智能制造中机电一体化技术的应用与发展趋势

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

任春林1,杜学敏2

江苏亘利建设有限公司江苏扬州225200 江苏瀚汇化妆品制造有限公司江苏扬州225200

摘要

随着全球制造业向智能化的转型,智能制造作为提升制造业竞争力的重要途径之一,机电一体化属于国民经济里重要的支柱产业,对推动国家经济增长与竞争力有着重大的意义。对此,本文对机电一体化技术在智能控制系统中的应用和发展趋势进行研究,供参考。


关键词

智能制造;机电一体化技术;应用;发展趋势

正文


引言

在信息化浪潮下,全球制造业加速转型,机械制造业机遇与挑战并存。传统生产模式难适市场对产品多样化、高精度和高效率的需求,机电一体化技术作为多学科融合产物,成为行业变革的核心力量。它集成机械、电子控制等要素,构建自动化、智能化生产系统,可提升效率、优化资源配置。与前沿科技结合时,其潜力巨大。因此,剖析其应用现状与趋势,对行业发展意义重大。

1机电一体化技术概述

机电一体化技术是一种将机械、电子、控制、信息等多学科交叉融合的现代工程技术,通过将机械系统与电子控制系统有机结合,实现了对生产过程的自动化控制和智能化管理。机电一体化技术的核心在于利用计算机技术和现代控制理论,对机械设备进行优化设计和智能控制,从而提高生产效率,降低能耗,改善产品质量。在化工厂建设中,机电一体化技术的应用更是不可或缺,它为化工生产提供了高效、精确、安全的技术保障,推动了化工行业的转型升级。

2机电一体化技术在智能控制系统中的应用

2.1自动化控制技术的集成

实现高效协同作业的核心策略在于构建一个综合性的集成控制系统。这要求将各类智能化的机械设备、传感器、执行器等单元融入一个统一的集成控制平台,实现远程操控与集中监控。在此基础上,依托先进的信息通信技术,特别是总线通信技术,建立设备间的互联互通。总线技术如同生产系统的“神经脉络”,能够确保控制指令在设备间高效、准确地传递,极大地简化了通信流程,并提高了生产线的整体响应速度。通过这个高度智能化的集中控制网络,可以对生产流程进行精确到点的管理,根据实时数据灵活调整各设备的运行状态和参数,从而实现生产资源的最优调度与协同运作。

2.2项目进度的跟踪与控制应用

项目管理团队要构建起完备的进度管理体系,实时掌控项目进展脉搏。关键措施包括:第一,建立数据采集和上报的标准化流程和规范化模板,明确进度管理的主体、客体、内容、节奏、形式等,定期收集和记录各工作包的实际完成情况,为进度分析提供原始依据。第二,借助现代信息技术手段,尤其是大数据、人工智能等新兴技术,对采集到的海量化、碎片化的基础数据进行全面整合和深入挖掘,比对实际进度与计划偏差,计算进度偏差率等定量指标,并从进度执行的效率性、均衡性、稳定性等维度进行定性分析,从而全方位评判进度执行的状况。第三,针对暴露出的进度问题,组织专门力量对其根源进行刨析,区分主客观因素,甄别偶发性问题和趋势性问题,在系统分析评价的基础上,及时制定切实有效的纠偏和预控方案,对症下药,标本兼治,将进度管理落到实处。在这个环节中,项目团队需高度重视一些影响进度的典型问题如设计方案多轮反复修改、物资采购供应不及时、施工现场频发质量事故返工等,提前做好预案,加强过程管控,从源头遏制进度延宕。此外,运用挣值分析、链式网络图等先进技术和工具,可以帮助项目管理者以小见大,宏观把握项目动态,实现对进度、成本、质量等关键目标的整体权衡,平衡局部与全局、短期与长远的关系,更加精准地识别和应对项目风险,从而推动进度行稳致远。

2.3在柔性制造系统中的应用

柔性制造系统(FMS)由加工、物流和信息流三个子系统构成。这种系统包括统一的信息控制系统、物料储运系统以及一系列数字控制加工设备,能够自动适应加工对象的变化,实现自动化的机械制造。()加工子系统:加工子系统是柔性制造系统的核心部分,包括各种加工设备,如数控机床、机器人、激光切割机等,可以实现多品种、小批量、高效率的生产。()物流子系统:物流子系统负责原材料、零部件和成品在制造过程中的运输、存储和搬运。它包括自动化的搬运设备、输送线、仓储系统等。()信息子系统:信息子系统是柔性制造系统的智能化管理中枢,负责生产过程的调度、监控、计划和管理。它集成了各个部件和子系统的数据,通过计算机网络实时传输和处理信息,使生产过程更加透明、可控。柔性制造系统可以通过优化资源的利用,提高生产效率和产品质量,减少生产成本和能源消耗。因此,柔性制造系统为制造业的转型升级提供了重要支撑和保障。

2.4智能机器人的集成应用

智能机器人是机电一体化数控技术高度集成的创新产物,它涵盖了仿真模拟、传感器数据融合、精密机械等多个核心领域,是实现高度自动化和智能化的关键装备。在现代制造业中,智能机器人能够通过模仿人类的思维与行为模式,有效甄别和整合系统中的海量信息,并根据实时变化的生产条件灵活调整作业方案。它们不仅能将工人从繁重、重复甚至危险的劳动中解放出来,显著提升生产效率和产品质量,还能实现24小时不间断作业,这对于任务繁重、时间紧迫的生产场景尤为重要。更重要的是,现代智能机器人具备强大的学习和进化能力,可以在生产过程中不断积累经验,优化自身行为,从而更加从容地应对日益复杂的制造需求。

3机电一体化技术在智能制造中的发展趋势

随着人类社会的持续发展,科技不断进步,机电一体化技术在智能生产中扮演着关键角色,促进了生产效率的提高和智能管理的实现。未来,这一技术将在智能制造领域中的生产设备智能化、生产模式灵活化和可持续发展环保化方面发挥更加重要的作用。在生产设备智能化方面,将机械和电气系统相融合,使生产设备能够智能监测、控制和优化,以提高生产效率和产品质量。在生产模式灵活化方面,随着市场需求的变化和个性化定制的增加,灵活化生产模式将成为智能制造的主流趋势。机电一体化技术将支持生产线的灵活调整和快速转换,实现批量生产和个性化定制的平衡。在可持续发展环保化方面,环保和可持续发展将成为智能制造的主题之一,机电一体化技术将致力于优化能源利用、减少资源浪费和降低排放。在未来的发展过程中,环保和绿色将会成为发展的主流。

结束语

随着智能制造时代的到来,机电一体化技术在制造业中的地位愈加重要,成为推动行业转型和提升竞争力的关键力量。本文通过对机电一体化技术在自动化、信息化、智能化及全生命周期管理发展阶段的分析,揭示了该技术演进的内在逻辑和技术发展路径。从最初的机械自动化控制到智能化决策的应用,再到全生命周期的数字化管理,机电一体化技术不断突破传统限制,推动制造业实现高效、灵活、智能的生产模式。然而,随着技术的不断发展和应用,机电一体化技术也面临诸多挑战,如技术集成复杂性、数据安全风险、人才缺乏以及高成本投入等,应进一步通过政策支持、先进技术的突破以及数字化转型的推进,为技术创新提供良好的外部环境,结合大数据、人工智能、物联网等技术的深度融合,机电一体化技术将为制造业带来更高效的资源配置、更精准的生产调度和更加智能化的决策支持。

参考文献

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