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機械制造智能化發(fā)展方向探討論文
摘要：機械制造行業(yè)是我國支柱型產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位。我國機制行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)機械制造、數(shù)字機械制造、柔性制造幾個階段，目前正在向智能化機械制造領(lǐng)域探索，并取得了初步成功。尤其在機電一體化與智能化技術(shù)相結(jié)合領(lǐng)域，取得了突破性進展。但不可否認(rèn)，機械制造行業(yè)進入我國較晚，且智能化發(fā)展也是近年來才有所涉獵，其中仍然存在諸多不足及有待改進之處。本文基于宏觀發(fā)展方向進行深入探討。
關(guān)鍵詞：機械制造；智能化；發(fā)展方向
計算機技術(shù)是二十世紀(jì)人類偉大發(fā)明之一，它改變了人們的生活方式，也加快了各行各業(yè)的發(fā)展步伐。對于機械制造這個古老又充滿活力的行業(yè)，計算機技術(shù)可謂掀起了一場跨時代的技術(shù)革命。它使機械制造業(yè)步入了智能化發(fā)展時代，將人們的想象化為現(xiàn)實，也為機械制造行業(yè)發(fā)展開拓了新的思路。
1機械制造智能化發(fā)展的必然趨勢
智能化是近年來科技發(fā)展中的一個熱詞，也是人類社會物質(zhì)文明發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。所謂智能化是基于計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及自動化控制技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的一種技術(shù)概念［1］，它涵蓋了住宅、家居、醫(yī)療、機械、化工等多個領(lǐng)域，已成為當(dāng)今科技創(chuàng)新發(fā)展的一個重要方向。智能化技術(shù)具有四大特點：一是從人類的感知能力出發(fā)，通過科學(xué)技術(shù)放大人類對外部世界的感知體驗，并引導(dǎo)人類從中獲取所需的信息，這一過程也是智能化技術(shù)誕生的前提；二是人類的思維能力和記憶力，這一點與人類的分析、判斷、決策、聯(lián)想等能力相關(guān)，智能化技術(shù)的目的是從技術(shù)角度幫助人類做出正確的判斷和決策；三是自適應(yīng)能力，人類總在適應(yīng)不斷變化的自然環(huán)境和社會環(huán)境，智能化技術(shù)的出現(xiàn)，大大縮短了人類的感知過程；四是人類決策的輔助工作，決策是人類在受到外界刺激后做出的反應(yīng)，智能化技術(shù)幫助人類認(rèn)知自身對外界刺激的反應(yīng)，進而輔助人類做出正確的決策。［2］可以說，智能化概念已融入人們的思維意識中，而智能化技術(shù)也成為各行各業(yè)技術(shù)革新的利器。機械行業(yè)融入智能化理念后，也積極著手研究智能化與機械技術(shù)的融合創(chuàng)新。機械行業(yè)是我國經(jīng)濟的支柱型產(chǎn)業(yè)，在我國市場經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位。機械行業(yè)是一個龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋了汽車、發(fā)動機、機床等重型工業(yè)行業(yè)，也包括元器件生產(chǎn)、零部件加工等行業(yè)。我國機械行業(yè)發(fā)展的主力軍是機械制造行業(yè)。機械制造專指運用動力機械、化工機械、起重運輸機械、紡織機械、儀表儀器、各項工具及其他機械設(shè)備從事生產(chǎn)活動的組織。［3］那么，機械制造行業(yè)一旦融入智能化理念與技術(shù)，將大大節(jié)省制造周期，提高機械制造質(zhì)量和速度。機械制造智能化是指機械制造技術(shù)與智能化技術(shù)的融合，這種整合既是觀念上的，也是技術(shù)上的，它運用人工智能、機器智能、新型材料技術(shù)、系統(tǒng)工程等先進技術(shù)融合為一體，提供一體化制造方案，為專家提供分析數(shù)據(jù)、技術(shù)可行性分析，以幫助專家進行推理、演示，從而做出正確的決策，并最終形成一個完整的、高度智能化的機械制造系統(tǒng)，使機械制造生產(chǎn)步入柔性管理和集成化管理時代。
2機械制造邁向智能化發(fā)展的現(xiàn)狀
作為傳統(tǒng)的機械行業(yè)，在歷經(jīng)幾百年的發(fā)展中，特別是自上世紀(jì)八十年代計算機技術(shù)由軍用向民用擴大后，機械行業(yè)也迎來了技術(shù)革新的里程碑。到了本世紀(jì)，計算機技術(shù)得到普及，已滲入各行各業(yè)。尤其與機械行業(yè)的結(jié)合，帶來了兩個行業(yè)的雙贏，同時也催生了機械制造走向智能化發(fā)展的道路。但就我國機械制造行業(yè)發(fā)展來看，起步較晚是行業(yè)發(fā)展遲滯的一個重要原因。加之智能化技術(shù)主要應(yīng)用于輕工行業(yè)，對于重型機械加工領(lǐng)域還未做到廣泛應(yīng)用。主要呈現(xiàn)幾大現(xiàn)狀：從基礎(chǔ)來看，我國機械設(shè)計水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國際水平。機械設(shè)計是機械制造行業(yè)發(fā)展的前提，且計算機、電子等智能化技術(shù)最先應(yīng)用于機械設(shè)計領(lǐng)域。如CAD、Pro-E等計算機輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用，絕大多數(shù)設(shè)計人員只是將這些軟件作為繪圖工具使用，而忽略了其自帶的數(shù)據(jù)分析、加工演示等重要功能；由于前端設(shè)計中運用智能化技術(shù)不多，給后期的機械制造智能化環(huán)節(jié)帶來了一定的影響。從技術(shù)和工藝水平來看，機械制造智能化的應(yīng)用程度不高。當(dāng)前國際機械制造智能化正在向超薄化、超小化方向發(fā)展，模糊控制、計算機控制方面都已融入日常生產(chǎn)中。而我國雖然譽為機械制造大國，但多運用傳統(tǒng)機械制造工藝，甚至在很多地區(qū)仍然沿用手動機床，能夠熟練操作數(shù)控機床的技術(shù)人員并不多；而能夠掌握數(shù)控加工中心這樣的精密加工技術(shù)的技術(shù)人員更是少之又少。
3機械制造智能化發(fā)展方向探討
要探討機械制造智能化的發(fā)展方向，還需要追根溯源，回歸機械制造智能化技術(shù)的幾大特點，從其自身優(yōu)勢出發(fā)，探討其可持續(xù)發(fā)展的可能性及發(fā)展方向，才具有堅實的理論依據(jù)。
3.1機制制造智能化技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢
一項技術(shù)、一個產(chǎn)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必然具有其不可取代的價值，即核心競爭力。對于機械制造智能化技術(shù)來講，其自身優(yōu)勢正是維持其可持續(xù)發(fā)展的動力。從技術(shù)價值來看，機械制造行業(yè)與智能化技術(shù)的結(jié)合，順應(yīng)了未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流趨勢。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能成為當(dāng)今乃至未來科技發(fā)展的一個重要方向。機構(gòu)制造智能化將人工智能技術(shù)、軟件系統(tǒng)、自動化控制技術(shù)完美地融合在一起。從技術(shù)角度實現(xiàn)了無人干預(yù)生產(chǎn)，運用機械制造智能化代替了人工勞動，避免了生產(chǎn)過程中因人為因素導(dǎo)致的失誤；同時也規(guī)范了生產(chǎn)過程，使機械制造真正意義上步入了自動化和精準(zhǔn)化生產(chǎn)的時代，大大提高了生產(chǎn)效率。對于一項技術(shù)來講，技術(shù)價值無疑是其最為核心的競爭力，但使其廣泛應(yīng)用并最終形成經(jīng)濟效益和社會效益的還是其經(jīng)濟價值。機械制造智能化解放了勞動力的同時，也為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了人工成本，改變了機械制造行業(yè)原來依靠密集勞動力實現(xiàn)盈利的模式。同時機械制造智能化技術(shù)也大大提高機械產(chǎn)品的精確度，高質(zhì)量產(chǎn)品帶動了市場運作的規(guī)范化發(fā)展，也為生產(chǎn)企業(yè)帶來了高額利潤，使生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)方面投入更多的資金。而研發(fā)能力已成為當(dāng)今工業(yè)企業(yè)一項重要的核心競爭力，也是我國乃至世界機械制造行業(yè)發(fā)展的趨勢。
3.2機械制造智能化發(fā)展方向分析
結(jié)合當(dāng)前我國機械制造智能化發(fā)展現(xiàn)狀，以及其固有的技術(shù)價值與經(jīng)濟價值，綜合分析之下，我國機械制造智能化技術(shù)未來將向三個主要方向發(fā)展：第一，人機交互方向。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，“人機交互”這個工業(yè)上的常用術(shù)語已不再是人類的美好憧憬，早在數(shù)年前就已成為現(xiàn)實。人機交互（Human-ComputerInteraction,簡寫HCI）指人與計算機通過某種語言實現(xiàn)對話，并采取“有來有往”的交互式對話方式，在人與計算機之間形成“信息”交換的過程。在機械制造智能化領(lǐng)域中，人與計算機共同承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù)，甚至在工作中形成了默契的伙伴關(guān)系。計算機為人類提供了人機交互接口，也可以把它理解為人、機對話的數(shù)據(jù)線。操作人員先將制造任務(wù)中需要運用到的數(shù)據(jù)按照一定程度通過人機交互平臺輸入計算機中，完成了“人機對話”的第一步；計算機在接收到人類傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)處理，計算制造加工中需要用到的數(shù)據(jù)以及技術(shù)可行性分析，并迅速向操作人員反饋結(jié)果。通過這樣的“人機對話”實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速處理，也提高了制造加工效率。目前我國機械制造智能化技術(shù)采取最多的是CAD、UG等軟件設(shè)計和編寫加工程序的方法。這些軟件不但可提供數(shù)據(jù)測算和三維成型等技術(shù)，還可通過加工演示環(huán)節(jié)展示制造過程中的不足之處，便于操作人員第一時間修改參數(shù)和設(shè)計方案，實現(xiàn)圖紙的優(yōu)化。在未來，這種技術(shù)和制造模式仍然占有絕對的優(yōu)勢。尤其在制造過程演示方面需進一步完善三維成像效果，增加聲音模擬、數(shù)據(jù)糾錯、圖文處理等功能；并就加工過程進行實時監(jiān)控，對其中的故障問題進行檢測、處理，強化“人機交互”平臺對生產(chǎn)過程的監(jiān)控、管理。第二，柔性發(fā)展趨勢。所謂柔性是專指制造系統(tǒng)用于滿足個性化生產(chǎn)條件而進行變化的能力。智能化技術(shù)本身既具備了滿足生產(chǎn)條件變化的能力，計算機技術(shù)提高了機械制造的精準(zhǔn)度，也使原有的機械制造技術(shù)靈活度大幅提高，能夠滿足不同生產(chǎn)需求的需要。柔性技術(shù)發(fā)展較早，從數(shù)控技術(shù)發(fā)展時代就已經(jīng)開始了。尤其在發(fā)達國家，工業(yè)技術(shù)發(fā)展超前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展相對成熟，尤其一些加工中心對于醫(yī)療機械、精密儀器加工都具備了極高水準(zhǔn)，能夠滿足用戶越來越高的要求，并使柔性化技術(shù)形成一種長期發(fā)展的趨勢。第三，精密發(fā)展趨勢。當(dāng)機械制造技術(shù)水平達到一定程度、且大眾化機械產(chǎn)品的市場飽和度逐漸提高后，機械制造行業(yè)必然走向精密化發(fā)展之路。機械制造智能化技術(shù)依賴電子技術(shù)、微加工技術(shù)、精密加工技術(shù)的發(fā)展，大幅提高了機械產(chǎn)品的精密度的加工實效性，減少了人力加工時代殘次品率，使機械制造產(chǎn)業(yè)步入了精密加工時代。目前發(fā)達國家已由傳統(tǒng)機械制造行業(yè)向精密制造行業(yè)轉(zhuǎn)型，而這也必將成為未來機械制造產(chǎn)業(yè)的主流趨勢。同時，人工智能技術(shù)的融入提高了機械制造過程中的處理環(huán)節(jié)，提高了機械制造的實效性，也成為未來機械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢。機械制造作為工業(yè)經(jīng)濟時代產(chǎn)物，智能化發(fā)展將為我國機械制造行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇，增強了人機互動功能，實現(xiàn)了柔性制造技術(shù)，同時也提高了制造精度與可靠性，為我國機械制造行業(yè)參與國際競爭奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻：
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