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智能化是制造自動化的發展方向,很多專業性機械制造智能技術已經發展到相當水平,而在農業制造領域,還在起步階段。農業機械制造智能技術是專門研究產品的設計、生產、加工、銷售、售后乃至維護維修的整個技術過程,并將提高產品質量、效益、競爭力作為最終的目標。農業機械制造智能技術包含了生產對象、生產資料、能源、人力資源、生產和質量信息等內容。其中,生產對象、生產資料與能源屬于硬件范疇,生產和質量信息則是軟件范疇,而人力資源則是兩者都屬于。在諸多的生產要素之中,人的要素處于主要地位。
2兵團農業機械制造智能技術現狀及其與內地的差距
2.1兵團農業機械制造智能技術現狀
近年來,雖然很多企業在農業制造業方面不斷采用先進的制造技術,像北疆的科神數控設備已占企業機加工設備的30%以上,且已經引進了CNC加工中心,企業的機加工能力得到了很大提升。公司已經啟用了企業資源計劃系統(ERP),以系統化的管理思想,為企業決策層及員工提供決策運行手段的管理和服務。南疆的天誠對企業設備也進行了較大投資,且已經在某些焊接生產線采用了焊接機器人,大大提高了產品的焊接質量和工作效率。但是這些進步與內地專業化農業及機械制造業相比,仍在許多方面存在著較大的差距。
2.2兵團與內地在農業機械制造智能技術上的差距
2.2.1管理
內地優秀的農業機械制造業廣泛采用計算機進行管理,對于組織和管理制度的更新與發展都較為重視,并對生產模式加以完善,力求達到準時、快速、高效的生產制造。比如采用MES(制造執行系統),該系統包括計劃排產、過程糾偏、質量控制、資源優化、數據采集、電子看板、ERP集成等模塊。系統依據ERP或手工輸入的生產任務,通過精細排產,得到可執行的工序級生產排程,并通過對生產執行過程的詳細進度、用料、用時及質量等信息實時跟蹤統計,以數字化的方式、智能化的形式直觀地展現生產全過程。而兵團農業機械制造業采用計算機管理的水平還正處于起步階段,大多數的企業仍然處于陳舊的經驗管理階段,是兵團農業機械的制造業發展步伐緩慢的原因之一。
2.2.2技術設計
內地優秀的農業機械專業化廠家對設計方面要求嚴格,且更新速度較快。由于大量采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),部分大型企業甚至已經開始脫離圖紙進行設計和生產制造。而兵團農業機械制造企業,對于計算機輔助設計技術的使用尚比較局限,使用水平有待提高,兵團農業機械制造業技術發展推動力不足。
2.2.3制造工藝
內地農業機械專業廠家比較廣泛的使用數控加工,許多新型的加工方法,例如:激光切割、高精密加工、復合加工技術等也得到廣泛應用。然而這些新型技術在兵團農機制造企業基本沒有應用,有的甚至還在企業議程之中,使得兵團農機機械制造技術仍然處于低水平狀態。
3發展建議
3.1系統優化
農業機械制造過程中對速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求較高。在采用高速控制系統的同時又改善了機床的特性,使得機床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不僅僅指機械本身,還有群控系統的柔性,數控系統的本身就是采用模塊管理的方式進行管理,裁剪與組合性比較強,能夠滿足用戶的不同設計和需求;群控系統則是根據制作流程的要求不同自動進行修正和調整,使得群控系統的效能充分發揮出來。為了適應快速變化的社會市場環境,僅有柔性化是不夠的,機械制造智能化也需要不斷升級改造以適應當今科學技術的不斷發展和提高,只有具備了智能化才能應對更加復雜的市場發展環境。
3.2多媒體技術的應用
在智能化的數控系統中要做到用戶界面的圖形化、科學計算的可視化與多媒體的結合和應用。用戶界面是系統與使用人員之間的橋梁與窗口,由于使用人員的要求不同和專業性差異,給計算機軟件的開發與研制帶來了較大的難度,采用圖形化用戶界面后,使用者在使用時較為方便。科學計算的可視化可使可視信息直接使用,比如說圖像、動畫演示等。可視化技術的應用與計算機的虛擬技術環境結合起來,使智能化領域又進一步得到拓寬。而計算機、聲像以及通信技術完整的結合便形成了多媒體技術,它使計算機擁有了綜合處理數據的能力。多媒體在智能化數控領域中可綜合化、智能化地處理信息,在現場監控系統中也有著重大的應用價值。
3.3體系結構的優化
在農業機械制造過程中,改善和發展體系結構較為重要。首先,企業數控機床占用比例應不低于50%,使智能制造系統應用效率達到基本要求。在此基礎上集成企業CPU資源系統來提高集成度和運行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPRD、CPRD以及專用集成電路ASIC芯片的新一代PCNC數控系統,并應用LED平板顯示器平臺,以實現超大尺寸的顯示傳導和發散信息。采用增強集成電路的密度來改進性能,使組件的尺寸減小,可靠性提高。其次,硬件的模塊化使數控系統的集成和標準化更加簡單和方便。如顯示器、CPU、輸入輸出設備、以及存儲器等最基本的模塊,都可成為獨立的載體,在通過不同方法的組裝、搭配以及減持和增加以便構成檔次和功能不一的數控系統。最后,通過系統中心樞紐對機床進行網絡化,通過機床聯網的手段,可以在任意一臺機床上進行多臺操作,使不同機床的畫面在同一臺機床的屏幕上出現,實現對機床的遠程控制或者是無人化操作。將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服系統、自適應控制動態數據管理及刀具補償、動態仿真等高新技術融為一體,形成嚴密的制造過程閉環控制體系,使產品制作過程靈活多變,以適應當前農機市場多品種、多批次的市場需求。
4小結
農業機械制造智能技術的應用是農業機械制造業的發展趨勢,該技術的推進將會給農業機械制造行業帶來巨大活力,可大大提高產品的質量、效益和市場競爭力,較為有效地促進兵團大農業機械化的發展。
作者:黃春輝 李國祥 單位:新疆科神裝備科技開發有限公司