智能制造中机电一体化技术的运用

　　摘    要：　机电一体化是现代制造也发展的基础，也是制造也工业变革的基础。智能制造是在互联网技术、计算机技术、电子通讯技术基础上建立起来的具有绿色、高效生产功能的制造过程。它是未来制造业发展的主要方向。将机电一体化技术与智能技术相结合，在机电一体化技术中充分应用智能技术为机电一体化设备构建智能制造系统，将全面改善产生效率和生产质量，促进资源的优化配置，实现绿色生产的目的。本文就来探讨机电一体化在智能制造中的高效应用。旨在为我国机电一体化技术的发展提供一些创新思路。

　　关键词：　机电一体化; 智能制造; 应用; 绿色工业革命;

　　工业革命自发展以来，地球上的资源和能源发生了巨大的损耗，生态环境也发生了巨大的变化。这种以资源和能源为基础的工业革命早在21世纪就将人类带入了资源与环境危机。随着生态环境的污染和资源的枯竭化，人类开始重视环境保护和生态发展。进入到21世纪后，信息技术得到了迅猛的发展，以信息技术、电子科技为主的第四层工业革命重新向人类发起了挑战，新一轮的现代化生产方式将带人类走向绿色工业革命—智能制造。机电一体化是第四代绿色工业革命发展的前提条件与基础。研究机电一体化在智能制造中的有效应用对于第四层工业革命的发展有着重要的促进意义。

　　一、智能制造概述

　　智能制造被称为工业4.0，也叫做绿色工业革命。它是以科学为发展依据，在制造生产的过程中不断的应用智能化科学技术来提高工业生产的效能，逐渐的扩大智能化技术在制造也各个领域中的应用。智能制造并非指单一的智能技术，而是指多种智能技术的集合应用。在现代化工业生产中，机电一体化目前还占据着主要的市场，而智能制造的最终目的就是将机电一体化技术与智能化生产管理相结合，集成多主体参与的智能制造系统，从而取代传统的机电一体化生产方式，开启制造产品全生命周期的智能化制造生产与管理。从智能制造的构想来看，未来智能制造的主要方向是智能制造系统的应用。智能制造系统衔接的内容是多方面、多领域、多主体的，它研究的是如何是机器代替人工实现高效的分工合作，也就是人工智能在制造也中的高度应用。在智能制造中，人工智能占据主导地位，而智能系统是创建人工智能的基础。智能制造系统必须依托自动化控制技术、智能控制技术、伺服传动技术等机电一体化技术，在此基础上对机电一体化的子系统进行整个，从而创建多智能体系统来发展智能制造。简而言之，智能制造就是机电一体化系统的高度集成与应用，智能制造对数控加工系统和网络化全局管理有着极高的要求，因此要求应用机电一体化技术子系统来集成研发智能制造系统来负责和协调全局管理。

　　二、机电一体化发展现状

　　机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并将这些综合技术应用到现代化自动生产设备中，实现一体化生产与管理的技术。具有这些功能的设备就是机电一体化的设备。机电一体化技术也叫电子工程。它并不是一成不变的，而是随着微电子技术、通讯技术、接口技术、传染技术、信息技术、网络技术的发展而发展。机电一体化技术的发展重在技术的创新。目前，我国大部分制造业已全面开启机电一体化的应用，采用了先进的机电一体化设备，而机电一体化技术的创新也成为制造企业提升市场竞争优势的关键。随着我国“五大发展理念”的提出，创新、绿色、协调、共享、开放的发展理念为对制造业提出了更高的要求。一些资源损耗量大、环境污染严重的重工业制造企业积极的开展技术创新，在机电一体化生产中充分应用智能化技术来改良传统的生产加工工艺和管理模式，强化综合化管理，优化生产环境，改善管理效率。如智能监控系统、模糊智能控制技术、柔性制造系统、传感网络系统、在线诊断技术、自动故障检测系统等。这些机电一体化子系统的在制造管理中的应用为智能制造的发展提供了基础，促进了智能制造系统的发展。

　　三、机电一体化在智能制造中的应用

　　(一)传感检测技术的应用

　　传感检测技术是机电一体化实现自动化功能的关键技术。传感技术顾名思义就是指为机电一体化设备设置智能传感器作为传感检测系统的感受器官，用于自动采集和获取信息数据，并应用采集的数据来自动调节、控制设备，实现系统自动化生产管理的作用。智能传感器一般设置在较为恶劣的环境中，用于代替人在在复杂、恶劣的环境中完成信息采集与生产监测，因此对于智能传感器的质量要求较高，同时也对于信息采集的精确度和自动化程序要求较高。将传感检测技术应用到智能制造中，可充分发挥传感器与智能制造的优势，实现对信息资源的整合与资源的优化。这一技术的应用需要结合计算机技术与标准化接口技术，将传感检测系统集成到智能制造系统中，并与控制系统、柔性制造系统等相结合。传感检测系统将自动监测和采集的信息通过互联网同时传递给生产车间、管理平台、服务端等，实现数据的共享。这些数据可用于产品生命周期的管理，对于智能制造各个领域的而言，不仅提高了产品管理的效率，还确保了信息资源的精准性，提高了资源的利用率。对于生产企业而言，该系统的应用接解放了恶劣工作环境下的劳动力，确保了生产工人的人身安全。
 

　　(二)数控技术的应用

　　数控技术是机电一体化实现综合化信息管理的关键技术。数控技术在机电一体化的应用主要体现在对机械设备的集成化管理，目的是为了实现机电一体化的数字控制管理。将机电一体化中的数控技术应用到智能制造中，就是扩大了数控技术的应用范围。机电一体化数控技术面向的是整个制造企业，而智能制造数控技术面向的是与制造也有关的各个领域与各个主体，因此对信息化管理提出了更高的要求。机电一体化数控技术在管理实际的生产管理中受网络技术及其他技术的限制存在着滞后性。未来智能制造能够充分发挥高速网络技术的优势，为数控技术集成管理信息通讯提供技术支撑。而数控名技术的应用也能全面改善智能制造产品生产品的指标，优化产品全局管理的流程。

　　(三)工业机器人的应用

　　工业机器人是制造业智能化的高度体现。工业机器人在机电一体化生产的应用相对较晚，这主要是因为受人工智能技术的限制较多。人工智能是一项非常复杂的综合技术，它的提出与发展要遭遇机电一体化，但是由于工业机器人的固定模式，导致其中机电一体化生产中不够灵活。工业机器人在实际的制造生产中需要不断的调整和优化参数，将工业机器人应用到智能制造中，智能制造系统的全局性管理功能可以为工业机器人的参数调整提供方便。在实际的生产中，智能制造系统可根据环境的变化做出参数调整的指令，而工业机器人根据系统发出的指令执行参数调整，使得工业机器人在产品制造生产过程中的协调作用增强，对于优化产品质量有着和应对突发环境有着重要的意义。

　　(四)自动化生产线的应用

　　机电一体化有着完整的自动化生产线，大型制造企业的生产方式均采用自动化生产线完成生产。自动化生产线集光电控制系统、电子技术、柔性制造系统、智能检测系统等于一体，再有计算机控制系统人机界面统一进行管理，以实现对原材料、生产设备、生产环境等一体化的管理。自动化生产线的优势在于生产效率高、生产过程标准化、生产产品质量好。将自动化生产线应用到智能制造系统中，将其范围扩大到原料、销售、售后等不同领域，将产品的统一管理扩大的生产线以外，搭建产品产业链管理模式，有助于提高多产品整个生命周期的统一化和标准化管理。

　　(五)系统集成技术的应用

　　智能制造的实现依托与智能制造系统，而智能制造系统与机电一体化的根本区别就在于智能制造系统集成了机电一体化的多个子系统，对机电一体化生产实施更加专业化、标准化的管理。智能制造系统应用分布式框架将机电一体化的子系统集成与网络环境中，使得机电一体化与人工智能系统相融合，最终实现了更加自律的人机一体化管理。

　　四、结语

　　综上所述，机电一体化技术是智能技术应用的初级阶段。机电一体化技术中自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术等采用了人工智能与专家系统，使得传统的机械制造设备具备了人性化服务与智能化的部分功能。随着机电一体化技术自动化、智能化水平不断提高，智能化机电一体化机械设备将为智能制造系统的构建提供基础。应用互联网技术、数字技术、垂直集成技术等，将更多的智能化机电一体化设备及其系统进行集成，构建一个集原料采购、产品设计、生产管理、销售管理、售后服务等为一体的综合化产业链结构和智能制造系统，实现不同主体之间的数据共享与资料优化配置，最终实现对产品整个生命周期的综合化数字管理。这就是未来绿色工业革命的发展方向。

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