盛振湘

智能制造作為“新制造”的一種發(fā)展方向[1]，在制造業(yè)引來(lái)了越來(lái)越多的爭(zhēng)議，有人反對(duì)，有人懷疑，有人觀望，有人贊同。隨著規(guī)?；圃鞄?lái)的物資豐富和產(chǎn)能過(guò)剩，借助互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的推動(dòng)，引發(fā)了人們對(duì)多樣化按需定制愿望的追求，制造不能再只按制造商自己的方便有什么賣什么了，而是要按用戶的需求去生產(chǎn)產(chǎn)品，智能制造對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的沖擊已經(jīng)來(lái)臨。林業(yè)和林業(yè)裝備企業(yè)如何適應(yīng)“新制造”的發(fā)展、林業(yè)生產(chǎn)及裝備智能制造的路徑與突破口在哪？這些問(wèn)題已經(jīng)擺在了我們的面前，需要我們面對(duì)和探索。

1 智能制造的路徑思考

1.1 智能生產(chǎn)與智能產(chǎn)品

智能制造具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是智能生產(chǎn)，主要通過(guò)構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布主生產(chǎn)設(shè)施，或開(kāi)展流程化與生產(chǎn)線方式作業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化；二是智能產(chǎn)品，主要通過(guò)嵌入感知元器件與裝置和集聚信息化技術(shù)，使產(chǎn)品具備智能化功能。林業(yè)生產(chǎn)中的家具制造和人造板制造以及制材生產(chǎn)屬于生產(chǎn)線制造產(chǎn)品范疇，智能化的發(fā)展方向是智能生產(chǎn)；而營(yíng)林和采伐裝備制造，目前是單機(jī)少批量生產(chǎn)開(kāi)發(fā)多功能單元設(shè)備，需要生產(chǎn)出具備智慧功能的智能產(chǎn)品，以滿足其智能化應(yīng)用的需求。另外，將來(lái)的智能化家具將是我們追求的智能產(chǎn)品，它的生產(chǎn)過(guò)程還要具備智能生產(chǎn)功能。

1.2 智能制造的三個(gè)集成

智能制造在具體實(shí)施中包括三個(gè)方面的集成：橫向、縱向和首尾相連集成應(yīng)用。所謂的橫向集成，就是公司各個(gè)部門之間和各分廠之間，大到行業(yè)之間的信息都要關(guān)聯(lián)互通，構(gòu)成信息網(wǎng)絡(luò)；所謂的縱向集成，就是從領(lǐng)導(dǎo)層一直到生產(chǎn)層都必須建立信息化的管理環(huán)境（如圖1），形成信息間的無(wú)縫貫通[2]；而首尾相連集成就是從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)到用戶的使用形成一個(gè)產(chǎn)品生命全周期管理的完整有機(jī)的信息系統(tǒng)。三個(gè)集成首先要開(kāi)展縱向集成，只有建立好縱向集成后，生產(chǎn)過(guò)程才具備智能化的基礎(chǔ)。所以，智能生產(chǎn)一般從建立縱向集成開(kāi)始。

圖1 智能控制縱向集成管理系統(tǒng)Fig.1 Intelligent control vertical integrated management system

1.3 智能生產(chǎn)的三種模式[3]

由于產(chǎn)品制造工藝過(guò)程的差異，生產(chǎn)過(guò)程形成了三種類型制造方式：離散型制造、流程型制造和規(guī)模化制造，三種模式在智能生產(chǎn)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容均有所不同。

對(duì)于離散型制造而言，產(chǎn)品往往由多個(gè)零部件經(jīng)過(guò)一系列不連續(xù)的工序加工組織裝配完成，其生產(chǎn)過(guò)程包含著很多變化和不確定因素，在一定程度上增加了離散型制造的生產(chǎn)組織難度和配套復(fù)雜性。企業(yè)常常按照主要的加工工藝過(guò)程安排生產(chǎn)設(shè)備的位置，以使物料的傳輸距離最小。離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線和設(shè)備的使用需快捷靈活。因此，離散型制造企業(yè)要更加重視提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造能力，其智能生產(chǎn)建設(shè)的重點(diǎn)是加工單元設(shè)備智能化和物料配送智能化。對(duì)林業(yè)行業(yè)而言，營(yíng)林和采伐裝備和人造板及家具設(shè)備的制造等均屬于離散型制造。

流程型制造的特點(diǎn)是生產(chǎn)線式物料輸送，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，流程要求規(guī)范，工藝過(guò)程適應(yīng)性好，產(chǎn)品生產(chǎn)和原料傳遞通暢。對(duì)于流程制造業(yè)而言，由于原材料在整個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中進(jìn)行的是物理化學(xué)過(guò)程，工藝參數(shù)需進(jìn)行菜單化管理，而工序的連續(xù)性使得各工序間形成影響，即如果第一道工序的原料加工不符合工藝要求，就會(huì)影響第二道工序的質(zhì)量。因此，流程型制造業(yè)智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程的智能控制，即智能感知生產(chǎn)條件變化，自主決策系統(tǒng)控制指令，自動(dòng)控制設(shè)備，在出現(xiàn)異常工況時(shí)，即時(shí)預(yù)測(cè)和進(jìn)行自愈控制，排除異常、實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)化運(yùn)行；在此基礎(chǔ)上，智能感知物料流、能源流和信息流的狀況，自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)決策。對(duì)林業(yè)行業(yè)而言，人造板生產(chǎn)的刨花板與纖維板生產(chǎn)線等均屬于流程型制造。

規(guī)?；圃斓闹攸c(diǎn)在于充分滿足消費(fèi)者多元化需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)格組合化生產(chǎn)，側(cè)重通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開(kāi)展大規(guī)模個(gè)性定制模式制造。因此其智能制造建設(shè)模式為：推進(jìn)個(gè)性化定制生產(chǎn)，引入柔性化理念的生產(chǎn)線，搭建互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，促進(jìn)企業(yè)與用戶深度交互、廣泛征集需求，基于需求數(shù)據(jù)建模，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)；通過(guò)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化虛擬設(shè)計(jì)，打通設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)數(shù)據(jù)鏈，采用虛擬仿真技術(shù)展現(xiàn)用戶體驗(yàn)與需求。未來(lái)的發(fā)展方向是推進(jìn)制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化，變革傳統(tǒng)垂直組織模式，以扁平化、虛擬化新型制造平臺(tái)為紐帶集聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，發(fā)展遠(yuǎn)程定制、異地設(shè)計(jì)、當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造新模式。對(duì)林業(yè)行業(yè)而言，板式家具生產(chǎn)屬于規(guī)模化制造，當(dāng)前的發(fā)展勢(shì)頭良好。

1.4 智能制造的九個(gè)層次

智能制造的發(fā)展進(jìn)程可分為九個(gè)層次（見(jiàn)圖2），它是傳統(tǒng)制造數(shù)字化與信息化技術(shù)不斷深度融合的過(guò)程，也是軟件系統(tǒng)重新定義世界的過(guò)程。第一步，首先要完成傳統(tǒng)制造業(yè)零部件生產(chǎn)和工藝過(guò)程的模塊化（包括標(biāo)準(zhǔn)化和系列化），這是智能制造的基礎(chǔ)，現(xiàn)在一般討論智能制造，都往往忽略這一至關(guān)重要的一層；在完成模塊化以后，要進(jìn)行制造的數(shù)字化和信息化提升，也就是通常說(shuō)的“兩化融合”，還要在數(shù)字化與信息化之間對(duì)接形成無(wú)縫關(guān)聯(lián)，變成網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)以后，才能完成智能制造的基礎(chǔ)建設(shè)。因此，不能在落后的工業(yè)基礎(chǔ)上搞自動(dòng)化，不能在落后的管理基礎(chǔ)上搞信息化，不能在沒(méi)有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上搞智能制造。真正的智能制造是在廣域的互聯(lián)網(wǎng)+平臺(tái)開(kāi)發(fā)建設(shè)好以后，才能開(kāi)展設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)全方位、全流程的智能制造。智能制造的更高層次為：大數(shù)據(jù)云工廠、跨界擴(kuò)展及虛擬物理多元化。由此看出，智能制造任重道遠(yuǎn)，發(fā)展需要基礎(chǔ)和時(shí)間。

圖2 智能制造發(fā)展進(jìn)程的九個(gè)層次Fig.2 Nine levels of the intelligent manufacturing development process

但是，互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展使傳統(tǒng)企業(yè)利用信息不對(duì)稱而產(chǎn)生利潤(rùn)的機(jī)會(huì)越來(lái)越少，互聯(lián)網(wǎng)使用戶與用戶，用戶與廠商，可以低成本地實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，并讓每個(gè)用戶的個(gè)性需求被放大，人們?cè)絹?lái)越喜歡個(gè)性化的東西；另一方面互聯(lián)網(wǎng)還使制造業(yè)能夠低成本地了解每一個(gè)客戶的需求，可以一改以往采用一刀切，把需求性能組合到一起做成綜合產(chǎn)品的方式，而改為個(gè)性化批量生產(chǎn)產(chǎn)品；互聯(lián)網(wǎng)還使產(chǎn)品的信息傳輸更快，一款賺錢的好產(chǎn)品，在很短的時(shí)間內(nèi)，就能被別人改進(jìn)提升，以往一款產(chǎn)品賣30年的做法已經(jīng)不行了，產(chǎn)品的生命周期大大縮短了，產(chǎn)能過(guò)剩的壓力越來(lái)越大。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字與信息技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)線和產(chǎn)品制造過(guò)程，可以越來(lái)越方便采用精準(zhǔn)的檢測(cè)傳感器控制產(chǎn)品生產(chǎn)精度，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和自動(dòng)化水平；互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字與信息技術(shù)的應(yīng)用，使制造商制造的定制化“特殊”產(chǎn)品和服務(wù)延伸還能產(chǎn)生更多的利潤(rùn)。因此，逼迫著傳統(tǒng)制造業(yè)在做好產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，必須走快速、小批量、定制化的智能生產(chǎn)之路，逼迫著傳統(tǒng)制造業(yè)要盡快在原有基礎(chǔ)上，盡快提升數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化水平，找好找準(zhǔn)智能制造的突破口。

2 林業(yè)生產(chǎn)裝備智能制造的突破口探討

2.1 人造板生產(chǎn)線的數(shù)字、智能產(chǎn)品與系統(tǒng)的應(yīng)用

就林業(yè)生產(chǎn)裝備制造業(yè)而言，首先可以在具備自動(dòng)化基礎(chǔ)的裝備上，應(yīng)用和嵌入數(shù)字、智能產(chǎn)品和系統(tǒng)，提高生產(chǎn)裝備的智能化水平。下面筆者以人造板生產(chǎn)線設(shè)備為例，介紹一些數(shù)字智能新技術(shù)的應(yīng)用。

2.1.1 木片/木頭自動(dòng)量方收貨系統(tǒng)[4]

人造板生產(chǎn)的刨花板和纖維板生產(chǎn)線是具備了全流程連續(xù)生產(chǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，但在生產(chǎn)線的源頭木材原料進(jìn)料一直處于通過(guò)汽車地磅計(jì)量加折算的方式統(tǒng)計(jì)進(jìn)料量。常因木材含水率、腐朽木材、人為認(rèn)定等因素影響計(jì)量的準(zhǔn)確性；另外汽車地磅計(jì)量的統(tǒng)計(jì)還處于人工核算或簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)匯總狀態(tài)，不能關(guān)聯(lián)進(jìn)生產(chǎn)線信息系統(tǒng)，對(duì)人造板生產(chǎn)線的數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的提升形成了障礙。

已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用的木片/木頭自動(dòng)量方收貨系統(tǒng)，有效地解決了上述問(wèn)題。系統(tǒng)通過(guò)激光掃描儀對(duì)車輛兩邊及頂部進(jìn)行切片掃描，同時(shí)由行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)激光掃描儀從一端切片掃描到另一端，從而形成整個(gè)車輛的三維模型點(diǎn)云；通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件算法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行過(guò)濾處理，得到車輛“干凈”的三維模型；計(jì)算機(jī)再計(jì)算出投影體積，從而得出整車木材的實(shí)際體積。量方后進(jìn)入計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)報(bào)表系統(tǒng)再進(jìn)行體積匯總、統(tǒng)計(jì)和結(jié)算，并可與生產(chǎn)線的信息系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。

2.1.2 人造板砂光表面缺陷在線識(shí)別檢測(cè)新技術(shù)

人造板板面砂光后表面缺陷（主要是色差和壓痕、污斑）的高效檢測(cè)，一直是困擾管理者的一道難題，連續(xù)生產(chǎn)到檢板工序時(shí)，就變成了人工翻板分揀。一是需要大量的人工，質(zhì)量還受到人為因素的影響；二是要滿足高產(chǎn)量的生產(chǎn)線，需要很大面積的場(chǎng)地。

早期開(kāi)發(fā)的在線拍照成像對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)樣本識(shí)別技術(shù)，因計(jì)算機(jī)很難在色差和壓痕、污斑的像素和灰度值上準(zhǔn)確識(shí)別類似于人眼認(rèn)定的好壞標(biāo)準(zhǔn)。因此系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)整的尺度很難把握，不是將好板當(dāng)壞板處理，就是將壞板當(dāng)好板歸類。

新的識(shí)別技術(shù)采用投影二維干涉波進(jìn)行砂光板色差與粗糙度的評(píng)價(jià)。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，投影圖案發(fā)生器將二維莫爾條紋干涉波投影到移動(dòng)的砂光板上，全畫(huà)幅圖像采集系統(tǒng)采集板面圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)帶FPGA（Field－Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）功能的圖像采集卡快速將圖像預(yù)處理后，進(jìn)入圖像質(zhì)量分析系統(tǒng)進(jìn)行好壞識(shí)別，引導(dǎo)后續(xù)設(shè)備分離出不合格板。該技術(shù)的識(shí)別原理：兩維莫爾條紋的亮點(diǎn)是按正弦波的規(guī)律分布，采集板面莫爾條紋圖像后，經(jīng)計(jì)算機(jī)換算成三維圖形（見(jiàn)圖3），通過(guò)識(shí)別后得到兩個(gè)參數(shù)，一是正弦曲線的偏距k（見(jiàn)圖4），二是曲面的誤差分布帶δ（見(jiàn)圖5），這兩參數(shù)分別與表面色差和粗糙度相關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，參照人工認(rèn)定調(diào)整k值和δ值的大小范圍，量化砂光板好壞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)行表面質(zhì)量智能在線分選。

圖3 莫爾條紋三維圖形Fig.3 Moore striped 3D graphics

圖4 正弦曲線的偏距kFig.4 Sine curve offset k

圖5 曲面誤差分布帶δFig.5 The surface error distribution δ

2.1.3 人造板板垛自動(dòng)纏膜打包系統(tǒng)

以往的人造板板垛的覆膜打包一直是采用人工進(jìn)行，在砂光在線缺陷分揀和柔性鋸切堆垛的基礎(chǔ)上，進(jìn)行人造板板垛的自動(dòng)纏膜打包，通過(guò)這一完美的連接，將實(shí)現(xiàn)真正意義上的人造板生產(chǎn)線全自動(dòng)化運(yùn)行。人造板板垛自動(dòng)纏膜打包系統(tǒng)分為自動(dòng)纏繞和自動(dòng)捆扎兩部分，通過(guò)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)連成自動(dòng)生產(chǎn)線。板垛在運(yùn)送到纏繞系統(tǒng)工位后，通過(guò)帶機(jī)械手臂的自動(dòng)護(hù)角裝置將紙護(hù)角定位放置到各設(shè)定位置，護(hù)角被檢測(cè)到位后，纏繞機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，纏繞機(jī)的另一機(jī)械手臂開(kāi)始對(duì)板垛進(jìn)行多面纏繞，膜架的升、降和出膜速度變頻可調(diào)。完成的纏膜板垛包被依次送到自動(dòng)捆扎系統(tǒng)，捆扎機(jī)采用感應(yīng)傳感器確定捆扎位置，同時(shí)自動(dòng)氣缸將墊方精準(zhǔn)推送到捆扎位置，通過(guò)預(yù)先設(shè)定好打包程序，一一進(jìn)行多道捆扎打包，穿帶、拉緊、焊接全過(guò)程一步完成。

自動(dòng)纏膜打包系統(tǒng)提高了工廠的包裝及發(fā)貨效率，包裝扎實(shí)穩(wěn)定、平整美觀，能為企業(yè)節(jié)約大量的勞動(dòng)力成本及包裝材料成本。

2.2 連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線智能化升級(jí)

人造板連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線基本具備了智能制造縱向集成的第一、二層的現(xiàn)場(chǎng)層和控制層的軟硬件條件，是最接近智能生產(chǎn)的林業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)裝備。對(duì)連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行智能化升級(jí)，需要做的工作主要為：

1）選擇生產(chǎn)管理系統(tǒng)中與連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)相適應(yīng)功能模塊與已經(jīng)運(yùn)行的生產(chǎn)控制系統(tǒng)構(gòu)接成一個(gè)大系統(tǒng)，形成無(wú)縫關(guān)聯(lián)；

2）根據(jù)選用的生產(chǎn)管理系統(tǒng)相關(guān)功能模塊的要求，補(bǔ)充嵌入相關(guān)的第一、二層的應(yīng)用軟硬件，完善相關(guān)檢測(cè)、執(zhí)行功能；

3）由于連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)依據(jù)工藝菜單執(zhí)行生產(chǎn)，為確保生產(chǎn)過(guò)程的工藝參數(shù)不斷優(yōu)化，需在縱向集成的構(gòu)架系統(tǒng)中架接一個(gè)具備分析功能的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)能實(shí)現(xiàn)與管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)雙向互通，同時(shí)具備自學(xué)習(xí)、分析完善工藝參數(shù)的功能。圖6是連續(xù)壓機(jī)智能化提升的基本構(gòu)架流程圖[5]。

圖6 連續(xù)壓機(jī)智能化提升的基本構(gòu)架流程圖Fig.6 The flow chart of basic frame of continuous press intelligent promotion

為了簡(jiǎn)潔實(shí)用，遵循按用戶訂單組織生產(chǎn)原則，剛運(yùn)行的構(gòu)架可先選擇ERP（Enterprise Resource Planning，即企業(yè)資源計(jì)劃）和MES（Manufacturing Execution System，即制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)幾個(gè)基本實(shí)用的模塊實(shí)施；根據(jù)連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)特點(diǎn)，是以MES系統(tǒng)為主的管理控制模式，也可暫不構(gòu)架專門的ERP系統(tǒng)，而是將相關(guān)計(jì)劃管理模塊配置到MES系統(tǒng)中，只采用一個(gè)擴(kuò)大功能的MES系統(tǒng)與控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)開(kāi)展工作。

2.3 板式家具生產(chǎn)定制化開(kāi)發(fā)

板式家具的規(guī)?；a(chǎn)，由于只是在板材幅面大小及打孔位置的二維空間上展開(kāi)，使數(shù)據(jù)的運(yùn)算量大大減少，適合快速推進(jìn)智能化柔性生產(chǎn)的定制化制造。為此，林業(yè)行業(yè)的智能生產(chǎn)的第二個(gè)突破口是板式家具的定制化制造。

從智能制造縱向集成的角度來(lái)看，規(guī)模化定制生產(chǎn)，生產(chǎn)計(jì)劃、銷售管理、財(cái)務(wù)成本等功能應(yīng)用較多。只針對(duì)板面尺寸和打孔位置的生產(chǎn)排產(chǎn)、物料管理、生產(chǎn)監(jiān)控等功能可以簡(jiǎn)化。因此，板式家具定制化生產(chǎn)大都是基于ERP系統(tǒng)管理生產(chǎn)過(guò)程的模式運(yùn)行。

關(guān)于板式家具打孔位置的作業(yè)目前有兩種方式在實(shí)施：一種是以CNC數(shù)控鉆床點(diǎn)位編程設(shè)定打孔位置尺寸，特點(diǎn)是柔性化功能強(qiáng)大，適用各種幅面制品作業(yè)，但全自動(dòng)定位的設(shè)備投資大，控制程序也復(fù)雜；另一種是歸類制定幾種標(biāo)準(zhǔn)幅面范圍尺寸規(guī)格，采用32 mm模數(shù)的倍數(shù)的多排鉆，選擇幾檔定距的位置尺寸打孔，特點(diǎn)是需根據(jù)工廠實(shí)際生產(chǎn)家具幅面的狀況，歸類制定企業(yè)板面尺寸類型標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施生產(chǎn)，其適應(yīng)范圍受到限制，但多排定距鉆的投資低，控制程序簡(jiǎn)單。

2.4 林業(yè)智能化產(chǎn)品研制

多功能輪/鏈?zhǔn)搅帜韭?lián)合采育機(jī)是我國(guó)首次研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集伐木、打枝、造材、歸楞等多項(xiàng)采伐作業(yè)功能于一體的自行式林業(yè)智能化裝備，不僅能夠自動(dòng)化地完成伐木、打枝、造材、歸堆的任務(wù)，同時(shí)對(duì)于重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，可依托車載計(jì)算機(jī)和傳感器采集和存儲(chǔ)，包括：立地地理環(huán)境信息、立木地理信息、立木材積信息、林木產(chǎn)品信息等，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)采收過(guò)程的立木、木材信息的全面收集，同時(shí)也能為人工林的營(yíng)林植苗撫育全環(huán)節(jié)提供環(huán)境信息、地理信息收集與處理。

整車裝備采用車載總線（CAN）控制技術(shù)，基于車載計(jì)算機(jī)和車載嵌入式控制器集中控制和采集車載發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和通訊的信息，對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)、電控變量液壓泵、電控比例電磁閥的精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)整機(jī)在間歇作業(yè)大功率輸出和不同地形通過(guò)性能達(dá)到高效節(jié)能。通過(guò)機(jī)電液集成設(shè)計(jì)，多功能林木采育機(jī)的機(jī)械臂和采伐頭實(shí)現(xiàn)了高度功能結(jié)構(gòu)集成，能夠原位抓緊立木并伐倒、造材、打枝并移動(dòng)歸堆。通過(guò)測(cè)長(zhǎng)和測(cè)徑傳感器，精準(zhǔn)測(cè)量造材參數(shù)，實(shí)時(shí)輸出原木采伐信息，同時(shí)可以利用車載定位裝置精準(zhǔn)定位集材點(diǎn)，提高了人工林經(jīng)營(yíng)管理水平。

該裝備將在智能化技術(shù)的應(yīng)用上進(jìn)行進(jìn)一步的拓展：

1）集群協(xié)調(diào)作業(yè)，建立多功能聯(lián)合采育機(jī)與集材機(jī)以及輔助車輛的協(xié)調(diào)集群軟硬件系統(tǒng)，以提高多機(jī)協(xié)同作業(yè)能力。

2）通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)裝備的采伐信息與管理信息的實(shí)時(shí)通訊和集中式管理。對(duì)車輛作業(yè)狀況和生產(chǎn)效率進(jìn)行及時(shí)掌控，并與無(wú)人機(jī)、地理信息管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)管理，防止出現(xiàn)安全事故，進(jìn)一步提高機(jī)械作業(yè)效率。

3）采用激光、光學(xué)圖像、超聲波等非接觸式測(cè)量手段，精準(zhǔn)測(cè)量立木位置、造材材積、扒皮質(zhì)量和含水率、空心率等質(zhì)量參數(shù)，進(jìn)一步提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，增加參數(shù)的種類。

4）基于傳感器、無(wú)線通訊和計(jì)算機(jī)的分布式控制系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)立木識(shí)別、車輛作業(yè)軌跡規(guī)劃、信息的自動(dòng)采集與集成分析，開(kāi)發(fā)高級(jí)輔助作業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，研發(fā)出針對(duì)無(wú)人化林木作業(yè)車輛作業(yè)與管理的智能化新技術(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

智能制造是在傳統(tǒng)制造體系基礎(chǔ)上的提升與改進(jìn)，不是推倒重來(lái)。智能制造也不是企業(yè)“皇帝的新衣”，它既要為用戶創(chuàng)造新價(jià)值與新體驗(yàn)，也要為企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)利益與服務(wù)能力的提升創(chuàng)造價(jià)值。因此，尋求企業(yè)智能制造的突破口，要在發(fā)揮傳統(tǒng)和已有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充與提高，并且要因地制宜和量力而行，最終形成新的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)分析企業(yè)的基礎(chǔ)與現(xiàn)狀，規(guī)劃制定好系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)，才能使企業(yè)健康穩(wěn)步踏入智能制造的門檻。

致謝：由衷感謝濟(jì)南大學(xué)王玉增教授、北京林業(yè)大學(xué)黃青青老師在論文撰寫(xiě)過(guò)程中提供相關(guān)產(chǎn)品信息。

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