淺議“工業(yè)40”背景下機(jī)電一體化的發(fā)展

1、淺議“工業(yè)4.0”背景下機(jī)電一體化的發(fā)展摘要：隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，工業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)。從當(dāng)前的分析來看，工業(yè)生 產(chǎn)環(huán)境在發(fā)生明顯的變化，工業(yè)生產(chǎn)的要求也有了進(jìn)一步的提升，在這樣的大背 景下，人們對工業(yè)生產(chǎn)的智能化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了全新的認(rèn)識，因 此也希望能夠通過技術(shù)應(yīng)用將工業(yè)生產(chǎn)做整體性的提升，而機(jī)電一體化技術(shù)能夠 幫助實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，因此機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用備受關(guān)注。文章就基于工業(yè)4.0背 景做機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展分析，旨在推進(jìn)當(dāng)前環(huán)境下的機(jī)電一體化技術(shù) 應(yīng)用。關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展引言機(jī)電一體化走向智能化是必然的，這其中有兩個(gè)方面的原因，第一個(gè)方面是 機(jī)電

2、一體化仍然存在較大的局限性，而智能化能夠克服機(jī)電一體化的局限性。第 二個(gè)方面是今后的時(shí)代必將是大數(shù)據(jù)時(shí)代，而機(jī)電一體化走向智能化符合時(shí)代的 規(guī)律，也是人們生產(chǎn)和生活所需，是人類文明進(jìn)步的必由之路。1相關(guān)理論概述1.1機(jī)電一體化技術(shù)概述所謂的機(jī)電一體化，就是應(yīng)用電子技術(shù)對機(jī)械結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的系統(tǒng)。 在機(jī)電一體化過程中，現(xiàn)代電子技術(shù)占據(jù)著至為重要的地位。機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)了 信息處理功能、控制功能的整合，將軟件硬件融合為一體。硬件系統(tǒng)包括傳感器、 信息處理結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)等；軟件系統(tǒng)則包含各類軟件。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中， 硬件系統(tǒng)發(fā)揮基礎(chǔ)性作用，傳感器可以對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、傳送和轉(zhuǎn)換，發(fā)揮 非接觸

3、檢測技術(shù)的重要性。信息處理結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，按照既定程序發(fā) 送指令，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1.2智能控制系統(tǒng)概述智能控制系統(tǒng)以智能技術(shù)作為依托，在智能技術(shù)的作用下，混合系統(tǒng)控制系 統(tǒng)正式形成。智能控制系統(tǒng)被分為以下幾種類型：分級控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng) 和專家控制系統(tǒng)。系統(tǒng)類型不同，系統(tǒng)功能也呈現(xiàn)出較大的差異性。以分級控制 系統(tǒng)為例，分級控制系統(tǒng)可以對外部工作環(huán)境進(jìn)行自適應(yīng)，協(xié)調(diào)組織各項(xiàng)工作。 以學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)為例，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)可以對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)識和調(diào)整，高效接收 轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。以專家控制系統(tǒng)為例，專家控制系統(tǒng)可以融合主體經(jīng)驗(yàn)、客體技術(shù)， 完成各項(xiàng)指令。1.3工業(yè)4.0”的概述工業(yè)4

4、.0”以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過利用現(xiàn)代通訊技術(shù)和信息物理系統(tǒng)構(gòu)建智能 化的物聯(lián)系統(tǒng)，將產(chǎn)品的供產(chǎn)銷等連在一起，推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。其通過不同設(shè) 備把數(shù)據(jù)信息交互到一起，讓工廠內(nèi)部之間，甚至不同工廠之間變成一個(gè)整體， 構(gòu)建數(shù)字化的工業(yè)生產(chǎn)模式。工業(yè)4.0”具有集成化、數(shù)據(jù)化、互聯(lián)性、創(chuàng)新性的 特點(diǎn)。工業(yè)4.0”應(yīng)用到了目前大多數(shù)的新技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工機(jī)器 人技術(shù)、虛擬模擬技術(shù)、水平和垂直系統(tǒng)整合技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、 云計(jì)算技術(shù)、增材制造技術(shù)、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)等，打造了一個(gè)完整的智能制造流程。2工業(yè)4.0背景下的機(jī)電一體技術(shù)應(yīng)用2.1工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置，代表了

5、機(jī)電一體化技術(shù)的最高成就， 是機(jī)械、電子、控制、檢測、通信和計(jì)算機(jī)等技術(shù)有機(jī)融合的產(chǎn)物；工業(yè)機(jī)器人 已成為柔性制造系統(tǒng)、智能工廠、計(jì)算機(jī)柔性制造系統(tǒng)不可缺少的自動(dòng)化工具。 工礦企業(yè)廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量，能夠有效保障人身安全， 改善勞動(dòng)環(huán)境，將人從繁瑣重復(fù)的勞動(dòng)中解脫出來，有效減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提 高了生產(chǎn)效率，節(jié)約材料和能源消耗，降低生產(chǎn)成本，對我國企業(yè)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級， 做大做強(qiáng)制造業(yè)，具有十分重要的意義。2.2柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、物料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組 成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，包含多個(gè)柔性制造單元，能夠根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)變化及 時(shí)進(jìn)行調(diào)整，適合

6、中小批量產(chǎn)品生產(chǎn)，柔性制造系統(tǒng)具有提高設(shè)備利用率、減少 在制品、生產(chǎn)能力穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量高、適應(yīng)產(chǎn)品性好、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)效益顯著 的優(yōu)點(diǎn)，契合工業(yè)4.0發(fā)展需要。2.3自動(dòng)化監(jiān)控安全生產(chǎn)是企業(yè)的第一要求，但是工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)決定了其在生產(chǎn)過程中不 能完全杜絕各種突發(fā)狀況。人員操作的失誤，設(shè)備運(yùn)行的忽視都有可能造成企業(yè) 安全事故的發(fā)生，對機(jī)電一體化企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控就變得尤為 重要。自動(dòng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)控是依靠計(jì)算機(jī)控制編程控制器、傳感器等智能系統(tǒng)，對生 產(chǎn)過程中設(shè)備和環(huán)境的各種影響因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并自動(dòng)比對數(shù)據(jù)，當(dāng)影響因素 的數(shù)值超過預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出自動(dòng)報(bào)警，提醒技術(shù)人員關(guān)注，

7、在 達(dá)到一定情況下系統(tǒng)可以自動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行，智能關(guān)停生產(chǎn)線，從而避免安全 事故的發(fā)生。當(dāng)然，隨著“工業(yè)4.0”的持續(xù)推進(jìn)，智能技術(shù)發(fā)展的完善，自動(dòng)化監(jiān) 控系統(tǒng)還可能在生產(chǎn)過程之外體現(xiàn)作用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)全過程監(jiān)控。2.4自動(dòng)化檢測產(chǎn)品的質(zhì)量最終決定著企業(yè)的命運(yùn)，如果有不合格的產(chǎn)品流向市場，對于企 業(yè)的影響是不利的，因此企業(yè)在生產(chǎn)出產(chǎn)品之后還需要進(jìn)行檢測，以保證產(chǎn)品性 能符合要求滿足使用。以往依靠人工半人工的方式來檢測設(shè)備，不僅檢測程序復(fù) 雜繁瑣耗時(shí)較長，而且檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性較差，效率低下。在工業(yè)4.0”的推動(dòng)下， 企業(yè)通過采用智能技術(shù)系統(tǒng)，運(yùn)用虛擬運(yùn)算和OPC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化檢測。 采用了

8、OPC技術(shù)的設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接檢測儀器、信息采集，將檢測數(shù)據(jù)、系統(tǒng)指 標(biāo)等進(jìn)行交互得出檢驗(yàn)結(jié)果。這種自動(dòng)化檢測系統(tǒng)目前在機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線，玻 璃容器等需要批量生產(chǎn)的檢測系統(tǒng)中運(yùn)用較為廣泛。3工業(yè)4.0背景下機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢為了適應(yīng)工業(yè)4.0發(fā)展需求，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)當(dāng)向光機(jī)電一體化方向發(fā)展， 推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、感知化、柔性化、微 型化發(fā)展趨勢，智能自適應(yīng)和可擴(kuò)展的機(jī)電一體化技術(shù)成為工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，采 用多學(xué)科融合而成的機(jī)電一體化技術(shù)有效降低不斷融合的信息技術(shù)和運(yùn)營技術(shù)的 復(fù)雜性，通過機(jī)電一體化產(chǎn)品的簡化設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行，開發(fā)出適應(yīng)工業(yè)4.0的 機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)

9、備，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備自我優(yōu)化、參數(shù)化編程，推進(jìn)制造過程自動(dòng) 化。標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、感知化與工業(yè)化深度融合，制 造工藝、制造過程的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、智能檢測等智能機(jī)電一體化核心設(shè) 備不斷發(fā)展，大力推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人、人工智能交互、智能物理等技術(shù)裝備的應(yīng)用， 通過信息系統(tǒng)控制產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確制造、提高生產(chǎn)效率、降低能源和 材料消耗、加強(qiáng)生產(chǎn)的靈活性和適應(yīng)性、大幅降低生產(chǎn)成本，從而實(shí)現(xiàn)柔性制造、 及時(shí)制造、定制制造、遠(yuǎn)程協(xié)同生產(chǎn)。結(jié)語綜上所述，工業(yè)4.0為工業(yè)的發(fā)展指明了方向，同時(shí)對工業(yè)生產(chǎn)等也提出了 新的要求，所以為了滿足要求，必須要進(jìn)行技術(shù)的研究和應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù) 與工業(yè)4.0的三大主題具體契合性，在未來工業(yè)發(fā)展中有著重要的利用價(jià)值，因 此分析現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)的具體利用并研究其未來的發(fā)展趨勢，這對于機(jī)電 一體化技術(shù)的社會(huì)利用價(jià)值提升以及工業(yè)4.0的質(zhì)量化發(fā)展有非常重要的現(xiàn)實(shí)價(jià) 值。參考文獻(xiàn)梁柱.工業(yè)4.0背景下廣西機(jī)械工業(yè)裝備的優(yōu)化