基于物联网的自动化机械加工系统设计与优化研究

基于物联网的自动化机械加工系统设计与优化研究

苏靖

西安咸阳国际机场股份有限公司    陕西   西安   712000

摘要：在现代工业社会中，机械加工工艺扮演着至关重要的角色。随着科技的不断发展和社会的不断进步，制造业的需求也日益增长，因此，对机械加工工艺的研究和应用显得尤为迫切。为提高生产效率和设备可靠性，对基于物联网的自动化机械加工系统进行了设计和优化，同时，给出了具体优化建议，旨在为机械加工行业的发展提供必要的参考借鉴。

关键词：物联网；自动化；机械加工；系统设计；优化研究

引言

目前，机械加工企业在日益激烈的竞争中，亟须关注安全生产管理的现状和改进。安全生产是企业的命脉，关系到员工的生命安全和企业的可持续发展。然而，由于种种原因，机械加工企业存在着安全隐患和问题。为了确保员工的人身安全和企业的长期发展，本文将探讨机械加工管理的现状及改进措施，以期提供参考和借鉴。

1自动化机械加工系统总体架构设计

物联网的架构通常被分为5层：感知层、网络层、数据层、应用层和业务层。本设计方案根据自动化机械加工系统的具体需求，将业务层内容并入应用层，采用分层模块化架构，主要分为4个层次：物理层、网络层、控制层和应用层。物理层也被称为感知层，是物联网架构的最底层，负责利用传感器设备收集各类环境信息，降多样化的信息转化为数据形式。物理层设计旨在确保设备精度和稳定性，负责在物理媒介上传输原始比特流，以实时监控加工环境和设备状态。物理层包括机械加工设备、传感器与执行器三部分内容，通过安装在各设备关键位置的传感器采集数据信息，用执行器执行其他控制层传递给物理层的指令，用以控制物理世界中的各类机械加工设备。网络层、控制层分别负责数据传输和系统的协调与管理。其中，网络层负责在不同网络之间传输数据包，处理机械加工数据的路由选择，使数据能够从源地址传输到目的地址，使用工业以太网、边缘计算节点、无线网络等技术提升数据传输准确性；控制层负责用PLC技术与SCADA系统控制机械加工过程中的系统参数，将应用层的数据分段组装，控制数据传输中的错误与拥塞现象。应用层是用户与系统交互的接口，着重关注数据可视化及远程控制，使用户与网络交互对接，提供文件传输、数据传输、告警信号传递等各类网络应用服务，保障机械加工系统的整体稳定性，使用MES与ERP监控机械加工过程。

2机械加工现状

2.1缺乏现代化管理理念

受传统观念的影响，在以往的机械加工管理过程中，采取的是粗放型的劳动密集型行业，对管理水平要求较低，忽视了现代管理理念的重要性，这种观念使得管理者和员工对现代化管理理念缺乏认识和重视，难以引入和应用现代化管理方法。同时，机械加工行业中存在技术更新周期长、设备老化等问题，导致生产现场技术水平相对较低，缺乏与现代化管理理念相适应的先进设备和信息化系统，这一技术水平的限制使得现代化管理理念难以有效实施。此外，机械加工行业中存在着各种利益相关方，如企业所有者、管理层、员工、供应商等，其利益关系复杂，这种复杂的利益关系可能导致管理层在制定管理策略和决策时受到各方利益的制约，无法全面考虑现代化管理理念的应用。种种因素的制约下，会使企业在机械加工生产现场管理中存在各种各样的问题，以至于企业无法将现代化的管理理念融入到机械加工生产现场管理中，不利于企业的发展。

2.2现场管理缺乏执行力

在机械加工生产现场管理中，现场管理缺乏明确的目标和指标，使得员工不清楚要达成什么样的结果，缺乏对自己工作的明确要求，这种情况下，员工很难有针对性地进行计划和执行，导致执行力不足。而当管理者和员工之间缺乏有效的沟通和信息共享，那么员工对于工作的理解和期望会产生偏差，影响执行力。同时，在机械加工生产现场中，可能会出现各种问题和困难，而缺乏解决问题的能力会导致员工无法应对和解决这些问题，当遇到困难时，员工可能会选择回避或推卸责任，进一步降低了执行力,不利于机械加工的生产。

3自动化机械加工优化

3.1建立健全的安全管理制度和流程

企业必须制定科学完善的安全管理制度来明确各层级管理人员与操作人员之间的职责，并对设备运行与维护流程进行规范，进而保障设备安全运行。第一，建立健全的安全管理制度需从制度的顶层设计抓起。企业要根据国家法律法规、行业规范、自身生产特点及设备状况等，建立切实可行的安全管理制度。应当将设备从购置、安装、调试、操作、维修到报废等全生命周期的安全管理要求覆盖其中，并明确各个环节的安全标准以及操作流程。同时，该制度也应该包括违规处罚措施，从而达到警示、震慑的效果。第二，要落实安全管理制度。企业应当建立安全管理专门机构，并对管理制度落实情况进行监督管理。通过经常性安全检查、隐患排查及风险评估，及时发现设备运行中出现的安全问题并处置。第三，安全管理制度也要跟上时代发展的步伐，不断满足新生产环境与安全需求。在企业规模日益扩大、设备技术日益更新的情况下，安全管理制度要随之调整与改进。

3.2安全风险评估与预防控制

机械制造加工领域中安全风险评估和预防控制对保障设备安全运行非常关键。一是企业要开展安全风险综合评估。其中包括深入分析机械设备结构特性、运行环境和操作流程，并对其可能存在的机械故障、电气安全和人为操作失误等多种风险作出评估。在评估过程中要充分运用现代风险评估工具与技术，将历史数据与专家经验相结合，定量与定性分析风险因素，以保证评估结果准确、科学。二是企业应根据风险评估结果必须有针对性地制定预防控制措施。这些措施应该涉及技术改进、提高操作规范、增加安全防护设施等诸多内容。如对机械故障风险可采用定期检修和易损件的更换等措施；对于电气安全风险可强化电气设备接地保护、设置漏电保护器等；对于人为操作失误的危险，可建立严格的操作规程、加强对员工的培训与监管等。企业要保证这些措施得到有效落实，定期进行检查、评估，做到适时调整、改进。三是企业要想对设备运行状态进行实时监控、及时发现可能存在的隐患，就应该建立一套完整的安全监测与预警系统。通过利用传感器技术、数据分析技术，实时监测设备运行状态、分析数据，从而及时发现异常情况，采取适当措施。

3.3加强对机械加工设备的维护和保养力度

在机械加工生产现场管理优化过程中，加强对机械加工设备的维护和保养力度时，制定详细的设备维护计划，包括定期检查、保养和维修等内容。根据设备的不同类型和特点，制定相应的维护频率和内容，确保设备能够正常运行并延长其使用寿命。而采取预防性维护措施，定期对设备进行检查、润滑、清洁以及更换易损件等工作，通过定期检查和预防性维护，可以及时发现并解决设备故障和问题，避免因设备故障而导致的生产中断和损失。

结束语

在当前竞争激烈的市场经济环境下，机械加工企业必须高度重视安全生产，加强管理，注重培训，提升员工的安全意识和技能水平。只有确保安全生产，才能保障员工的人身安全，并为企业的可持续发展奠定坚实基础。因此，机械加工企业应积极采取改进措施，提升安全生产管理水平，确保企业的长期稳定发展。

参考文献

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