机电一体化智能发展分析论文

时间:2018-09-27 机电毕业论文 我要投稿

  关键词:工业4.0时代;机电一体化;智能发展

  工业4.0由德国政府提出,是德国2020年高技术战略之一,由教育部和经济技术开发部门联合自主,投资超过了两亿元。工业4.0立足制造行业,以促进制造行业发展作为最终目标,以期构建智慧工厂,提高制造行业的适应性,实现人力资源和物力资源的优化配置。工业4.0以互联网作为基础,需要构建现代化的物联信息系统,将产品供应、产品制造、产品销售等连在一起。在工业4.0的背景下,必须将着眼点放在智能技术上,构建数字化的工业生产模式。

  1相关理论概述

  1)机电一体化技术概述。所谓的机电一体化,就是应用电子技术对机械结构功能进行优化调整的系统。在机电一体化过程中,现代电子技术占据着至为重要的地位。机电一体化实现了信息处理功能、控制功能的整合,将软件硬件融合为一体。硬件系统包括传感器、信息处理结构、驱动结构等;软件系统则包含各类软件[1]。在机电一体化系统中,硬件系统发挥基础性作用,传感器可以对信息数据进行收集、传送和转换,发挥非接触检测技术的重要性。信息处理结构对数据进行集中处理,按照既定程序发送指令,最终实现了机电一体化的正常运转。2)智能控制系统概述。智能控制系统以智能技术作为依托,在智能技术的作用下,混合系统控制系统正式形成。智能控制系统被分为以下几种类型:分级控制系统、学习控制系统和专家控制系统。系统类型不同,系统功能也呈现出较大的差异性。以分级控制系统为例,分级控制系统可以对外部工作环境进行自适应,协调组织各项工作。以学习控制系统为例,学习控制系统可以对内部结构进行认识和调整,高效接收转化数据。以专家控制系统为例,专家控制系统可以融合主体经验、客体技术,完成各项指令。

  2工业4.0时代下机电一体化的智能发展

  1)建构模型。在工业4.0时代下推动机电一体化的智能发展,应该对模型进行建构。信息处理模型至为关键,可以对数据信息进行整合处理。为了优化模型,需要协调认知系统和费认知系统,推动职能系统升级。机电一体化系统和智能系统呈现出加大的差异性,后者的认知性更强。认知处理不会对反应是耦合造成影响,可以和其达到良性共存。技术人员可以采用行为控制三层模型:第一层模型为认知调节目标,目标管理作为中心[2];第二层模型为关联调节模型,可以对激励信号进行反射;第三层模型为非认知调节模型,可以实现连续驱动。在内外部发生同时变化时,三层模型不会受到过多影响,认知数据处理的功能有所拓展,学习过程即信息收集的过程。认知信息处理参考模型应当具有智能性特征,要主动嵌入到外部环境之中,使内部表达和周围环境相适应。为了获得综合信息处理的能力,可以对模型进行层次划分,让最高层为认知调节层,最低层为非认知调节层。2)网络系统。在构建智能技术系统时,需要采用两种结构形式:第一种为智能子系统;第二种为组群结构,即智能网络化系统。智能子系统包括基本系统、执行器、传感器三个组成部分,组群结构包括信息处理、认知调节、关联调节和非认知调节等。以农业机械生产为例,在开展大型农业机械生产时,需要对子系统进行功能划分,使子系统形成相互作用的组合体。智能子系统的排列方式比较分散,因此要应用网络实现子系统的联结,促进子系统的通信协调。网络系统的功能通过子系统功能得到呈现,技术人员要改变子系统的动态,应用云计算技术和嵌入式技术。美国学者提供了网络系统构建的经验,技术人员可以应用现代科技形成CPS系统,取代原有的自动化系统。3)智能系统。在提出工业4.0后,德国学者便开展了科技研究,形成了前沿技术创新集群,对智能技术进行了开发。在智能技术开发过程中,需构建三种类型的项目:第一种是平台项目,要寻找最优智能控制系统,集成人机交互和智能网络;第二是创新项目,要开发智能子系统,解决网络互通问题;第三是可持续项目,要确保智能技术开发的持续性,利用政府支持政策[3]。德国公司采用了即插即生产的智能化网络技术,形成了智能自适应生产系统,实现了模块化设计。这一网络技术具有自配置的功能,无需应用工程工具,保证了工作任务的高效完成。我国可以借鉴德国公司的技术经验,打造特色化的机电一体化智能系统。

  3结束语

  综上所述,在工业4.0时代下,必须利用现代科学技术,推动机电一体化的智能发展。

  参考文献

  [1]华爱琴.关于企业智能制造中机电一体化技术的发展分析与应用探讨[J].时代农机,2016,43(9):51-52.

  [2]缪学勤.工业4.0推动机电一体化走向智能技术系统[J].自动化仪表,2016,37(1):1-5+8.

  [3]朱国红.试论机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用[J].职业,2012(17):90.

  作者:喻欣 徐江华 单位:江西省机械工业情报所

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