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機(jī)械制造智能化發(fā)展方向探討論文
摘要：機(jī)械制造行業(yè)是我國(guó)支柱型產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位。我國(guó)機(jī)制行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)機(jī)械制造、數(shù)字機(jī)械制造、柔性制造幾個(gè)階段，目前正在向智能化機(jī)械制造領(lǐng)域探索，并取得了初步成功。尤其在機(jī)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(jìn)展。但不可否認(rèn)，機(jī)械制造行業(yè)進(jìn)入我國(guó)較晚，且智能化發(fā)展也是近年來(lái)才有所涉獵，其中仍然存在諸多不足及有待改進(jìn)之處。本文基于宏觀(guān)發(fā)展方向進(jìn)行深入探討。
關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；智能化；發(fā)展方向
計(jì)算機(jī)技術(shù)是二十世紀(jì)人類(lèi)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(duì)于機(jī)械制造這個(gè)古老又充滿(mǎn)活力的行業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)可謂掀起了一場(chǎng)跨時(shí)代的技術(shù)革命。它使機(jī)械制造業(yè)步入了智能化發(fā)展時(shí)代，將人們的想象化為現(xiàn)實(shí)，也為機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展開(kāi)拓了新的思路。
1機(jī)械制造智能化發(fā)展的必然趨勢(shì)
智能化是近年來(lái)科技發(fā)展中的一個(gè)熱詞，也是人類(lèi)社會(huì)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(jì)算機(jī)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(dòng)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(jī)械、化工等多個(gè)領(lǐng)域，已成為當(dāng)今科技創(chuàng)新發(fā)展的一個(gè)重要方向。智能化技術(shù)具有四大特點(diǎn)：一是從人類(lèi)的感知能力出發(fā)，通過(guò)科學(xué)技術(shù)放大人類(lèi)對(duì)外部世界的感知體驗(yàn)，并引導(dǎo)人類(lèi)從中獲取所需的信息，這一過(guò)程也是智能化技術(shù)誕生的前提；二是人類(lèi)的思維能力和記憶力，這一點(diǎn)與人類(lèi)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(lèi)做出正確的判斷和決策；三是自適應(yīng)能力，人類(lèi)總在適應(yīng)不斷變化的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，智能化技術(shù)的出現(xiàn)，大大縮短了人類(lèi)的感知過(guò)程；四是人類(lèi)決策的輔助工作，決策是人類(lèi)在受到外界刺激后做出的反應(yīng)，智能化技術(shù)幫助人類(lèi)認(rèn)知自身對(duì)外界刺激的反應(yīng)，進(jìn)而輔助人類(lèi)做出正確的決策。［2］可以說(shuō)，智能化概念已融入人們的思維意識(shí)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(jī)械行業(yè)融入智能化理念后，也積極著手研究智能化與機(jī)械技術(shù)的融合創(chuàng)新。機(jī)械行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。機(jī)械行業(yè)是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋了汽車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)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(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的主力軍是機(jī)械制造行業(yè)。機(jī)械制造專(zhuān)指運(yùn)用動(dòng)力機(jī)械、化工機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、紡織機(jī)械、儀表儀器、各項(xiàng)工具及其他機(jī)械設(shè)備從事生產(chǎn)活動(dòng)的組織。［3］那么，機(jī)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(jī)械制造質(zhì)量和速度。機(jī)械制造智能化是指機(jī)械制造技術(shù)與智能化技術(shù)的融合，這種整合既是觀(guān)念上的，也是技術(shù)上的，它運(yùn)用人工智能、機(jī)器智能、新型材料技術(shù)、系統(tǒng)工程等先進(jìn)技術(shù)融合為一體，提供一體化制造方案，為專(zhuān)家提供分析數(shù)據(jù)、技術(shù)可行性分析，以幫助專(zhuān)家進(jìn)行推理、演示，從而做出正確的決策，并最終形成一個(gè)完整的、高度智能化的機(jī)械制造系統(tǒng)，使機(jī)械制造生產(chǎn)步入柔性管理和集成化管理時(shí)代。
2機(jī)械制造邁向智能化發(fā)展的現(xiàn)狀
作為傳統(tǒng)的機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)由軍用向民用擴(kuò)大后，機(jī)械行業(yè)也迎來(lái)了技術(shù)革新的里程碑。到了本世紀(jì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到普及，已滲入各行各業(yè)。尤其與機(jī)械行業(yè)的結(jié)合，帶來(lái)了兩個(gè)行業(yè)的雙贏(yíng)，同時(shí)也催生了機(jī)械制造走向智能化發(fā)展的道路。但就我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展來(lái)看，起步較晚是行業(yè)發(fā)展遲滯的一個(gè)重要原因。加之智能化技術(shù)主要應(yīng)用于輕工行業(yè)，對(duì)于重型機(jī)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(lái)看，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國(guó)際水平。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的前提，且計(jì)算機(jī)、電子等智能化技術(shù)最先應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域。如CAD、Pro-E等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)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(jì)中運(yùn)用智能化技術(shù)不多，給后期的機(jī)械制造智能化環(huán)節(jié)帶來(lái)了一定的影響。從技術(shù)和工藝水平來(lái)看，機(jī)械制造智能化的應(yīng)用程度不高。當(dāng)前國(guó)際機(jī)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(jì)算機(jī)控制方面都已融入日常生產(chǎn)中。而我國(guó)雖然譽(yù)為機(jī)械制造大國(guó)，但多運(yùn)用傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝，甚至在很多地區(qū)仍然沿用手動(dòng)機(jī)床，能夠熟練操作數(shù)控機(jī)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(jī)械制造智能化發(fā)展方向探討
要探討機(jī)械制造智能化的發(fā)展方向，還需要追根溯源，回歸機(jī)械制造智能化技術(shù)的幾大特點(diǎn)，從其自身優(yōu)勢(shì)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(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。
3.1機(jī)制制造智能化技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)
一項(xiàng)技術(shù)、一個(gè)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(jià)值，即核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于機(jī)械制造智能化技術(shù)來(lái)講，其自身優(yōu)勢(shì)正是維持其可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。從技術(shù)價(jià)值來(lái)看，機(jī)械制造行業(yè)與智能化技術(shù)的結(jié)合，順應(yīng)了未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能成為當(dāng)今乃至未來(lái)科技發(fā)展的一個(gè)重要方向。機(jī)構(gòu)制造智能化將人工智能技術(shù)、軟件系統(tǒng)、自動(dòng)化控制技術(shù)完美地融合在一起。從技術(shù)角度實(shí)現(xiàn)了無(wú)人干預(yù)生產(chǎn)，運(yùn)用機(jī)械制造智能化代替了人工勞動(dòng)，避免了生產(chǎn)過(guò)程中因人為因素導(dǎo)致的失誤；同時(shí)也規(guī)范了生產(chǎn)過(guò)程，使機(jī)械制造真正意義上步入了自動(dòng)化和精準(zhǔn)化生產(chǎn)的時(shí)代，大大提高了生產(chǎn)效率。對(duì)于一項(xiàng)技術(shù)來(lái)講，技術(shù)價(jià)值無(wú)疑是其最為核心的競(jìng)爭(zhēng)力，但使其廣泛應(yīng)用并最終形成經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的還是其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。機(jī)械制造智能化解放了勞動(dòng)力的同時(shí)，也為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了人工成本，改變了機(jī)械制造行業(yè)原來(lái)依靠密集勞動(dòng)力實(shí)現(xiàn)盈利的模式。同時(shí)機(jī)械制造智能化技術(shù)也大大提高機(jī)械產(chǎn)品的精確度，高質(zhì)量產(chǎn)品帶動(dòng)了市場(chǎng)運(yùn)作的規(guī)范化發(fā)展，也為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了高額利潤(rùn)，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(xiàng)重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力，也是我國(guó)乃至世界機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。
3.2機(jī)械制造智能化發(fā)展方向分析
結(jié)合當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造智能化發(fā)展現(xiàn)狀，以及其固有的技術(shù)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，綜合分析之下，我國(guó)機(jī)械制造智能化技術(shù)未來(lái)將向三個(gè)主要方向發(fā)展：第一，人機(jī)交互方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“人機(jī)交互”這個(gè)工業(yè)上的常用術(shù)語(yǔ)已不再是人類(lèi)的美好憧憬，早在數(shù)年前就已成為現(xiàn)實(shí)。人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction,簡(jiǎn)寫(xiě)HCI）指人與計(jì)算機(jī)通過(guò)某種語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)話(huà)，并采取“有來(lái)有往”的交互式對(duì)話(huà)方式，在人與計(jì)算機(jī)之間形成“信息”交換的過(guò)程。在機(jī)械制造智能化領(lǐng)域中，人與計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)為人類(lèi)提供了人機(jī)交互接口，也可以把它理解為人、機(jī)對(duì)話(huà)的數(shù)據(jù)線(xiàn)。操作人員先將制造任務(wù)中需要運(yùn)用到的數(shù)據(jù)按照一定程度通過(guò)人機(jī)交互平臺(tái)輸入計(jì)算機(jī)中，完成了“人機(jī)對(duì)話(huà)”的第一步；計(jì)算機(jī)在接收到人類(lèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)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(guò)這樣的“人機(jī)對(duì)話(huà)”實(shí)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(guó)機(jī)械制造智能化技術(shù)采取最多的是CAD、UG等軟件設(shè)計(jì)和編寫(xiě)加工程序的方法。這些軟件不但可提供數(shù)據(jù)測(cè)算和三維成型等技術(shù)，還可通過(guò)加工演示環(huán)節(jié)展示制造過(guò)程中的不足之處，便于操作人員第一時(shí)間修改參數(shù)和設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)圖紙的優(yōu)化。在未來(lái)，這種技術(shù)和制造模式仍然占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。尤其在制造過(guò)程演示方面需進(jìn)一步完善三維成像效果，增加聲音模擬、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、圖文處理等功能；并就加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)其中的故障問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)、處理，強(qiáng)化“人機(jī)交互”平臺(tái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控、管理。第二，柔性發(fā)展趨勢(shì)。所謂柔性是專(zhuān)指制造系統(tǒng)用于滿(mǎn)足個(gè)性化生產(chǎn)條件而進(jìn)行變化的能力。智能化技術(shù)本身既具備了滿(mǎn)足生產(chǎn)條件變化的能力，計(jì)算機(jī)技術(shù)提高了機(jī)械制造的精準(zhǔn)度，也使原有的機(jī)械制造技術(shù)靈活度大幅提高，能夠滿(mǎn)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(shí)代就已經(jīng)開(kāi)始了。尤其在發(fā)達(dá)國(guó)家，工業(yè)技術(shù)發(fā)展超前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，尤其一些加工中心對(duì)于醫(yī)療機(jī)械、精密儀器加工都具備了極高水準(zhǔn)，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)越來(lái)越高的要求，并使柔性化技術(shù)形成一種長(zhǎng)期發(fā)展的趨勢(shì)。第三，精密發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)機(jī)械制造技術(shù)水平達(dá)到一定程度、且大眾化機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)飽和度逐漸提高后，機(jī)械制造行業(yè)必然走向精密化發(fā)展之路。機(jī)械制造智能化技術(shù)依賴(lài)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(jī)械產(chǎn)品的精密度的加工實(shí)效性，減少了人力加工時(shí)代殘次品率，使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)步入了精密加工時(shí)代。目前發(fā)達(dá)國(guó)家已由傳統(tǒng)機(jī)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(lái)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的主流趨勢(shì)。同時(shí)，人工智能技術(shù)的融入提高了機(jī)械制造過(guò)程中的處理環(huán)節(jié)，提高了機(jī)械制造的實(shí)效性，也成為未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)械制造作為工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代產(chǎn)物，智能化發(fā)展將為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，增強(qiáng)了人機(jī)互動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)了柔性制造技術(shù)，同時(shí)也提高了制造精度與可靠性，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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