機械制造方式進(jìn)展與運用論文

機械制造方式進(jìn)展與運用論文

　　通過(guò)對制造軟件的各個(gè)系統、相關(guān)的知識工程、機器人視覺(jué)、制造工人的相關(guān)技能以及人類(lèi)專(zhuān)家的先進(jìn)知識進(jìn)行一定的集成和建模，使得智能機器可以在沒(méi)有任何人為因素干預的條件下進(jìn)行小批量生產(chǎn)，這就是制造業(yè)智能化技術(shù)的主要目的。機械制造的智能化技術(shù)能夠使得產(chǎn)品在生產(chǎn)效率、產(chǎn)量、制造精度方面得到大量提高，使得生產(chǎn)的過(guò)程更加具有現代化，有效降低生產(chǎn)的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

　　機械制造智能化技術(shù)的具體應用實(shí)例分析

　　下面以機械制造智能化技術(shù)的具體應用實(shí)例———敏捷化智能制造執行系統為例，對智能化技術(shù)在機械制造系統中的應用作一詳細論述。

　　制造執行系統英文簡(jiǎn)稱(chēng)MES，是面向車(chē)間生產(chǎn)層次管理的一個(gè)實(shí)時(shí)信息系統，是實(shí)現車(chē)間敏捷化的一項重要手段。概括起來(lái)講，本系統具有如下特征：（1）虛擬性。制造設備從原則上來(lái)說(shuō)，可以來(lái)源于不同的企業(yè)、不同的車(chē)間，它們在物理位置上可以是分布的，但是從邏輯上來(lái)說(shuō)，可以組成一個(gè)共同的邏輯制造單元。（2）動(dòng)態(tài)性。根據不同物理位置的資源，根據動(dòng)態(tài)的外部環(huán)境，配置邏輯制造單元。（3）自治性。在生產(chǎn)管理方面，系統要具有很高的自主權，要具有異常突發(fā)事件的處理能力，實(shí)現自我調整。

　　系統的活動(dòng)流程圖如圖1所示。由圖1可以看出，MES系統使用來(lái)自ERP系統計劃的工作派遣單和來(lái)自車(chē)間層的資源狀態(tài)信息制定短期的制造計劃，并分發(fā)工作單或加工指令給制造單元或設備進(jìn)行加工。MES系統則根據這些信息對在制品（WorkinProgress，WIP）進(jìn)行跟蹤、控制加工過(guò)程，并根據車(chē)間發(fā)生的事件做出實(shí)時(shí)的響應。同時(shí)，ERP系統可以查詢(xún)訂單狀態(tài)、WIP狀態(tài)和其他性能數據以便做出符合實(shí)際的預測和決策。隨著(zhù)制造業(yè)智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，以及企業(yè)需求的不斷提升，MES各個(gè)層次間的界限更加模糊，以使系統更加平穩高效運行。通過(guò)對MES系統的分析，我們發(fā)現，整個(gè)制造系統很好地利用了智能化信息技術(shù)，增加了系統的繼承性、動(dòng)態(tài)調節性以及實(shí)時(shí)響應性等等，很好地體現了系統的職能。

　　機械制造智能化技術(shù)的發(fā)展方向

　　機械制造智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢就是生產(chǎn)出質(zhì)量高、效率高、柔性高、成本低、勞動(dòng)力消耗低、規格全、品種多的產(chǎn)品。在未來(lái)，智能化的操作系統將呈現如下趨向：

　　近幾年以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)得到了不斷的發(fā)展和應用，其生產(chǎn)的效率得到了很大提高，產(chǎn)品的質(zhì)量不斷得到保證。此外，越來(lái)越多的先進(jìn)機械設備能夠替代人類(lèi)去進(jìn)行危險的工作。在早期，機械制造業(yè)系統在很多情況下所針對的是那些比較簡(jiǎn)單的環(huán)境，其存在的主要目的是對調度任務(wù)進(jìn)行有效實(shí)施，在規定期限內全面完成任務(wù)。而機械制造的自動(dòng)化、智能化主要是指通過(guò)先進(jìn)的計算機模型對人類(lèi)智能行為進(jìn)行模擬，實(shí)現人工智能和實(shí)時(shí)系統的有機結合。以確保其能夠具有更現實(shí)、更實(shí)時(shí)的發(fā)展領(lǐng)域，更好的朝著(zhù)智能行為、應用行為的方向進(jìn)行發(fā)展。

　　所謂柔性主要是指制造系統應該具有一定的能力來(lái)應對生產(chǎn)條件所出現的各種變化，它與人員、系統方案、設備密切相關(guān)。其中系統方案中的柔性則主要是指對不同零件進(jìn)行加工的自由程度。人員具有柔性是指企業(yè)的操作人員應能夠確保加工任務(wù)的完成，并且在完成的時(shí)間和數量方面具備一定的變換能力。設備具有柔性主要是指在短時(shí)期內機床能夠對新零件的各種加工能力進(jìn)行有效適應。機械制造的智能化技術(shù)應朝著(zhù)柔性化的趨勢進(jìn)行發(fā)展，在發(fā)展的過(guò)程中進(jìn)行模塊化的設計，增加功能的覆蓋范圍，增強其可裁剪性，從而對不同用戶(hù)的需求進(jìn)行滿(mǎn)足。根據生產(chǎn)流程中出現的不同要求，對信息流和物料流進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)化調整，使得群控系統效能得到最大化的發(fā)揮。

　　機械制造業(yè)的智能化技術(shù)應該朝著(zhù)工藝多軸化、復合化的方向發(fā)展，這樣做的主要目的是使復合加工的能力不斷加強，確保生產(chǎn)工序、生產(chǎn)環(huán)節、生產(chǎn)時(shí)間得到有效減少。比如，數控機床要想實(shí)現智能化的加工，就將工件在1臺機床上進(jìn)行1次裝夾，然后通過(guò)進(jìn)行自動(dòng)換刀、轉臺、旋轉主軸頭等方式對多種工序進(jìn)行完成，實(shí)現復合型的加工。

　　結語(yǔ)

　　在未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，更多的新技術(shù)也必將應用到機械制造系統當中，比如上述案例中的MES系統，目前已經(jīng)有眾多學(xué)者開(kāi)始研究Agent在此系統中的應用，并且系統在自治性、柔性等多方面的性能都得到了極大提升，這也是未來(lái)的一種發(fā)展趨勢。相信在不久的將來(lái)，制造業(yè)系統將達到一種“生物”智能化的程度，也將更好地服務(wù)于人類(lèi)。