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以工业机器人为基础的智能化生产管理服务平台建设方案分析
摘 要:随着科技水平的不断提升,当前工业生产行业加大了运用工业机器人的技术力度。本文将从工业机器人角度出发,根据智能化服务平台的共性技术,结合现阶段各个行业运用工业机器人智能化生产管理服务平台的实际情况,全面探究和分析了智能化生产管理服务平台的构建方案。
关键词:工业机器人;优势;智能化;生产管理服务平台;构建方案
工业机器人属于制造行业现代化发展过程中所运用的一种自动化装备,其主要包括了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、传感器技术、人工智能技术等[1],是柔性制造系统、自动化工厂和计算机集成制造系统的一种自动化工具。在制造行业对工业机器人进行运用的过程中,不仅能够有效节约人工成本,还能够为产品质量的稳定性提供保障。随着工业机器人的发展,开始逐步在电子电气行业、金属加工业、橡胶和塑料工业、食品工业等行业中广泛运用。对此,基于上述背景下,对如何构建完善的工业机器人智能化生产管理服务平台进行探讨具有重要意义。
一、工业机器人的运用优势
(一)生产效率和质量所受到的人为因素影响得到有效控制
以往开展工业生产的过程中,无论是人力劳动时间、强度,还是劳动环境条件、人员技术水平,都会在一定程度上影响到实际的工业生产效率,甚至会造成工业生产差异化,影响工业生产质量的稳定性。而将工业机器人应用到工业生产中,可以突破以往生产过程中,人力所带来的时间限制,保证了生产的连续性。确保处在24小时的生产状态下时,能够始终保持较高的生产质量和加工精度[2]。以往人为因素给工业生产所带来的影响,都可以通过工业机器人得到有效避免。不仅为生产效率的全面提升提供了帮助,还使生产质量更具稳定性,使以往原材料浪费情况得到有效改善。
(二)人力资源成本得到有效控制
以往工业生产行业需要对大量的流水线工人进行聘用,同时,还需要定期为相关人员提供培训学习,并付出一定的工资和福利成本。随着社会的发展,人员的劳动力支出成本不断增加,在一定程度上也使得工资、福利以及培训等成本逐渐提高,进一步加重了企业的生产负担。不仅如此,部分工业生产企业,因为工业生产的工作强度较大,且受到薪资福利待遇的限制,导致了现有的流水线生产者有较大的流动性。此时,企业面临着工作人员队伍不稳定、聘用人员困难以及用工荒等方面的困境。严重的还会引发恶性突发事件、纠纷以及社会舆情,进而给企业的实际生产和社会形象带来了严重的损害。而将工业机器人运用到企业生产中,能够使原有流水线生产人员数量得到最大限度地缩减,使工业生产的人力资源成本投入量从根本上得到有效控制。
(三)工业生产安全性得到大幅度提升
许多工业生产中,生产人员需要长时间处在高温、烟尘、飞溅以及有毒气体等工作环境中[3],在一定程度上,增加了工业生产的安全风险。以往生产中,常有人员因生产环境影响而发生了工伤事故。而同人工相比,工业机器人具有较强的适应能力,无论处于何种生产环境条件下,都能够保持高效率的工作状态。将传统的人力生产换为工业机器人生产,可以使工伤事故发生率大幅度降低,进一步提高了安全性。
二、基于工业机器人的智能化生产管理服务平台建设策略
通常智能化生产管理服务平台主要由生产管理服务平台、过程检测服务平台以及过程控制服务平台等组成。 一般情况下所建造的生产管理服务平台,需要全面运用分布式智能管理技术、均衡化混流生产技术等技术手段,其都属于共性技术的内容。在此过程中,需要对所使用的工件特点进行检测,并对工艺参数进行优化。然后,以此为基础,自动适应和调配相应的生产设备;而构建过程检测服务平台的过程中,常常需要对能够跟踪物流的数字化技术手段进行利用,并搭配检测部件位姿的技术方法以及在线识别三维信息的手段,其都属于共性技术的主要内容。在此过程中,通过有效检测和追踪生产加工阶段工件的实际特点、所处位置以及姿势,明确和了解相关工件的信息参数值[4];过程控制服务平台所运用的共性技术就是加工参数优化技术。该技术主要目的是优化和控制工件在上述两个平台进行生产加工时所产生的各个参数值。
综合上述三个平台,然后对三个平台进行充分的融合,确保三者之间运用的协调性,即可更好地被运用到多个制造生产阶段,如喷涂和抛磨加工阶段、搬运各个部件阶段以及对工件进行上料和下料操作等。此时,可以为制造企业向着自适应和智能化方向发展指明正确的道路。此外,无论是在分拣食品领域,还是包装物流和焊接等领域中,该平台可以在模块化技术包装和组态形式化技术外包等手段的支持下实现全面发展和充分运用。
(一)生产管理服务平台
该平台主要是建立在分布式智能管理技术、均衡化混流生产技术以及MES/ERP管理等手段的条件下[5],对与生产管理有关技术的研究服务平台进行构建。该平台可以在多个行业生产中广泛运用,并且可以在其他领域的类似运用中快速运用相关技术手段。
1、分布式智能管理技术
通常制定智能化生产线的控制方案时,主要对分布式的方法进行利用。与集中式的方法相比,分布模式不会过度依赖于主数控装置。所以,整个结构模块的独立性较强,有着分段实施性的特点。不仅如此,系统中不同模块之间都拥有分明的界限和界面。既能够并行开发,又能够方便维护。
柔性生产线的主数控装置就是控制管理层结构。在实际运行的过程中,其需要建立在相关生产计划的基础上,对生产计划内容以及工艺规划方案进行分析和拆解。之后,各种生产命令可以在该控制管理层内实现自主化的生成设计。此时,单元机会主动对所生成的命令进行下载。然后,针对命令的反馈信息也会同时传递到该装置中。在此过程中,整个系统运行更具稳定性和协调性;通常制造业在对生产单元进行建设的过程中,需要建立在工艺的实际要求基础上实现,此时,需要对单元管理层进行利用,其在生产单元构建中发挥着重要作用。一般情况下,制造行业中最常见的生产单元设备设施包括了机床、机器人等。大部分制造业在对单元数控装置进行选择时,最常用的设备就是PLC。为确保该设备具有正常的通讯,应在此过程中,融入总线方法,主要是因为其自身具有较强的稳定能力和一定的实时性特点;而制造业在控制单独的设备时,一般需要对设备控制层结构进行全面的应用,在此过程中,有多种类型的控制设备可以被运用[6]。
2、均衡化混流生产关键技术
综合分析当前社会中制造领域中的各个企业时可以发现,其中有许多的制造企业会储存许多已经生产完成的产品,且所储存的制品数量也较多。在一定程度上,严重阻碍了企业实际生产效率的提升,甚至还造成了大量的商品被积压在仓库中。而借助均衡化混流生产技术需要在同一个生产流水线上,对有着相同工艺生产流程和生产工作方法的多个类型产品进行科学、均匀地分配和投产,从而使多个类型产品在同一生产流水线上,实现按比例、有节奏的混合式生产。需要注意的是,整个生产应保证产品类型、生产量、生产时间、设备生产负荷等都处在均衡状态[7]。将该均衡化混流生产技术手段同工业机器人技术充分融合,不仅能够使当前市场中对产品的大批量生产需求得到全面满足,还能够使不同客户对不同产品类型的需求得到同时满足。但是,企业现阶段在运用的过程中,还需要深入探讨和分析如何对生产设备进行科学地布置,确保工、模、夹具等合理调配,以此为多类型产品生产奠定基础。
(二)过程控制服务平台
构建过程控制服务平台的过程中,通常需要运用到的技术手段就是能够有效优化参数的技术。在运用该技术的过程中,可以确保在实际制造生产阶段内,因为数控加工操作时所产生的切削参数给实际的制造生产效率、产品质量以及制造成本等带来影响,而产生的问题进行解决和处理。通常在对优化生产工艺的参数库进行构建时,需要对以下几点内容进行全面、综合的考量和分析,即,在构建加工数学模型的过程中,其是否具备合理性;制定约束变量的规则时,是否具备有效性;优化各项参数的过程中,是否采取了科学的优化手段;设计的试验方式,是否具备较强的合理性和科学性。
(三)过程检测服务平台
过程检测服务平台对生产阶段的产品质量控制具有重要作用,在此过程中,对多种技术手段进行利用,能够有效检测和跟踪生产过程中各个零部件的特点、所处位置和姿势,进而精准全面地了解到相关部件的信息数据。
1、三维信息在线识别与位姿检测技术
该技术主要研究和分析了在线工件的三维信息情况,借此掌握三维形貌。同时,结合工件生产的标准要求,对各个检测信息进行匹配,借此了解每一个工件所处的位置以及当前工件的姿势状态。使用该技术对平台进行构建的过程中,需要从以下几个方面着手进行探究和考量。
2、数字化物流跟踪技术
该技术在对目标对象进行检测和识别时,主要将信号作为基础,借此得到有关的数据信息。该技术手段不需要人工操作,且能够应对不同的环境条件,保证了识别的精准性,为物流实现数字化发展提供了支持保障。在实际运用的过程中,相关人员的首要工作就是全面探究运用到物流跟踪管理工作的识别技术所表现出的特点以及运用过程中该识别技术所具有的优势和不足。之后,将其同制造行业物流管理框架体系充分融合。不仅如此,应用该技术的过程中,还应对无线射频识别RFID技术、传统标签识别技术进行深入全面的探讨,借此全面明确二者之间存在的不同。最后,综合所探究的结果,构建一个更具完整性和科学性的数字化物流跟踪运用体系结构,确保该体系结构符合现阶段物流管理工作的实际要求。
三、结束语
当前,随着社会经济的高速发展,我国市场对于工业机器人的运用需求不断提升。但是相关综合运用服务平台的构建依旧处在初级阶段,为保证基于工业机器人的智能化生产管理服务平台得到全面有效的构建和运用。需要注意的是,为了保证所有工业生产自动化领域都能够有效、科学的运用智能化生产管理服务平台,在探讨如何有效构建该平台时,相关人员应全面考量相关企业在实际生产中对管理工作的具体要求,并与装备制造行业现有的实际需要全面结合。
参考文献:
[1]梁鹏,梁琳,齐荻. 工业机器人应用能否提升企业创新能力 [J]. 广东财经大学学报, 2024, 39 (02): 59-70.
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[3]于鹏飞,罗素保. 工业机器人在智能制造中的应用 [J]. 现代制造技术与装备, 2023, 59 (04): 168-170.
[4]徐一波,鄢敉君. 工业机器人的发展现状和前景分析 [J]. 科技创新与生产力, 2023, (02): 97-99.
[5]魏文锋.关于工业机器人的智能化生产管理服务平台建设方案探究[J].科学大众,2020,(6):160-160.
[6]王会芝. 工业机器人在智能制造中的应用 [J]. 南方农机, 2022, 53 (02): 78-80.
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