朱念恩

摘 要：現(xiàn)代企業(yè)對(duì)制造的要求使得數(shù)字化技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，在這些技術(shù)中，如何讓自然人與數(shù)字化設(shè)備有機(jī)的結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是一個(gè)難題。本文分析了數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)，提出一套將數(shù)字化技術(shù)與自然人結(jié)合的制造模式，充分發(fā)揮了兩者的長(zhǎng)處，達(dá)到了理想的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；人機(jī)協(xié)同；加工；制造；通信

一、數(shù)字化技術(shù)與自然人結(jié)合

數(shù)字化技術(shù)與自然人在車間生產(chǎn)中各有特點(diǎn)。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)囬g內(nèi)的控制信息、設(shè)備信息、庫(kù)存信息等進(jìn)行管理和控制，但是缺乏靈活性，而人卻能夠隨機(jī)應(yīng)變。將數(shù)字化技術(shù)控制的各種設(shè)備和數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳到自然人的數(shù)字化設(shè)備，自然人通過(guò)數(shù)字化設(shè)備能夠全面的掌握車間的運(yùn)行狀態(tài)。

二、數(shù)字化人的特點(diǎn)

因?yàn)閿?shù)字化設(shè)備與自然人結(jié)合后，人成為車間內(nèi)的移動(dòng)控制者，他能夠不斷地來(lái)回移動(dòng)，對(duì)正在運(yùn)行的設(shè)備狀況進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品加工工藝進(jìn)行調(diào)整。車間內(nèi)采用的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，使得人的這種移動(dòng)控制成為可能。軟件上車間各種信息應(yīng)能快速反映到數(shù)字設(shè)備上，并按照人的操作發(fā)出指令，控制設(shè)備。

數(shù)字設(shè)備功能多，體積小，因此集成是必然的選擇。硬件上要集成多種芯片，包括WIFI、藍(lán)牙等通信芯片，還包括存儲(chǔ)器、處理器、其他模塊和各種接口、電池、顯示器等。軟件上要與上層工作站通信，發(fā)送各種信息，與設(shè)備通信，這么多功能都要集成在一款軟件之內(nèi)，占用資源要小，功能要齊全。

人在車間內(nèi)要能夠監(jiān)控所有運(yùn)行設(shè)備，但現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)加工設(shè)備往往五花八門，因此兼容性是非常重要的，也是非常難以實(shí)現(xiàn)的。其原因第一個(gè)是不同廠家的設(shè)備運(yùn)行模式不同，要想兼容就要研究所有的通信協(xié)議，然后才能通信，從而獲取設(shè)備的信息并進(jìn)一步控制設(shè)備，單就這一步已經(jīng)極為困難；第二個(gè)，不同時(shí)期的設(shè)備控制方式是變化的，新的設(shè)備容易通信，舊的設(shè)備通信難度大。

另一個(gè)問(wèn)題是操作問(wèn)題，大量的各種設(shè)備，操作方式不同而且操作復(fù)雜，加之各種信息，使得實(shí)際上的操作任務(wù)是很繁重的，如果人機(jī)界面操作不簡(jiǎn)易，那么很難完成所有任務(wù)。因此人機(jī)界面的易操作性非常重要，好的人機(jī)界面會(huì)給操作帶來(lái)便捷，從而提升工作效率。

三、以數(shù)字化設(shè)備為主導(dǎo)的人機(jī)協(xié)同制造

1.運(yùn)行模式

數(shù)字化設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)囬g進(jìn)行監(jiān)控，但人腦的決策和判斷同樣重要而且無(wú)法為數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。人不再是具體的操作加工設(shè)備，而是根據(jù)設(shè)備狀況，對(duì)工藝、物流等進(jìn)行安排和調(diào)整。數(shù)字化設(shè)備與人的結(jié)合，對(duì)設(shè)備之間的組合、加工工藝的規(guī)劃、數(shù)控加工程序、刀具工具的使用做出具體安排，并實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.以數(shù)字化設(shè)備人機(jī)協(xié)同制造的特點(diǎn)

傳統(tǒng)加工制造，所有的任務(wù)、工藝、操作都由管理層設(shè)定，下達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，這個(gè)過(guò)程中，最上層是辦公室里負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和工藝的管理層，下面設(shè)備層只是命令的執(zhí)行者，這是絕大部分的數(shù)字化制造中都采用的模式。

在新的加工制造模式中，上面的被顛覆，由于數(shù)字化設(shè)備連接了管理層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，因此設(shè)備層的操作人員同樣是車間的管理者，并且由于操作人員更接近生產(chǎn)設(shè)備，可以直接觀察生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀況，因此對(duì)于車間的直接控制其效果還要優(yōu)于上面的管理層。

傳統(tǒng)車間，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員一般在技術(shù)部門，而現(xiàn)場(chǎng)的操作人員則完全按照計(jì)劃完成加工任務(wù)，這使得加工中如果出現(xiàn)問(wèn)題就無(wú)法及時(shí)的修補(bǔ)，帶來(lái)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上的損失。新的加工模式很好地解決了以上問(wèn)題，生產(chǎn)工藝的制定者是身處生產(chǎn)第一線的操作數(shù)字化設(shè)備的人員，這樣的工作人員通過(guò)對(duì)數(shù)字化設(shè)備監(jiān)控車間，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)處理，消除了設(shè)計(jì)人員和操作人員間的距離，減少了處理問(wèn)題的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)字化設(shè)備與人的結(jié)合，最大限度地彌補(bǔ)了數(shù)字化設(shè)備和自然人各自的缺點(diǎn)，發(fā)揮了二者的長(zhǎng)處和優(yōu)點(diǎn)，最大限度的使得通信技術(shù)和人的判斷得以結(jié)合，為新一代的生產(chǎn)制造模式提供了良好的平臺(tái)，是新型制造技術(shù)發(fā)展的重要方向，一部分已經(jīng)為現(xiàn)代企業(yè)所采用，其余的也必將成為制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的潮流之一。

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（作者單位：臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電與模具工程學(xué)院）endprint