2024年工艺数字化智能化：智能制造发展关键
2024-03-22
王柯团队
工艺是推动智能制造发展重要基础
在生产过程中，工艺处于基础与先导地位，是企业制造能力的切入点和突破口。工艺在企业运营中实质就是生产制造技术，包括从原材料进厂加工制造到产品包装入库等一系列的生产技术。只有发挥工艺的支撑、保障和基础作用，才能提升产品质量，优化产业结构。
发达国家通过积极推进制造工艺的提升来促进先进制造业的发展。比如，为抢占未来制造业发展的制高点，美国从2012年开始建立制造业创新中心，其中许多创新中心的研究工作与提升制造业的工艺高度相关，如增材制造创新研究所，现更名为美国制造，工艺为五大研究主题之一。美国发布的《美国先进制造业领导战略》的主要目标和基本任务之一就是发展领先世界的材料及工艺制程技术。日本先进的材料工艺研发积累促使日本具备世界顶尖的工业加工基础设施，日本国立材料科学研究所（NIMS）的成果在全球处于最高水平，并根据日本的国家战略推广和利用这些成果。欧盟近期提出工业5.0概念，其支持技术中许多都涉及工艺，如生物仿生技术和工艺。
我国注重通过制造工艺的提升夯实制造业发展基础。比如，我国实施工业强基工程，突破先进基础工艺。“十四五”规划建议中提出实施产业基础再造工程，加快补齐基础零部件及元器件、基础软件、基础材料、基础工艺和产业技术基础等瓶颈短板。当前，我国已经掌握了一批先进工艺技术，如复杂铸件无模复合成形制造关键技术、激光焊及激光-电弧复合焊关键应用技术、工程技术等，但在工艺标准体系、数字化工艺机理模型的积累、工艺知识软件化方面仍较为薄弱。
工艺数字化智能化将成为智能制造发展的重要方向。以焊接工艺为例，这是一种重要基础工艺，广泛应用于船舶、汽车、轨道交通、重工机械、航空航天、家电等。焊接过程是一个瞬时动态非平衡过程，焊缝成形质量受各种因素动态影响，使得质量控制变得极为复杂。这对焊工的操作其实提出了很高要求，很多过程的控制完全超出了人的能力范围。通过数字化智能化技术手段，我们可以对各类焊接工艺参数进行高频采集，结合一线工程师多年积累的工艺知识和经验，形成数字化工艺画像，并通过学习框架平台不断训练，进而形成算法模型，封装成工艺软件包或微服务组件，嵌入至边缘控制层对焊接工艺进行实时智能调优，提升焊接工艺的质量和安全。
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