綠色智能制造技術范例6篇

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綠色智能制造技術

綠色智能制造技術范文1

10月13~15日,中國紡織工業聯合會社會責任辦公室于第5次參加了在上海國家會展中心舉辦的第21屆中國國際紡織面料及輔料(秋冬)博覽會Intertextile Shanghai Fabric,在三大主題展區(流行趨勢空間、新技術創新空間、可持續發展專區),向來自29個國家和地區的超過4500家面輔料供應商,以“科技創新”為導向全面推廣“綠色制造”路線、工具和創新技術,推進行業企業的綠色制造體系建設與全球紡織供應鏈的綠色發展。本次活動由中國紡織工業聯合會主辦,從行業和公共服務角度,突出“創新性”和“公益性”,集新材料、新面料、新技術三大主題于一體。

打造“綠色制造”為核心的科技創新社會責任

2015年“新技術創新空間”位于5.1號館,展示面積達470平方米,共邀請了28項近年獲“紡織之光”中國紡織工業聯合會科學技術獎項目成果進行展示;同時,在展會現場還舉辦以“紡織行業可持續發展技術交流”和“紡織新材料推介”主題交流日活動,開展技術交流近二十場次;在靜態展示區,全面展示近年獲“紡織之光”中國紡織工業聯合會科學技術獎項目、“紡織之光”公益活動項目、紡織產業技術創新與可持續發展成就展示,與紡織專業觀眾和展商進行對接和交流,為參展商和專業觀眾提供專業技術服務。

科技創新是紡織服裝行業實現“綠色制造”的重要驅動力,此次以“綠色制造”為主題的展會行動得到了中國紡織工業聯合會科技發展部的支持,共同重點打造科技創新空間InnoTex的“科技創新社會責任”主題展示和展會互動,重點從“可持續創新”、“有害化學物質管控”、“環境信息披露”三大議題展示“綠色制造”的趨勢、技術路徑和合作機會。“綠色制造”主題得到全球19個市場領導品牌組織“ZDHC有害化學物質零排放締約品牌組織”及各品牌代表的積極響應參與,并在新技術創新空間與業界開展互動交流。

展會期間,中紡聯社責辦、中紡聯科技部、ZDHC品牌組織共同開展了四項“綠色制造”主題活動,包括“為‘綠色制造’主題點贊+簽名”,“可持續創新技術目錄”業界意見征求,“紡織供應鏈化學品管控信息交換系統試點招募”,和“綠色制造”技術創新交流活動日,歡迎行業企業和各利益相關方的蒞臨展位參與和支持。

“新技術創新空間”展示科技可能性

今年在新技術創新空間展出的28項技術成果,都是近三年來榮獲“紡織之光”中國紡織工業聯合會科學技術獎項目,主要展示紡織新材料成果和紡織可持續發展技術兩個方面,這些新技術和成果展示特點鮮明,令絡繹不絕的參觀企業印象深刻。

紡織新材料成果突出新型化學纖維產品、新型紗線產品,以及紡織功能性新面料等。主要參展成果有:青島即發集團的新型殼聚糖纖維及產品、江蘇奧神公司的聚酰亞胺纖維及產品、上海德福倫公司差別化纖維及產品、張家港中孚達公司的牦牛絨纖維制品、泉州海天的高蓬松搖粒絨面料,嘉興天之夢公司雙面絲絨面料,廈門三維絲公司的氟/醚復合材料,浙江榮盛石化、中國紡織科學研究院、魯泰集團、如意集團、旭榮針織等企業也將帶最新的產品進行展示。

紡織可持續發展技術成果突出現代紡織服裝生產中影響資源和環境類的源頭控制、末端治理及循環經濟類技術成果;提升生產效率、改善工作條件的紡織生產監控和管理技術;影響消費安全的防控類新技術成果。主要參展成果有:蘇州大學的超臨界二氧化碳無水染色技術、江蘇丹毛公司的羊毛植物染色技術、龍之族公司的發泡涂層技術、寧波大發化纖的廢舊紡織品再生技術、張家港三得利公司的紗線連續涂料染色技術等近十項成果進行展示。

在“空間”活動現場開展主題交流日活動,其中,“紡織行業可持續發展技術交流”內容包括:可持續發展紡織新技術介紹,紡織科技創新實現紡織社會責任專家論壇?!凹徔椥虏牧贤平椤敝黝}交流日活動內容包括:紡織新材料推介、紡織新材料應用研討交流。

綠色智能制造技術范文2

[摘要]隨著現代科學技術的快速發展,機械制造業面臨著不同方面的發展要求:最大程度地和計算機技術、信息技術相結合以實現智能化、自動化、高產、高效、低能耗、無污染的目標,本文從幾個方面介紹先進制造技術,指明機械制造業的發展方向。

[關鍵詞]先進制造技術機械制造業發展方向

機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年,積累了許多理論和實踐經驗,但隨著當今社會的發展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點:

1.從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要。

2.從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮。

3.從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節。

4.從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量。

5.機械制造技術的發展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。

下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現以來,經歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯系,它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合,旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。

一、集成化

計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀制造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯系的部分(分系統)組成,通??蓜澐譃?部分:

1.工程技術信息分系統包括計算機輔助設計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),計算機輔助工裝設計(CATD)數控程序編制(NCP)等。

2.管理信息分系統(MIS)包括經營管理(BM),生產管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務管理(FM)等。

3.制造自動化分系統(MAS)包括各種自動化設備和系統,如計算機數控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業機器人(Robot),自動裝配(AA)等。

4.質量信息分系統包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質量控制(CAQC),三坐標測量機(CMM)等。

二、智能化

智能制造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,該系統在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中,“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性(適應性和友好性)。在設計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調安全性和友好性;對于環境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協作與競爭。

三、敏捷化

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。

四、虛擬化

“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統建模和計算機仿真技術為基礎,集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體,是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防的措施,從而達到產品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。

五、綠色制造技術的應用及綠色設計

若從節能、降耗、縮短產品開發周期的角度出發,諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業生產的,也是較為成功的應用,只要集中在汽車、家電等支柱產業上。如綠色制造技術在汽車行業上的應用。

(1)節約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。

(2)采用新設計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發動機公司,發動了“綠色柴油機行動”,在技術上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。

(3)適用于環境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產企業,使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質,采用輕型材料——鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。

(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數十億美元。

六、清潔化

綠色智能制造技術范文3

【關鍵詞】智能型機械自動化;應用;發展趨勢

前言

機械自動化的應用,實現了設備的自動化運行。根據相應的指令,機械設備能夠自主完成生產任務。在智能機械自動化當中,運用了智能技術、傳感技術、通信技術、電子技術等,利用計算機遠程控制技術和計算機模糊控制技術,智能型機械化設備能夠在無人值守的情況下自動運行工作,其安全性和操作性都十分優秀。在運行過程中,智能型機械自動化設備可對自身的故障進行自動檢測與排除,有效的應對短路、過載、過壓等問題,從而降低損失,確保機械設備的安全。

一、智能型機械自動化的優勢

近年來,隨著對機械制造技術的不斷深入研究,使得智能型機械自動化得到了一定的發展,在機械制造和加工領域當中,已經應用了很多的智能型機械自動化設備。與傳統的機械設備相比,智能型機械化設備的信息傳輸系統、傳感系統、報警系統等更加科學化,對于遠程故障信息的動態故障檢測、故障信息傳輸等功能,都能夠良好的支持。在實際應用當中,智能型機械自動化具有生產效率高、智能化程度高、適應能力強、自我維護性高等優勢。

智能型機械自動化設備的可靠性和穩定性普遍十分良好,在實際運行和工作的時候,能夠體現出良好的預處理能力和自我判斷能力。工作人員通過編程控制指令、語音控制指令、遠程控制指令等方式,對機械設備命令。而設備在執行命令之前,會對接收到的指令進行智能化分析,從而更好的完成工作任務。在實際運行當中,對于錯誤、重復的指令,智能型機械自動化能夠自動進行過濾和屏蔽,從而對運行精度進行更為有效的控制。智能型機械自動化的應用,使得生產效率、產品質量等都得到了極大的提高。

以計算機系統為基礎,智能型機械自動化能夠利用致動器、傳感器等設備,反饋、記錄、采集運行過程中產生的數據資料。然后以此為基礎,在線或動態的進行自診斷、自修復、自監控、自檢測,因此其自我維護性十分良好。在智能型機械自動化當中,融入了傳感技術、模糊控制技術、仿生技術、通信技術等,極大的提高了自身的適應能力。對于外界環境的變化,能夠清晰的感知,在不同環境下,都能夠滿足生產任務要求。在不同設備之間,智能型機械自動化還能夠實現信息通信、自動反饋、自動校驗、自動調整、數據傳輸等功能。

二、智能型機械自動化的應用

(一)工業生產

在工業生產領域當中,智能型機械自動化已經得到了十分廣泛的應用。尤其是在流水線的生產當中,智能型機械自動化的應用,使得生產效率得到了極大的提升。例如,在生產食品的流水線當中,智能型機械自動化能夠有效的控制包裝、噴碼、裝箱、運貨等全部生產過程,使得生產流水線的自動控制能力得到了極大的提高。同時,智能型機械自動化還能夠自我篩選和檢測產品質量,在提高生產效率的同時,還能夠有效的保證產品的質量。

(二)農業生產

在農業生產領域當中,智能型機械自動化的應用也十分廣泛。近年來,英國研制出一種激光拖拉機,其中對激光計算機導航裝置進行了應用,對拖拉機的運行方向和所在位置,均能夠進行精確的定位,誤差能夠被控制在25cm以內。同時,計算機系統能夠利用輸入其中的電子圖標信息,對土地的排水溝位置、化學成分、濕度條件等進行準確測定。并以此為基礎,自動計算出耕種所需的農藥數量、肥料、種子等,從而確定最為合適的種植方案。在操作過程中,只需一個人利用計算機遠程操作,就能夠實現多臺拖拉機的共同控制。這種拖拉機的應用,不但提高了農業耕種的效率,同時對農藥、化肥、種子的消耗量也大大降低,在提高農作物產量的同時,還可以有效的降低成本。

三、智能型機械自動化的發展趨勢

我國當前對于智能型機械自動化的應用,主要是集中在工業生產方面。雖然發展速度很快,但在智能化控制能力以及質量等方面,還存在著一定的不足,與發達國家之間的差距也比較大。因此,在智能型機械自動化的發展和研究當中,應當充分立足基礎,大力發展高精尖技術,加強其在生產制造領域當中的適應性。就目前的形勢來看,在未來的發展中,智能型機械自動化將會朝著光機電液一體化、信息集成化、綠色節能化的方向發展。

隨著制造技術的不斷發展,智能型機械自動化技術的集成化程度也將會不斷提高。在此過程中,對于控制能力的要求,也會逐漸提升,因此,在未來的發展趨勢中,智能型機械自動化將會融入液壓技術、機電一體化技術、光學技術等先進的控制技術。隨著知識信息時代的來臨,在系統決策過程中,最為重要的基礎條件就是對只是數據的挖掘。在制造業的自動化發展當中,這是一個必然的趨勢,通過分析和挖掘制造過程數據,有力的支持自動化控制策略和自動化制造技術,從而實現智能型機械自動化技術全球信息化的發展。

在當今社會中,隨著人們對于環境污染、能源緊缺等問題的重視程度不斷提高,各個國家對于綠色生產制造技術、綠色可再生材料等方面的研究力度也大大提升。因此,在智能型機械自動化的未來發展中,必然會朝著低能耗、經濟化、綠色化的方向發展,從而在提升產品質量和工作效率的同時,減少對能源的消耗,降低對環境的污染,實現綠色可持續化的發展。

結論

對于一個國家來說,工業制造技術的發展情況,對于國家的綜合國力有著十分重要的影響。我國當前的工業制造技術雖然已經取得了一定的進步,但是相比于發達國家來說,仍然比較落后。而智能型機械自動化的應用,極大的提高了我國工業制造的水平,推動了我國工業的發展。隨著智能型機械自動化應用范圍的不斷拓寬,在未來的發展中,其必將朝著更加先進、完善的方向發展。

參考文獻

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綠色智能制造技術范文4

工廠通過“資訊物理系統(CPS)”來建立一個完整的網路系統,這當中包括了相互連結的智能機械、倉儲系統、及高效的產品設備等,這些設備可以獨立自主的運作,或者互相交換訊息、互相控制,并且以嵌入式系統來監測生產環境。當指令經過CPS系統時,縱向需要經過工廠和公司的商業流程,橫向則連接了可以實時管理的衍生價值體系,這兩方面共同構建了嵌入式制造的系統網絡。從生產機臺的運動控制到整體工廠運作無不講究智能,未來的工廠工人,將不再只是單調的操作機器,而是將自己的經驗儲存到系統中,更有智能地與生產機器溝通互動。“智能制造”就是“工業4.0”的一個縮影。

此外,“工業4.0”還將解決當今世界遇到的一些挑戰,比如資源效率、城鎮化和人才結構調整等。工業4.0能夠持續帶來覆蓋整個價值網絡的資源生產率和效率的增益。同時能夠將人口結構變動和社會因素考慮在內,并設定合適的方式來組織生產。智能輔助系統可以把工人從單調、程式化的工作中解放出來,使其能夠將精力集中在創新和增值業務上。在關于熟練工短缺的問題上,工業4.0允許高齡的工人延長他們的工作生涯,使他們能夠長時間地保持生產力。靈活的工作組織形式使得工人們能夠更好地整合他們自己的工作,私人生活和持續的職業生涯發展將變得更有效率,可以說,工業4.0為工作和生活找到了一個更好的平衡點。

德國搶先推進“工業4.0”項目

為了在新工業革命中占領先機,德國聯盟教研部與聯邦經濟技術部正聯手推動《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一——“工業4.0”項目,支持工業技術領域新一代關鍵技術的研發與創新。項目由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助,聯盟政府投入達2億歐元。在《高技術戰略2020》的計劃行動中,德國聯盟政府為未來項目“工業4.0”設立了雄心勃勃的目標:德國要成為現今工業生產技術(即網絡物理融合式生產系統)的供應國和主導市場。

“工業4.0”項目的主要內容

“工業4.0”項目的概念描述了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中,傳統的行業界限將消失,并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變,產業鏈分工將被重組。

“工業4.0”項目將從兩個方向展開,一是“智能工廠”,重點研究智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現;二是“智能生產”,主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業參與,力圖使中小企業成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者,同時也成為先進工業生產技術的創造者和供應者。

“工業4.0”項目的重點應用技術

隨著工業4.0時代的到來,許多沿用多年、占據主導地位的工業自動化技術,正面臨被淘汰、被更新換代的命運,而一批以前認為是高端的工業自動化技術,也隨著新時代的到來,快速的走入到了實際的應用中去,成為新時代的寵兒:一是以工業PC為基礎的低成本工控自動化將成為主流;二是PLC進入第六代——微型化、網絡化、PC化和開放性;三是DCS系統走向測控管一體化設計;四是控制系統向現場總線(FCS)方向發展;五是儀器儀表向數字化、智能化、網絡化、微型化發展;六是數控技術向智能化、開放性、網絡化、信息化發展;七是工業控制網絡向有限和無限相結合的方向;八是工業控制軟件向標準化、網絡化、智能化和開放性方向發展。

此外,為了實現工業制造到工業4.0的轉變,德國還要實現一項雙重策略。不僅應該一如既往地把“信息和通訊科技”和“自身的傳統高科技策略”進行整合,以努力成為智能制造科技的主要供應商,尋求穩固自身在全球市場的領導地位。同時,還應創造并服務于CPS科技和產品。為了達成這個雙重要求,以下幾個工業4.0的特征應該被執行:一是橫向集成需要通過價值網絡;二是端到端的工程立體集成橫跨整個價值鏈;三是垂直集成和網絡化的制造系統。通向工業4.0之路要求德國在研發上投入巨大的精力,為了實現雙重策略,所進行的研究首先必須實現“制造系統的水平和垂直集成”和“工程上端到端的集成”。此外,出于對工業4.0系統的要求和CPS科技持續發展的目的,在工作場所中新的社會基礎設施應該得到更多關注。

各界積極響應“工業4.0”項目

德國電子電氣工業協會(ZVEI)預測,工業4.0將使工業生產效率提高30%,德國人工智能研究中心執行長Wahlster也表示,工業4.0將會在一些高勞動成本的地區非常具有競爭力。有鑒于此,德國機械設備制造業聯合會(VDMA)及德國信息技術、通訊、新媒體協會(BITKOM)也已加入,德國三大工業協會決定共同建立一個名為“第四次工業革命平臺”辦事處,并于2013年4月在法蘭克福正式啟動。三大協會共同建立辦事處的主要目標在于,推動工業的發展、提高工業生產標準、開發新的商業模式和運營模式并付諸實踐。

德國企業界做出了積極地響應。比如,西門子展示自身推進工業4.0的具體行動,其憑借全集成自動化(TIA)和“數字化企業平臺”,長久以來占據著信息技術集成領域的領導地位。在2013漢諾威工業博覽會上,西門子展示了融合規劃、工程和生產工藝以及相關機電系統的全面解決方案。西門子展臺將突出展示西門子的最新技術成就,這包括以全集成自動化TIA v12版本、新一代控制器Sifmatic S7-1500、針對電氣傳動應用的“全集成驅動系統”(IDS)概念,以及以信息技術為基礎的服務,例如,狀態監控。另外,西門子公司還將與德國弗勞思霍夫研究院以及大眾汽車公司聯合展示,通過利用產品生命周期管理軟件(PLM)進行虛擬生產規劃,可降低生產線上機器人的能耗高達50%。另外,西門子指出當前約7500名軟件工程師是其在ICT驅動制造業自動化創新上的最大資本。

智能制造業工程領域的全球化競爭變得愈加激烈,德國并不是唯一一個在制造業部署物聯網和行業服務的國家。遠在大洋彼岸的美國在2011年6月正式啟動包括工業機器人在內的“先進制造伙伴計劃”,2012年2月又出臺“先進制造業國家戰略計劃”,提出通過加強研究和試驗(R&E)稅收減免、擴大和優化政府投資、建設“智能”制造技術平臺以加快智能制造的技術創新。日本亦提出通過加快發展協同式機器人、無人化工廠提升制造業的國際競爭力。

“工業4.0”兩大主題

智能工廠:智能工業發展新方向

“智能工廠”的概念最早是奇思2009年在美國提出,其核心是工業化-和信息化的高度融合。智能工廠是在數字化工廠的基礎上,利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務;未來,將通過大數據與分析平臺,將云計算中由大型工業機器產生的數據轉化為實時信息(云端智能工廠),并加上綠色智能的手段和智能系統等新興技術于一體,構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。目前智能工廠概念仍眾說紛紜,其基本特征主要有制程管控可視化、系統監管全方位及制造綠色化三個層面。

一是制程管控可視化。由于智能工廠高度的整合性,在產品制程上,包括原料管控及流程,均可直接實時展示于控制者眼前,此外,系統機具的現況亦可實時掌握,減少因系統故障造成偏差。而制程中的相關數據均可保留在數據庫中,讓管理者得以有完整信息進行后續規劃,也可以依生產線系統的現況規劃機具的維護;可根據信息的整合建立產品制造的智能組合。

二是系統監管全方位。通過物聯網概念、以傳感器做鏈接使制造設備具有感知能力,系統可進行識別、分析、推理、決策、以及控制功能;這類制造裝備,可以說是先進制造技術、信息技術和智能技術的深度結合。當然此類系統,絕對不僅只是在KS內安裝一個軟件系統而已,主要是透過系統平臺累積知識的能力,來建立設備信息及反饋的數據庫。從訂單開始,到產品制造完成、入庫的生產制程信息,都可以在數據厙中一目了然,在遇到制程異常的狀況,控制者亦可更為迅速反應,以促進更有效的工廠運轉與生產。

三是在制造綠色化方面,除了在制造上利用環保材料、留意污染等問題,并與上下游廠商間,從資源、材料、設計、制造、廢棄物回收到再利用處理,以形成綠色產品生命周期管理的循環,更可透過綠色ICT的附加值應用,延伸至綠色供應鏈的協同管理、綠色制程管理與智慧環境監控等,協助上下游廠商與客戶之間共同創造符合環保的綠色產品。

智能工廠的建設主要基于以下三大基礎技術。

一是無線感測器。無線感測器將是實現智能工廠的重要利器。智慧感測是基本構成要素。儀器儀表的智慧化,主要是以微處理器和人工智能技術的發展與應用為主,包括運用神經網路、遺傳演算法、進化計算、混沌控制等智慧技術,使儀器儀表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能,如專家控制系統(expert control system;ECS)、模塊邏輯控制器(FLC—Fuzzy Logic controller)等都成為智能工廠相關技術的關注焦點。

二是控制系統網路化(云端智能工廠)。隨著智能工廠制造流程連接的嵌入式設備越來越多,通過云端架構部署控制系統,無疑已是當今最重要的趨勢之一。在工業自動化領域,隨著應用和服務向云端運算轉移,資料和運算位置的主要模式都已經被改變了,由此也給嵌入式設備領域帶來顛覆性變革。如隨著嵌入式產品和許多工業自動化領域的典型IT元件,如制造執行系統;(MEs)以及生產計劃系統(PPS)的智慧化,以及連線程度日漸提高,云端運算將可提供更完整的系統和服務。一旦完成連線,體系結構、控制方法以及人機協作方法等制造規則,都會因為控制系統網路化而產生變化。此外.由于影像、語音信號等大數據高速率傳輸對網路頻寬的要求,對控制系統網路化,更構成嚴厲的挑戰,而且網路上傳遞的資訊非常多樣化,哪些資料應該先傳(如設備故障訊息),哪些資料可以晚點傳(如電子郵件),都要靠控制系統的智慧能力,進行適當的判斷才能得以實現。

三是工業通信無線化。工業無線網絡技術是物聯網技術領域最活躍的主流發展方向,是影響未來制造業發展的革命性技術,其通過支持設備間的交互與物聯,提供低成本、高可靠、高靈活的新一代泛在制造信息系統和環境。隨著無線技術日益普及,各家供應商正在提供一系列軟硬體技術,協助在產品中增加通信功能。這些技術支援的通信標準包括藍牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。然而,由于工廠需求不像消費市場一樣的標準化,必須因應生產需求,有更多彈性的選擇,最熱門的技術未必是最好的通信標準和客戶需要的技術。

智能生產:制造業的未來

能生產(Intelligent Manufacturing.IM),也稱智能制造,是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,它在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事,去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴展到柔性化、智能化和高度集成化。與傳統的制造相比,智能生產具有自組織和超柔性、自律能力、學習能力和自維護能力、人機一體化、虛擬實現等特征。

“智能制造”需要硬件,軟件以及咨詢系統的整合。那些具有“智慧制造”屬性的生產線,不僅擁有著為數眾多的控制器、傳感器,而且通過有線或無線傳感網架構進行串聯,將數據傳輸給上層的制造執行管理系統MES,結合物聯網的系統架構,從而讓制造業提升到一個新的階段。制造主要是服務于產品的生產,現在隨著客戶個性化需求越來越多,產品生產也逐漸呈現出少量多樣等新特征,這就迫使制造廠商要提升生產線的速度與靈活性,對于市場前端的變化需要能夠快速調整。例如當前一些汽車廠就可以讓客戶在線指定汽車的顏色,快速調整生產線,快速交付產品。智能制造就是要為使用者帶來更多的便利。

近年來,由人工智能技術、機器人技術和數字化制造技術等相結合的智能制造技術,正引領新一輪的制造業變革。智能制造技術開始貫穿于設計、生產、管理和服務等制造業的各個環節,智能制造技術的產業化及廣泛應用正催生智能制造業。概括起來,當今世界制造業智能化發展呈現兩大趨勢。

一是以3D打印為代表的“數字化”制造技術嶄露頭角。“數字化”制造以計算機設計方案為藍本,以特制粉末或液態金屬等先進材料為原料,以“3D打印機”為工具,通過在產品層級中添加材料直接把所需產品精確打印出來。這一技術有可能改變未來的產品的設計、銷售和交付用戶的方式,使大規模定制和簡單的設計成為可能,使制造業實現隨時、隨地、按不同需要進行生產,并徹底改變自“福特時代”以來的傳統制造業形態。3D打印技術開創了一個全新的偏平式、合作性的全球手工業市場,而不是傳統意義上的層級式、自上而下的企業結構。一個由數百萬人組成的分散式網絡代替了從批發到零售商在內的所有中間人,并且消除了傳統供應鏈中每一個階段性的交易成本。這種“添加式生產”能夠大幅降低耐用品的生產成本,從而使數以萬計的小型生產商對傳統上處于中心位置的大型生產者提出挑戰。不過新的生產方式已經發生了重大改變,傳統的生產制造業將面臨一次長時間的“洗牌”。有預測指出,未來模具制造行業、機床行業、玩具行業、輕工產品行業或許都可能被淘汰出局,而取代他們的就是3D打印機。當然,這需要一個過程,主要是人們適應和接受新事物的過程與產業自身完善成長的過程。不過10年、20年是分水嶺,一般新技術會變得非常成熟起來,并被廣泛應用。

二是智能制造技術創新及應用貫穿制造業全過程。先進制造技術的加速融合使得制造業的設計、生產、管理、服務各個環節日趨智能化,智能制造正引領新一輪的制造業革命,主要體現在以下四個方面。

(1)建模與仿真使產品設計日趨智能化。建模與仿真廣泛應用于產品設計、生產及供應鏈管理的整個產品生命周期。建模與防真通過減少測試和建模支出降低風險,通過簡化設計部門和制造部門之間的切換來壓縮新產品進入市場的時間。

(2)以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛。近年來,工業機器人應用領域不斷拓寬,種類更加繁多,功能越來越強,自動化和智能化水平顯著提高。汽車、電子電器、工程機械等行業已大量使用工業機器人自動化生產線,工業機器人自動化生產線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發展方向。業內通常將工業機器人分為日系和歐系。日系的主要代表有安川、OTC、松下、FANUc、不二越、川崎等公司;歐系主要有德國KUKA、CLOOS,瑞典ABB,意大利COMAU,奧地利IGM公司等。工業機器人在制造業的應用范圍越來越廣泛,其標準化、模塊化、網絡化和智能化程度越來越高,功能也越發強大,正朝著成套技術和裝備的方向發展。國際機器人聯合會主席榊原伸表示,過去4~5年間,世界機器人行業得到了長足的發展,行業平均增長率為8%~9%。據聯合會統計,近年來世界工業機器人行業的年總產值約250億美元。

(3)全球供應鏈管理創新加速。通過使用企業資源規劃軟件和無線電頻率識別技術(RFID)等信息技術,使得全球范圍的供應鏈管理更具效率,縮短了滿足客戶訂單的時間,提升了生產效率。

(4)智能服務業模式加速形成。先進制造企業通過嵌入式軟件,無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業模式,制造業與服務業兩個部門之間的界限日益模糊,融合越來越深入。消費者正在要求獲得產品“體驗”,而非僅僅是一個產品,服務供應商如亞馬遜公司已進入了制造業領域。

制造企業如何適應“工業4.0”時代

通向工業4.0的路將會是一段革命性的進展?,F有的基礎科技和經驗將不得不為了適應制造工業中的特殊設備而進行改變和革新,而且對于新地域和新市場的創新解決方案將不得不重新探索。為此,企業需要對以下8個領域進一步改進。

標準化和參考架構

工業4.0將會涉及網絡技術的設計并通過價值網絡集成幾家不同的公司。如果一攬子共同標準得以實現,這種合作伙伴關系將成為可能,而且需要一個參照架構來為這些標準提供描述并促進標準的實現。

復雜系統的管理

制造系統正在日益變得復雜,適當的計劃、描述和說明模型可以為這些復雜系統提供管理基礎。工程師們應該為了發展這些模型而進行更多的方法創新和工具應用。

一套綜合的工業基礎寬帶設施

毋庸置疑,綜合并高質量的通訊同絡是工業4.0的關鍵要求。無論是在德國國內,還是在德國與其他合作國家之間,寬帶網絡基礎設施也因此需要進一步的、大規律的拓展。

安全和安保

安全和安保是智能制造系統成功的關鍵。保障設備和產品自身不會引起使用者的危險,也不會對環境造成污染十分重要。同時,設備和產品中包含的信息特別需要被保護,以防止這些信息被濫用或者在未被授權的情況下使用。這將對安全和安保的架構和特殊識別碼的集成調用產生更高的要求,同時相關的培訓和職業生涯的持續發展規劃也要得到加強。

工作的組織和設計

在智慧工廠里,雇員的角色將會發生引人注目的改變。越來越多的實時導向性控制將會讓工作內容、工作流程和工作環境發生轉變。針對組織工作的社會科技的實現將會給工人提供承擔重大責任和加強個人發展的機會。當上述內容成為現實,進行合作的工作設計和職業生涯的學習途徑對于啟動參照模型課題將變尤為必要。

培訓和持續性的職業發展

工業4.0將從根本上改變工人們的工作和職業訴求。實施適合的培訓策略并用培養學習的方式組織工作也因此而變得非常必要,可以借此實現“活到老學到老”和基于工作地點的廣泛的個人發展。為了達成這項目標,模型課題和“最好的實用網絡”應該被進一步開發和提升,立體學習技術也應該投入研究。

規章制度

在工業4.0下建立新的制造流程和水平的商業網絡架構時必須遵守法律,而已存在的立法也同樣需要在必要時考慮創新對法律帶來的影響。面臨的挑戰包括合作信息的保護、責任議題、管理私人信息和貿易限制等。這將不僅對立法,也對其他代表商務行為的活動提出了要求——制度將作為一個涵蓋面廣泛的適用工具而存在,其中的內容條款包括指導方針、標準合同和公司集體協議,或者如審計類型的自律行為。

綠色智能制造技術范文5

天津把供給側結構性改革作為主線,牢固樹立創新、協調、綠色、開放、共享發展理念,打好去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板五大攻堅戰,不斷提高供給側的質量和效益,促進制造業轉型升級、提質增效。

一是向創新驅動轉型。出實招,大力發展科技型中小企業。為解決中小微企業融資難問題,設立60億元的貸款風險補償資金,補貼標準由去年的50%提高到70%;推動制造業企業加快裝備改造升級,市政府籌集資金30億元,通過融資租賃方式支持千家中小企業加快裝備升級改造,拉動投資600億元;實施科技型小巨人升級版行動計劃,每年投入50億元,到2020年,科技型中小企業達到10萬家,小巨人企業5000家。通過這一系列扶持計劃,天津涌現了一批創新型企業和產品,如飛鴿自行車從傳統自行車升級為智能自行車,價格翻了10倍,一次訂單40萬輛;海鷗手表增加了北斗導航等新功能,成為智能終端,價格提高了2―3倍,借助科技使“老樹發新芽”。

二是向高端制造轉型。這些年,天津按照高端高質高新的要求,培育了一批中高端產品,如大火箭、空間站、高性能服務器、高檔數控機床、高速離心機、高速機車、大型子午線輪胎裝備等,形成了一定的產業優勢。但是一些核心零部件、關鍵技術和基礎材料還受制于人,系統總成技術還比較落后?!笆濉逼陂g,要按照建設全國先進制造研發基地定位的要求,著力培育航空航天、集成電路、高性能服務器、海洋工程、特高壓輸變電、大型工程機械、高速軌道交通、高檔數控機床、自動變速器10個國內領先的高端裝備。

三是向智能制造轉型。天津把智能制造作為制造業轉型升級的主攻方向,通過信息化與工業化的深度融合,在云計算、物聯網、大數據方面開展試點示范。天河一號濱海工業云被國家列為“工業云創新示范工程”,4家企業成為國家級兩化深度融合示范企業。如,天津長榮印刷面對傳統業務增速趨緩的局面,推進智能化改造,開發了“云印刷”技術,實現了個性化的定制,利潤大幅提升?!笆濉逼陂g,要全面貫徹落實“中國制造+互聯網”的要求,打造5個智能工廠和100家數字化車間,實現個性化定制、柔性化生產、人性化服務,全面提升供給側的質量和效率。

綠色智能制造技術范文6

【關鍵詞】機械制造;自動化技術

一、21世紀制造業的發展趨勢

21世紀的制造業將進一步面臨市場的分割、融合、變遷和深化等等變化,技術的發展和更新將日新月異,目不暇接。我國制造業面臨挑戰的嚴峻性,不僅僅在于我們與發達國家的差距,更嚴重的是我們對這些發展趨勢還沒有引起足夠的重視和采取有力的措施。我國的機械制造業中自動化裝備水平依然較低,自動化設備依然較少,在種類、水平、質量、效率等多個方面存在較大的提升空間。而這些應用與制造業的發展息息相關。而機械自動化技術水準的高低,對于機械制造業的發展前景,乃至于整個國民經濟各部門的技術進步都產生巨大而深遠的影響。

二、機械自動化與機械制造業的關系

機械自動化與機器制造業有著千絲萬縷的聯系。機械制造業依賴機械自動化的技術支持,機械自動化只有借助機械制造業才能將自身價值得以發揮,并且機械制造業整個行業的發展都依托機械自動化的技術進步。現在,機械類產品更新換代迅速,因而機械自動化在制造業中的地位日益變得不容小覷。此外,計算機等高新技術日新月異,只有提高機械制造業的生產效率,才能更好地促進經濟的發展,提高人們的物質精神生活水平。我國的自動化也是沒有充分開展起來。發達國家的機械自動化理念——計算機技術一體化操控,是我們目前無法達到的范疇,高度的自動化使我們一直追尋的夢想。實現這個夢想,需要我們不斷加強自身技術,進一步加大人才培養力度,學習和掌握相關原理和方法,使機械自動化水平在人才的支撐下得到提升。

三、機械自動化技術在機械制造業中的應用

(1)集成化。集成化(CIMS)就是運用計算機操作與應用系統,達到繼承多種技術與信息的目的。一般來講,它可以分為管理分系統、工程技術信息分系統、質量信息分系統與制造自動化分系統。這一技術融合了計算機技術與機械自動化的優勢,并不斷汲取相關領域的精華。集成化是經濟全球化的必然趨勢,是全球競爭的產物。我國也在這一領域內開展了較為深入的研究,并且在眾多集成應用中有著具體的體現與應用。(2)智能化。機械制造業牽涉多個領域,已不再是以前單一的生產加工制造,技術含量也日益增高。從數控技術中已經能看到機械智能化的雛形,現在智能化正在不斷完善,使自身更具有人性化的功能,比如檢測和預防之后采取一定措施處理,由人類專家與智能機械組合而成的人機一體化智能系統。上述這些智能化的系統能夠靈活應對來自外界的變化,而且可以自動調整環境變化帶來的差異。其宗旨就是快速適應外界環境,隨時保持最好的狀態,像人一樣應對各種問題。(3)敏捷化。敏捷制造的基礎是企業的競爭力和信譽度。其核心思想是:要提高企業對市場變化的快速反應能力,滿足顧客的要求。除了充分利用企業內部資源外,還可以充分利用其他企業乃至社會的資源來組織生產。因而,敏捷制造比起其它制造方式具有更靈敏、更快捷的反應能力。要擁有快速應變能力,關鍵技術是成功建立虛擬企業,建立的核心就是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。(4)綠色化。工業化的推進日益改變著人們的日常生活。一方面,物質生活的豐富帶來精神上的愉悅。另一方面,自然資源銳減,物種瀕臨滅絕,生態破壞,環境污染。在這種背景下保護自然資源的綠色產品概念應運而生。綠色產品是大勢所趨。因為綠色產品在設計、制造、使用和消亡的過程中,不污染環境,不危害人類健康,資源利用率極高。因此,設計出生產綠色產品的機械自動化設備,具有深遠的意義和遠大的發展前途。自動化產品的綠色化指的是使用時不危害環境,而且報廢后還可以循環使用。

綜上所述,在競爭全球化的今天,國民經濟的高速發展,機械自動化技術已經逐步滲透到了多個部門的應用當中,并有力地帶動了技術創新和經濟發展。機械制造業已經逐步向集成化、智能化、敏捷化、綠色化的方向發展,這就是市場的需要,我們要做的是降低產品成本、提高產品質量、縮短生產周期、提升服務質量的目的,真正實現高質量、高效益的機械自動化,使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

參 考 文 獻

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