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智能制造中的状态在线监测技术

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【摘要】:
2016年4月13日–贸泽电子(MouserElectronics)与著名工程师格兰特·今原(GrantImahara)联手发布“共求创新”(EmpoweringInnovationTogether™)项目“便携式电源”系列(PortablePowerSeries)的新上线视频“聚焦创新”(InnovationSpotlight)。在本期访谈中,格兰特与TDK美国总裁暨CEO乔恩•尼尔森讨论了能源

中文摘要:

 

  智能制造是制造技术与信息技术的结合,并朝着自动化、集成化、信息化、绿色化的趋势发展。智能制造中的感知、分析、决策等重要环节都离不开状态监测技术。智能制造就是以信息流全局监控为基本线索,通过制造与服役过程的精确调控加以体现,而状态监测传感技术是其中的重要环节。论述了刀具磨损、数控机床健康状态、几何量、智能传动装置及油液状态等在线监测应用中的监测技术,详细介绍了其特点以及国内外的研究热点,并总结与展望了其未来的发展趋势。

 

 

Abstract:

 

Intelligent manufacturing is the combination of manufacturing technology and information technology, and it is developing towards automation, integration, informatization and greenness. In intelligent manufacturing, the sensing, analysis and decision-making are inseparable from the condition monitoring technology. Intelligent manufacturing takes the global monitoring of information flow as the basic clue, and is reflected through the precise regulation of manufacturing and working processes. The status monitoring and sensing technology is an important part of it. The on-line monitoring technologies applied in the cutting-cool wear, health state of numerical control machine,geometrical parameters, intelligent transmission device and oil status monitoring were discussed separetely, their characteristics were introduced as well as the corresponding research hotspots at home and abroad. Finally, the development trend in the future was summarized and prospected.

 

引言

 

  智能制造的系统层级自下而上一共五层,分别为系统的设备层、控制层、车间层、企业层和协同层。设备层级包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机械装置等;控制层级包含分布式控制系统(DCS)、数据采集与监视控制系统(SCADA )、可编码逻辑控制器(PLC )、分布式控制系统(DCS )、可编码逻辑控制器(PLC)、现场总线控制系统(FCS)等;车间层级包括制造执行系统(MES)等;企业层级包括客户关系管理系统(CRM)、供应链管理系统(SCM)以及企业资源计划系统(ERP)等;协同层级则由产业链上的不同企业通过互联网网络共享信息实现协同研发、精确物流、智能生产和智能服务等。其中,在设备层级、控制层级、车间层级广泛应用着状态在线监测技术。

 

  制造过程、物理化学反应过程以及装备使用过程中的动态物理量的测试变得越来越重要,现代制造业已经逐渐呈现出与传统制造所不同的设计理念。各种物理量的测试技术已经不仅是最终产品的质量评定手段,更重要的是要为产品设计与制造进行服务,为制造过程与装备使用过程提供完备的环境参数与过程参数,对一定内外环境参数或状态形成一体的自主感知,同时可以做出相应调整的智能制造系统,进而使测试技术由传统的非现场、事后测试转换成装备制造环节及装备使用环节测试,实现物理量的在线状态监测。

 

  智能制造技术是传统制造技术与信息技术结合的产物,并逐渐朝着四化的方向(自动化、集成化、信息化、绿色化)发展。智能制造中的感知、分析以及决策等一系列重要的环节都离不开状态监测技术。在利用信息时,首先考虑的就是要获得可靠的信息,传感器正是获得自然界与生产领域中的信息的最主要手段与途径。为在智能制造新时代继续保持领先的地位,美日及欧洲一些发达国家都已经把传感器列为国家发展战略。美国的国家长期安全与经济繁荣至关重要的24项技术中有6项与传感器技术有直接关系。日本的10大国家支柱技术战略目标里,6项为传感器相关技术。我国在“十二五”期间提出的突破9大关键智能制造基础共性技术、提升8类重大智能制造装备的集成创新能力、推进8项智能测控装置与部件的研发和产业化以及促进国民经济6大重点领域的示范推广,其中,9项关键智能基础共性技术全部都与仪器仪表或者传感器相关;8项智能测控装置与部件中有6项属于仪器仪表的范畴;提升8类重大智能制造装备创新能力和在6个重点领域的示范应用的关键点、难点也集中在仪器仪表与传感器方面。智能制造就是以信息流全局监控为基本线索,通过制造与服役过程的精确调控加以体现,而状态监测传感技术是其中的重要环节。本文将介绍刀具、机床、几何量、智能传动及油液等在线监测应用中监测技术的特点及未来发展趋势。

 

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