工业互联网与智能制造下自动化技术分析.pdf

责任编辑章继刚Infrastructure&DataManagement基础设施与数据管理工业互联网与智能制造下自动化技术分析安徽职业技术学院智能制造学院杨洁霞编者按：从工业互联网和智能制造角度出发，探究二者之间的关联，分析自动化技术在其中的应用，阐述自动化系统运行对智能制造的带动作用，彰显其在工业互联网中的应用优势，推动智能制造的未来发展。工业化的发展离不开制造业提供的支持。我国在工厂规模与数量上有一定的优势，但是生产技术水平还有待提升，创新能力存在不足。为了促进智能制造的发展，需加强对自动化技术的应用，使其推动制造业的成功升级与转型，尽可能地缓解制造业的生产压力。本文从工业互联网角度入手，创建自动化系统，将互联网与制造业充分融合，完善相应技术架构，弥补以往生产技术方面存在的不足，强化自动化技术的应用效果。工业互联网与智能制造的关系分析现代化工业智能发展同互联网自动化技术水平的提升有着紧密的联系，通过对智能制造架构的应用，使工业智能产生了更加高级的模型，推进了智能制造的发展。从“表征”的角度来看，工业互联网的发展更加倾向于工业服务层面，智能制造偏向于工业制造领域，并将发展的重点集中于个性化定制，以智能制造与服务为目的，创建智能工业发展平台，为企业提供优质的定制服务。相比之下，工业互联网主要是促进企业云智能化制造的发展，突出“云在生产制造中的积极作用。一直以来，智能制造都是我国工业发展的首要目标。智能化革新与自动化发展是企业关注的重要内容，科技创新更好地满足了工业发展需求，保障了产品品质。如今，工业企业开始将智能化转型作为重点，工业互联网的应用促进企业智能化生产的发展，依靠对技术的应用实现网络化协同，使产业互联能够逐渐朝着个性化定制的角度延伸。通过对传感器或无线装置的布置，合理构建企业云平台，以此实现生产的闭环控制，发挥互联网在工业生产中的应用价值。智能制造有着十分鲜明的特性，可以将智能控制技术同信息设备高效结合，从而创建低能耗生产形势，尽可能地降低资源消耗。生产环节中，智能出产形式在一定程度上可以取代人工操作，创建人机一体化模式，汇集人们的实践经验，采用数字化发展形势进行技术设备集中办理，寻找投稿信箱 2023.889Infrastructure&DataManagement基础设施与数据管理/责任编辑章继刚出产率降低的主要原因，及时发现工艺缺陷。智能制造可以对传统制造工艺进行改进，独立进行原材料的加工操作，加强对核心部件与设备的主动保护，通过人机协同操作模式，提高智能制造的自动化水平。人工智能推动了智能化无人工厂的确立，经过工业互联网和智能化的结合，实现先进技术在工业生产的全流程覆盖。人工智能技术可对所有生产信息进行采集分析，基于互联网支撑下实现资源优化配置与服务延伸，促进企业之间基于互联网平台的沟通，从而创造出多元互联主体，例如企业主体，再将其详细地划分成工业制造与服务等，其作用在于对产品的设计与生产。对于工业服务企业来讲，企业需要采集智能产品的数据，建模后对数据全方位分析，创造出满足用户需求的服务业态，发挥互联网平台特有的优势资源，做好产品全生命周期的配置与分析。相对而言，工业互联网主体主要为智能产品协作与工业信息系统等，从规模上实现系统与设备的互联互通，对用户服务模式进行优化与创新，为各类传感设备的运行带来可靠支撑。自动化技术分析科技的发展推动了工业互联网相关产业的进步，基于工业互联网与智能制造角度探究自动化技术的应用，可将其详细划分成制造系统自动化、自动化精米加工以及自动化传感系统三个部分。不同类别的技术在特征上也有着明显差异，但无论怎样发展，始终都是围绕着智能高效进行创新。自动化技术的应用转变了人工操作模式，依靠计算机与自动化系统实现对生产全过程的实时控制，进行参数计算与分析，监控设备实际运行状态，对各类故障问题第一时间发出预警，从而降低生产期间的风险发生几率，保障设备运行的稳定性，降低生产成本，进一步实现对高精度产品的规模化与智能化生产。企业加工与生产期间，机床凭借着数控化达到智能化管理的目的，再综合工业互联网完成对生产的智能控制与精密加工。除了生产力的提升，智能自动化生产还可以推动生产体系的完善与创新，立足于高精度控制达到大规模与同步生产加工。比如对陶瓷的超精密加工，创建互联网信息平台，根据平台使用的安全性进行改进。如今，传统制造已经发展为生产服务类型，比如工业领域的云平台成为工作平台，实现了对物联网的全面覆盖，大数据技术、人工智能技术的应用，推动了数据采集系统的创建，系统可对数据实时存储与访问，加强对数据的集中化管理，促进工业企业逐渐朝着智能型企业转型。工业互联网与智能制造下自动化技术的应用1.自动化系统（1）分布式网络系统目前，工业企业对于自动化系统的设计采取集中控制的方式。数据被发送给系统后，系统会将所有数据信息集中采集与整理，最后将数据传递给中央控制室，依靠对中央系统的应用完成数据计量，借助电缆传达指令。目前工业企业已经完成了执行机构、控制单元的智能化转型，将原本的集中控制模式转为分布式控制模式，显著提高了自动化系统控制水平。分布式系统的运行主要呈现为以下特征。分布式系统中包含诸多组成单元，且输出输入内容众多。系统分布范围较广，且可以实现信息的互联互通。分布式系统的模型建立难度较大，且系统 2023.8投稿信箱责任编辑章继刚Infrastructure&DataManagement基础设施与数据管理设计时将会面临很多制约条件。目前分布式系统中包含传感器、PLC与变送器等装置。(2)CSP网络系统依靠工业互联网的技术进步，创建CSP网络系统，转变过去系统的组成架构与控制模式，向电子、通信领域逐渐渗透。立足于自动化技术的应用，以物理系统为前提条件创建信息处理网络系统，完成数据采集与记录，提高数据传送效率，加强CSP系统的控制能力。借助互联网完善物理系统的功能，使CSP系统可以满足节能运行要求，提高系统各构件操作的自动化水平，完成各控制单元的自动运行，加强对传感器的控制，促进工业生产与制造的智能化发展。CSP网络系统的运行特征主要体现如下。信息与物理系统之间有效耦合在一起，各时空力度为计算技术带来支持，同时物理对象能够对通信技术的应用产生制约效果。异构网络互联。CSP系统当中异构网络的并存已经不是难题，这样可以更好地满足QoS需求，对网络资源进行科学配置，提高资源利用率。当物理系统的运行融合信息技术应用后，此时会形成规模十分庞大的数据信息，这在一定程度上为CSP系统的应用提供科学参考依据。分布式控制与感知。物理系统中嵌入设备的运行可以产生多域耦合的现象，同时可对单一模式有效控制。与此同时，CSP系统的应用可以更好地满足安全性要求。系统运行尤为重视安全性，在物理设备与自动化技术的应用全过程贯彻安全意识。（3）制造与协调智能网络自动化技术为工业制造与智能制造奠定了基础，也为工业企业的生产水平提升创造了有利条件。智能网络制造中包含3D打印、机器人研发、激光制造等部分，智能网络信息领域涵盖光电子器件、宽带通信以及物联网的应用。自动化技术的应用拉近了工业互联网与智能制造领域的关联，同时也为智能网络的协调提供帮助。2.IP地址采集未来互联网中的互联关系将会越来越复杂，除了以往的OT与IT业务，各项业务功能与用户服务将会连接到行业网络系统中，比如工厂内控制技术网络将会与物联网、互联网相连，机械设备能够端到端进行IP互连，制造系统拥有强大的数据交互功能。工业生产期间IP地址能够完成对生产地点的实时控制，保障高精度生产的有序性，依靠以太网协议进行地址分配，同时采取扁平化管理措施降低数据的传输水平，加速IT系统和工业数据间的高效流通。现有站点与承建级别被转为平面网络中控制管理，无线技术用于企业生产中，有效实现了对信息的快速采集与传输，成功消除了信息盲点，解决了电磁信道干扰与低功耗等方面的问题，保障了工业场景机械设备部署的合理性。3.5G技术场景建设凭借低功耗与高可靠性实现产业建设，依靠5G技术建设应用场景，提高生产加工的灵活性，按照生产加工的动态变化做出调整，从而实现对设备的实时控制。通过5G技术的应用，加强对生产中原材料、机械设备的科学控制，按照生产目标进行资源优化配置与集中管理，利用5G技术升级网络系统，提高网络运行的灵活性。这与企业内部原有的固定网络不同，能够更好地达到敏捷化生产的目的。将计算机与5G通信技术相结合，在技术的驱动下自动化监控装置生产环节，确保智能制造行业在生产过程中能够加强对各类技术参数的有效控投稿信箱 2023.891Infrastructure&DataManagement基础设施与数据管理/责任编辑章继刚制。如果检测到了设备异常情况，5G技术场景下的自动化系统可以立即执行报警与设备保护等一系列工作。自动化仪器和设备装置作为基础设施，是保障智能制造过程中设备运行安全的关键，加强5G技术的应用，保持设备间互联互通，提高设备整体性能。将5G技术场景用于数控机床自动化技术中，完成对各类特殊材质的处理，实现产品超精密加工。目前夹层制造和立体蚀刻在5G技术场景内的应用，为数控机床系统的自动化生产提供支持，将物质流和信息流高效连接在一起，以此更好地实现自动化生产制造。4.物联网技术的应用物联网技术以互联网为基础发展，是互联网的衍生技术，可智能识别信息。比如，对于工业设备与系统，通过传感器进行控制。基于区块链的工业制造数据安全共享方法，区块链技术主要将网络协议、对称加密算法等融合，集成数据访问的分布式技术。在工业智能制造数据共享中，区块链的应用可以保持数据的共享性，保障数据共享与交易的准确性。通过对数据进行识别，按照时间戳的顺序完成数据共享，再根据排序结果自动化生成区块链指向序列，完成对制造数据快速封装处理。将物联网技术用于工业互联网主动标识载体应用中，比如数字认证技术，即对不同安全域提供身份认证与授权信息，解决不同系统间共享认证时存在的信息传递问题。采用标识编码的方式表明用户身份，经过认证响应后验证消息来源的真实性，通过验证后得到认证信息。自动化技术的未来发展趋势工业互联网与智能制造之间有着紧密联系，自动化技术的应用使这一联系更加突出，自动化技术可以为互联网与智能制造发展提供有力支持。未来，企业将会面临更加复杂的网络关系，需对IT与OT系统革新升级，将用户服务、功能设计等联系在一起，最终形成更加复杂的网络系统，实现对物联网与互联网的全面覆盖。未来，自动化技术的发展趋势主要体现为以下几方面。1.实现工业生产信息采集。基于以太网协议，合理分配现场IP地址，完成IP流量与控制信息的共享传输，通过采用扁平化管理方式降低数据传递的层次，提高工业数据与IT系统间数据传递效率，实时扁平化网络控制，凭借无线技术采集与整理信息。2.互联网技术和OT系统逐渐融合。借助网络技术优化生产过程，依靠互联网控制OT系统，比如企业建立G5平台实现对不同机床的远程自动控制，以此达到各个区域内机床的同步控制。为企业制定网络平面，实现带宽定制化服务，为企业开放性网络进行系统编程，提供链路资源VPN，进一步扩大生产价值链，彰显自动化技术给企业生产带来的优势。互联网和OT系统相互连通后，从网络层面出发，对生产环节优化，加大维护效果，与工业互联网连接后，可对OT系统的运行情况进行远程控制。结语总而言之，智能化已经成为大数据、工业互联网以及智能制造领域的未来发展趋势。加强自动化技术的应用有利于促进工业企业的资源整合，依靠大规模应用程序，通过产业联盟的形式加强合作，将新技术作为发展的突破口，建立自动化系统，融合大数据与人工智能等技术，推动工业互联网的发展，为智能制造产业生态的繁荣提供支持。N 2023.8投稿信箱