远程编程、参数设定、参数修改、开机关机,且在主机台可以显示其他任何几台的操作画面。
采用通用计算机所组成的模块化和嵌入式结构,便于扩展和升级,这样的结构可以组成不同层次和不同类型的数控系统。现在传统数控系统的基础上提出了更新的闭环控制模式,由于制造加工过程中具有较多变量因素,且工艺参数复杂,其中包括尺寸、温湿度、摩擦、形状等关键因素,因此要全方面控制过程中的每个关键因素,最好采用多变量闭环控制方式来对其进行监控,在整个加工过程中对其参数进行控制。这样不仅能将智能化、网络技术、CAD技术、动态数据管理能技术高效地结合在一起,形成一个综合性能极其强大的控制系统,还能够实现集成化和智能化的统一。
参考文献
1 宋波.论机械制造的智能化技术发展趋势[J].现代商贸工
业,2009(21)
2 李建勇.机电一体化技术[M].科学出版社,2004
1 引言
所谓的工业4.0,是指利用物联信息系统将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。而在如今制造业开始逐步应用智能化技术的背景下,工业4.0的出现,则能更好的推动制造业智能化技术的发展。基于此,本文就工业4.0推动制造业智能化技术的发展进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
2 智能技术系统
2.1 三大技术发展加速催生新一代技术系统
进入21世纪以来,信息与通信技术取得了突破性进展,出现了如下3个重要的技术发展趋势。
(1)电子部件的微小型化。
随着超大规模集成电路技术的突破、电子设计自动化的广泛应用以及半导体工艺的迅速发展,新型微控制器和8核、16核等多核微处理器研发速度明显加快,新产品不断问世。这些新型电子部件具有集成度高、可靠性与性能价格比高、抗干扰能力强以及功耗低等优点;平行计算功能极大地提高了信息处理能力,为智能技术系统的研发创造了优越的硬件条件。
(2)软件成为创新的驱动力。
由于功能的增加、产品用户特定需求的增加、交付要求不断变化、不同技术学科和组织日益融合以及不同的公司间合作形式迅速变化等原因,工业产品及其相关的制造系统变得越来越复杂。特别是具有嵌入式软件的系统,其复杂性还在快速地增加,管理这样复杂的系统,其难度越来越大。
(3)工业生产系统网络化。
过去二十年,互联网很好地解决了人与人之间的互联互通,并颠覆了与人密切相关的一些传统行业。今后,随着技术的不断发展,互联网将要实现物与物的互联互通,进而实现信息世界与物理世界的融合,于是产生了物联网。工厂生产系统需要完成控制功能,为了将控制技术融入互联网,在将物理设备联网的同时,也要将计算与通信嵌入实物过程,并使其与实物过程密切互动,从而出现了信息物理融合系统,又称工业互联网,它将互联网的发展推向了新高度。
2.2 智能技术系统的定义与特征
以上3个技术发展趋势加速了机电一体化系统的升级。新一代技术系统将以机械学、电气/电子学、控制工程、软件技术和新材料的紧密相互作用为基础,通过“嵌入式智能”产生一种超越机电一体化的新系统。在这里,信息技术将与诸如认知科学、神经生物学和语言学等非技术学科相融合,跨学科融合不断研发出过去只是在生物系统中才使用的新的集成方法、技术和规范,使用这些方法、技术和规程可以将感知、认知和执行功能集成融入技术系统,这样的技术系统称作智能技术系统。
智能技术系统具有自动适配功能,适应力强,并且使用方便。同时,系统还具有节约资源、可进行直观操作以及可靠性高等特点。
通常,智能技术系统都具有如下主要特征。
适应性,即智能技术系统能够与所处的环境相互交互,并能自治地适应它们的运行模式。按照这种方式,在设计人员设定的框架内,智能技术系统能够在运行期间逐步完善,从而确保它们能够长期保持最佳使用状态。
坚固性,即智能技术系统能够在动态环境中灵活和自治地运行,甚至能够在开发设计者不希望或未曾预见到的环境中运行。系统能够处理不确定或者不足的信息,确保至少达到某种使用等级,满足各种要求。
可预期性,即以经验积累的知识为基础,智能技术系统能够预测未来的效果和可能的情况。按照这种方式,系统能够早期识别出风险,并能及时选择和执行适合的策略,迅速解决问题。这样一来,系统就能够更有效地实现目标。
用户友好性,即智能技术系统能够适应用户指定的特性,能与用户进行合理的交互。对用户而言,系统具有一定的理解能力。
3 认知信息处理参考模型及其模块的研制
3.1 非认知系统与认知系统
信息处理方法是推动机电一体化向智能技术系统升级的主要推动力。机电一体化系统与智能技术系统的信息处理方法是不同的。机电一体化系统在传感器和执行机构之间提供一种反应式和固定的耦合。而智能技术系统则类似于具有认知的生物,能够变更这些耦合。认知处理不会取代直接的和反应式耦合,它会与后者共存。认知系统和非认知系统的比较如图1所示。
3.2 认知信息处理参考模型
如上所述,认知科学完全参照认知生物的行为,以此为基础创建了智能信息处理技术。因此,评价一个系统是否具有“智能“,应该看该技术系统是否具备如下3个特殊的特征:
(1)主动嵌入到环境中,并能够与所处的生产场景环境交换信息;
(2)借助周围环境与系统相关信息的内部表达,产生灵活的、与环境相适应的控制动作;
(3)具有学习和参与综合信息处理的能力。
3.3 操作器-控制器智能模块的研制。
为了实现STRUBE认知信息处理3层模型,德国帕德博恩大学Jugen Gausemeier教授领导的研发人员开发了用于自寻最优系统的操作器-控制器模块。在这里,信息处理分成3级,即控制器、条件反射操作器和认知操作器。
控制器的主要任务是按照更优的方式控制基本系统的动态性能。其控制回路是获取测量信号和确定调节信号十分有效的链路,因此称它为“原动”回路。该级软件在硬实时条件下运行。大量控制器配置能够由控制器本身完成。
条件反射操作器的操作能够监视和指挥控制器。它不能直接访问系统的执行机构;但是它能够通过改变参数和结构,完成对控制器的修改。条件反射操作器本质上是面向事件的,它与控制器紧密相连,其按硬实时方式处理事件。作为认知操作器的连接部件,条件反射操作器可以当作控制器和那些软实时或不能实时工作的部件之间的接口。它将进入的信号过滤,并将其送给下一级。条件反射操作器负责若干OCM之间的实时通信,这些OCM一起构成一个自寻最优控制系统。
认知操作器位于OCM的最高一级,系统能够采用各种方法(诸如学习方法、基于模型的最佳化方法或基于系统的知识的系统方法),去使用它本身和其周围环境的信息,以提升它自身的性能。在这里,特别要强调能够实现自寻最优的认知能力。
4 智能子系统与智能网络化系统
智能技术系统具有两种结构形式,一种是子系统基本结构形式,即智能子系统;另一种是组群结构形式,称作智能网络化系统。
对于大型机械装备或生产流水线,为了完成各种各样的功能,通常都由几个子系统构成,它们被看成是一个相互作用的组合体。这些智能子系统在地理位置上是分散的,通常采用分布式结构,它们彼此之间需要进行通信和协调,从而形成了网络化系统结构。但是,由此产生的网络化系统的功能作用仅能通过单个系统间的交互作用呈现出来。无论是网络还是单个系统的角色都是静态的,而要完成整体功能作用,就需要借助于通过动态改变来实现。在过去,这完全是分开考虑的问题,诸如一方面是云计算,另一方面是嵌入式系统。现在,我们可以采用最新的信息物理融合系统(CPS)的途径进行集成。
5 智能技术系统的实现
从2007年开始,德国科技创新主要依靠分布在全国各地的15个前沿技术创新集群,每个集群都主攻一个专业方向。“it’s OWL”北威州创新集群专注于智能技术系统产品与系统的研发,它是欧洲具有最强产品开发能力的地区之一,其愿景是成为全球智能技术系统市场和技术的领导者。该集群共有174个成员,包括25个工程和顾问咨询公司、25个核心公司和78个基本公司、6个高等院校以及10个竞争力中心。2012年2月,某教研部投入1亿欧元,支持45个产品和生产的研发项目,计划用5年时间完成。这些项目分为平台、创新及可持续项目3种类型。
平台项目,即为推动集群内各家公司在今后几年内进入智能技术系统业务领域,以及实现技术成果向大量中小型企业转移,创建自寻最优控制系统、人机交互、智能网络、能源效率以及系统工程等5个最基本的技术平台。
创新项目,即系统集群内的核心公司为实现战略目标,基于上述技术平台,开发子系统、系统以及网络化系统等具体产品和解决方案。
可持续项目,即这些项目研究采取7种有效措施,在政府计划支持的时间结束后,仍然能保持长期的可持续性。特别是在这些项目内,中小型企业在今后几年仍然能够自身实现智能技术系统的开发工作。
6 工业4.0智能自适应生产系统产品与应用
某公司为了实现工业4.0“智能生产”战略目标,按照智能技术系统的技术概念,研发了自适应生产系统。该系统采用分散式模块化结构,并使用公司最新研制的即插即生产智能化网络技术。分散式模块化结构意味着整个生产过程所使用的机械、控制和通信系统全部采用模块化设计,这就使得生产制造系统能够按照工艺和生产的要求任意组合,系统的适应性可以通过插入或移除其中的模块来实现。
即插即生产技术具有自寻最优特性和即插即生产网络自配置功能。自配置功能是建立在实时通信系统的自配置方法和生产系统、模块和部件语义自描述能力的基础上,无须使用任何工程工具。生产制造系统通过分析与理解外界及自身的信息,对系统中各组成部分进行自动协调、重组与扩充,实现对产品的数量、种类、性能和质量的自动适应,从而最佳地完成不断变化的工作任务。该自适应生产系统已成功用于公司的I/O装置生产线,取得了满意的效果。按照计划,自适应生产技术与系统产品即将推向市场。与此同时,“it’s OWL”创新集群的各成员公司也将分批各种类型的智能技术系统的产品和系统,并在传统的机电一体化系统用户领域推广应用。这些创新的技术与产品,将为制造企业,特别是中小型制造企业的转型升级创造理想的条件,也为工业4.0的实现提供了具体路径和解决方案。
7 结束语
综上所述,工业4.0的出现,对于机械制造和电气工程等领域来说有着重要的意义。而随着我国制造业逐渐迈向智能化,针对工业4.0的战略目标,我们需要采取更为有效的技术措施,进一步推动制造业的智能化技术发展,从而提高我国制造业的科技水平。
1机械制造智能化的发展的趋势
1.1性能上高效化和智能化的发展趋势不管是对一个企业还是整个机械制造行业来说,都希望在制造时能够在最少的时间内制造出高精度的部件,不止这些,其他的一些性能参数也要求的比较高。在机械制造的设备上安装了很多传感器和单片机控制器,这些装置的使用也大大提高了制造的精度和质量。尤其是在纳米技术取得了快速的发展和进步之后,它便被广泛的使用在机械制造的整个过程中,也促进了智能化制造技术的快速发展和进步。同时纳米技术的应用和电控系统的引进也进一步提高了智能化制造的精度和生产效率,促进了制造行业的快速进步。随着编程语言的进步,利用编程控制的数控系统也得到了快速的发展,现在工厂里面随处可以看到数控设备、机械手和机器人。这些设备的应用的越广泛就越能够促进智能化机械制造的发展,还能节省人力和减少能耗。除了上述的性能需求以外,智能化制造的发展也更加的全面化和普遍化,这样就能够让更多的客户使用它,通知也使智能化设备的利用率大大提高。智能化机械制造的发展也代替了在恶劣的制造环境中人员的操作,同时也保证了人身安全。
1.2人机关系也越来越合理智能化制造不是操作人员直接控制的,而是利用计算机设备进行程序的编写,并通过程序的运行实现对制造设备的控制,这就需要人机结合的设计也越来越合理化和人性化。在进行机械制造的设计和工艺改进时,基本上摒弃了图纸的设计,改成了用计算机辅助设计,也就提高了设计效率。在机械制造的过程中出现的任何状况都会出现在人机界面上,这样也方便操作人员及时的查找故障原因和做出最快的抢修方案。
1.3结构上的集成化我们可以通过最近几年的智能化机械制造的设备可以看出,智能化的设备的体积越来越小,但是所能执行的功能和实现的制造动作也来越复杂。计算机设备和软件的应用时智能化控制越来越集成化。
2智能化机械制造要考虑的关键
我国在设计智能化制造时也不能根据自己的想法进行天马行空的设计,一定要在设计时考虑它有没有意义和设计价值和实用性。如果我们所进行的智能化设计本身没有太大的适用范围那我们这个设计就没有实用性和设计价值。如果我们设计的智能化制造并没有节省人力和物力,那我们的设计就是没有意义的。
3结语
为了缩小我国同发达国家之间的经济水平,我们首先要加强机械制造业的发展,而机械制造业的发展趋势也越来越智能化。所以只有尽快将智能化技术应用到机械制造行业才能够促进我国的经济发展,才能够保持我国制造业的竞争力,使我国在机械制造行业立于不败之地。
作者:李瑞婷韩辉辉单位:重庆工业职业技术学院
关键词:智能化;机器人焊接技术;发展趋势;制造业
引言
现代科学技术的发展,传统焊接技术也已经发生了天翻地覆的变化,已经从过去单纯的手工式的焊接转变而智能化的操作,并且随着先进制造技术的发展,焊接技术的自动化、智能化得到了显著提升,无论是焊接精度、效率都得到了快速发展与提高,可以说未来智能化机器人焊接技术的发展是大势所趋,必然会在大部分的制造业中取代传统的手工焊接。从上世纪六十年代至今,焊接机器人控制与发展主要经历了三个阶段,包括示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。而现代计算机控制技术以及智能化微处理技术的发展,也进一步提升了智能化机器人焊接技术的发展速率,未来的智能化机器人不仅仅是能够按照预先的编程进行运行和焊接,同时也能够实现多项命令下的同时操作以及良好的应变能力,由此更加智能化、柔性化的进行加工和生产。
1.人焊接智能化技术的主要构成
现代焊接技术具有典型多学科交叉融合的特点,将现代智能技术引入到传统焊接应用中国,通过微处理技术和计算机技术,将预先程序事先植入到焊接机器人中,从而实现了其行为的自主性,由此使得其能够执行一系列复杂的动作,并且由于计算机的操控可以对其行为以及环境进行实时监控,从而保证了行为的有效性以及故障的可追溯性。可以说智能化机器人焊接技术是多种技术的集成,实现了远程监控管理、统一调度规划等多项功能,让现代焊接效率更高,流程更清晰,分工更明确,同时也更加便于管理与协调,仅仅需要通过改变一定的程序就能够实现整体的焊接模式和机器人行为,无疑与传统单一的机器人焊接而言有了长足的进步。
2.基于直接视觉信息的机器人焊接任务自主规划技术
传统的机器人焊接其往往非常单一,只能够做一些比较单调的动作。而智能机器人的出现,特别是基于视觉信息的机器人的诞生,无疑让智能化焊接技术得到了飞跃发展,其不仅仅是能够对单一动作以及命令的执行,更为重要的是其能够实现现代运动力学的多种负责行为,特别是弧焊技术,基于多关节设置,让整个焊接变得更加柔性化。其关键技术通常包括视觉传感器的设计以及焊缝信息的获取问题、规划控制器的设计问题。利用微处理芯片技术,应用设置的关节动感接收装置和复杂的程序编程以及中央处理装置,弧焊机器人能够依据CAD图纸以及模拟仿真人类行为,从而依据相应的红外线触控与触感技术,精确实现焊接任务。
从现有的技术发展现状而言,应用中的焊接机器人离线编程与规划系统依赖于CAD图纸输入焊缝及工艺信息,其已经能够实现具有一定精度需求的任务,但是由于本身的运动更多是一种表面的,受制于自身庞大的机械关节,使得其在实际的转向以及变形过程中依然受到了限制,而这也是未来弧焊技术发展的主要方向。弧焊智能化机器人不仅仅要依赖于CAD图纸输入等等,还要学会模仿人类的行为,模仿有经验的焊接技术人员了解其焊接手法和不同的动态运动轨迹,结合不同的装备参数进行自主的焊接行为的选择,根据周围环境的变化以及变量的选择,更好的提升焊接要求和有效性,由此就要在智能化机器人焊接技术的设置过程中注重与提高关节灵活程度,将其外部设计更加的小巧玲珑,同时增加内部环境辨识技术,充分对不同的环境以及设备进行观察和了解。
3.智能化机器人焊接柔性制造单元/系统及其应用
针对焊接柔性制造单元/系统在宏观上具有离散性,在微观上具有连续性。焊接柔性制造系统其应用多多个Agent间的相互协调来提升整体设备的协调性,从而使得智能化机器人更加的灵活,嫩巩固更好的适应多种工种、特别是复杂公众的要求,例如造船、航天制造业、电子精密仪器等等的焊接,以此提升其本身的应用范围,同时从现有的部分行业例如汽车领域的应用来看,取得了良好的效果,这也说明未来其应用的潜力,可以更好地在远程监控条件下,实现复杂项目的焊接,更加有效的降低了企业本身的人力资本以及额外的成本的支出。
4.机器人焊接的焊缝跟踪与导引技术
这是又一项未来智能化机器人焊接技术的发展趋势,其能够对现有的焊缝进行跟踪,依据实现设定的初始焊位导引进行特定的项目操作,其相对于传统的机器人焊接而言,可以更好地根据不同环境下目标的实际体积、焊缝大小以及环境变化所带来的具体的焊缝状态的改变,而进行针对性的焊接,依据传感器收到的信息进行实施控制与修正机器人的操作,无疑大大提高了焊接精度,提高了整体智能化机器人的应用范围,将传统的焊接技术应用到各个环境下,避免了传统环境变化下的焊接方式与精度的缺失,以此为未来高空作业、高温作业或是极寒天气下作业奠定了基础,更好的依据物体实际形态而进行针对性的焊接作业,进而保证了工人能够避免恶劣条件下的作业,而仅仅需要通过远程操控就能够实现上述环境下的焊接,减少了工作的危险性,提高了整个制造、生产行业的工作环境的安全性。
5.结束语
现代科学技术的发展,传统焊接技术也已经发生了天翻地覆的变化。可以说,智能化机器人焊接技术的发展必然会在大部分的制造业对于传统人工焊接的取代,其无论是精度、使用效率还是企业成本支出都将得到优化。上述技术虽然部分已经在实践中得到应用,但是其中的应用依然存在一定的限制,同时现有技术还存在一定的不成熟之处,需要未来的企业与研究人员结合现代企业实际需求和不同的外部环境进行针对性的改善,从而更好地服务于现代制造业、建筑业的生产与发展需求。
参考文献:
[1] 黄政艳.焊接机器人的应用现状与技术展望[J].装备制造技术. 2007(03)
[2] 邓喜培.智能化焊接技术[J].中国高新技术企业. 2007(07)
随着社会不断的发展,人们的生活水平和质量也不断地提高,对于日常生活和环境等各种需求也越来越高。不论是生活还是工作,人们对于各种方便和快捷服务的要求也越来越高。例如日常生活用具的自动化、通讯工具的自动化和机械设备自动化等等。有许多工作如果采用人工控制则较难完成,既花费很大的人力、物力和财力,又达不到预期的效果。通过自动化控制技术,可以合理利用各种设备,既节省能源又方便快捷。因此,机械自动化控制技术在现代建筑中是不可或缺的,对我国工程建设本文由收集整理行业的发展有着非常重要的意义。
1 机械自控技术的发展现状
简单来讲,机械自动控制技术就是指通过使用机械控制设备,使被控对象自动地在无人控制的情况下按照预先设定的程序进行自行运作的一种方式。它是以数学的系统理论为基础,利用反馈原理自动地影响动态系统,使其输出值接近或达到人们的预定值。在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程。近年来,很多发达国家的机械自动控制业已经达到较高的技术水平,绝大多数都是采用的都是机械自动化制造技术。目前,多数发达国家向机械制造自动化技术仍然得到不断地发展,并提出了许多新的机械制造系统,例如:智能制造系统、敏捷制造系统等等。自改革开放以来,我国的机械自动化制造技术已经有了翻天覆地的变化,在机械制造技术水平以及产品总量都在逐年提高。在我国,由于机械自动化技术水平不高,很多制造工艺都是借鉴国外先进的机械自动化制造技术,自主知识产权的品牌较少。
在激烈的市场竞争环境中,我国正处在经济发展的重要时期,必须对机械制造产业给予充分的重视,必须提高产品的质量,提高产品的竞争力,才能促进我国的机械制造技术更好地发展,在激烈的市场竞争中不被淘汰。随着科学技术的发展,机械自动化控制技术也不断地发展,第一代机械控制技术源于150多年前。由于计算机科学技术的诞生和发展,智能控制这种自动控制技术产生了,它是一种由定性方法和定量方法相结合之后进行控制的方式。要求由机器用类似于人的思维和经验来引导解决问题的过程。智能控制的核心在于高层控制,高层控制是通过对实际情境或过程进行操作而实现的。智能控制的主要技术方法有专家系统、模糊逻辑、遗传算法、神经网络等。随着科学的发展,智能技术正逐步应用于人们的日常生活中。
2 工程建设中影响机械自动化技术的几点因素
2.1工程建设中的智能化系统的发展趋势
随着计算机、控制和通信等科学技术的不断发展,工程建设系统也越来越智能化。简单地说各种智能化系统在工程建设中是一种各种服务的传输、处理和信息采集的工具。在互联网技术和通信技术以及作为信息载体的智能卡技术,已成为人们日常生活和工作不可或缺的一部分,工程建设智能化也应该顺应信息技术的发展,利用这些技术来解决智能化工程建设中出现的各种问题,把这些技术作为智能建筑的技术基础。目前,可以将这些先进的技术整合成为一个统一的平台,并以此为工程建设和参与建设的人们提供过去需要多个系统提供的服务,经过整合后的新一代信息平台及其相应的服务可以从一栋建筑扩展到整个社区乃至整个城市。按照这种科学技术的发展路线来看,这种社会化信息平台的一个重要组成部分就是工程建设智能化系统,而建筑智能化系统所提供的各种服务也将成为这个信息平台的一种服务功能。因此,在科学技术不断进步的今天,以往根据不同服务功能构成的不同系统体系结构将会发生根本改变,如此一来,既可以避免投资重复造成的浪费,还可以充分发挥系统的功能。
2.2国家管理制度的变革对消除工程建设智能化系统发展的影响
原有的管理制度不适应工程建设智能化系统成为一个整体统一的系统,工程建设智能化工程涉及到建设、消防、公安和广电等行政主管部门。多部门管理、层层审批的管理模式已严重制约着工程建设的发展。随着中国改革开放,并加入世界贸易组织,这种阻碍已经得到了明显地改变。根据国家相关文件的规定,一个部门只能负责管理一件事,例如:产品质量管理按照《产品质量法》和国家质监总局的相关文件规定,由国家质监总局管理、工程设计和施工安装资质管理按照《建筑法》和《建筑法实施细则》的规定由建设部负责而与建筑智能化系统相关的业务如通信、消防、安防等则分别由信息产业部、公安部消防局、公安部技防办等管理。这种新的管理方式有利于把工程建设智能化系统作为一个整体统一的系统来实施,更值得一提的是,这将促进工程建设智能化系统各项业务的发展。
机电一体化技术需要一个智能化的控制系统来运转,为了更好的促进制造生产工艺的创新和发展,维持企业智能制造的稳步推进,开发人员设计并研发了应对各种情况的智能化控制系统,能够对生产制造进行管理和控制,极大的提高了生产效率。下面就介绍几种常用的控制系统。人工神经网络系统是一种模仿动物的神经网络的行为特征,将各种信息处理工作才去分布于网络中,并行进行处理的控制系统,这种系统的复杂程度很高,方便利用和调整其内部存在的大量神经节点之间的相互连接的关系,以此来处理信息,而且能够适应大多数生产制造过程中遇到的情况,可以自主记忆和学习。专家控制系统主要是指一个高智能的计算机程序系统,内部包含着大量的专业知识和积累下来的宝贵经验,比如制造加工的工艺和相关技术,就可以存储在该系统之中,系统在处理生产制造某个故障和问题时,就可以将以往的知识和经验方法拿出来,迅速有效的解决问题,而且可以解决很多的高难度问题,高效迅速,节省了大量的检修时间和工作量。
2机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用
2.1传感技术的应用。传感技术在智能制造过程中发挥着传递与接收信息信号的重要作用,在电子设备与机械设备之间需要做出指令和信息的传递时,传感器就可以凭借其极高的敏锐度和高效的传递信息的能力,在指挥生产制造中起到重要的连接作用,目前,很多制造企业为了加强这种联系,强化信息传递的能力和水平,使生产效率进一步加快,使用了更加具备系统化和规范化的传感网络,也就是专门用于传递接收信息的处理系统,加快了信息传递的速度,并且缩短了反应时间,能够在很短的时间内完成对信息的识别和判断,经过解析后再发出有效信息,以其先进的技术和极高的效率极大地促进了智能制造的快速发展和应用。2.2数控生产中的应用。数控机床在生产制造中属于最关键的设备之一,而数字化和智能化机床的进一步研发和应用,也促进了相应的机电一体化相关技术的发展,可以说数控生产也是智能制造发展过程中的重要部分,将电子智能化产品与生产机械完美的融合在一起,这本身就是一种机电技术相结合的创举,我国的数控机床的最尖端产品已经处于世界领先地位,这就是将机电结合,生产制造智能化的重要体现,随着数控机床所利用的机电技术愈来愈多,功能更加多样实用,“中国智造”并将获得更快的发展和更大的进步。2.3自动生产线与自动机械的应用。由于智能制造的发展理念更加深入人心,企业的制造生产过程为了应对快速发展带来的挑战和机遇,自动化的生产流水线被大量装备到企业的厂房中,通过智能机械设备代替大量人工,在各个生产环节中减少误差,有助于提高产品的精密度,从而提高制造能力和工艺水平,打造智能化生产线。2.4工业智能机器人。工业智能机器人是机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并结合多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量中发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。
3机电一体化在企业的智能制造中的发展前景
智能化技术的发展从未有过像最近十年的发展速度,智能机器人的应用范围愈加宽广,中国资本一方面大力发展本国的智能技术的创新和应用,另一方面通过国家合作与资本收购其他先进智能制造产业来加快促进智能化建设,可谓双管齐下,发展速度极快。制造业的生产制造过程是核心,也是基础,而要将智能技术完美的融合进制造工艺之中,还必须有配套的技术和措施加以促进,这就是机电一体化技术,将拥有智能化的电子设备与企业的机械生产设备结合应用,就做到了制造业与智能制造的融合,机电一体化技术作为两者之间的重要联系纽带,也是目前国家制造业转型升级中的关键科学技术,其发展和技术上的突破,能够带动整个制造业的加速转型,为实现成为制造业强国的宏伟目标提供充足的动力源泉,无论是智能化的系统还是科学技术,为了增强制造加工的智能化水平,就必须借助发展机电一体化技术来促成,将每个生产设备和环节统一纳入到智能化管理和控制之中,制造企业的管理与生产将获得质的飞跃。
4结语
总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。
作者:王哲
参考文献:
关键词:电气技术;发展方向;绿色化;智能化;挑战
随着全国创新理念的不断深入,特别是电力系统技术的不断进步,智能化、绿色化的发展日益进入人们的视野,为电气技术的发展奠定了良好的基础。电网绿色化发展的理念不断更新,必将导致电气技术向着职能、绿色、环保的方向发展,出现了大量以职能、绿色为主题的电气技术和电气设备,引领着电气时代的发展方向。
1 电气技术的发展及应用
1.1 电气技术的发展
随着自然科学的不断发展,电磁场理论的不断研究,为电磁学的发展奠定了基础。欧姆、法拉第等人通过对磁效应的进一步研究,提出了电磁感应原理,形成了电磁学这一专门的自然科学。正是电磁学的研究及成熟为电气技术、电气设备的研发提供了理论支撑。随着电力的不断发展,电能的成熟,电气技术日益走向成熟。从电气技术的发展历程来看,主要是通过对电能的不断开发利用,实现电能的有效转化,演变成其他的使用方式,方便人们的生产、生活,最终达到利用电能的最优化、经济化。
1.2 电气技术的应用
借助电能的有效开发与利用,电气技术可以说达到了广泛的应用。电能以其能够有效转化,传递信息,同时传输又不受距离限制等优势,为电气技术的研发提供了条件。特别是当今时代,电气技术已经被广泛的运用到照明、通讯、交通等各个领域,融入到千家万户的生产、生活中。
2 电气技术的绿色化、智能化
随着全球气候的变化,绿色、环保成为国际交流的主题。我国更是把绿色作为十三五期间的发展理念,可见绿色已经成为当前各个领域发展的主流。绿色化的实现就是从选材、加工、生产到应用整个过程都是绿色的、环保的。绿色化的生产加工理念既可以节省能源,又有利于人们的生产生活,同时促进了人类社会的可持续发展。
作为一个特殊的行业领域,电气技术的研发同样要走绿色化之路。在电气设备研制过程要实现全程绿色化选材、加工,形成绿色电气设备,然后对技术进行推广示范,打造出绿色研发、绿色加工、绿色应用的全程绿色化电气设备。电气设备要实现绿色化,需具备以下几个特征:
(1)不断研发绿色电力,进一步加大可再生能源的研究利用力度,突出环保性、再生性。
(2)研发电网改进技术,借助互联网实现电网智能管理、绿色输出。
(3)加大与互联网的融合力度,把电气技术的原理及电气设备的工作过程在网络上虚拟展示,让更多的人通过网络,了解电气运转原理、情况及工作模式。
电气技术的发展带动了电气设备的智能化,就是让电气设备具有记忆、储存等人脑所具有的功能,激发更大的潜力,实现人工操作的简单化、自动化。随着电力电网的智能化建设,电气设备智能化发展呈现出集中高、规模大的特点,出现了智能化成套设备。此类设备能够实现对电力系统的多方面、全方位控制,如监控、诊断、咨询等,从而保证电力系统的有效运转。电气设备智能化主要有以下几个特点:
(1)精确度更高,灵活性更强,更具有稳定、环保等属性。
(2)发展趋向小型化,呈现高度集成、功能齐全等特征。
(3)机电一体化更加明显。
3 电气技术智能化、绿色化发展的原因
电气技术的绿色化、智能化发展是时代的潮流,不可阻挡。除了其特有的优势以外,还有国家的政策、社会的需要共同促进其不断向前发展。
3.1 电气技术智能化、绿色化发展是经济实现可持续发展的必然要求
当前我国正在进行供给侧结构性改革,推动产业的创新升级。特别是在制造业领域,改革力度更大。众所周知,制造业是我国的支柱产业,要实现产业升级,去库存,就要加大技术研发力度,实现制造业的有效供给,发展绿色化、智能化的产品。而电气制造作为制造业的重要组成部分,也必须走绿色化、智能化的发展道路。随着全球环境的日益恶化,绿色已经成为全球的主题,要实现全球经济社会的可持续发展,就必须在电气制造等领域实现创新突破,加大智能化、绿色化技术研发,推动电气设备的可循环利用,实现可持续发展。
3.2 电气技术智能化、绿色化发展是国家各项发展规划的具体要求
随着国家创新理念的不断深入,特别是国家十三五规划对各行业、各领域的职能绿色发展提出了要求。为了推动电气技术的发展,我国近几年已经连续出台了多项规划文件,如《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》、《智能制造科技发展“十二五”专项规划》等,就绿色制造、智能发展提出了明确要求和具体的部署。
从各类文件的出台不难发现,国家对电器制造的绿色化、智能化发展的重视。电气制造要实现源头绿色化,就是要从设计开始便走绿色之路,采用节能减排的产业技术,实现绿色化改造,提高电气设备的利用效率和环保效能。除了实现绿色化之外,智能化同样是影响电气制造竞争力的关键。必须加强电气设备自动化的研发,加大自主创新力度,将智能制造作为未来电气设备发展的主攻方向,实现智能化发展。同时,必须加强与电力系统的有效配合,在产品制造上实现自主化、绿色化、智能化,依托供电系统的电力有效输出,采用先进的信息技术和控制技术,大规模发展新能源,优化电气生产、加工效能,实现绿色、智能发展。
4 电气技术面临的挑战及对策
中国电气行业发展相对较晚,但发展的速度较快,短短的几年,已经发展成为了世界主要的电气制造国。电气技术在我国取得长足发展的同时,在以下几个方面还面临着一些挑战。
4.1 存心恶意竞争现象
随着行业的不断发展,竞争的日趋激烈,电气行业出现了一些恶意竞争现象,严重影响着电气行业的发展与创新。如电力系统存在盲目压价现象,导致产品的质量出现一定程度的问题。
为有效阻止恶意竞争现象的发展,就必须加大技术创新与研发,实现产业转型,由追求速度型向质量效益型转变,研发高精尖产品,打造精品自主品牌,提高市场占有率和竞争力。同时要不断加强新技术的革新,特别是研发电气工艺及电气装备技术,结合电力技术的创新,推动电气技术、设备的现代化进程。
4.2 电气行业的产业升级
加大电气行业产品的供给侧结构性调整,完善供给结构,优化产品质量。加大电气制造相关核心技术的研发,摆脱依赖外国技术的现状,着力发展具有自主知识产权的优质产品,以推动国家整体行业发展。在发展模式上,要发挥主体带动作用,培养大型龙头企业,带动中小企业加快升级改造步伐,推动行业技术革新,促进电气技术的绿色化、智能化发展。
4.3 电气技术的创新研发
2007年8月,在原有其它合作关系的基础上,承德华远自动化设备有限公司与德国杜尔(DURR)公司正式签订合作协议,为国内几大著名汽车生产企业设计制造智能化运输系统和柔性装配系统(FAS)。这是国内第一例与著名国外智能化运输系统和柔性装配系统(FAS)制造公司合作协议。国内其它相关企业还没有能力和机会来承担此类工程项目。
国家新一轮产业规划为国内汽车产业发展提供了快速、可持续发展的政策性基础环境。2006年,中国汽车总产量500多万辆,但其中90%是国外汽车“舶来品”,真正拥有自主知识产权的仅占10%。据专家预测,到2010年,我国汽车产量将在1000万辆左右,市场需求量将在800万~900万辆左右,国内汽车保有量达到5500万辆左右,汽车化水准达到40辆/千人。
企业发展已经具备快速起步的基本条件。承德华远自动化设备有限公司成立后,通过承接上海通用、武汉神龙、沈阳宝马、上海大众、厦门金龙、北京奔驰等多家国内著名汽车企业的项目,该公司在产品技术、质量和服务等方面,华远品牌形象已经初步确立,公司也取得了可观的经营业绩。特别是在与德国杜尔(DURR)公司合作为国内几大汽车生产企业设计制造智能化运输系统和柔性装配系统(FAS)方面已经取得了良好的开端。这些情况说明承德华远自动化设备有限公司已经具备了快速起步的基本条件。
项目建设的必要性
国家振兴装备制造业的迫切需要。装备制造业是我国国民经济发展的支柱产业。装备市场的快速、健康、良性发展,对增强企业整体竞争实力和发展后劲,对促进国家和地区总体经济发展水平的提升,具有极其重要的现实意义和深远的历史意义。我国的装备制造业经过几十年的发展,在规模、质量、层次等方面应该说都取得了长足的进步,有力地支撑、带动和促进了国民经济的飞速发展。振兴装备制造业在“十五”期间已受到党和政府的高度重视,“十一五”期间,在《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》和《国家中长期科学和技术发展规划》等发展战略和政策资源的引导下,我国装备制造业的发展将迎来新的契机。步入新世纪以来,我国装备制造业进入历史上最好的发展时期,经济增长方式的转变初见成效,呈现出持续、快速、全面增长的势头。
国内汽车制造行业对智能化运输系统的迫切需求。随着市场竞争的日益加剧以及全球化市场的形成,制造技术已成为一个国家在竞争中或战场对抗中获胜的支柱,制造技术的发达程度也已成为衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一,所以计算机集成制造系统和智能化运输系统应运而生。计算机集成制造系统(CIMS)和智能化运输系统是以计算机网络和数据为基础,利用计算机技术将经营管理、产品设计、加工制造、销售服务等生产经营活动集成起来,以实现更短的生产周期、更好的产品质量、从而达到企业整体优化和综合效益的提高,从而增强企业的市场竞争能力。智能化运输系统是汽车制造行业生产核心—汽车整车装配系统一个子系统,它综合了柔性装配系统技术(FAS)和现代物流技术,其主要工艺流程由存储区、工件装配区、升降区、检修区、检测区、下线区等组成。由此可知,智能化运输系统十分复杂,它需要智能化控制道岔、停止器、捕捉器、隔离开关、急停开关、光电开关、传送机、张紧器、升降机等各种不同的执行机构,同时智能化运输系统还具有复杂的连锁关系,从汽车部件上线到成品车下线,包括装配工艺线和快速输送线之间的衔接,需要各种装置、各个环节紧密配合,不能出现丝毫差错,否则生产将不能正常进行。
快速壮大承德华远自动化设备有限公司技术和装备优势的需要。在近一年多的市场调研中发现,除用户直接进口国外软件和原装设备以外,只有承德华远自动化设备有限公司与德国杜尔(DURR)公司进行合作为国内几大著名汽车生产企业设计制造了智能化运输系统和柔性装配系统(FAS),其它企业还没有能力来承担此类工程项目。但是,至少有三家以上的设计研究单位和生产企业表示了对智能化运输系统和柔性装配系统(FAS)的开发有兴趣,这就给承德华远自动化设备有限公司和本项目带来了一定的压力和紧迫感。为了保持承德华远自动化设备有限公司在国内的领先地位,亟需解决生产场地和加工设备的问题,尽快增加设计生产能力,扩大市场占有率,在今后的竞争对手面前立于不败之地。
作者:高长利单位:承德华远自动化设备有限公司
智能产品受年轻消费者青睐
对于大众消费者而言,智能时尚代表了科技化产品,而消费者的态度也正在从好奇、观望转变为接受、使用。其中,年轻的领军型消费群体对智能产品更青睐有加,不失为一个营销时机。
在即将召开的CHIC2015秋季展上,智能零售技术体验区和可穿戴产品服装SHOW将让观众近距离感知智能时尚的奇妙。通过智能时尚生产企业、服务平台和相关院校热力参与,观众将一睹新一批智能产品的真容,动静态结合的形式也将引领智能产品的新风尚。
德国数位公会(Bitkom)的问卷调查结果更让智能服装的开发者信心倍增:12%的德国运动爱好者表示一定要购买智能服装产品,表示可以考虑的达13%。年轻人对智能衣着尤其感兴趣,年龄层介于14~29岁之间的占有比率达30%。
不难看出,目前高调“入场”智能服饰产品的企业大多集中在定位于年轻群体或是运动休闲的品牌。而更多的服装品牌又该如何搭乘智能科技的快车呢?
智能零售为终端智能化加码
越来越多的科技公司将科技因子跨界植入服装零售环节。零售终端的智能化进程不仅增强了实体零售终端的互动性和科技体验感,更为大数据的采集整理提供途径。而试衣体验作为终端体验的重要一环,智能零售中的智能试衣技术应用不得不提。
目前,一部分3D试衣系统其实是二维试衣,无法表现衣服的上身效果。另一部分则是在固定的3D模特身上试衣。和鹰科技三维事业部总监周俐娜打了个比方,“在3D模特上换衣服就像是给玩具娃娃换衣服,消费者无法判断衣服穿在自己身上的效果,因为每件衣服穿在模特身上都很完美。”谈及和鹰与美国三维人体扫描系统公司、比利时在线试衣系统公司合作的3D试衣技术,周俐娜表示,该系统可以真实复制身材曲线,告诉消费者不适合哪些衣服,还可以让消费者在任何一个能上网的地方使用手机或平板电脑试穿服装,并记录每次试穿的效果。
尽管如此,零售终端应用的效果并不完全取决于技术创新的程度,而是技术与前端互动、后台支持密切相关。福建省我答答信息科技有限公司董事葛宏胤认为,“3D试衣等技术应用的背后是终端服务要到位,还需具备利润点的支撑,此外,终端整体环境的打造也是该技术有效应用的前提,这样才能达到提升黏的效果。”
显而易见的是,如何更具效率地“为我所用”需要全方位的系统工程。因而,一个能够纵览全局的系统性平台尤为重要。
CHIC2015秋季展将打造融合智能产品、智能设计、智能制造、智能渠道、智能物流、智能终端、智能平台、产业链要素智能化等方面的全新布局。智能时尚所带来的思潮将在CHIC平台中碰撞、生根,有关技术和模式的落地思考将为智能时尚企业提供新的思路。
智能制造“催化”技术革命
消费变革引发市场变化,小批量、多批次的订单让服装企业不得不进行智能化改造,以进行柔性化生产。而这正是智能制造带来的关键性变革,让柔性化生产成为可能,并在很多前驱型企业中成为现实。
杰克缝纫机股份有限公司启动了缝制设备行业的首条智能化自动生产线。使用该条生产线,精加工车间人员可以从315人减少到10人,生产成品一次性合格率达99%,制造精度提高20%,单台人工成本每年可下降80%。
报喜鸟集团的第一条智能化生产线也已改造完成。浙江报喜鸟副董事长周信忠说,“智能化生产将突破原有个性化生产品质和生产效率降低的瓶颈,实现‘个性化生产不降品质、单件流不降效率’的目标。”
关键词 家具 智能化 研究
中图分类号:TS6 文献标识码:A
1选择此研究的目的及意义
本次研究主要针对智能家具创意设计展开,一般说来能够自动实现一些功能的家具都可以称之为智能化家具,如坐具类家具的背斜脚、座斜角、座高、扶手高度、靠枕的高度与角度等参数都可以随使用者的要求而自动改变,这样一件家具就具备了一定智能。广义上说,智能化家具不仅局限于可自动实现某些功能的层次上,还应该向网络化家具、信息化家具方向扩展,这样才能构成一个完整的智能化家具系统。让家具拥有智能,把传统家具生产制作技术与现代微电子技术、现代加工技术相结合,赋予家具更多的功能己渐成新趋势。
研究智能家具的意义主要在于:
(1)智能化家具的研究可以使家具理论更加丰富。
近年来,智能化家具产品相继成功进入市场,智能化家具理论也随之诞生,为家具领域增添了生机。在传统的家具设计制造理论的基础上,引入了现代高新技术和先进制造技术,开展家具智能化的研究,不仅可以丰富家具设计领域的理论,对学科知识也会有增进、补充和完善的积极作用,为以后智能家具行业的发展奠定基础。
(2)智能家具的研究可以充分体现“以人为本”的思想,增加产品的科技含量,产生一定的社会效益。
智能化家具产品设计的根本出发点是以高新技术来体现“以人为本”的思想,所以,从某种意义上说,智能化家具产品是适应现代社会发展需要,提高人们生活质量、工作效率,体现科技性、人性化的产品,对智能化家具系统深入的研究为产品设计、制造到销售提供了理论依据。提高产品科技含量,增强企业国际竞争力,世界各国综合国力竞争核心是知识创新、技术创新和高新技术产业化。技术创新是科技创新的重要方面,加强技术创新,发展高科技,实现产业化是一项系统工程,对提高国民经济质量和效益,提高我国的国际竞争力有决定性作用。
因此,“智能家具”这一研究,一方面可以使家具家具理论更加丰富,充分体现“以人为本”思想,增加产品的科技含量,产生一定的社会效益;另一方面也可以运用自身所学的专业知识,结合前期的市场调查分析结果和目标人群的消费需求,设计出一款符合现代人审美的智能家具,从而使人们能够更加便捷、健康、正确的生活。
2国外在智能化家具方面的研究现状
目前,智能技术在家具行业中已经得到初步应用,一些智能化家具的雏形或前期产品已经出现。国外,如爱尔兰的兰开斯特大学与苏黎世、德国、瑞典及芬兰等学府合作,开发了一系列“智能家具”。用“智能沙发”可以开启电视机、激活电话录音机,还可以认出是谁坐在沙发上,懂得说欢迎辞,甚至根据输入的程序自动唤醒躺在特定位置的病人。“智能书架”会在负荷过重时做出投诉;“智能药品柜”会在药物过期时发出警告。
像公共空间的互动家具设计,同时又是一个开放的数字信息系统平台,触摸显示器可为使用者提供城市的互动地图或者各种新闻与活动,同时整体可分解结构让这个“公共空间”智能家具系统有能力适应不同地点的场地。
3我国在智能化家具方面研究现状
我国在智能化家具方面也作了一些初步探索,有些先进家具企业也开发了一些简单的智能化家具产品。智能化家具必然是21世纪发展的趋势,未来社会家具将向智能化、生态化趋势发展,家具的使用材料将向自然材料与模拟仿真的高科技智能化的多元人工材料方向发展。如形状记忆材料,它具有一些奇异的性能,如形状记忆效应、伪弹性、等,在受到热、机械、磁或电刺激后,能产生动作或某些规定的响应,使其恢复到原来的形状或技术参数,如形状、位置、刚度、摩擦,以及其它的静态动态特性,具有巨大的科学工程意义。
比如,深圳市大富豪实业发展有限公司,以“富之岛・小狗箔一”的品牌在国内率先推出了智能婴儿床,能在婴儿尿床时立即发出温馨警报、能够定时自动弹起的懒汉床、能够接受声音指令的智能按摩床、能教人化妆的梳妆台等等众多新款智能家具。这些家具之所以具有智能,除了传感器和硬件控制电路以外,单片机发挥了大脑指挥作用。
总之,我国的家具智能化水平还处在起步和尝试阶段,具体表现在基础比较薄弱、技术含量低等方面。国内家具智能化的研究仅仅停曰在概要性论述和一些简单产品开发的层面上,缺乏系统的理论研究,有待于进一步开发。
关键词:智能化;机械工程;发展趋势
1智能化机械工程的特性
1.1提升品质效率
把先进的智能化技术引入到机械工程里面不仅可以有效地减少机械工程中在生产过程中所造成的能源耗损,也保障机械加工的生产链得到一定的扩张与延伸,提升产品的生产效率,并且使得产品的精度与质量得到保障。
1.2强化集成交汇
智能化机械工程的定义就是将人、机、硬件、软件集成,并且进行内部的沟通与互动。把交汇以及集成能够成功实行,也造成人工智能化机械工程具备高效性特点以及智能化都已经被具体的展现出来。这样的结果对机械工程发展的有极大的促进作用。
1.3节能与环保
节能环保是机械工程行业必然发展方向。如果使用陈旧的机械工程技术参与企业的生产加工,那么对于环境造成严重污染问题,而且被机械工程所带来的环境在污染之后的清理与处理是十分困难的。但节能环保是智能化机械工程的另外一个重大优势,如果想要让机械工程向着智能化的方向前进,那么就一定能够有效地避免通过环境作为交换机械工程代价的情况发生。
2目前国内机械工程现状
由于国内的智能化技术发展较慢,因此部分机械制造企业或公司对于人工智能技术并没有多加关注,沿用或者停留在落后的机械制造模式中。但是最近几年环保概念的兴起与普及,机械制造行业积极加入到节能减排的环保企业队伍中,并且借鉴国外同类企业的格局和发展体系,全面消化吸收发达国家中的经验与教训,及时进行技术的改进与创新,重点关注人工智能化技术的投入与发展。国内的机械企业在未来的发展以及激烈的市场竞争中一定会胜出。在国家政策的扶持与资金援助下,随着科学技术的成熟与创新,开始全面调节机械产业的整体构架,同时加大高新产品研发力度,保障国内工程机械业全面发展。
3机械工程智能化的发展趋势探讨
3.1网络化以及信息化的发展趋势如果机械工程要往智能化的目标前进,就应当要运用网络化以及信息化的发展当成前提条件。并且强化机械工程的管理机制同时要坚持不懈地来实现机械工程发展信息化也是机械工程长期追求的终点。合理地运用先进的人工智能化技术来改进机械工程内管理环境与外部管理环境,以确保机械工程能够在信息化的管理前提上可以有所突破、有所发展。依据目前的机械工程企业发展形势来说,有相当一部分企业已经着手运用先进的ERP管理系统与MRPII管理系统,通过对这些先进管理系统的引进与推广,间接地加快了国内的机械工程向智能化路线成长的脚步。
3.2发展趋势
在机械工程智能化进程的普及与推广之下,集成化以及自动化控制也被智能化机械工程中进行大规模地运用。例如我们常见的在换档系统里面,许多专家与科研人员开始着手研发单机集成和实现智能控制功能的自动化换档机制。液压式换档系统和电液式换档系统作为换档系统中的主流系统,在机械工程中使用了这两个换档系统中的其中一个就能够让工程设备的整体功能与可操作性得到了极大的提升,还能够有效地降低了设备操控人员的劳动强度,同时也减少了大量的劳动力投入。在机械工程智能化的潮流下,一些经常使用的技也都纷纷地加入到以智能化、集成化、自动化为目标的队伍当中。除此之外,传统的机械工程被引入到网络机群中并且能够得到顺利的发展,从某个角度上看也间接地表达出机械工程对于集成化以及自动发的重视。机械工程智能化发展主要的表达方式就是通过机械工程网络机群技术进行实现的。推行机械工程网络机群管理可以有效地保障部分机种较多、性高良好的资源可以被合理、平均地进行配置,以保障不同种类的机械设备之间能够进行互补与配合。
3.3智能化发展趋势
在科学技术的快速发展下,机械工程智能化也在逐步发展,并且智能化和机械工程的发展目标是完全一致的。除此之外人工智能以及计算机技术也被广泛地引用到了机械工程里面,并且也取得了良好的在效。比如日本的索尼公司目前最新推出的一款智能机器人产品,把这一款产品推向全球市场之后销量剧增,而且受到了购买人群的认可与喜欢。索尼公司也因为能够推出这个产品项目而获得了大量的利润。机械工程基础上研发出来的智能化产品可以模仿人类的脑波与行为,并能够进行独立分析以及控制,这些是智能化产品重要特征。还可以通过灵活的定时控制以及共同控制模式对这些智能的机械化产品进行有效的控制。与此同时在这一类的智能化机械产品里加入大量高精度的神经元传感器,不但轻松实现将外界所获得的电子信号经过迅速精确的运算与处理之后做出相应的反馈动作。同时通过这些高精度传感器对于机械产品本身的运行状况做出实时监控与检测,并在危险的时候及时发出警报。运用这些技术使得机械产品的使用年限得到有效延长,从而让这些机械产品可以为我们提供长久稳定的服务。随着市场经济的高速发展,人们的物质生活也得到了全面提升。多数人开始对机械产品的功能选择上向人工智能化以及个性化的目标,从这一点我们可以看出在不远的未来智能化机械产品的发展前景一定是高远广阔的,
4结束语
综上所言,机械工程对于人类文明的进步与促进有着十分重要的意义。智能化机械工程的产生和发展把机械工程引进到一个全新的时代。机械工程智能化的前景一定是多样多集成化的,主要内容包括了网络化、信息化以及人工智能化和产品智能化等等内容。必须要将机械智能化的发展方向进行有效地掌握,才可以获得广大的市场空间,也能够有效促进机械工程的发展。
参考文献:
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[2]简正豪,何苗,曹树岭.应用型人才机械工程训练中心的建设与研究[J].工程技术研究,2016,(8):228.
【关键词】机械制造;控制系统;自动化技术
前 言:
自动化技术在机械制造中的应用,特别是在机械制造控制系统中的应用可以实现机械制造的连续化,从而有效的优化自动生产过程。随着机械制造工艺的提高,高自动化的制造模式已经逐渐成为机械制造行业的主要发展趋势,特别是信息技术和电子产业的发展使机械制造控制系统的高自动化更具特点,这对于机械制造业的发展、推进机械制造技术进步都有重大影响。
一、自动化技术在机械制造控制系统中的应用
目前,机械制造业在我国的发展日益自动化,特别是在机械制造控制系统中,自动化技术逐渐趋向于集成化、敏捷化和智能化。在这一领域中,自动化技术的应用与计算机集成制造、计算机辅助设计等紧密相连,为机械制造控制和整体制造业的发展提供强有力的技术支持。
1.自动化技术集成化
21世纪计算机集成制造被认为是机械制造行业最主要生产方式。计算机集成制造即CIMS,它由多个相互联系的分系统组成,一般可以划分成管理信息、工程技术信息、制造自动化和质量信息等几个分系统,这种工程技术在机械制造控制系统中的应用又包含了计算机辅助下的工艺、工装设计及工程分析。其中在在制造控制系统中,管理信息分系统包括对生产、物料等方面的管理,制造自动化分系统包含了计算机数控、柔性制造单元和自动装配等。而质量信息分系统又包含了计算机辅助下的检测、质量控制等。这些构成了机械制造控制的自动化系统,从整体来看这些分系统环环紧扣,构成了一个集成化的控制核心,保证了自动化操作的顺利进行。
2.自动化技术敏捷化
敏捷制造是指公司以企业信誉度和竞争力为基础,选择适合的合作者来共同组成一个虚拟公司,双方分工合作,为共同目标努力增强两者间的合作竞争力,以便在产品生产方面可以迅速的对用户需求作出反应,满足消费者需要。而为了增强企业的应变能力,这种虚拟企业建立的核心就是虚拟制造技术,它是敏捷制造的关键。敏捷制造是机械制造领域中制造控制系统由信息集成向企业集成发展的必经之路,自动技术敏捷化使得制造控制系统对机械制造过程的控制更加精细化,这也是越来越多高精尖机械设备可以投入制造、生产的关键因素。
3.自动化技术智能化
智能制造控制系统在机械制造控制中的应用可以看作是由人类专家和智能机械一起组成的一种人机一体化的体统,这种体系统可以在进行机械制造控制的过程中进行一系列的智能活动,如分析、构思、判断、推理及决策等。在这里,自动化技术智能化的最主要体现是整个制造控制体统具有良好的适应性、友好性。在对机械设计或机械制造进行控制的过程中,可以采用模块式的方法,使控制工作具有更大的柔性,让整个控制系统在机械制造领域的使用和操作更具灵活性。而智能化的自动技术对于人则更强调安全友好,同时在进行机械制造的过程中,根据命令指示的输入可以做到减少环境污染,节省资源能源。此外,就社会而言,智能化的自动技术有利于合理竞争和协作的推广。
二、机械制造控制系统自动化技术发展趋势
1.自动化技术的性能发展
机械制造控制系统早期的自动化通常只能在理想条件下进行简单操作,进行任务调度。今后自动化技术在机械制造控制系统中的应用将面向智能化的方向发展。智能系统是用计算机模型来进行人类思维的模拟,进而得出命令再有制造系统进行命令执行。随着科学技术水平的不断提升,自动化技术同智能化系统将会越来越紧密的结合在一起,由智能化系统发出任务指令,再通过自动化系统完成人类在机械制造方面的需要,实现真正意义上的机械制造系统的全自动智能化。
此外,工艺技术复合化、多元化以及自动化技术精确高效化也是未来自动化技术在性能方面的发展方向。其中复合加工是一种采用多轴控制减少机械制造工序时间和辅助制造时间的科学制造技术,多元化是指在未来的机械制造在工艺技术方面将不再单一,可以择优而取,保证机械制造的最优化。因此,将两者集合保证了机械制造技术的尖端,是未来制造业主要的改革方向。随着信息化的发展,未来机械制造的发展将更是日新月异,特别是多核CPU、高频CPU及RISC芯片的快速更新换代将会让数控机床的精度和效率都得到质的提升。
2.自动化技术的功能发展
首先,多媒体技术在机械自动化系统中的应用将越来越突出。广义的多媒体技术指计算机技术,也可以指声像、通讯等技术。将计算机、通讯和声像技术结合便可以直接通过计算机来进行通讯或声音图像的编辑,将它们应用到数控领域可以进行高效的信息分析处理工作,并可以通过设备对制造场地运行的自动控制系统的参数值和故障进行监察。但是这种技术的应用需要大批素质优秀的数控人才。因此,在今后机械制造控制自动化系统的发展过程汇中注重高精尖人才的培养。
其次,数控系统操作界面日趋简单。数控系统软件繁多,而用户界面设计缺乏统一标准导致自动化控制系统软件客户端的操作界面差异大,这不仅增加了操作量,也对软件操作者有了更高的要求。因此,未来操作系统便会朝着简单化的方向发展,以提高机械制造运行速度,降低技术人员操作的难度,但是这一领域的研发是一个较为缓慢的过程,需要经验的积累和科技发展的不断带动。
最后,计算直观化。借助可视化技术将文字转化为图片、影响等可是信息可以更高效的进行数据的处理和解释,通常情况下,可视化的信息交流需要采用多媒体技术,从而让无纸设计、虚拟样机设计等设计工艺投入到机械制造行业当中,这对于缩短生产周期,提高机械制造质量具有重要作用。
三、小结
综上所述,今后的机械制造业中,自动化技术同系统工程、现代信息等技术的结合才是主要的发展方向,利用自动化在机械制造控制中实现一个集成化、敏捷化、智能化的系统将会对保持机械制造成本、缩短机械制造周倜、提高机械制造质量具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]方敏,钟怡帆.基于机械制造与自动化应用的研究[J].电子技术与软件工程.2013(19)