摘要:摘要:電子信息工程技術通過將計算機技術應用于工業設計領域,提供有效的信息處理工具,隨著科學技術更新迭代,工業領域依賴電子技術的提升和創新,也進入了快速發展的階段。
摘要:電子信息工程技術通過將計算機技術應用于工業設計領域,提供有效的信息處理工具,隨著科學技術更新迭代,工業領域依賴電子技術的提升和創新,也進入了快速發展的階段。基于此,本文對電子技術在工業控制領域中的應用進行探討,從工業領域電子技術應用的價值入手,對其在系統控制中、在內部管理中、以及在工業生產與運營中的應用進行分析,并結合信息技術和工業領域的發展趨勢,對電子技術在工業控制領域中的發展趨勢與前景進行展望。
關鍵詞:電子技術;工業;控制;智造
在信息經濟時代下,電子信息技術不斷擴大新產業的產業鏈,通過打破其他產業的壁壘,為產業發展提供了各種商業模式。工業是或地區經濟發展的重要產業之一,我國的工業發展長期以來以依賴人力資源和機械化生產為主,取得了巨大成就。隨著現代工業的發展和互聯網技術的發展,我國工業領域的技術也不斷發展,從“制造”步入“智造”的偉大進程,科技創新成為興國之基。但是,就目前來說,我國工業長期處于價值鏈中低端,電子技術應用規模不全,應用程度較淺,工業領域轉型升級進入攻堅期。為了促進人工智能、5G和工業互聯網等新興技術的應用,我國制定了相關政策,將電子通信技術與工業制造融合,實現新一輪的科技革命,以實現工業競爭新優勢。在此時代背景下,探討電子技術在工業控制領域的應用現狀與發展前景,對于實現工業領域的現代化和智能化發展,加速實現工業制造由大變強,具有深遠且重要的意義。

一、電子技術在工業控制領域中的應用價值
(一)提高生產效率
對于傳統的工業制造,基本上所有的處理環節都需要工人的現場操作或監督。與人工生產相比,機器和其他硬件設備的電子部件和核心芯片可能需要24小時不間斷的工作。這導致傳統的以勞動力為導向的工業生產效率受到人工生產的約束。電子技術相對人工生產來說,則具有顯著優勢。通過寫入程序的電子芯片和機械設備建立聯結,對工業生產進行控制,滿足自動化生產的需要,根據生產的實際需要,進行調整,達到對機械設備智能化控制。例如,電子節氣門控制系統,能夠準確控制節氣門開度,從而改善發動機功率,提高燃油經濟性,減少廢棄排放。電子控制系統的應用,不僅能夠讓工業生產效率保持在穩定的水平,減少手動操作的風險,降低能源消耗。比如各種類型工業機械手的控制系統,并且隨著技術的進步還將有可能持續提高生產速度,保證產品質量。一直以來,我國的工業生產企業囿于電子技術應用前期投入較大的風險,不愿意積極采用電子技術,更愿意選擇低成本的人工生產方式。隨著人力成本增長,集約化發展的需要,計算機技術逐步實現自動化和智能化。利用電子技術全面優化工業控制,提升生產效率,產生直接的經濟效益,成為目前工業生產企業關注的熱點。
(二)提高加工精度
生產和加工的準確性是衡量工業企業實際生產工藝和生產水平的重要標志,也是現代化經濟發展程度的重要指標。機械加工控制精度僅僅依靠手工操作,依賴人工經驗來判斷處理,不僅容易出現偏差,也無法達到較高要求。在這一方面,電子技術的應用主要是以數控加工為代表。比如建立數控加工監控系統,實時檢測加工情況,并根據反饋進行下一步的指令;充分考慮工件變形情況,制定控制編碼;采用故障診斷電子技術,及時報警故障并快速處理;針對加工誤差計算補償參數,采取積極有效的誤差補償等等。這些功能的實現,都依賴于電子技術在工業生產設備中的應用。隨著科技與社會的共同發展,現在的工業生產精度已經達到了納米水平,僅靠人工根本無法無法控制精度,更需要通過先進的電子技術,給出合適的加工控制方法,實現完美的精度管理,達到自動生產的目的。
二、電子技術在工業控制領域中的應用
(一)在系統控制中的應用
隨著計算機網絡技術的持續發展,我國電子信息工程的通信技術已廣泛應用于工業產業領域的設備和系統之中。通過計算機軟件發出完成數據傳遞和信息共享,通過簡單的指示實現對工業設備和設施的高效操作。比如,機電控制中的PLC技術所形成的PLC控制系統是最為常見的工業控制裝置,集合微電子技術、計算機技術、通信技術等于一體,能夠完成數據的采集和處理,將數據轉換為可輸出的指令。同時,由現場設備、儀表和控制器所組成的集中控制系統,可以實現控制和操作的統一,使工業機械設備的功能向智能化方向發展,通過可變因素的控制,對整個大型生產過程進行良好的把控。隨著電子技術的發展,人工智能技術也日益成熟,不僅可以實現機器的靈活控制,還能夠大幅減少資源浪費,提高產業領域的效率和效率。
(二)在內部管理中的應用
電子技術為工業類企業的內部管理智能化發展奠定了技術層面的基礎。諸多工業企業利用電子技術,建立管理系統,來對企業進行高效管理。比如,局域網和物聯網技術,使工業生產中的所有設備建立聯系,通過特定的管理程序,企業工作人員能夠對內部信息進行管理。工業監控中的物聯網技術,通過在機械設備上安裝傳感器等裝備,能夠對設備故障信息及時采集,向設備管理人員提供反饋信息,并更新到設備管理服務器中,實現設備的實時監控,確保設備備案信息和實際運行狀況一致。如圖1所示,利用物聯網技術,建立健全設備管理信息系統,對日常設備管理如采購、維修、備件、診斷、操作等,進行高效的表單填寫、審批與匯總,提高內部管理效率。
(三)在工業生產與運營中的應用
工業生產中的成本控制是首要的考慮事項。在確保品質的情況下,不斷削減成本,才能獲得更大利潤和市場競爭力。成本控制是工業生產與經濟利益密切相關的關鍵要素。在工業生產環境中,各類噪聲、污染、震動、灰塵等等,要求機械設備有強大的性能和抗干擾能力,也對人工管理造成了很大的難度。以電子技術為基礎的各類軟件系統,具有更好的適應性和柔性,形成人機交互的工作狀態。比如,生產管理部門根據系統信息,及時對生產計劃做規劃,確保訂單按周期完成。所以總費用急速增加。通過應用各類軟件和控制技術,有效地優化控制生產和運營中的各個環節,將數據信息錄入系統后進行處理分析,并以此為依據來調整決策方案。
三、電子技術在工業控制領域中的發展前景
(一)滿足多樣化需求
得益于電子技術,目前的數據信息主要以計算機網絡和移動電話網絡的形式顯示,并被各行各業廣泛接受。電子技術已經滲透到工業領域的各個方面,電腦、通訊、互聯網等各類軟硬件,成為讓電子技術功能不斷完善,確保工業領域多個需求滿足的重要條件之一。電子技術的進一步發展與完善,使其應用日益多元化,以客戶為導向的市場推動下,工業生產不斷延伸。拿物聯網來說,目前已經派生出工業物聯網的概念,在工業生產中,通過有線或無線網絡、互聯互通設備的應用,滿足多元化的需求,實現設備層和控制層的實時控制和調節。另一方面,電子技術在傳統檢測、測量技術的基礎上,不斷提高數據采集運算和通信的能力,在工業中的應用越來越靈活和高效。機器換人、無人倉庫、無人車間等的逐步推進,多樣化需求也將利用電子技術得以實現。
(二)滿足智能化需求
圖2工業4.0智慧工廠電子信息產業發展的第一階段是其應用于工業領域大規模生產的階段,隨著生產體制和生產規模發展日益成熟,在工業生產上使用電子信息工程的技術也不斷更新迭代。隨著人工智能、大數據、工業互聯網、移動通信、云計算和信息物理系統等技術發展,人工智能在工業場景中的應用獲得了更大的支持力度。在德國、和沒過的高新技術公司,工業人工智能成為提升核心競爭力,推動工業產業升級的重要路徑。如圖2所示,在工業場景下,產品設計,運營決策,資源配置,系統更新等環節的電子智能應用成為常態。在經濟與科技快速發展的背景下,科技水平與對電子信息產業的高度關注相結合,國內電子信息技術的智能化發展和應用也非常迅速。
(三)滿足實際應用需求
在智能制造的當下,數字化、智能化的需求呈現出較大的差異性和多樣化。拿電子信息工程來說,傳統的手動信息管理方法主要是信息收集、信息對照、信息解析等等,這種信息處理方式效率低下,且浪費人力資源。而依托于電子信息工程的發展,高效率和智能化的數據采集和處理,更能夠滿足工業生產的實際需求。比如,在保存高速公路工程學原始數據的過程中,對道路工程的原料、建設資金、建設資源進行分類管理,就可以在短時間內完成數據對比和分析結果。一些工業企業的某一臺大型設備需要十幾種傳感器,還有些生產線則需要上百種傳感器來實現。而有些電商企業,要建立無人倉庫的智慧物流系統。隨著科學技術的發展,智能行業模擬要求越來越高,對電子技術的應用也不斷提出新的考研,需要精確射擊電子設備,需要加快軟件開發進程。不同的工業企業對電子技術應用的功能也并不相同,不管是按照協議、標準進行變通,還是重新制定特定的解決方案,都需要根據實際情況來實施科學合理的電子技術應用。
四、結語
總體來說,電子技術在工業領域中的應用,是科學技術持續發展的必然產物,也是工業生產和工業結構的固有需要,在全球經濟一體化趨勢下,更是維持企業與經濟發展,獲取核心競爭優勢的必然路徑。隨著電子技術的進一步發展和完善,其應用領域日益多元和智能化。但目前我國的電子技術在工業產業發展過程中仍然受到很多制約,其應用規模和應用深度還有很大的提升空間。相信隨著“智造”的推進,電子技術在工業控制領域中的應用將會取得更大的突破,通過復合型人才培養、工業設施優化、電子信息技術迭代發展,為我國工業發展提供更強勁的助力。
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安長俊