劉學平

（寧夏巨能機器人股份有限公司，寧夏銀川 750000）

1 智能制造的定義和基本特點

1.1 智能制造的定義

當前，國際上對智能制造并沒有形成統(tǒng)一的、規(guī)范的定義，不同的國家對智能制造的理解和定義也不盡相同。我國的定義，通俗來講，智能制造是將新一代信息通信技術與先進制造技術相互融合的一種生產(chǎn)方式，它圍繞產(chǎn)品整個生產(chǎn)制造過程展開，具備自我學習、自身管理決策、自動執(zhí)行等特點。智能制造的實施，將對工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)過程進行調整和改善，推動形成一條相對完備的智能制造產(chǎn)業(yè)鏈，持續(xù)提升我國工業(yè)制造業(yè)在國際市場上的“軟實力”。

1.2 智能制造的基本特點

就目前形勢來看，智能制造是大勢所趨，市場發(fā)展前景也十分廣闊。作為一種新的工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)模式，智能制造對通信技術、自動化技術、人工智能技術等進行了深度的融合，對工業(yè)制造業(yè)的產(chǎn)品形態(tài)、加工技術、管理制度、組織架構等產(chǎn)生了深遠的影響，推動工業(yè)制造業(yè)進入了一個全新的快速發(fā)展的階段和層次。

（1）智能制造以智能工廠為媒介。制造是智能制造的基礎和源泉，智能是制造實現(xiàn)的方式和手段。如果加工的過程脫離了制造，那么智能化便是一紙空談。工廠作為智能制造的媒介，以建設高效率、環(huán)保節(jié)能、舒服的個性化工廠為總體目標。將智能化融進全部制造過程，搭建智能生產(chǎn)系統(tǒng)和數(shù)字化、分布式生產(chǎn)制造設備，多層次融合人機物料，高效率進行智能生產(chǎn)、智能生產(chǎn)過程控制、智能倉儲物流、運送和貨運物流等工作中。

（2）智能制造以重要制造階段的智能化為關鍵。重要制造階段包含商品、機器設備、生產(chǎn)工藝流程、管理方法和服務項目。各個階段的智能化要同步進行、同步推進，互相協(xié)調、互相配合。

（3）智能制造是根據(jù)端到端的數(shù)據(jù)流進行分析。實時的數(shù)據(jù)流分析、溝通、交流與共享是完成智能制造的重要基礎和重要因素，是對數(shù)字化、智能化的直接反映。智能制造系統(tǒng)軟件由下而上有五層，即設備層、操縱層、生產(chǎn)車間層、公司層和合作層。各層中間數(shù)據(jù)信息暢順，信息內容可以協(xié)作共享，為各個企業(yè)生產(chǎn)管理帶來更大的保障。

（4）智能制造以互聯(lián)網(wǎng)為支撐點。互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字經(jīng)濟時期的主要設備。智能制造運用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將設備連接到互聯(lián)網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)驅動制造的智能化，完成機械設備、自動控制系統(tǒng)、公司之間的互聯(lián)。

2 國內數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)控技術是國家當代制造產(chǎn)業(yè)的基礎性技術，其技術實力反映了國家生產(chǎn)制造能力和水準。我國的數(shù)控技術與國際先進水平還有較大差距。在產(chǎn)品技術性能上，國際一流數(shù)控機床產(chǎn)品可靠性更強，效率更高，國外品牌數(shù)控產(chǎn)品占據(jù)了中國數(shù)控機床較大市場份額。在國家政策的支持以及國內企業(yè)不斷追求創(chuàng)新的背景下，中國數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展迅速，行業(yè)規(guī)模不斷擴大。機床數(shù)控技術的發(fā)展是一項長期的工作，在實際發(fā)展的過程中需科學引進新型技術手段，將其作為提高我國工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)能力的主要手段，實現(xiàn)數(shù)控技術的科學發(fā)展，最終使機床與數(shù)控技術能夠與時俱進。

3 機床數(shù)控技術的概念及其在智能制造中的優(yōu)勢

3.1 機床數(shù)控技術的定義

數(shù)控技術是應用電子信息對機床運行以及生產(chǎn)加工的全過程進行操作和控制的技術。機床數(shù)控技術是數(shù)控機床的關鍵所在，是應用機床進行全自動加工的技術。數(shù)控技術的不斷應用和迅速推廣，調整了工業(yè)制造業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，有益于降低制造業(yè)的產(chǎn)品成本，提高生產(chǎn)效能，增強核心競爭優(yōu)勢。

3.2 數(shù)控機床在智能制造系統(tǒng)中的優(yōu)點

（1）加工精度高。數(shù)控機床依照零件圖規(guī)定的設置程序，進行全自動的加工和生產(chǎn)，受人為要素影響不大。數(shù)控機床具備自動識別和偏差補償作用，加工精密度主要在于機床系統(tǒng)軟件。在同一臺數(shù)控機械上大批量加工零件時，能夠獲得較高的加工精度，保證產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性。

（2）加工效率高。數(shù)控機床自動化技術水平高，可以完成產(chǎn)品工件的一次夾裝和多工序加工，使得復雜性的生產(chǎn)制造工序變得相對簡單化，降低生產(chǎn)籌備、機床調節(jié)、工序調換、半成品加工遷移等輔助工作的工作量，大大提高了生產(chǎn)效率。

（3）勞動強度低。數(shù)控機床加工可以全自動拆換數(shù)控刀片、傳動齒輪和金屬切削液，將加工全過程集中化。絕大多數(shù)工作中不用人力干預，改善了勞動環(huán)境，降低了勞動強度。

（4）加工零件的適用性強。數(shù)控機床適應能力強，適合加工更新速度快、生產(chǎn)批量小、復雜性高的商品。與此同時，數(shù)控機床具備多軸聯(lián)動作用。依靠CAD/CAM 技術，可以高品質地進行比較復雜型面的加工，乃至是一些無法直接測量的零件。

（5）生產(chǎn)管理水準高。在數(shù)控機床上加工，可以精確測算零件的加工時間，科學合理預測生產(chǎn)周期和產(chǎn)品交貨時間。除此之外，在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件將局域網(wǎng)絡與機床串行通訊接口相接，可以即時實時監(jiān)控各機器設備和制造施工現(xiàn)場的運作狀況。

4 數(shù)控技術在智能制造中的應用要點

在智能制造中，數(shù)控技術發(fā)揮著不可替代的功效。它可以替代人工進行一些存有不安全要素的工作，節(jié)約制造中的人力成本，增強安全性能。歸納起來，關鍵運用點如下。

4.1 有效運用數(shù)控技術的優(yōu)點和特性

數(shù)控技術的優(yōu)點和特性是十分明顯的，將其運用于智能制造，不但有益于提高制造效率，還能在一定水平上確保制造品質。因而，將來的制造業(yè)將以數(shù)控技術的運用為發(fā)展趨向，推動行業(yè)和領域的不斷發(fā)展。在智能制造全過程中，針對高精度、規(guī)格型號繁雜的零件，有效運用數(shù)控技術，嚴控數(shù)控技術的生產(chǎn)規(guī)范，可以充分發(fā)揮數(shù)控技術的最大價值。數(shù)控技術在機械加工中的最明顯的優(yōu)點就是加工精度高、生產(chǎn)加工品質平穩(wěn)，這也是智能制造中廣受矚目的優(yōu)點和優(yōu)勢。因而，在搭建智能制造系統(tǒng)軟件和服務平臺時，應有效運用數(shù)控技術的優(yōu)勢，生產(chǎn)加工高精密、高品質、高標準的產(chǎn)品。嚴控數(shù)控技術的生產(chǎn)規(guī)范，可以充分發(fā)揮數(shù)控技術在智能制造中的使用價值，進而確保智能制造的效率不斷提高。

4.2 培育具備極強輔助設計程序編寫能力的人才

智能制造數(shù)控技術的應用，要求專業(yè)性人才對電子計算機有較強的實際操作能力和輔助程序編寫能力，并且應用起來十分嫻熟。因此身為一名工作人員，機械零件的制圖應當由軟件編程來進行。除此之外，數(shù)控技術的應用步驟也需要不斷提升。只有這樣，才可以確保商品在生產(chǎn)過程中的精密度，推動機械設備生產(chǎn)資源的合理安排，充分發(fā)揮其作用。數(shù)控技術要求具有技術專業(yè)能力的優(yōu)秀人才。盡管數(shù)控技術在智能制造中的運用具備較高的生產(chǎn)效率，可是在原始的信息錄入方面，對員工的能力和素質的要求還是比較高，這就要求實際操作數(shù)控機床的員工，在應用電子計算機開展編程時，要十分嫻熟和靈活。因而，將來在建設智能化的生產(chǎn)制造服務平臺時，必須特別注意不斷優(yōu)化數(shù)控技術的具體操控步驟，防止信息錄入的效率對產(chǎn)品的生產(chǎn)效率產(chǎn)生消極的影響。只有進一步優(yōu)化數(shù)控機床的操作流程和操作步驟，才可以最大限度減少工作人員輸入的難度系數(shù)，才可以確保設備制造的精密度，更有效地運用各種生產(chǎn)制造資源，充分發(fā)揮資源對于促進企業(yè)發(fā)展的重要作用。

4.3 持續(xù)提升數(shù)控機床的創(chuàng)新能力和技術水平

現(xiàn)如今，數(shù)控技術在智能制造中得到廣泛運用，這對數(shù)控機床的改進具備十分重要的實際意義。企業(yè)可以從歐美發(fā)達國家引入優(yōu)秀的數(shù)控機床，使經(jīng)濟型數(shù)控機床獲得全面推行，進而自主創(chuàng)新和提高數(shù)控機床技術性，也全方位促進我國智能化機械設備制造生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。此外，在大力改造經(jīng)濟型數(shù)控車床的歷程中，可以合理操縱生產(chǎn)加工繁雜、高精密零件的成本費用，進而達到公司經(jīng)濟效益。大數(shù)據(jù)技術的應用，在智能制造中也具有關鍵功效。在智能監(jiān)控系統(tǒng)下，生產(chǎn)制造需要的生產(chǎn)加工原料也可以獲得一定的操控。如今數(shù)控技術在智能制造系統(tǒng)中獲得了普遍的運用，但絕大多數(shù)是低端經(jīng)濟用數(shù)控機床，高精密數(shù)控機床還是極少數(shù)。因而，國家和企業(yè)應高度重視數(shù)控技術的自主創(chuàng)新，在不斷地引入先進的、高科技的數(shù)控機床相關技術的基礎上，用新技術創(chuàng)新和改良原有的相對傳統(tǒng)的數(shù)控機床，進而建立起我國機械設備制造業(yè)的智能化轉型。除此之外，在總體轉型發(fā)展的歷程中，企業(yè)可以通過勇于探索、持續(xù)創(chuàng)新，來不斷降低高精密零部件的制造成本和不斷提升生產(chǎn)制造的效率，進而合理提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.4 促進智能機器人的自動化生產(chǎn)

在智能機器人領域中，數(shù)控技術最開始的運用是在汽車制造業(yè)。汽車工業(yè)有較強的研發(fā)能力，并且也是第一個借助智能機器人技術進行高度自動化生產(chǎn)的工業(yè)。除此之外，在機動車以及配件的生產(chǎn)流水線和整個過程中，以數(shù)控車床、計算機技術、工業(yè)機械手為代表的智能化數(shù)控機床，實現(xiàn)了生產(chǎn)制造商品的小批量生產(chǎn)、多種類、人性化的特性。伴隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，以數(shù)控技術為代表的自動化技術、智能制造技術，可以從容應對人力資源持續(xù)升高的問題，幫助企業(yè)更好地降低成本費用，促進企業(yè)的集約化發(fā)展。也就是說，智能機器人產(chǎn)業(yè)鏈在數(shù)控技術的帶動和促進下，獲得了長足的進步和發(fā)展。因而，數(shù)控技術和智能制造產(chǎn)業(yè)已變成一個密不可分的整體，二者相互促進、相互融合，已然成為推動智能技術發(fā)展的先驅和動力。

5 機床數(shù)控技術在智能制造中的發(fā)展趨勢

5.1 快速化和高精度

生產(chǎn)制造的快速化可以依托快速測算、快速通信、快速機床主軸技術來完成。數(shù)控機床的計算軟件載入加工命令和相關數(shù)據(jù)信息后，能快速加工處理和測算伺服控制系統(tǒng)的運動，伺服控制系統(tǒng)能快速予以回應。高精度是確保產(chǎn)品品質的前提條件。技術越先進，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的質量就越高，在社會上獲得的認可度也越高。

5.2 操作靈活性和可靠性

數(shù)控機床對于加工目標具有很強的適應能力，慢慢從單機柔性發(fā)展趨勢到模塊柔性和系統(tǒng)軟件柔性發(fā)展。例如，更新和拓展數(shù)控機床的功能，在數(shù)控機床上提升大容量數(shù)控刀片庫、全自動換刀機械臂、互換操作臺等設備，并與工業(yè)機械手、全自動運送小車緊密結合，產(chǎn)生新的加工、柔性生產(chǎn)制造模塊或柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)軟件。數(shù)控機床根據(jù)選用元器件和系統(tǒng)軟件的抗干擾性、技術性、可靠性，不斷提高自我診斷和維護能力，可以在滿負荷下長期持續(xù)工作?，F(xiàn)階段考量數(shù)控機床可靠性的基本參數(shù)是均值，運行時間愈來愈長，均值修補時間愈來愈短，實效性更貼近100%。

5.3 融合化和復合化

為了實現(xiàn)高效率、高質量的生產(chǎn)制造，必須對單一功能的機械設備進行有效的集成和整合，實現(xiàn)數(shù)控車床本身與數(shù)控系統(tǒng)的集成、加工工藝與功用的融合、加工與檢測的集成。例如銑削、車銑數(shù)控機床、五軸加工等機械設備，全是集成復合的經(jīng)典案例。根據(jù)集成和復合，在數(shù)控機床上，產(chǎn)品工件可以在一次裝夾中進行車、銑、鏜、鉆、攻螺絲等步驟的加工，乃至可以進行除裝夾面之外的全部表層的加工，不斷提升生產(chǎn)效率。

5.4 智能化和數(shù)字化

通過運用先進控制技術、引進專家系統(tǒng)進行有針對性的指導，故障檢測專家系統(tǒng)、智能化伺服驅動器推動設備等對策，不斷提高數(shù)控機床加工的智能化、科技化水平。數(shù)控機床根據(jù)各種各樣通信協(xié)議建設通訊網(wǎng)絡，實現(xiàn)遠程操作，完成加工全過程的自動適應、自動診斷和自動調節(jié)。

6 結束語

從當前我國工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)領域來看，其發(fā)展趨向是智能制造，可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化管理，使得生產(chǎn)加工制造的質量和效率全面提升。作為智能制造的關鍵因素，數(shù)控技術的運用水準在較大程度上影響著智能制造的質量。因此，務必有效運用數(shù)控技術，充分發(fā)揮其作用優(yōu)勢，確保智能制造向更強的方向發(fā)展，不斷提高智能制造的整體質量和總體水平，為企業(yè)創(chuàng)造更加豐厚的經(jīng)濟效益，推動企業(yè)健康長久發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。