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智能制造技术的特征范文1
【关键词】机械制造;自动化;发展趋势
近些年,机械自动化技术得到了快速发展,自动化技术被广泛地应用在当代的机械制造行业,该技术涉及的范围较大、综合性强,是机械制造在激烈的市场竞争环境下提升自身竞争力的重要措施。我国高度重视机械制造业的自动化程度,并制定相关的措施拓展自动化技术的应用范围。通过了解掌握新阶段机械制造自动化的特征,能够有效推进我国机械制造行业的自动化进程。
1 机械制造自动化的特征
自动化的提出最早提出是20世纪30年代,起初的意思是通过特殊的方式使机器部件的转移无需人力搬运。目前,机械制造企业通过自动化技术,使生产对象能够顺利自动生产,促进生产过程的改善。现代机械制造技术主要有以下几点特征。首先,机械制造自动化是基本特征是取代人力。生产活动通过自动化技术代替了繁琐的体力劳动,运用科学的智能系统实现工作的自动化,依据不同的指令来完成简易的操作。操作人员和机械以及自动化设备形成一个整体系统,此系统可以得到协调的运行和调控,并促进各环节之间工作的优化。其次,机械制造自动化不仅包含具体的加工制造,还对产品的生命周期造成影响。机械制造自动化技术围绕着产品的整个生产环节,很大程度上有效降低了人力资源和物质资源的使用,促进机械制造企业生产效率的提高,为企业带来了巨大的经济利益。最后,机械制造自动化不但取代了工作人员的体力劳动和脑力劳动,还使整个生产过程安全系数提高。机械自动化产品自身存在保护系统,如果在运行过程中出现问题,能够自行分析解决。这就提升了生产产品的安全性。
2 机械制造自动化的发展趋势
随着我国改革开放的不断深入,制造业的自动化进程也在不断推进。综合以上对机械制造自动化特征的了解,我国机械制造自动化将会朝着更好的方向发展。
2.1 机械制造自动化技术的网络化
在过去的很长一段时期内,全球范围内的机械制造企业在产品的设计过程中,都是先利用图纸构思,然后根据图纸上的方案进行试验性生产,用这样的方式来完成产品的设计过程。这样做的方法存在一定的不足。例如一定程度上浪费了人力、物力、时间和大量的资金。随着科学技术的快速发展,电脑信息技术和软件技术也日益进步,信息网络对人们的生活方式产生了深远的影响。通过计算机软件,工作人员可以模拟在生产过程中的操作任务,凭借互联网信息技术,可以在有效的时间内对信息资料采取及时的传达,使远隔千里的双方可以进行有效的交流、协作,给机械制造企业的生产带来了极大的便利。因此机械自动化技术的网络化趋势的是必然。
2.2 机械制造自动化技术的数字化
机械制造自动化技术的数字化是贯穿整个自动化过程中的关键部分。数字化主要表现在机械制造生产的过程中,各类信息包括图像、文字、技术等都将通过数字的形式传输,利用广大的网络平台,使企业内部的信息可以有效传达。企业依据市场信息,采集相关的资料,利用网络上的数据库和多媒体等各种数字化技术,分析产品的基本信息,模拟产品的生产,完成对原型的制作,促使生产产品和消费市场能够有效响应,以达到客户的需求。世界各地的机械制造企业通过信息网络,根据自身的需求,利用电子商务平台,对信息采用有效的传递,为不同企业共同设计开发产品提供可能。因此机械制造信息技术的数字化也是势在必行。
2.3 机械制造自动化技术的节能化
机械制造的自动化过程,一定程度上取代了人类的体力劳动和智力劳动,还有效地减少了不必要的物质资源,避免了资源的浪费,充分体现了机械制造的节能化。随着世界范围内的资源不断缩减,世界各国都在号召节能、保护环境。人类社会的发展必然得与自然和谐相处,人类应该从各领域促进人和自然的和谐,制造技术的自动化也应做到这一点。制造业产品的设计、制造、销售、应用都应考虑到节能问题。生产的产品从某种角度上来讲,又是一件艺术品,当一种新的科学技术被运用时,应该考虑到它能否实现绿色节能,促进生产效率的提高的同时,有没有造成资源的浪费,从而实现经济的可持续发展。
2.4 机械制造自动化技术的智能化
随着科学技术的进步,很多领域都实现了智能化。实现机械制造自动化技术的智能化会给机械制造企业带来巨大的竞争优势。机械制造过程中采用的大多是智能系统,该系统主要依靠智能设备和专业的操作人员共同完成,此系统能够有效解决生产过程中产生的各种问题,具有自我调控能力。智能制造技术依靠人和设备的协调配合,拓展了操作人员在机械制造过程中的脑力活动,对整个制造过程进行优化处理,促进企业生产效率的提高和避免了不必要资源的浪费。随着社会生产力的不断提升,人类的思想将会往更深层次发展,智能化的技术是人类拓展思维的重要手段。机械制造自动化的智能化发展趋势需要依靠人类在思想领域的不断探究,进而促进智能化在机械制造行业的进一步发展。
3 结束语
综上所述,机械制造自动化技术是机械生产过程中的重要技术手段,对机械制造行业的起着积极的作用,极大程度促进了机械制造的进步,提升了机械制造企业的生产效率。在以后的实践过程中,企业应该加大对自动化技术的探索,顺应机械制造自动化的发展趋势,增加机械制造行业的技术含量,促使自动化在机械制造行业发挥更大的积极作用。
【参考文献】
[1]叶德军.浅析自动化技术在机械制造的发展趋势[J].工业设计,2011(12).
[2]任士一.浅谈机械自动化技术及其在机械制造中的应用[J].机电信息,2012(04).
智能制造技术的特征范文2
关键词:智能设计技术;农业机械研发;应用探讨
1智能设计技术概述
智能设计技术是近年来逐渐兴起的技术类型,它在传统研发设计的基础上,融入了大数据、智能制造、虚拟现实、智能建模、知识工程等技术形态,并根据行业设计研发的需求,形成适配于行业产品研发生产的一种全新技术形态[1]。换句话说,智能设计技术虽然基于智能制造、大数据、虚拟现实等技术范畴,但在不同行业的应用中却体现出了差异性。本文主要探讨农业机械研发制造中智能设计技术的应用,结合农业机械研发制造行业的具体情况,重点探讨了CAD智能建模技术、知识工程智能技术和虚拟现实智能验证技术三种智能设计技术的应用。
2农业机械研发制造中智能设计技术的应用
2.1CAD智能建模技术及应用
传统的CAD设计技术已被广泛应用在农业机械制造领域,能够辅助农机产品的设计、研发和三维仿真等设计工作,但在产品设计知识的高效利用领域体现了诸多问题,例如:传统CAD技术能够解决农业机械产品研发的结构性问题,但在建模设计知识与建模生成的融合上,存在灵活性、适应性和移植性不强的弊端。基于知识的CAD智能建模技术能够较好地攻克这一难题,该技术以智能化设计为基础,涵盖CAD建模标准规范、材料特性、装配语义、建模融合等新的技术形态,在农业机械研发制造中的应用体现出了新的价值。国内山东农业大学最新研发了一种基于CAD智能建模技术的农机产品制造模型特征提取方法,该方法将三维小波变换和CAD智能建模技术融合在一起,构建了农机产品设计ESB通用智能模型库,技术人员在设计农业机械产品时,可以从智能模型库中直接调取通用的设备模型,并运用三维小波变换进行智能分析,得到匹配性能最佳的产品模型,大大提升了大型复杂农业机械产品研发制造的效率和建模仿真的准确性[2]。
2.2知识工程智能技术及应用
知识工程智能技术源于专家系统的研究分支,贯穿于整个智能设计和制造领域,它以知识设计内容为基础,通过科学的表示、获取和推理过程,获得制造产品的最佳研发方案。以知识推理智能技术为例,它根据待制造产品的设计需求,从已知的知识判断得出新的设计思维方案,通过基于规则、实例和模型的推理过程,完成制造产品的智能设计过程。近年来,随着现代农业机械产品功能和性能的多元化发展,设计一款农机产品所需的知识系统越来越复杂,传统单一的设计推理模式难以满足产品的设计和研发需求,采用集成的多推理知识工程智能技术能够更好地解决现代农机产品研发面临的这一问题。例如:中国农业大学研究了一种基于知识工程的快速设计推理方法,该方法以相似度匹配算法为核心,能够对履带式收获机传动系的机械构件进行快速推理,有效地缩短了产品设计周期,提升了产品的设计智能性[3]。
2.3虚拟现实智能验证技术及应用
虚拟现实技术能够对结构复杂且设计困难的大型农业机械产品研发起到很好的辅助作用,研发人员运用虚拟现实技术能够实现对农机产品结构、外观和进行的仿真建模,在虚拟现实系统中构建真实感很强的运作场景,完成对研发农机产品的仿真运行。近年来,在传统虚拟现实技术的基础上,一种新的虚拟现实智能验证技术被逐渐应用在农业机械研发制造中,该技术不仅能够实现传统虚拟现实技术的所有功能,还能够对仿真的效果进行智能验证,验证的效果与产品开发出的实际使用效果无限接近。例如:中国农业机械化科学研究院采用虚拟现实智能验证技术,开发了基于视景仿真的联合收获机虚拟研发系统,该系统能够在虚拟现实情境下建立联合收获机轮胎模型,并对联合收获机作业过程进行虚拟受力分析,进一步通过对收获机运行时周边环境如农田、树木、草地等地表环境的虚拟建模和仿真,在VegaPrime中设计运动路径,实现了联合收获机作业的3D视景仿真和作业效果测定,结果表明:虚拟环境下的仿真测定结果与后期开发的联合收获机运行效果误差率小于1%[4]。
智能制造技术的特征范文3
关键词:智能制造技术;智能制造系统;机电一体化技术
1概述
改革开发以来,我国的各项事业也都得到了快速发展,工业生产水平尤其是机械制造水平更是进步显著,正逐渐呈现出从制造自动化向着制造智能化的方向迈进的趋势。与传统制造模式不同,智能制造模式中融入了电子、计算机信息等先进科技,是一种具有自适应加工和综合自动化控制等特征的先进生产方式,它的一个显著特点就是将机械技术和信息电子技术进行了结合使用,从而构建出了能够大幅度提升生产能力和效率的先进制造系统,而这就说明了智能制造的实现过程中就必然离不开机电一体化技术。笔者结合自己的工作实践经验,就机电一体化技术在智能制造中的应用进行了一些有意义的探讨,希望对相关工作能够有所借鉴。
2智能制造的概念及其发展
在当前市场竞争日趋激烈的形势下,机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备,探寻新的生产方式,而智能制造作为一种更加先进的生产方式,自然就引起了越来越多人的重视。现实中,智能制造一般包含两层含义,一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术,另一层就是指代智能制造系统(如图1所示)。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式,构建智能化的制造系统。可以这么说,在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势,对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。与传统的制造技术不同,智能制造技术融合电子、机械以及计算机信息等技术,即智能制造的实现高度依赖于机电一体化技术。智能制造技术的一个最显著的特点就是可以对制造状态实现智能感知,并对感知到的信息进行自动分析和处理,最后还可以生成决策指令来对整个制造加工和管理环节进行自动控制。显而易见,智能制造技术的功能就是对机械产品的加工制造环节进行自动控制,通过对人工决策过程加以模仿来自动生产控制指令。这样做的一个显著好处就是降低了人为因素可能造成的干扰。如采用智能制造技术来生产机械零件产品就消除了因人工操作失误而造成的废品损失,在解放了大量生产劳动力的同时,也极大幅度地提升了生产效率和产品质量。此外,对于一些劳动强度特别大或者生产过程存在潜在安全隐患的领域,采用智能制造技术来替代人工生产也是实现安全和高效生产的一种最佳选择。总之,智能制造技术不仅可以大幅度提升生产效率,而且可以在很大程度上杜绝人为失误的影响,是当前机械制造技术发展的一种主流趋势。智能制造系统就是通过运用智能制造技术来构建的一种先进生产系统。与传统生产方式不同,智能制造系统中融入了大量的制造加工状态信息,并通过对这些信息进行智能处理来及时发现当前制造环节中可能存在的问题,这就为生产加工过程的自动化调节和控制提供了依据。此外,智能制造系统还拥有组织、学习以及优化等众多功能,如可以对生产加工过程中用到的各类资源进行灵活配置,对加工制造过程进行合理优化,对加工过程进行模拟仿真以及可视化展示等,而这些也都迎合了制造业的发展潮流。
3机电一体化技术在智能制造中的应用
当前,机电一体化技术正在逐渐和智能制造技术进行融合,同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的空间。可以这样说,机电一体化技术已经逐渐成为了实现智能制造过程时的一种不可或缺的核心技术。例如当前智能制造系统中所广泛采用的传感器技术就是二者结合使用的典范。在智能制造系统中,需要加装多种型号的智能传感器来对加工制造状态信息进行监测和收集,而这就需要用到机电一体化技术来对信号进行采集。此外,传感器监测到的信息还需要通过信息网络传输给控制系统进行分析,而这也需要用到电子信息技术来构建信息传输网络。总之,在构建智能制造系统的过程中,必不可少地就需要用到机电一体化技术来达到各种信号检测和传输的目的。事实上,智能制造是在制造自动化高度发展的基础上所诞生的一种新型制造理论,而数控技术就是实现制造自动化的一种关键技术。众所周知,数控技术的实现就离不开机电一体化技术,它对数控系统的要求非常高,不仅涉及到模拟、信息处理等多种技术,还包括对所有数字加工环节的自动优化和管理。目前绝大多数制造企业都应用了数控机床,其数控系统主要采用的是“CPU+总主线”的结构形式,通过在线诊断和模糊智能控制的方式来对整个生产过程进行多通道的管控。除此之外,一些国内外先进企业构建的无人化生产线和无人工厂也是机电一体化技术和智能制造技术结合应用的典范。在这些生产制造系统中,工业机器人被大量使用,它们和数控机床之间可以通过物联网来实现互连互通,并通过构建基于人工智能的智能控制系统来对所有制造过程进行控制。
4结束语
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。
参考文献
[1]冉胜国.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].商品与质量,2016(20):68
[2]周怀疆.试述机电一体化技术在智能制造中的应用[J].引文版(工程技术),2015(36):240
[3]王昌祥.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].工业,2014(8):56
智能制造技术的特征范文4
关键词:机械制造技术;发展趋势;特征
中图分类号:TH16 文献标识码:A
一、现代机械制造技术及其特征
中国机械工程学会研究提出了未来20年机械工程技术发展路线图。选择了机械工程技术最重要的产品设计、成形制造、智能制造、精密与微纳制造、再制造和仿生制造等6大技术领域,以及在我国机械工业发展中处于基础地位、对主机和成套设备性能产生重大影响的流体传动与控制、轴承、齿轮、模具、刀具五大基础领域,研究、制定了面向2030年的技术路线图。从上述11个领域凝练出影响我国制造业发展的8大机械工程技术问题,即:复杂系统的创意、建模、优化设计技术,零件精确成形技术,大型结构件成形技术,高速精密加工技术,微纳器件与系统(MEMS),智能制造装备,智能化集成化传动技术和数字化工厂。
现代机械制造技术具备以下特征:(1)机械制造科学是由机械、计算机、信息、材料、自动化等学科有机结合而发展起来的一门跨学科的综合科学,它随不同对象和时间而改变功能结构及信息系统。(2)柔性、集成、并行工作。现代机械制造系统具有多功能性和信息密集性,能够制造生产成本与批量无关的产品,能按订单制造,满足产品的个性要求。(3)制造智能化。能够代替熟练工人的技艺,具有学习工程技术人员多年实践经验和知识的能力,并用以解决生产实际问题。智能制造系统能发挥人的创造能力和具有人的智能和技能,强调以人为系统的主导者这一总的概念。在智能制造系统中,智能和集成并列,集成是智能的重要支撑,反过来智能又促进集成水平的提高。(4)设计与工艺一体化。传统的制造工程设计和工艺分步实施,造成了工艺从属于设计、工艺与设计脱离等现象,影响了制造技术的发展。产品设计往往受到工艺条件的制约,受到制造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此,设计与工艺必须密切结合,要以工艺为突破口,形成设计与工艺的一体化。(5)精密加工技术是关键。精密和超精密加工技术是衡量先进制造技术水平的重要指标之一。当前,纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平。(6)产品生命周期的全过程。现代制造技术是一个从产品概念开始,到产品形成、使用,一直到处理报废的集成活动和系统。在产品的设计中,不仅要进行结构设计、零件设计、装配设计,而且特别强调拆卸设计。使产品报废处理时,能够进行材料的再循环。节约能源,保护环境。
二、现代机械制造技术的未来发展趋势
(一)精密工程技术
精密工程技术以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;超精密加工的加工精度在2000年已达到01001μm(1nm),在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到010003~010001μm(013~011nm),现在精密工程正向其终极目标――原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
微型机械是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域,面临许多课题,涉及许多关键技术。当一个系统的特征尺寸达到微米级和纳米级时,将会产生许多新的科学问题。例如随着尺寸的减少,表面积与体积之比增加,表面力学、表面物理效应将起主导作用,传统的设计和分析方法将不再适用。为摩擦学、微热力这等问题在微系统中将至关重要。微系统尺度效应研究将有助于微系统的创新。
微型机械不是传统机械直接微型化,它远超出了传统机械的概念和范畴。微型机械在尺度效应、结构、材料、制造方法和工作原理等方面,都与传统机械截然不同。微系统的尺度效应、物理特性研究、设计、制造和测试研究是微系统领域的重要研究内容。
在微系统的研究工作方面,一些国内外研究机构已在微小型化尺寸效应,微细加工工艺、微型机械材料和微型结构件、微型传感器、微型执行器、微型机构测量技术、微量流体控制和微系统集成控制以及应用等方面取得不同程度的阶段性成果。微型机械加工技术是微型机械发展的关键基础技术,其中包括微型机械设计微细加工技术、微型机械组装和封装技术、为系统的表征和测量技术及微系统集成技术。
(二)制造系统的柔性化、集成化和智能化
现代制造技术的发展,使高质量和高效率成为可能。现代制造系统的发展是:NC(数控)FMS(柔性制造系统)CIMS(计算机集成制造系统)IMS(智能制造系统)。计算机集成制造系统是一个工厂的全盘集成制造系统,它借助计算机将经营决策、产品设计、生产准备、零件加工、产品装配、检查和销售等各个自动化子系统有机地综合集成起来,成为高效益、高柔韧性、自动化、智能化的生产系统。先进工业国的柔性制造系统已相当广泛。我国起步较晚,但数控技术和柔性制造技术也已得到较广泛的应用,CIMS(计算机集成制造系统)的研究已取得了相当的成就,并开始在全国进行试点、推广,现已取得了良好的效果和效益。
(三)机械制造的灵捷化
灵捷化是指使生产推向市场准备时间缩为最短,使机械制造厂的机制能灵活转向。未来市场的一个基本特征:不确定性表现为动态多变和不可预期。面对高度不确定的市场,经营上和生产上的灵活性、机敏性变得相当重要。
虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误,提高系统快速响应市场变化的能力。
(四)特种加工技术
特种加工技术是一种直接利用电能、热能、光能、化学能、声能、电化学能来进行加工的方法。它可以加工高强度、高硬度、高脆性、耐高温等难切削材料,以及精密细小和复杂形状的零件。特种加工如电化学加工、电解加工、电子束加工、超声波加工和激光加工、水射流加工等加工方法,已经开始在一些先进的制造厂家中应用。
(五)绿色化趋势
制造业新的课题就是快速实现制造的绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程(绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理)生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。目前绿色制造技术有以下几个方面:
(1)精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
(2)无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
(3)快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
以上这些技术之所以都被归于绿色制造工艺,是因为这些工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的改进对环境起到保护作用。这一切除了工艺革新外,还必须依靠信息技术,通过计算机的模拟、仿真,实现绿色制造。
参考文献
[1]张广琳.浅议机械制造技术及其发展方向[J].科技创业家2012(4).
智能制造技术的特征范文5
【关键词】电气系统,智能控制
我国的电气技术越来越成熟,在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中,很多电气应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征,给电气的发展带来了很大的难题。智能控制系统的出现及应用,为电气的长远发展创造了良好的外部环境。本文将从智能系统与电气的角度出发,着眼两者的融合应用,研究电气系统中智能控制的应用。
一、电气及智能控制系统概述
当前的电气技术已经广泛的应用到实际生产生活中,其基本内容主要是机械技术、计算机技术、系统及自动化控制技术、传感检测技术。基本组成要素包括结构组成要素、运动组成要素、感知组成要素以及职能组成要素。电气的基本原则有四个,分别是结构耦合原则、运动传递原则、信息控制原则以及能量转换原则。智能化控制就是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术,是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。智能化控制是传统控制的优化升级,智能化控制系统是一个开放的、分布式的、对信息具有综合处理能力的机构,在当今社会得到广泛的应用。智能控制系统是将自动控制理论、人工智能理论、信息理论及运筹学理论综合应用的系统,智能控制的主要对象一般具有复杂程度高、非线性的特点,而且具有不确定性。与传统控制形式相比,智能化控制具有明显的优越性。
二、智能控制在电气系统中的应用
从20世纪90年代后期,电气技术向智能控制发展,开辟了电气技术发展的新篇章。电气的未来发展必将是以智能化作为主要方向,智能控制的优劣直接决定电气系统的整体水平。
1、智能控制在机械制造过程中的应用。机械制造是电气系统中的重要组成部分,当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合,向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动,从而模拟人类制造机械的活动。同时,智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟,通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理,从而修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括:机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。
2.智能控制在数控领域中的应用。随着科学技术的发展,我国的电气技术的发展对数控技术提出了更高的要求,不仅需要完成很多的智能功能,还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能,从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标,运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说,利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理,再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理,从而获得维修数控机械的一些指导性建议。
3.智能控制在机器人领域中的应用。机器人所具有非线性、强耦合、时变性的特征主要体现在动力系统中,在控制参数的系统中机器人具有多任务及多边变性的特征,这些特征适合智能控制技术的应用。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面:一是机器人手臂姿态及动作的智能控制;二是机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制;三是机器人在行走路径与行走轨迹跟踪方面的智能控制;四是通过专家控制系统对机器人的运动环境进行定位、监测、建模及规划控制等方面的探究。
4.智能控制在建筑工程中的应用。智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面:一是智能控制在建筑物照明系统中的应用,它主要通过通信与计算机控制的联网,对每一个时段的照明系统进行控制,主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制;二是对建筑物内的空调进行智能控制,通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置,可以智能地调节空调的风阀,在确保建筑内空气质量的同时,减少能量的浪费。
5.智能控制在电气中的效果。电气是推动工业现代化的重要技术。“智能化”作为当代科技的趋势所在,因此智能控制在电气中的作用不可估量,智能控制应用于电气中有以下几点作用:(1)优化效能:多数数控系统运用的是模块化设计的思路和方式,有着较为广阔的功能涉及面,裁剪性也非常好。如果是群控系统,对于相同的群控系统完全可以借助各种操作流程,进而保证系统的调整能够符合相关标准和要求;(2)提高精度:精度对于数控机床而言是衡量电气制造技术的重要指标,直接影响着产品加工成品率的高低。与旧的设备相比,智能数控系统融合了高速CPU芯片、多CPU控制系统、RISC芯片与交流数字伺服系统,促使机床的精度得以大大的提高;(3)程序控制:操作程序是系统运行的主要指令,根据加工产品的尺寸、精度来编制操作程序才能使产品加工后达到智能效果;(4)改进加工:智能控制方式的运用可以缩短加工时间、优化操作流程。实现了复合加工的效果,数控机床通过智能控制满足了多轴、多控制加工的需要,可以有效地减少人工操作次数,加工程序得到了优化和改进
三、智能控制在电气系统中发展的必然趋势分析
智能控制系统在20世纪90年代的后期在一些发达国家被研究发明,并得到初步的应用。在通信技术、光学技术、微细加工技术逐渐发展起来后,电气系统也将这些技术整合在一起,智能控制在电气中进入的新的发展阶段。随着微电气、光电一体化、计算机技术、数字模型系统等多项领域的发展,智能控制在电气系统中应用的更加灵活广泛。网路化技术、光纤技
术等诸多领域的深入发展为智能控制在电气中产业化发展奠定了坚实的基础。
智能制造技术的特征范文6
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