欒占威

摘 要：隨著我國科學技術的發(fā)展，智能制造逐漸受到人們的關注。將其應用在各個行業(yè)的實際生產(chǎn)中不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還能降低企業(yè)人工投入成本。本文重點分析了智能制造包括哪些關鍵技術，以及如何在生產(chǎn)中實現(xiàn)這些關鍵技術，從而促進我國智能制造技術的快速發(fā)展。

關鍵詞：智能制造；關鍵技術；實現(xiàn)

中圖分類號：TG305 文獻標識碼：A

智能制造是一種集自動化、智能化、網(wǎng)絡化于一體的制造模式。因其具有高效、經(jīng)濟的特定被廣泛應用在產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)中。尤其是智能制造還能夠優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)流程，實現(xiàn)能源可持續(xù)利用。相比于傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)模式，智能制造從根本上了改變了產(chǎn)品研發(fā)、制造、銷售的流程，這對于企業(yè)的長久發(fā)展非常重要。

一、智能制造概述

智能制造系統(tǒng)是一種人機一體化的智能系統(tǒng)，在實際的產(chǎn)品制造過程中，不僅能夠代替人類進行分析、判斷、決策，還能實現(xiàn)自動化向智能化、集成化、柔性化的擴展。從“十二五”提出推廣智能制造技術到目前為止，智能制造已經(jīng)廣泛受到各界人士的關注，且已經(jīng)被應用在制造各個行業(yè)中。如石油石化智能成套設備、冶金智能成套設備、自動化物流成套設備、智能化食品制造生產(chǎn)線等。這些智能系統(tǒng)都是建立在智能制造基礎之上的。由此可見，智能制造將會成為產(chǎn)品生產(chǎn)技術發(fā)展的主流趨勢。

二、智能制造中的關鍵技術及實現(xiàn)途徑

1.射頻識別技術

射頻識別技術又稱RFID，是一種能夠識別無線電信號，讀寫數(shù)據(jù)信息的無線通信技術。顯然，射頻識別技術是不需要接觸系統(tǒng)和識別目標的。一般射頻包括超高頻、高頻、低頻3個頻率段，其讀寫方式包括固定和移動兩種方式?；跓o線通信技術，在使用射頻識別技術時只需要將小型的無線微型設備放置在物體表面，并利用讀寫和識別技術，就可以實現(xiàn)目標數(shù)據(jù)信息的收集、記錄。

射頻識別技術被廣泛應用在消費應用、制造、安全訪問控制等各個行業(yè)之中。如將其應用在供應鏈管理中，能夠通過自動化數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)傳輸，減少錯誤發(fā)貨、物品丟失等問題，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)遠程產(chǎn)品維護。例如在藥品冷鏈物流中應用RFID電子標簽技術能夠進行全程連續(xù)的溫度追蹤，從而實現(xiàn)可靠的溫度管理。當冷鏈箱被貼上RFID電子標簽之后，RFID電子標簽就會自動記錄有關冷鏈箱的所有數(shù)據(jù)信息包括實時溫度信息。而且在一批冷鏈周轉(zhuǎn)箱出庫時，讀寫器能一次性讀取到該批次各冷鏈保溫箱內(nèi)的所有RFID溫度標簽的信息。這使冷鏈周轉(zhuǎn)箱出入庫的信息錄入實現(xiàn)了自動化，縮短時間的同時也確保了出入庫信息的準確性。當貨物量很大時，出入庫自動讀取信息能夠解決物流操作環(huán)節(jié)的瓶頸問題。

2.實時定位技術

在實際的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，企業(yè)要對所有的產(chǎn)品、原材料、設備等進行實時跟蹤管理。但是又無法應用人工手段。因而需要建立相應的實時定位系統(tǒng)。而智能制造中的無線射頻技術就能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標。一般情況是，實時定位系統(tǒng)會有信號接收器和發(fā)射器等設備組成。

目前實時定位系統(tǒng)還會利用光學、聲學技術實現(xiàn)信號定位，如超聲、紅外、超寬帶等。不同定位技術的頻率、帶寬、穿透性、抗干擾能力都有所不同。如清華同方RFID資源管理跟蹤系統(tǒng)通過使用RFID標簽、讀寫器和軟件來對企業(yè)資源進行監(jiān)測，幫助其提高效益及投資回報率。該系統(tǒng)主要由閱讀器和電子標簽（RFID）組成，用于完成免打擾的信息采集和識別。軟件系統(tǒng)包括應用軟件和接口引擎兩部分組成，用于完成信息采集、數(shù)據(jù)加工、位置信息時時顯示等功能，從而實現(xiàn)管理人員能實時地監(jiān)測到整個企業(yè)資源的狀態(tài)，包括人員位置、各種設備使用情況，兼顧安全出入管理。這樣方便管理人員對相關重要資源進行調(diào)整和分配。

3.無線傳感系統(tǒng)

無線傳感系統(tǒng)能夠幫助企業(yè)更好地控制生產(chǎn)流程和物流。無線傳感系統(tǒng)主要由計算定位、感應、信息傳遞3個部分組成。另外，無線傳感系統(tǒng)還能夠?qū)囟?、聲音等不用的物體做出反應。

無線傳感系統(tǒng)的核心技術是無線數(shù)據(jù)庫技術，具有信息傳遞、查詢、跳躍路由協(xié)議等功能。而且無線傳感系統(tǒng)是一種全新的信息獲取和處理技術，被廣泛應用各個行業(yè)中，如工業(yè)環(huán)境監(jiān)測、智能電網(wǎng)等行業(yè)中。尤其是將其應用在工業(yè)生產(chǎn)中，不僅能夠有助于工業(yè)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，還能夠提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。如可以實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的檢測、實時生產(chǎn)參數(shù)的采集、材料消耗狀況的檢測。

4.信息物理融合網(wǎng)絡

信息物理融合網(wǎng)絡也可稱為CPS。CPS包含環(huán)境感知、嵌入式計算、網(wǎng)絡通信等多種系統(tǒng)工程，主要應用于智能系統(tǒng)上，如物聯(lián)傳感。CPS的應用徹底改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)理念。另外，CPS還是工業(yè)4.0發(fā)展的核心內(nèi)容，能夠助力于智能車間、工廠的構建。

簡單的說CPS就是互聯(lián)網(wǎng)+制造的智能化系統(tǒng)。在新的工業(yè)革命中，CPS將會成為實現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的關鍵技術。CPS應用在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品、設備數(shù)據(jù)信息與企業(yè)信息系統(tǒng)的融合，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送到云計算中心。準確的說是產(chǎn)品生產(chǎn)線中的傳感器會及時收集生產(chǎn)信息，然后通過無線通信這些數(shù)據(jù)就會傳送至數(shù)據(jù)處理中心。相比于傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)模式，管理人員能夠迅速獲知產(chǎn)品出了什么故障，哪里需要配件，從而實現(xiàn)真正的生產(chǎn)智能化管理。另外，CPS還能夠把幫助企業(yè)進行消費者數(shù)據(jù)和企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的分析，經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘、設備調(diào)整等工作流程之后就能夠生產(chǎn)出具有個性化的產(chǎn)品?？偟膩碚f，CPS是智能制造中的關鍵技術，同時也是現(xiàn)代工業(yè)革命發(fā)展的重點技術。

結(jié)語

綜上所述，隨著我國智能制造的發(fā)展，射頻識別技術、實時定位、無線傳感等關鍵技術越來越受到人們的關注。相比于西方發(fā)達國家，我國智能制造技術仍然不夠完善，因而企業(yè)和科研機構應該正確看待智能制造的關鍵技術，并在不斷地實踐、探索中，完善關鍵技術的應用方式和方法。

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