論機械制造智能化的發(fā)展趨勢

趙新樂，李 斌

（(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學院，河南 新鄉(xiāng) 453000)）

論機械制造智能化的發(fā)展趨勢

趙新樂，李 斌

（(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學院，河南 新鄉(xiāng) 453000)）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是計算機的普遍推廣與應用，各項新技術(shù)被應用于我們的生產(chǎn)和生活。隨著全球信息化、智能化時代的到來和發(fā)展，作為我國支柱產(chǎn)業(yè)的機械制造業(yè)也取得了巨大的進步。文章擬通過對機械制造智能化的現(xiàn)狀分析，提出制約機械制造智能化發(fā)展進程中的矛盾，明確我國機械制造智能化發(fā)展的方向和趨勢，并對今后發(fā)展中應注重的幾個問題進行了反思。

機械制造；現(xiàn)狀；探索；趨勢；反思

一、機械制造技術(shù)的發(fā)展軌跡概述

機械制造技術(shù)是制造生產(chǎn)起重運輸、冶金開礦、紡織機床、化工等機械工具及設備的工業(yè)技術(shù)。我國是全球機械制造大國，也是機械制造技術(shù)的需求大國。由于我國機械制造業(yè)起步比較晚，智能化程度也不夠高，以致于我國機械制造的全球占有率還比較低。要想提高我國機械制造的全球市場占有率，使我國成為機械制造的強國，則需將智能化技術(shù)與傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)有機結(jié)合起來，實現(xiàn)機械制造智能化。機械制造智能化是指以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)為基礎技術(shù)，并融合電子、信息、物理等領域的先進技術(shù)的產(chǎn)物。由于受操作工人的技術(shù)水平、制造工具的生產(chǎn)能力等多種因素的制約，我國傳統(tǒng)機械制造的生產(chǎn)率很難有大幅度的提升，所以很難適應我國市場經(jīng)濟激烈的競爭需求。早在1671年萊布尼茨就曾說過：“讓一些杰出人才像奴隸般地把時間浪費在計算工作上是不值得的，如果利用計算機，這種工作便可以交給其他任何人去做。”萊布尼茨所要表達的意思即是提倡將計算機這一智能化的技術(shù)應用于生產(chǎn)制造，進而節(jié)省人力、物力和財力，提高勞動生產(chǎn)率。而且加入信息技術(shù)后，機械制造將會大大減小對個人因素的依賴，降低生產(chǎn)成本，會讓生產(chǎn)更具現(xiàn)代化，有助于推動優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的實現(xiàn)。

二、當前我國機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀分析

隨著經(jīng)濟全球化發(fā)展的不斷深入，市場對機械制造技術(shù)的智能化發(fā)展提出的要求也越來越復雜。盡管我國對機械制造行業(yè)投入了很大的政策支持，用于開發(fā)新的制造技術(shù)，以努力適應市場的需求，但要從根本上提高機械制造的效率，改變我國機械制造業(yè)相對落后的現(xiàn)狀，則必須解決機械制造市場中存在的以及多種社會因素所導致的各種矛盾。這些矛盾主要有：專業(yè)人才的短缺與專門技術(shù)的需要之間的矛盾；現(xiàn)代大量復雜信息處理方式先進與傳統(tǒng)信息處理方式落后之間的矛盾；新技術(shù)開發(fā)相對復雜，開發(fā)時間較長與市場要求時間較短之間的矛盾；機械制造自動化程度要求較高與制造系統(tǒng)自身組織能力低下之間的矛盾；團隊合作要求較高與信息交流水平低下之間的矛盾。

正如一些人所說的：“我們正處在制造歷史上的一個危險時期?！睘橥苿游覈鴻C械制造的進一步發(fā)展，順利度過這一發(fā)展的“危險時期”，我們必須認清我國當前機械制造的現(xiàn)狀。

（一）機械設計技術(shù)水平有待提高。我國當前的機械制造設計技術(shù)與發(fā)達國家之間的差距是顯而易見的，而且我國在機械制造設計中所參考的技術(shù)性能準則也很難及時做出更新。在制造標準方面也缺乏統(tǒng)一的標準。在制造設計方法上，我們設計軟件的利用比例還不夠高，這直接制約了我國在設計過程中精確度的提高。

（二）機械制造智能化技術(shù)處理層面較低。機械制造智能化技術(shù)不僅包含計算機應用技術(shù)，還包含新時代的信息技術(shù)、數(shù)控自動化技術(shù)等。發(fā)達國家在機械制造智能化進程中普遍采用柔性制造體系，而我國仍處于剛性制造、單機智能化的層次上，技術(shù)處理層面有待提升。

（三）機械制造的工藝水平仍比較低。衡量機械制造工藝水平的高低有兩個方面：一是硬件水平，即設備的精度和先進性。二是軟件水平，即工藝水平和管理水平。我們傳統(tǒng)的機械制造工藝只要求技術(shù)能與藝術(shù)完美結(jié)合，但在如今的信息時代，人們越來越關(guān)注機械設備的性能等方面。而且相比于發(fā)達國家，我們還缺少各種加工手段的豐富經(jīng)驗，尤其是在制造設備的使用過程中，我們對設備的使用方式還比較粗放，不能區(qū)分不同設備間的不同要求。對于粗細加工和智能化加工手段的開發(fā)還需進一步的探索和學習。

三、我國機械制造智能化發(fā)展應關(guān)注的基本原則

（一）機械制造智能化的發(fā)展應注重實用性。我們進行機械制造的最終目的是將制造技術(shù)應用于生產(chǎn)并促進生產(chǎn)發(fā)展，所以我們必需注重機械制造智能化發(fā)展的實用性。于生產(chǎn)無益的制造，無論多么先進，都沒有任何意義。

（二）機械制造智能化的發(fā)展應注重與其他相關(guān)技術(shù)的結(jié)合。每一個先進技術(shù)的開發(fā)，都是在原有技術(shù)上進行的創(chuàng)新和改革，而每一個技術(shù)無論多先進，都不可能一直獨立應用于生產(chǎn)，所以在機械制造智能化發(fā)展的過程中必須注重與其他技術(shù)的結(jié)合，使這一技術(shù)發(fā)揮出最大的作用。

（三）機械制造智能化的發(fā)展應注重人工因素。無論多么先進的制造技術(shù)、多么高級的制造設備都離不開工人的操作，而且也只有在人工實際操作的生產(chǎn)過程中，我們才能更容易發(fā)現(xiàn)制造過程中的不足和缺陷，從而及時改進制造技術(shù)，推進技術(shù)革新。

四、我國機械制造智能化發(fā)展的探索及發(fā)展方向

高新技術(shù)特別是計算機技術(shù)的普遍應用，對于機械制造業(yè)發(fā)展的意義是非凡的。但是在機械制造業(yè)高度現(xiàn)代化的過程中，還有一系列的理論和技術(shù)問題亟待解決，而問題的核心就是“機械制造的智能化”。機械制造的智能化有其歷史必然性，一方面智能化已滲透到我們機械制造生產(chǎn)的方方面面，并且開始形成各種專業(yè)的智能技術(shù)；另一方面是機械制造的領域的高新技術(shù)與智能化相結(jié)合，能大大促進高新技術(shù)的應用和發(fā)展。只有真正實現(xiàn)機械制造的智能化，才能有效地解決現(xiàn)階段我們所面臨的各種矛盾的問題。

智能制造技術(shù)的發(fā)展歷史并不長，只有十余年，但它在這十年間對發(fā)展所起到的巨大推動力不容我們忽視，而且已經(jīng)引起了世界各國政府和工業(yè)制造業(yè)等行業(yè)的政治家、科學家的普遍重視。美、日、西歐等國建立了一個研究智能制造系統(tǒng)的國際研究中心，并且共同制定了智能制造系統(tǒng)的研究計劃。這一研究計劃表明了智能制造技術(shù)的發(fā)展趨勢和發(fā)展方向主要有以下五個方面：研究智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化、標準化的原理和方法；研究智能制造系統(tǒng)的信息和通訊網(wǎng)絡；研究用于智能制造系統(tǒng)的最佳智能生產(chǎn)和控制的設備；提高智能制造系統(tǒng)設備質(zhì)量及性能的新材料的應用與研究；研究智能制造系統(tǒng)中的社會、環(huán)境和人的因素的影響。

由此可以看出，現(xiàn)今的總體發(fā)展趨勢都在朝著高精尖、可視化、網(wǎng)絡化、柔性化、信息化的方向發(fā)展。這樣的大環(huán)境正好可以推動機械制造業(yè)的技術(shù)革新，給機械制造帶來無限挑戰(zhàn)與機遇，特別是將信息技術(shù)融入到傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)，利用先進的組織管理模式，形成先進的制造技術(shù)和先進的生產(chǎn)模式，大大提高機械制造業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平，提高我國機械制造業(yè)在世界市場上的競爭力，增加市場占有率。我國現(xiàn)今機械制造業(yè)智能化的發(fā)展方向如下：

（一）高精化、高速化、高效化。加工技術(shù)的發(fā)展是推動機械制造技術(shù)發(fā)展的必要條件，至關(guān)重要，而加工技術(shù)的精密程度也往往成為了制約我國機械制造業(yè)發(fā)展的重要原因。我們所熟知的傳統(tǒng)精密加工技術(shù)有靡削加工、研磨加工等技術(shù)，而納米技術(shù)又大大促進了超精密加技術(shù)的發(fā)展。目前，納米技術(shù)已被廣泛應用于納米機械制造業(yè)中，對機械制造技術(shù)的發(fā)展起到了極大的促進作用，這無疑也會迎來機械制造業(yè)的高精尖時代。我們要想在這一時代的激烈競爭中取得更大發(fā)展，就必須充分了解市場需求、市場動態(tài)、新技術(shù)的推廣及應用，加緊腳步，爭取在最早的時間里掌握最先進的生產(chǎn)資料，實現(xiàn)機械制造領域技術(shù)的高精化、高速化和高效化。

（二）科學計算可視化。科學計算可視化是指利用信息技術(shù)、計算機技術(shù)對量比較大的數(shù)據(jù)進行高效處理，并將大量數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為機械制造所需要的圖形和圖像等，將所用數(shù)據(jù)用圖形和圖像直觀表現(xiàn)出來。我們傳統(tǒng)的信息往往以文字表現(xiàn)出來，相比于圖形和圖像，文字信息的表達效果就比較抽象，不夠直觀。同時，運用信息技術(shù)和計算機技術(shù)進行數(shù)據(jù)處理不僅可以提高數(shù)據(jù)處理的精確度，而且可以節(jié)省大量人力，減小機械制造對人力的依賴。因此，科學計算可視化勢必會成為我國機械制造智能化發(fā)展的重要趨勢。

（三）柔性化。柔性是指一個制造系統(tǒng)應適用于多種生產(chǎn)條件的能力。柔性是機械制造智能化的內(nèi)在要求，也是機械智能化發(fā)展的必然趨勢，機械制造智能化柔性化的發(fā)展有利于提高機械的性價比，增強市場競爭力。柔性化也不僅僅是對制造系統(tǒng)、制造設備的要求，更是對專業(yè)制造人才的要求，要保證柔性化加工任務的順利完成，離不開柔性人才的廣泛參與，人才因素仍然是保證工作順利完成的關(guān)鍵因素和基礎性因素。機械制造只有朝著智能化、柔性化的方向發(fā)展，才能使機械制造最大限度地滿足使用者不同需求，使系統(tǒng)的效能得到最大程度的發(fā)揮。

（四）網(wǎng)絡化。我們對“網(wǎng)絡化”這一概念不陌生，所謂網(wǎng)絡化就是指運用通訊技術(shù)和計算機技術(shù)，將不同地區(qū)的計算機及各種電子終端連接起來，并使這些用戶之間實現(xiàn)資源共享，促進這些用戶之間的交流與聯(lián)系。計算機的推廣、普及和應用，不僅給我們的生活帶來了一次革命性的變革，更是對機械制造業(yè)的變革起到了巨大的推動作用。通過互聯(lián)網(wǎng)，我們不僅可以和國內(nèi)的企業(yè)進行溝通和聯(lián)系，而且可以聯(lián)系到外國的企業(yè)，購買到國外一些比較先進的物料和設計，使企業(yè)間足不出戶即可完成各種交易，了解國外這一行業(yè)的動態(tài)，學習到國外的先進技術(shù)和知識。機械制造智能化可以通過網(wǎng)絡的應用，遠程控制操作，有助于實現(xiàn)機械制造的無人化操作目標，并可依托網(wǎng)絡的應用產(chǎn)生出巨大價值。

（5）高性能PLC標準化。PLC（Programmable Logic Controller）是可編程邏輯控制器的英文簡稱，主要應用于內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、定時、操作運算等指令，從而控制機械制造的生產(chǎn)過程。高性能的PLC允許用戶在原有的程序上進行編輯修改，并建立自己的應用程序。高性能PLC標準化發(fā)展勢必會成為機械制造智能化發(fā)展的趨勢。

我國機械制造智能化的發(fā)展起步比較晚，但我們的平臺也比較高，很多先進的技術(shù)和優(yōu)秀的資源都可供我們直接使用。推進機械制造的智能化發(fā)展不僅是機械制造發(fā)展的必然趨勢，也是我國科學發(fā)展觀的題中之義，有助于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的發(fā)展。

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1673-0046（2014）3-0169-02