智能制造技术在工厂生产中的运用和思考

张瑜

摘要：在我国市场经济的快速发展之下，制造企业面临着激烈的市场竞争，加之近年来我国的劳动成本逐年上升，国家对于制造行业的节能减排要求不断提高，这都给制造企业的发展带来了较大的挑战。目前，我国的传统制造型企业正处于深度的转型升级当中，智能制造技术在工厂生产中的应用可以通过自动化、智能化、一体化的制造技能实现大批量、复制化的工业生产，从而降低人力资源成本，改变传统的行业模式，通过对智能技术、工艺和设备的应用为传统制造业的转型打好基础。本文通过探讨智能制造技术在工厂生产中的运用和思考，为相关工作的开展提供参考。

关键词：智能制造技术；工厂；生产；运用；思考

引言：在科学技术快速发展的当今社会，依托于先进的信息技术、智能技术、物联网技术等手段，推动了各行各业的信息化及智能化发展。智能技术在工业、医疗、建筑等多个领域的广泛应用也改变了传统的行业格局，催生了全新的产业发展模式。智能制造技术在工厂生产中的运用有别于传统以人工生产为主的流水线式生产模式，通过对工厂生产线进行全面升级，为智能制造技术的应用创造了理想的条件。在智能制造技术的应用当中，制造企业必须要从软硬件设施的建设、技术的支持以及人才的配置方面满足智能指导技术的运用要求，不断加强对新技术的研发与应用，借助于智能制造技术在工厂生产中的运用，推动传统制造业的降本增效。

1智能制造技术的内涵概述

智能制造技术代表了制造行业的领先发展趋势，智能制造技术基于先进的信息技术手段，将制造过程、制造系统与制造模式进行了深度融合，通过人机交互对生产制造的全过程进行智能化的分析与决策，智能指导技术贯穿于工业产品的设计、生产、管理及服务的全过程当中，通过生产过程的自动化、集成化、规模化与信息化，推动传统制造业的转型与升级。通常而言，智能制造技术具有深度自感知、智慧资决策、精准自执行等功能，智能制造技术是众多前沿科技的融合，其中包括了自动化控制技术、人工智能技术、新型传感技术、物联网技术、网络通信技术、安全识别技术、精密制造技术等^[1]。智能化技术在工厂生产中的运用可以有效减少人力成本，提高生产制造的效率，保障产品品质，提高制造业的经济效益。

在我国人口红利逐渐降低的背景下，劳动力成本不断提高，制造业所面临的生存压力不断增大，借助于智能制造技术对传统的生产制造工艺和流程进行优化，已经是制造行业转型升级的必然趋势。我国制造业目前对智能制造技术的应用还处于初步的探索阶段，很多智能制造技术尚未完全成熟，但是随着我国社会快速埋入智能化时代，针对智能制造技术的研究与应用也将越加深入和广泛，必然会推动制造业进一步的转型，为智能制造技术在工厂生产中的运用做好充分准备。

2工厂生产中运用智能制造技术面临的挑战

智能制造技术在工厂生产中的运用，要求企业必须要从资金、技术、设备、人才等多个方面做好充分的准备。智能制造技术依托于先进的信息技术手段，通过对工厂生产的信息数据进行智能化和自动化的处理，在数据分析的基础上做出决策，为了满足智能制造技术的运用要求，工厂必须要具备成熟的网络技术和先进的智能化设施。智能制造技术在工厂生产中的应用还需要借助于人工智能、机器人、物联网、云计算等尖端科技，对工厂生产设备进行自动化的控制，并对工厂生产流程进行全程监控，通过智能制造技术改进生产模式，并结合客户需求进行个性化的产品定制。但是目前，智能制造技术在工厂生产中的运用还面临着诸多亟待解决的问题，具体表现为：

首先，智能制造技术在工厂生产中的运用需要具备专业的技术研发与管理人才，但是我国的智能制造技术目前还处于初级阶段，相关领域的专业人才匮乏，制约了智能制造技术在工厂生产中的有效应用；

其次，由于我国的制造业受传统生产模式的影响，对于智能制造技术的应用缺乏深入的研究和学习，现有的生产条件有限，生产技术和设备比较陈旧落后，智能制造技术的应用需要投入大量的资金和精力，但很多传统制造型企业很难满足这一要求；

再次，目前大部分工厂所运用的智能制造技术只能满足模块化和批量化生产的要求，但是在产品定制及智能化控制方面还存在着较大的技术问题，这也是制约智能化技术创新发展的重要因素。

3智能制造技术在工厂生产中的运用模式

3.1生产过程智能化

智能制造技术目前已经在工业生产的多个领域得到了广泛的应用，例如在造纸、钢铁、纺织、化工等生产制造领域，部分工厂已经可以实现生产过程的智能化。具体而言，工业生产制造的流程一般比较固定，通过将智能制造技术应用于生产过程当中，可以实现批量化、自动化生产的目的，并借助于智能制造技术提高产品的精度，确保产品的品质，并有效把控工厂生产成本。具体而言，工厂生产中的生产过程智能化主要包括以下内容：

1. 要在工厂生产中实现生产过程智能化，就需要借助于信息技术手段搭建可视化的生产管理平台，对工厂生产的全过程进行自动化的监控，全面获取工厂生产的数据，通过数据分析技术制定生产决策，优化生产流程，操控生产设备，达到智能化生产的目的^[2]；

2. 生产过程智能化还需要借助一体化的生产管理模式，利用大数据、云计算、通信技术等手段在工厂生产管理中实现信息数据的高效共享，通过数据共享可以加强采购、生产、营销、运营等部门之间的协同合作，提高生产效率，简化工作流程，并通过生产管理一体化降低生产成本；

3. 生产过程自动化在工厂生产中的应用还应当打通供应链，通过企业内外部的资源整合，实现协同化的发展。通过将工厂生产管理与物流管理相结合，可以借助于智能技术对生产材料的采购、运输等环节进行全程追踪与管控，确保生产材料的统一采购与优化配置，提高物流效率，确保产品安全及时的供应。

3.2装备与产品智能化

目前，智能制造技术在航空、电子、汽车、电气等多个领域的应用都已经实现了智能化的生产，通过智能制造技术可以提高生产效率，控制生产成本，同时也可以利用智能制造技术对工厂生产线进行改造升级，提升产品的价值，为市场提供精密度更高、品质更高的智能化产品。具体而言，装备与产品智能化主要包括以下方面：

1. 通过在工厂生产中引进先进的智能装备，可以对工厂原有的生产线和生产工艺进行技术升级，通过智能装备与技术升级可以全面提高工厂生产制造的精密度与稳定性，减少产品的质量问题，提高产品的品质；

2. 通过将工厂生产与服务进行紧密的联系，可以将智能化技术应用于产品服务环节，以便于为客户提供更加可靠的技术服务。例如，通过在产品当中安装智能装置，可以对产品的运行情况进行监测和诊断，针对产品的故障提供针对性的远程服务；

3. 通过系统集成打通产品设计、制造、管理及服务等多个环节，可以提高工厂的生产制造能力，在激烈的市场竞争中凸显优势。

3.3个性化的客户定制

在传统的工厂生产工艺中，由于产品的同质化比较严重，使得市场上的产品类型大同小异，难以满足客户的多样化需求，同时也很难提升产品自身的价值。而通过智能制造技术可以实现工厂生产中的个性化定制，结合客户的需求设置生产模式，在满足客户需求的基础上提高产品的品质和价值，凸显智能制造技术的应用优势。智能制造技术在个性化定制中的应用主要包括以下方面：

1. 借助于智能制造技术柔性化生产的优势，可以以客户需求为导向进行产品的生产，借助于数据分析、人工智能等先进的技术手段进行建模，实现精益化的生产，提高工厂生产的个性化与差异化；

2. 通过打通设计环节与生产环节，实现数据的共享，结合客户需求对产品进行优化设计，通过设计生产之间的协同配合生产中客户满意的优质产品；

3. 通过推进网络协同化发展，实现工厂上下游供应链之间的合作，根据客户的需求提供远程的产品定制服务，借助于物联网等先进技术实现材料采购、运输、生产制造、产品销售、客户服务等的协同化发展，提高工厂生产的整体实力。

4智能制造技术在工厂生产中的运用要点

4.1虚拟仿真设计

虚拟仿真技术是智能制造技术中的重要技术手段，也是在工厂生产中十分必要的技术手段，虚拟仿真技术可以通过虚拟建模进行虚拟设计，而后生成纸质图纸，构建三维模型，从而对传统的工业产品研发、设计和制造流程加以优化，提高产品研发及设计的合理性，为工厂生产效率及生产品质的提升提供技术支持。在虚拟仿真技术与三维建模技术的支持之下，工厂生产可以实现虚拟化的产品设计与研发，利用虚拟仿真技术虚拟化、可视化、全景化的特点，对产品设计进行全景展示，以便于及时发现产品设计中的缺陷，对产品设计进行优化，提高产品研发的水平^[3]；同时，借助于虚拟仿真技术还可以模拟产品生产流程，对产品仿真进行验证，这样就可以极大的确保产品生产的品质，减少产品生产中的质量问题，缩短产品研发和制造的周期，控制工厂生产成本，提升制造企业的市场竞争力。

4.2网络化智能设备

智能制造技术在工厂生产中得以应用的前提就是依托于完善和成熟的计算机网络，在人口红利逐渐消失的当今设备，制造行业的劳动力成本居高不下，产品生产技术、设备和工艺的陈旧落后也降低了工厂生产的效率，造成了高额的生产成本。在这种情况下，为了提高工厂生产力，实现工厂生产的降本增效，就需要借助于网络化的智能设备对传统的工厂生产流程和生产设备进行技术升级和改造，以达到提高生产力的目的。具体而言，智能制造技术需要在网络的控制下对生产设备进行操控、调试、诊断和管理，通过网络化的智能设备可以确保生产设备安全稳定的运行，减少设备故障的几率，提高设备利用率，减少设备的闲置与浪费，并通过科学的调控设备的运行参数达到节能降耗的目的。

4.3模块化生产

预制模块化生产也是智能制造技术的重要应用形式，目前模块化的生产方式已经在建筑、交通等多个领域得到了广泛应用，通过模块化的生产，可以根据客户的需求进行预制模块的定制，再通过将不同的模块进行组合安装的方式满足产品的使用需求。模块化的生产可以大大缩短生产周期，提高材料的利用率，减少生产材料的浪费，同时还可以根据客户的需求进行模块的设计和定制，通过自由组装减少客户现场安装施工的成本，达到省时省力的目的。

4.4大数据下的精益管理

精益管理是目前我国制造业转型升级的重要方向，精益化的管理可以有效消除浪费，提高效率，并以客户为导向生产出客户满意的优质产品。借助于大数据技术在智能制造中的应用，可以通过数据分析准确的把控客户需求，提高产品研发和设计的个性化，满足客户对于产品的个性化需求，同时还可以通过大数据技术对产品生产流程进行监控，提高产品生产效率，确保产品品质；此外，大数据技术还可以在产品的技术支持、远程指导与售后服务方面发挥巨大的作用，提高工厂的售后服务能力，增强客户粘性，提高客户满意度。

结论：

在市场经济的发展之下，制造业面临着激烈的市场竞争，要在激烈的竞争当中保持持久的发展潜力，就要不断提高生产力，控制生产成本，制造出客户满意的优质产品。通过智能制造技术的应用，可以改进传统生产工艺，提高生产效率，控制生产成本，推动工厂生产的降本增效。

参考文献：

1. 夏端武,薛小凤.智能制造技术在工业自动化中的应用研究[J].机械设计与制造,2018(2)

2. 李红辉.浅谈机电一体化技术在智能制造中相关应用[J].建筑工程技术与设计,2020,15(20):3156.

3. 黄腾辉,孙正东,彭宁涛.智能制造技术在工业自动化中的应用研究[J].内燃机与配件,2018(10).