机械制造业自动化技术的发展趋势研究.pdf

阀 门 2 0 0 1 年第 3 期 文章编号 ：1 0 0 2 一 $ 8 5 6 【 2 0 0 1 )0 3 0 0 2 8 - 0 3 机械制造业 自动化技术的发展趋势研究 彭龚 何 玉林 1 自贡高压阀门股份有限公司四川 自贡6 4 3 0 0 0 ； 2 重庆大学 重庆4 0 0 0 4 4 ) 摘要通过 对 制造 系兢 中的柔性 自动化 、集成化 和智能化 制造 技术 的研 究分析 ，论 述 j该技术 的发 展趋势 。 关键词柔性 自动他；纂成化 ；智能化 ；制遗系娩 中图 分娄 号 ：T H1 6 5 文献 标 识 码 ：A Re s e a r c h o f d e v e l o p i n m a nuf a c t ur i ng a ut o m a t i z a t i o n PENG Ya h ， HE Yu - l i n 2 ( 1 Z o n g H_堰h P r e s e u r e Va l v e c 0 Z o n g 6 4 3 0 0 0 C h i n a ； 2 Me c h a n i c a l E n g i n e e d n g C o l l e g e o f Ch o n g q i n g Ur d v e r s i t y a 。 】 1 g q i 【 l g 4 0 0 0 4 4C hina) Ab s t r a c t ：Th i s p a p e r a n a y l z e a n d r e s e a r c h t h e t e c h n o l o g y o f f l e x i h i e a u 愠t d o n。 l u t e - g r a t e d e nd I n t e l l i g e n c e ， a n d p o i n t o u t t h e i r d e v o l o p me n t t r e n d s o n ma n u f a c t u rin g s y s t e m Ke y wo r d s ： fle x i b l e a u t o ma t t i o n； i n t e g r a t i o n； i n t e l l i g e n c e ； ma n u f a c t u r e s y s t e m 近几年来制造业 ( 特别是机械制造业) 发 生了一 系列重大变化 ，现代 制造技术大体 上 沿着传统 制造 技术 的革新 及 拓展 、精 密 工程 、 非传统加 工方 法和 制造 系统的柔性 自动化及 集 成化与智 能化的方 向发展 。丽制造 系统 的柔性 自动化 、集成化与智 能化是机械 制造业 的主 要 发 展方 向。 1 柔 性 自动 化 2 0 世纪末，机械产品 向大 型化 、高参 数 和高可靠性发展，技术密集及附加值大幅度提 高 。科学技术 的迅猛发 展与 人 民生活和生产水 平提高 的需 求使 得 产 品更 新 换 代不 断 加快 。 制造业的生产模式 由过去的大批量、步品种， 向小批量、多品种以及按用户定货要求制造的 方向发展。现代企业必须 具有很强 的应变能 力迅速响应用户的各项要求，并能根据科技 发展和市场需求的变化，及时调整产品的类型 和结构 。原 来 的机械 化和 刚性 自动化 系统在很 多 情况 下不 能适应这 种需求 ，机械制造 必须采 用灵活高 级的柔性 自动化 系统 。 柔性 化是 指机械 制造业 对各 种外界 因素 的 适应 能力或者 指产 品适应 市场 的变化 能 力。此 能力是建立在对 市场需 求认真 调查 和正 确分析 的基础之上，并通 过一定 的 内部组 织优化 来达 到 。柔性制造系 统 ( M )是 由柔性 加工 系统 演变而来 的。利 用计 算 机一 体化控 制 系统 使 生产从概念、设计到制造联成一体，做到直接 面 向市场进行生 产，可 以从 事大 小规模 并 举的 多样化生产。扩大信息系统能力不受距离限 制廉价处理大量数据，使企业迅速掌握外界 信息，及时对市场做 出反应更加灵活地组织 生产，制造出更多、更适应市场需要的新产品。 针对 柔性 的发 展趋 势 ，国外制造业 提 出了 一 种 新 的制造模 式 敏捷制 造 。敏捷 制造的 作者I 町 卉 ：彭妻 ( 1 9 6 7 一) 男，期甫人，博士从事机械斜造盈 自动化研究。 维普资讯 http:/www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436 2 0 0 1 年第 3 期 阀 门 一 2 9 一 主线就是高度柔性化生产。我国 8 0年代 中期 开始发展柔性制造系统经历了引进消化 、国 产 化和 自行 开发 3个 阶段 。在 国家 “ 8 6 3 ” 高 科 技研 究与发展规 划下 目前 已投 入使用 或正 在研 制 的 I V l FS已达 2 0余 条 。MF S应用 实 践 表 明，作 为 多 品种 中 批 量 的 一 种 生 产 模 式， MF S的虚 用 在提 高 生 产 率 和 产 品质 量 、保证 交货期 、提高信 息系统 可靠性和 加强 企业 应变 能力等方面取得了巨大的经济效益。 自动化技 术的成功应用 ，有效地 节省 了人 力 ，还可 以完成 一些危险 的或对 人体 有害工况 的操作 。 自动化技术大 大提高 了生产效率 ，这 种 高效 率满足市 场多变 和竞 争激 烈 的需要 。随 着实践 的深入 。早 期提 出的 “ 全 自动化 、“ 无 人化”的概念逐渐被更新。在现实和未来的 自 动化 技术 实施过 程中 ，将会更 加重视 人在 自动 化 系 统中的作用 。同时 自动化开 始面 向小型企 业，以经济实用为出发点满足不断发展的产 品多样 化和个性 化的需要 。 2集 成 化 随着世 界市场全球化 的发展，竞 争 日益激 烈 ，整个 市场 趋于 一个持续变 化的不 可预测 的 环境 中 。激 烈的竞 争推动 了社 会经济 的迅速 发 展 ，同时也给 企业的生存 和发 展带来 了严峻 的 挑战 。为了赢 得竞争的胜 利集成化 已是 摆 在 制 造业面前 的重大课韪 。 计算机集 成制 造 ( c I M)是 一 种应 用 信 息 技术对整个企 业的制 造过程 ( 生 产管 理 、产 品 设计 、加工制造 和市 场营 销 )进行 综 合优 化的 思想。运 用 系统 工 程理 论 和 方法 将 各 种 技 术 、 物料和信息等实现的集成，不仅是技术功能的 集成更是技术 经营和人 的集成 。集成 化要从 企 业 内部的动态集成 向企业 间 的动 态集成 方 向发 展，以适应市场全球化和竞争国际化的发展。 机械制造 技术不断 吸收微 电子 、计算机 及 自动化 等高技术 的最新成 果，形成 了计算机 辅 助 设 计(C AD ) 、 制 造(C A M ) 、 工 艺 ( C A P P) 、测试( c A T) 、评价( C A E) 、数 控 加工 ( NC ) 、企业管理信息系统 ( MI s )和柔 性制造系统等一系列新技术。对上述技术进行 局部或 系统 集成 就 形成 了从单 机到系统 ，从 刚性到柔性，从简单到复杂，不同档次的集成 制造 系统 。 计算机集成 剪 造系统 ( c I Ms ) ，是以系统 工程理论为指导。以过程重组和精简机构为手 段强调适度 自动化 。在计算机网络和工程数 据库 系统支 持 下，将 制造 企 业 的 全部 要 素 ( 人 、技术 和管 理 )和企 业 的 经 营 活动 的全 部 要素 ( 人、技术和管理)及全部的经营活动集 成为 一个有机 的整体 ，实现 以人为 中心的柔性 化生产 ，使企 业在新产 品开 发 、产 品质 量、成 本及服务、交货期和环境保护等方面均取得最 佳效果 。 近 1 0年间 。我 国的 科 学 工作 者 也开 展 了 C I MS工程 的研 究开发 和 实施 工 作 。研究 范 匿 覆盖 了系统 集成 技 术、cA D ， C AM、管 理 决策 信 息系统 、质 量系统工 程和数 据库等 其关键 技 术的研究 ，包 括复 杂 工业 系统 的模 拟 设 计 、 异构 环 境 的信 息 集 成 、 基 于 S T EP和 C AM 集成系 统 、并 行 工 程 梅 架 和应 用 集 成平 台。cI Ms将 成为 2 1世 纪 机 械 制 造 占 主 导 的 生产 方式 。 3 智能制 造 现代 制造 技术 已经不是单 纯 的制造工 艺方 法 和产 品设计 它是从 产 品概 念体 系到最终产 品的集成活动和系统 是一个功能体系和信息 处 理系统 。 智能制造 技 术是 制 造 技 术 、 自动化 技 术 、 系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交 织而形 成 的一 门综 合技术 。智 能制造技术 的 目 标就是实现一种能融合过去总是孤立对待 ( 市 场适应性、经济性、人的重要性、适应 自然和 社 会环境 的能力 、开 放性 和 兼容 能力 )的 生产 系统。简略地说智能制造技术是人工智能与 制造技术 的有 机 结合。 智能 制造 系统 是将人工 智 能融入制造 系统 的各个环节中通过模拟专家的智力活动 取 代或延伸制造环境中应由专家完成 的那部分活 动。在智能制造系统中，系统具有部分专家的 智能。有能力 自动监视 直身的运动状态，随时 维普资讯 http:/www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436 一 3 0一 阔 门 2 0 0 1 年第3 朋 发现错误或 预测错误 的发生 ，并加 以改 进或预 防。 同时还具 有应 付外 界 突发 事件 的 能 力， 能够 自动调整 自身参 数来适应外部 环境 ，使 自 己始 终 运行 在最 佳 状 态。 与 常规 制 造 系 统 不 同。智能制造 系统具有 自适应能 力、 自学 习能 力和 自组 织能力 。 具 有制造 目标 的制造 系统 是 个 有序 组织 既重组 织又需要信 息。 因此 智能制造 系统 是 与 环境物 质、能量和信 息交换的。依赖于 “ 强 制 损 耗( 磨损 和 耗 散 ) 的开 放 式 自组 织 系 统，是远 离平衡 态 的耗 散结构 。 目前 ，智能技术的研 究 已引起 了世界各 国 的高度 重视，重点资助有关 的智 能制造 的研 究，探索 人 工 智 能 在 制 造 顿 域 的 有 关 应 用 问 题 ，并 开发 了智能 式 C AD、智能式 C AP P、智 能式制造 单元控制 系统和智 能式故 障诊 断与维 护 系统和 智能机器人 等。智 能制造 系统 所涉及 的范 围 已 由最 初 的 一个 企业 内部 的市 场分析 、 产品设 计 、生 产计 划 、制 造 加 工 、过 程 控制 、 材料处理、信息管理和设备维护等技术环节的 自动化 发展 到 的面向世界范 围的整个制造 环 境 的集 成化和 自组织 能力 。 4 结语 据专家估计，今后 1 5 年制造技术豹发展将 超过以往的7 5 年。高科技 日新月异信息时代 制造业 发展道 路必 然是数 控加工一 柔性 制造 系 统一计算机集成制造系统一智能制造 系统 。 参考文献 【 1 】叶伟 昌先进倒造技 术发晨 动向与我崔 丁 的簟喀 U 机械制造 1 9 9 6 5 2 束天虎 先遗捌遗技术 的发晨与束来 力 中国机t 工程 1 9 9 8 9 ( 4) 3 蚺凡新技术革命 与智能制造 技术 U 中国机t 斜造工程1 9 9 7 8( 6 ) ( 收赫 日期 ：2 O O O 1 1 8 ) 【 上接 2 7页 ) A3 8 8 、 A S T M A 2 7 5 、 AS T M B 1 6 5 ( P r a c t i c e B)标 准进行 。 晶 问腐 蚀试验仅对 奥 氏体不 锈钢材料 才 有 此 要 求。 试 验 按 AS TM E 2 6 2 ( P r a c t i c e E)标 准进行 。 焊 接性 能 试 验包 括 拉 伸 、弯 曲、冲 击 、硬度和 无损探伤检 验。 阀体爆破 试验液 体爆 破 试验 按 A NS T B 3 1 2标 准进行。 在满足一定控 制指标 的情 况 下通 过工艺 评定而确定的工艺参数才能作为生产参数，并 在工业生 产中严格 执行 ，才能 获得 满足 高压临 氢应用条 件的高 品质 阀 门。 8 质量控制 国产 阀门的质量 问题更 多 的是 出现在管 理 上。因为中国的众多制造业者在产品制造的每 个工序上并不是都有一个具体的、详尽的而且 切实可 行 的 作 业 规 程 ，即 使 有 了这 样 一 个 规 程 ，也不能 保证每个 工作人 员都不折不扣 的接 规程作业 。正因为如 此 才 导致 了许多 国产产 品 的质量不 如国外 产品。 目前 ， 国内大多 数 阀 门厂，都取 得 了 I S O 9 0 0 0的质 量 认证 它从 某 种程度 上 强 化 了 阀门生 产过 程 的质 量管理 。 但是 ，还要 重视技术文 件的建 立， 因为 产品的 先进与 否主要 取决于技 术文件 的先进性 。 9 结语 影 响阀 门质 量的 因素较多 ，要 生产 出高品 质的阀门必须在各个方面都要做好。时值信 息时代 阀门制造厂也应走出去，多与外界进 行交流 与用 户 ( 包 括工程设 计部 门)进行交 流 。了解产 品 需 要 了 解 阀 门 的 使 用 介 质 工 况， 只有这样 ，才能 生产 出适合 的产 品，才能 赢得市场。与国外阀门生产商交流。可以了解 先进技术和 新产 品，并 用于改进 我们的产 品。 参考文献 1 A S T M A 1 0 5 M* 9 9 6 毂造管件碳锕 s 】 E 2 A S T M A1 8 2 1 9 8 8 ，高温 最造轧捌盘属法兰 赣造管 件霸门( s ( 3 A S T M A 2 1 6 M- 1 9 8 9 ，高强甩可熔焊嵌锕谛件【 s 【 4 AS T M A 2 1 7 M- 1 9 9 高温 承压马 氏体 不嚣锕台叠锕 锖件( S J A S T M A 3 5 1 M- 1 9 9 3 承压 零件的臭 氏体 和奥 氏体长 素体锕 件 s 】 6 【 7 A NS I B 1 6 3 4 - 1 9 9 6 阀门 法兰 ( s 】 A P I 6 0 0 49 9 7 法兰和对焊连接相捌阳一 【 s ( 收萱 1日囊 =2 0 0 0 1 O 1 0 ) 维普资讯 http:/www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436