工 业 技 术 2015 年第 21 期 科技创新与应用 自动化技术在化工机械中的应用 李 辉

工 业 技 术 2015 年第 21 期 科技创新与应用 自动化技术在化工机械中的应用 李 辉内容摘要：

工 业 技 术 2015 年第 21 期 科技创新与应用 自动化技术在化工机械中的应用 李 辉 （大 连理工大学，辽宁 大连 116024） 引言 随着现代化信息技术的不断发展，自动化技术的应用范围不断 扩大，已拓展到除数据存储 计算、传输以外的行业，如煤矿生产、石 油开采以及其他工业生产领域等。机械制造业也 受先进科学技术的 影响，正逐步向自动化方向发展，机械制造业改进手段、技术发展方 向都将向自动化方向迈近。将自动化技术引入机械制造行业，不仅可 促进机械制造业的生 产水平，还能推动各生产领域的发展速度，符合 我国现阶段的基本国情，也适应现代化社 会生产的需要。化工机械作 为机械制造行业的重要分支，也是自动化技术的重要应用领域 之一。 1 化工机械自动化发展现状 1.1 化工机械自动化技术应用类别 化工机械自动化技 术主要有四类应用，按应用范围依次进行如 下介绍：（1）自动化制造单元。自动化制造 单元由 1-2 台生产设备、工 业机器人、物料运送储存设备及数控设备构成。自动化制造单 元具有 规模小、成本低、可生产多种类型产品的优点。（2）自动化制造系统。 该系统包 括至少四台以上的全自动数控设备及人工中心，数控设备 及物料搬运系统通过控制系统进 行集中管理，以实现连续工作下的 多品种、中小批量的生产及管理。（3）自动化制造线。 自动化制造线的 实际功能介于单一品种或小品种大批量非自动化生产线与中小批量 多品 种生产之间的一种生产线，该生产线主要优点提高了生产效率， 但对于物料搬运系统自动 化技术要求较低。（4）自动化制造工厂。将 多条柔性制造系统（ FMS），如订货、设计、 加工、装配、检验、发货的制 造系统进行有机结合，配以自动化立体仓库，各条 FMS 及 仓库之间通 过计算机系统进行自动化管理。自动化制造工厂包括 CAD/CAM，将 计算机 集成制造系统（CIMS）投入生产实际，不仅实现了生产的自动 化，还将生产管理、产品 加工及物料储存及运输自动化扩展到全厂范 围，是自动化生产的最高水平。 1.2 化工机械 自动化关键技术 （1）模糊控制技术。模糊控制器利用模糊数学理论知识制造而 成，随着 科技的不断进步，模糊控制技术也不断进步，已经将人工神 经网络工作原理，渗透到模糊 处理器中，使其具有自学功能。具有自 学功能的控制器可根据不断获取的新信息自动地对 控制量参数做出 适当调整，提高了设备的实用性能。（2）计算机辅助设计。计算机辅助 技术（CAD）要实现智能化需要引进专家系统，从而提高对复杂问题 的处理能力。计算机 三维立体打印技术的研发为计算机辅助技术的 应用拓展提供了更多机会，利用该技术可减 少机械样品制造周期，降 低能源浪费，加快新产品的研发速度。计算机三维立体打印技术 工作 原理为利用计算机技术将激光扫描采集的数据进行转化——三维数 字模型转化为二 维片状图形，转化后的数据被系统扫描到光敏树脂 液面，被扫描液面固化成形后与其他片 状固化材料自动粘合，最后复 制出精确的原型。（3）人工智能-专家系统-智能传感器技 术。专家系 统是 FMS 中采用较多的人工智能系统，该系统根据专家知识及一般 推理规则 进行程序设定，利用预设推理程序解答各类问题。专家系统 将生产实践中常见案例与理论 相结合，确保了该系统的实用性，实现 生产自动化。（4）人工神经网络技术。人工神经 网络是人工智能工具 的一种，是通过模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一 种方法，该技术处于研发阶段，但由于其良好的应用前景，将并列与 专家系统和模糊控制 系统，成为自动化系统中新的重要组成部分。 2 化工机械自动化技术未来发展方向 化工 机械自动化技术的实现需要长期探索、在实践中发现问题， 改进技术。化工机械生产企业 在进行自动化技术改进时，应根据企业 自身硬件条件及生产需要进行逐步改进，注重技术 的实用性能和低 成本化，避免化工机械自动化技术改进影响企业正常生产，降低企业 经 济效益。化工机械自动化技术改进立足于实用功能和低成本基础 上，还应向智能化、集成 化、虚拟化和敏捷化方向发展。 2.1 智能化 智能化是将化工机械制造技术通过人工智能转 化为可控制各个 生产流程的先进技术，以构建人机一体化的智能系统。该系统的建立 需 要对人工智能进行合理、规范的程序编制，将数据分析、数据推理、 操作判断及操作决策 等进行程序模拟，以实现对机械制造各生产环 节的监控、预防和改进；具有良好的友好性 和适应性，能对突发事件 进行及时有效的判断和调整，以实现机械制造生产的安全性和高 效 性；系统采用模块化方法，具有更大的柔性；系统不仅能提高企业的 生产力，还能降 低环境污染、提高能源的利用率，为企业和社会创造 更大的经济效益。 2.2 集成化 集成 化是指利用先进的网络技术，将化工机械制造过程中涉及 的各种技术进行整体优化集成， 实现生产流程的一体化控制，改善产 品性能、降低生产成本，从而提升机械制造业的整体 生产水平。将各 项技术进行有机整合需要利用计算机集成制造（CIMS）系统，该系统 由 四个彼此独立，而又相互关联的子系统构成，包括工程技术信息系 统、制造自动化系统、 质量信息系统和管理信息系统。 2.3 虚拟化 虚拟化技术将计算机技术应用领域进一步扩展， 由此升级的现 代化仿真模拟技术已经在工业制造中得到广泛应用，如冶金生产、车 削加 工、化石能源生产等。现代化仿真模拟技术可将化工机械制造生 产流程进行虚拟化展现， 从而发现生产流程中可能存在或已经存在 的问题或安全隐患，并对生产流程各环节的相关 预设参数进行调整， 以优化生产流程。利用仿真模拟技术可节约生产成本，加快产品研发 速度，提高企业在市场中的竞争力，解放了劳动力，改善了工作人员 的工作环境。 2.4 敏 捷化 化工机械制造自动化技术的敏捷性以虚拟化制造技术为基础， 是现代机械制造集成 技术发展的必然趋势。自动化技术的敏捷性不 仅代表了现代集成制造的发展水平，也是企 业提升市场竞争力的重 要保障。化工机械制造的敏捷化可以通过化工机械生产企业与计算 机技术相关的研发单位之间的分工与合作得以实现。化工机械制造 企业应根据产品在市场 中的销售情况及用户反馈情况进行数据统计 与分析，联合计算机相关技术人员对产品中存 在的缺陷进行技术调 整，实现产品的升级，以提高产品的性能。企业对产品性能的快速改 进，能及时迎合市场的需求，从而提升企业的市场竞争力。自动化技 术的敏捷化还需要依 靠互联网提供的信息处理技术，以便机械制造 方、程序软件设计方、产品用户方之间的信 息能快速、安全、有效的传 输，缩短机械制造生产周期。 3 结束语 化工机械制造是机械 制造行业的重要组成部分，传统化工机械 制造技术生产周期长、成本高、能源浪费严重， 给化工企业带来沉重 负担的同时，也影响了其他衍生行业的发展，严重减缓了化工领域经 济增长速度。作为国民经济重要支柱产业之一的化工机械制造，应充 分利用先进的自动化 技术，推动化工机械制造业向现代化、技术化、 绿色化方向发展，加大化工机械制造生产 领域的技术含量，依靠先进 的科学技术，降低生产成本、减少环境污染、提升产品质量， 从而提升 产品及企业的市场竞争力，提高整个机械制造行业的生产水平。 参考文献 [1]李 益炜.化工机械制造自动化技术应用与发展思考[J].硅谷，2013，14： 4-5. [2]张立东.化 工机械制造自动化技术应用与发展[J].科技风，2012，4： 70. [3]王英.机械自动化技术应 用与发展前景[J].科技传播，2010（24）：40，6. 摘 要：化工机械是机械制造行业中的 重要分支，也是自动化技术重要应用领域之一。化工机械自动化技术包括制造单元、制造 系 统、制造线以及制造工厂四种类型的自动化技术，并涵盖了模糊控制技术、计算机技术 人工智能等在内的多种关键性技术。化工 机械自动化技术将向智能化、集成化、虚拟化和 敏捷化方向发展，从而减少化工机械制造过程中的能源浪费，实现经济向绿色化发 展方向 转变。 关键词：自动化；化工机械；模糊控制；人工智能 -127-