基于大数据的机械制造模式研究

基于大数据的机械制造模式研究

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摘要:机械制造产业与人们日常的生活生产有着密切关系,数字化设计、数字化制造等领域带动着信息技术的发展,同时在设计、制造、管理等方面都应用着信息技术。在现场机械加工过程中,为了实现数据的实时采集和处理,创建数据化系统可以提高机械制造数据处理的时效性。在对于大数据技术分析的基础下,着重阐述大数据处理在机械制造的应用。

关键词:大数据;机械制造;模式研究

1大数据技术

1.1大数据的定义

大数据就是由数量庞大、类型众多、结构繁杂数据构成的数据集合,是基于云计算的数据整合与应用模式,可以经过数据的集成共享和挖掘,形成强大的智力资源。大数据需要在一种新的处理模式下才可以展现出更加正确的决策力、敏锐的洞察力,从而形成高利用率的数据资产。总之,大数据技术就是从类型众多的数据中,准确有效地挖掘到有价值信息的科学技术。

1.2大数据技术的构成

大数据技术由以下四种技术构成:大数据处理技术、大数据分析技术、数据可视化技术、分布式计算技术。大数据的庞大数据量远远超出传统数据库的管理能力,大数据处理技术应能处理几乎各种类型的海量数据。大数据分析技术将帮助人们从大体量、高复杂的数据中提取有价值的信息;数据可视化技术将运用计算机图形学相关技术,将数据换为图像的形式。从大数据的定义和技术层面可以看出,一台计算机无法处理大数据的信息量,必须采用分布式计算架构如图1所示。

分布式计算机架构是借助云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术来实现分布式数据的挖掘。迫于社会生活生产的需要,大数据将是与无线网络技术、智能制造并行发展的跨世纪的技术革命。

1.3大数据的特点

国际数据公司(IDC)认为,大数据技术应满足三个“V”特点:多样性(variety)、大容量(volume)和时效性(velocity)。多样性是指数据的类型众多;大容量是指需要挖掘的大数据拥有非常巨大的数据量;时效性则是指数据处理能在较短的时间内完成,要求具有快速处理数据能力。随后又加上了一个“V”特点:Veracity(精确性),准确性是指在众多的数据量中能够精准查询到自己所需要的数据。

2基于大数据的机械制造实施步骤

2.1尽可能在每个机械制造设备上安装GPS(这里GPS可以毫秒级采集信息,根据终端的数据库实时在显示屏上提示机床各类异常情况)和各种传感器,对机床工作时间和状况等数据进行收集。

2.2经过通信网络和智能控制系统的处理传送到中央控制室,并且为满足大数据量的快速存取与数据共享,系统将建立公共数据库,对机械制造相关数据统一汇总、分析和处理。

2.3公共数据库包括机械制造详细的工况信息、报警信息、故障信息、定位信息、维修信息等。建立以公共数据库为核心的机械制造智能控制系统,准确提供实时机械设备的工作画面,进而为故障诊断、高效节能、决策提供依据。

2.4基于大数据在机械制造模式,身在中央控制室的工作人员可以在显示屏了解到机械制造的各环节情况。在公共数据库中可以收集更多的数据,从中获取有价值的数据信息。如:一台机器当天生产了多少零件,在机械加工过程中出现哪些异常,什么时候在哪种模式下使用了机械制造设备,甚至如果能知道机器设备详细的工况信息和准确的工作时间,那么就能预先确定将要损坏的零部件,这样可以提高生产效率。

3机械的制造模式

3.1智能化制造模式

在机械自动化生产中,智能化制造模式是一种常见的机械制造模式,主要是将人工智能系统运用到机械制造过程中。通过人工智能系统的运用,通过智能系统,就可以模仿人类的大脑进行工作,实现用机械代替人类工作生产。从本质上来说,人工智能系统是一个知识处理系统,在处理各种知识的过程中,包括对知识的表示、知识的获取以及知识的利用,通过这一系列的反应,让机械设备可以向人的大脑一样工作,解决生产制造过程中的实际问题。智能化一般是在控制理论的基础上将多个学科的知识融合在一起,实现不同学科的融合利用,充分发挥各个学科的知识,使其具有更好的控制技术。常见的人工智能系统主要包括专家系统、神经系统、模糊系统和遗传算法等,将这四个技术运用到机械制造中,充分发挥四个系统的优势。在实际运用过程中,这四个系统是相互独立的,但是又是相互影响的,共同促进我国机械制造水平的提升。在实际的生产过程中,智能化程度越高,系统就拥有了更多的人的能力,因此人类自身的参与度就会越低,可以促进自动化程度的进步。

3.2流水线生产模式

流水线生产模式是机械自动化生产的常见模式,在实际的机械制造过程中,将整个生产流程分割成若干个不同的程序,对于不同的生产工序由专门的工作站完成,真正实现了机械产品的自动化生产,通过各种生产工作站的协作,最终完成产品的制造。并且采用这种流水线的生产模式,可以实现产品的连续生产,不同的工序工作站同时工作,对于产品的设计、生产和加工等都可以连续完成,大大提高了机械产品的生产效率,同时可以及时检查机械产品的质量,以提高产品的合格率。不仅如此,由于采用各种工作站,是一种机械代替人工的生产模式,因此减少了人为误差,可以减少出错的机会。在流水线的生产模式中,也可以采用智能化控制系统对整个系统进行控制,完成对产品生产和加工、检测的流水工作,最显著的特点就是提高了生产效率。

3.3人员精简模式

机械产品在传统的制造加工过程中,需要投入大量的人工资源,是一种以人工操作为主的生产模式,其在生产过程中虽然需要大量的人力资源,但是生产过程是在特定的生产车间,并且需要大量的生产设备,受到生产空间和生产设备的限制,其工作的效率还是非常低,并且产品的质量受到人为因素的影响非常大,如果生产员工的技术不到位,没有掌握生产技术的要领,将会严重降低机械产品的生产质量。而机械自动化技术的应用,大大解放了人们的双手,改变了以往车间和生产人员相互结合的模式,企业可以精简人员,减少人力资源的投入,通过少量的人员就可以对各种设备和机器进行管理控制,大大提高生产效率,同时还能够减少人为误差,提升生产质量。

3.4绿色化生产模式

现阶段人们已经充分认识到了环保的重要性,各行各业也将节能环保融入到发展战略中。在机械自动化生产的过程中,还可以实现绿色化生产,就是采用环保节能的材料进行机械产品的制造,同时加强对能源的利用效率,实现能源利用的最大化。一些机械产品在报废之后,很多零件和部件都可以回收利用,避免产生材料垃圾,大大减少了我国工业发展中对能源的浪费以及环境的污染。

4结语

在大数据的时代里,机械制造企业在日益激烈的市场竞争环境下,面对大量复杂多变的信息数据,需要引进其他领域现有的成熟技术,逐步实现大数据技术在机械制造的应用。这样在采集到的大数据中挖掘出对企业真正有价值的数据内容,科学引导机械企业未来的发展,提升自己的竞争力和技术水平。

参考文献

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