智能制造技術(shù)的應(yīng)用

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智能制造技術(shù)的應(yīng)用

姚玉龍，董少飛，張?jiān)?，岳?/p>

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

中國(guó)制造2025的主攻方向是智能制造，要推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度整合，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)在企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、銷售服務(wù)等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合集成應(yīng)用。智能制造是現(xiàn)階段制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然性道路，文章主要介紹智能制造提出的背景，智能制造架構(gòu)模型、智能工廠體系架構(gòu)建設(shè)，及服務(wù)型制造等在汽車生產(chǎn)制造及銷售服務(wù)中的應(yīng)用。

智能制造；構(gòu)架模型；智能工廠

前言

隨著當(dāng)前國(guó)家提出的要求制造業(yè)需創(chuàng)新發(fā)展的思路，以提升質(zhì)量和效率為中心，加快信息技術(shù)與制造行業(yè)業(yè)深度層次合作，來推動(dòng)在制造行業(yè)中實(shí)施智能制造，從而達(dá)到加強(qiáng)制造業(yè)的基礎(chǔ)生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)制造行業(yè)由大變強(qiáng)，汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，推進(jìn)智能制造在汽車行業(yè)的應(yīng)用迎來重大利好。當(dāng)前階段，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)仍處于工業(yè)化進(jìn)程中，與其他先進(jìn)國(guó)家的相比，有著較為明顯的差距，汽車行業(yè)與國(guó)外同行業(yè)相比更是如此，特別是在設(shè)計(jì)應(yīng)用、生產(chǎn)加工制造及后期銷售服務(wù)等重要環(huán)節(jié)，差距尤為明顯。隨著資源限制和環(huán)境制約的不斷強(qiáng)化，勞動(dòng)力等所需成本持續(xù)提升的影響，國(guó)內(nèi)的汽車行業(yè)的劣勢(shì)和面臨巨大的壓力正在逐漸顯現(xiàn)。在一些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用、信息技術(shù)化、智能化與加工生產(chǎn)深度融合，逐步實(shí)施智能制造，從而實(shí)現(xiàn)智能工廠生產(chǎn)的具體目標(biāo)，對(duì)當(dāng)前的汽車行業(yè)來說，是十分關(guān)鍵和必要的。

1 智能制造

智能制造技術(shù)的具體定義，在行業(yè)上暫沒有比較具體的定義。目前，比較認(rèn)同的一種定義是，在制造生產(chǎn)加工的各個(gè)工序，以一種高度集成與高度柔性的方式，使用計(jì)算機(jī)來對(duì)人類的制造智能進(jìn)行模擬。因此，智能制造可以在整個(gè)機(jī)械制造企業(yè)尤其是在汽車制造業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，其目標(biāo)有二：1）智能制造應(yīng)用于企業(yè)制造生產(chǎn)中；2）信息化自動(dòng)化集成應(yīng)用。

目前，國(guó)內(nèi)在2015年工業(yè)和信息化部公布的“2015年智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動(dòng)”中，智能制造定義為基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總成。具有以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐等特征，可有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。

中國(guó)要實(shí)施智能制造，必須堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展。其特征主要有以下幾個(gè)方面：1）重視工業(yè)基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)孔徑；2）結(jié)合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，提升智能效率；3）節(jié)約產(chǎn)業(yè)資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；4）培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，高端裝備創(chuàng)新。

2 智能制造構(gòu)架模型

面對(duì)國(guó)際上一些發(fā)達(dá)國(guó)家推行的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，結(jié)合我國(guó)汽車制造業(yè)當(dāng)前面臨的很多嚴(yán)峻形式，我國(guó)在2015年3月發(fā)布了制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略行動(dòng)綱要《中國(guó)制造2025》，目的是加強(qiáng)智能制造的推進(jìn)。

2015年12月，我國(guó)發(fā)布了《國(guó)家智能制造的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》，提出從生命周期方面、系統(tǒng)層級(jí)方面、智能功能方面等3個(gè)維度，來進(jìn)行智能制造參考架構(gòu)模型的建構(gòu)。

圖1 智能制造參考構(gòu)架模型

參考構(gòu)架模型的最底層包括安全、基礎(chǔ)、管理及可靠性等方面，來構(gòu)建智能制造等通用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)內(nèi)容。分為6個(gè)層次，具體見圖1。

智能制造的參考架構(gòu)模型，是對(duì)智能制造的核心特征和要素的總結(jié)，其中，生命周期方面是由研發(fā)設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn)、物流銷售等一系列流程環(huán)節(jié)組成；系統(tǒng)層共分為五個(gè)層次，體現(xiàn)了智能裝備和信息化的深度結(jié)合；智能功能也分為五個(gè)層次。具體見圖2。

圖2 智能制造參考構(gòu)架模型3個(gè)維度

3 智能工廠方案應(yīng)用

智能工廠是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)與前提，它在組成上主要分為企業(yè)層、管理層和集成自動(dòng)化系統(tǒng)（包含現(xiàn)場(chǎng)層、中間控制層、操作層）三大部分。

圖3 智能工廠案例應(yīng)用

在企業(yè)層層次，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理，并與ERP系統(tǒng)進(jìn)行集成處理，建立前端統(tǒng)一管理的系統(tǒng)。管理層等五個(gè)層次，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)管理部門到車間加工生產(chǎn)的連接，從而，更好的對(duì)生產(chǎn)過程、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行程度、生產(chǎn)設(shè)備使用情況和物料的供應(yīng)情況進(jìn)行全面的監(jiān)控。智能制造為后期經(jīng)濟(jì)投入、質(zhì)量工程等問題提供數(shù)據(jù)支撐，為重大決策提供便利。

智能工廠構(gòu)架可以實(shí)現(xiàn)汽車制造的高度自動(dòng)化、信息化、柔性化的生產(chǎn)，研發(fā)制造的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以迅速對(duì)市場(chǎng)的需求情況進(jìn)行響應(yīng)，從而推動(dòng)智能制造的應(yīng)用。

通過智能制造參考構(gòu)架模型的分析，結(jié)合汽車制造業(yè)生產(chǎn)全過程的掌握熟悉，提出了適用范圍較廣的應(yīng)用案例規(guī)劃方案，具體見圖3。

4 結(jié)論

到目前，我國(guó)汽車生產(chǎn)規(guī)模和制造能力已處于世界前列，但是在智能制造的信息化、自動(dòng)化應(yīng)用方面，還與世界先進(jìn)水平存在差距。文章通過建立智能制造構(gòu)架模型，結(jié)合現(xiàn)國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的生產(chǎn)工藝水平，提出較為實(shí)用的智能工廠模型思路。通過逐步實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化水平，進(jìn)而推進(jìn)智能工廠的實(shí)施，為實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》提供有力的保障。

[1] 陳明,梁乃明,方志剛,劉晉飛,唐堂,王亮等.智能制造之路數(shù)字化工廠[J].北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2017.1.

[2] 趙波,郭楠等.智能制造能力成熟度模型白皮書[J].中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院.2016.9.

The Application of Intelligent Manufacturing Technology

Yao Yulong, Dong Shaofei, Zhang Yue, Yue Xin

( Shaanxi Heavy-duty truck Co. ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

The main direction of Made in China 2025 is intelligent manufacturing. It is necessary to promote the deep integration of informatization and industrialization, and promote the integrated application in industrial Internet, cloud computing,large data in the whole process of Research and Development, manufacturing, management, sales service and the whole industrial chain. Intelligent manufacturing is the inevitable way to upgrade the manufacturing industry. This paper mainly introduces the background of intelligent manufacturing, the application of intelligent manufacturing architecture model, intelligent factory architecture construction, and service-oriented manufacturing in automobile manufacturing and sales services.

intelligent manufacturing; architecture model; intelligent factory

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U466

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CLC NO.: U466

姚玉龍，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.087