現(xiàn)代機(jī)械制造智能化發(fā)展探究

摘要：文章首先指出在現(xiàn)階段機(jī)械制造發(fā)展中存在的問題，然后從機(jī)械制造智能化的主要內(nèi)容、發(fā)展概況、發(fā)展原因、智能化應(yīng)用于機(jī)械制造中的有利方面，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造智能化做出了介紹，之后指出現(xiàn)代機(jī)械制造智能化發(fā)展應(yīng)該注意的問題，最后從四個(gè)方面探究了現(xiàn)代機(jī)械制造智能化的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；智能化；數(shù)控技術(shù)；精密度；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH17 文章編號(hào)：1009-2374（2016）18-0057-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.029

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械制造的要求日益提高，然而在現(xiàn)實(shí)操作中，機(jī)械制造存在大量的問題，只有解決這些問題，才能夠保證機(jī)械制造的質(zhì)量，適應(yīng)市場(chǎng)和社會(huì)對(duì)機(jī)械制造質(zhì)量的要求，機(jī)械制造必須要與不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，才能推進(jìn)它的智能化發(fā)展。

1 現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械制造發(fā)展中存在的問題

1.1 機(jī)械制造設(shè)計(jì)方面存在的問題

傳統(tǒng)的機(jī)械制造設(shè)計(jì)離不開圖紙，整個(gè)機(jī)械的制造也離不開圖紙，而這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和制造過(guò)程，容易因?yàn)橛?jì)算誤差等出現(xiàn)紕漏，而且圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不夠精確，易導(dǎo)致機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量下降。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)計(jì)借助于相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件輔助完成，這樣不僅能夠提高設(shè)計(jì)的精確度，還能大大提高機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量。

1.2 機(jī)械制造工藝方面存在的問題

現(xiàn)階段我國(guó)在許多方面依然使用傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝，比如在機(jī)械的冷加工方面，大多使用車床、鉗床、銑床和刨床進(jìn)行一系列的機(jī)械制造和處理活動(dòng)，而在機(jī)械的熱加工方面，大多使用的是焊接處理或者鍛打的制造工藝。反觀國(guó)外，在一些機(jī)械制造工藝發(fā)達(dá)的國(guó)家里，往往使用的是新型的、先進(jìn)的制造工藝，比如高精密加工、納米技術(shù)等。而我國(guó)在這些新型的機(jī)械制造工藝方面遠(yuǎn)不及世界先進(jìn)水平，甚至有些先進(jìn)工藝在我國(guó)根本沒有得到研究和開發(fā)，這使得我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的精度和效率不夠高，難以與使用新型制造工藝制造出來(lái)的機(jī)械相競(jìng)爭(zhēng)，降低了我國(guó)機(jī)械在國(guó)際市場(chǎng)甚至是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，不利于機(jī)械制造業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1.3 機(jī)械制造管理方面存在的問題

通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，為機(jī)械制造管理提供了許多便利，通過(guò)建立信息平臺(tái)，有利于機(jī)械制造的不同部門之間實(shí)現(xiàn)信息的共享和交流；通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械制造的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中存在的問題，并及時(shí)制定出解決方案等，這些對(duì)于提高機(jī)械生產(chǎn)的效率具有重要意義。然而在我國(guó)現(xiàn)階段的機(jī)械制造管理中，存在著管理思想落后、管理手段落后的問題。不注重機(jī)械制造生產(chǎn)模式的完善，造成我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)技工速度緩慢，難以做到快速生產(chǎn)和準(zhǔn)時(shí)完成生產(chǎn)。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造智能化

2.1 機(jī)械制造智能化的主要內(nèi)容

機(jī)械制造智能化主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容：

2.1.1 智能化：指將人作為核心，設(shè)計(jì)智能機(jī)器使用方案，借助智能機(jī)器提高機(jī)械制造的質(zhì)量和效率。

2.1.2 自動(dòng)化：指在機(jī)械制造過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械制造生產(chǎn)的需要，自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)模式，提高機(jī)械制造的效率。

2.1.3 柔性化：指在自動(dòng)化后自行的解散系統(tǒng)。

2.1.4 集成化：指為了保證機(jī)械制造系統(tǒng)的順利工作，對(duì)此系統(tǒng)中的子系統(tǒng)機(jī)型集成。

2.2 機(jī)械制造智能化的發(fā)展概況

20世紀(jì)80年代，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭良好的背景下，機(jī)械制造智能化得到興起和發(fā)展。但在我國(guó)，機(jī)械制造智能化仍處于起步階段，雖然我國(guó)引進(jìn)了國(guó)外許多先進(jìn)的技術(shù)，但是智能化處理的水平仍然較低、對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用不夠、機(jī)械工藝不夠先進(jìn)等，制約了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.3 智能化應(yīng)用于機(jī)械制造中所起的作用

2.3.1 節(jié)約人力資源。在機(jī)械智能化中會(huì)應(yīng)用到數(shù)控設(shè)備和數(shù)控技術(shù)，在機(jī)械制造過(guò)程中，相關(guān)操作人員只需將編寫好的程序輸入設(shè)備中，并配置好機(jī)械制造所需的零件，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的制造和生產(chǎn)。這些操作過(guò)程十分簡(jiǎn)單，同一個(gè)操作人員可以同時(shí)操控多臺(tái)設(shè)備，這樣大大減少了對(duì)人力的使用，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了人力資源，降低了生產(chǎn)成本。

2.3.2 提高機(jī)械制造精度。將智能化應(yīng)用于機(jī)械制造中，通過(guò)數(shù)控設(shè)備和其他計(jì)算機(jī)設(shè)置機(jī)械以及零件的生產(chǎn)，而使用這些智能化設(shè)備，能夠生產(chǎn)出人力無(wú)法完成的高精度產(chǎn)品，在保證生產(chǎn)效率的同時(shí)，也保證了機(jī)械設(shè)備的高精度，大大提高了機(jī)械質(zhì)量，能夠在一定程度上保證機(jī)械在未來(lái)使用過(guò)程中的安全性。

2.3.3 機(jī)械制造的多功能化。將智能化應(yīng)用于機(jī)械制造中，同一臺(tái)設(shè)備在智能化的輔助下能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，這樣在進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)時(shí)，就不需要配備大量的生產(chǎn)設(shè)備，也不再需要配置大量的工作人員，有效降低了人力消耗的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的多功能化。

2.4 機(jī)械制造智能化的原因

2.4.1 機(jī)械制造對(duì)數(shù)控技術(shù)的需求。不管是機(jī)械制造業(yè)還是其他制造行業(yè)，在制造過(guò)程中都對(duì)數(shù)控技術(shù)的需求越來(lái)越迫切，而數(shù)控技術(shù)使用時(shí)需要用到微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制等諸多智能化的高新技術(shù)，這些都需要將智能化應(yīng)用于機(jī)械制造中才能實(shí)現(xiàn)。

2.4.2 提高機(jī)械制造精密度的要求。在現(xiàn)代機(jī)械制造中對(duì)機(jī)械的精密度要求越來(lái)越高，而這些高精密度單靠人工難以完成，必須借助相應(yīng)的機(jī)械，只有依靠智能化的機(jī)械才能夠生產(chǎn)出高精密度的機(jī)械，從而滿足制造要求，這是機(jī)械智能化的另一個(gè)原因。

2.4.3 提高機(jī)械制造整體效能的要求。機(jī)械制造是一個(gè)過(guò)程，而過(guò)程就需要不同環(huán)節(jié)之間的相互配合，只有從整體的角度，提高機(jī)械制造的整體效能，才能夠保證機(jī)械制造效率的提高，使機(jī)械的整體效能達(dá)到要求，這就需要應(yīng)用機(jī)械智能化。

3 現(xiàn)代機(jī)械制造智能化發(fā)展應(yīng)注意的問題

3.1 機(jī)械智能化的實(shí)用性

機(jī)械制造的最終目的是為了投入到實(shí)際的使用中，并促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，因此，在進(jìn)行機(jī)械制造智能化的過(guò)程中，所選擇的智能化技術(shù)以及相應(yīng)的智能化設(shè)備必須是對(duì)機(jī)械制造有意義，必須具有實(shí)用性，否則不管使用多么先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，對(duì)于機(jī)械制造來(lái)說(shuō)都毫無(wú)實(shí)際意義，只會(huì)帶來(lái)資金的浪費(fèi)。

3.2 注重與其他技術(shù)的結(jié)合

為了保證機(jī)械智能化有效和順利發(fā)展，除了要對(duì)智能化技術(shù)進(jìn)行持續(xù)的研究和創(chuàng)新之外，還離不開對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)一步研究和發(fā)展，在原有的技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新，并將多種不同的關(guān)鍵技術(shù)與智能化技術(shù)相結(jié)合，能在很大程度上提高機(jī)械制造的效率和質(zhì)量。

3.3 注重人工的監(jiān)督和改正

智能化機(jī)械制造能夠?qū)ιa(chǎn)起到巨大的推動(dòng)作用，然而智能化機(jī)械制造過(guò)程中使用的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控設(shè)備在程序方面和日常使用中或多或少都會(huì)出現(xiàn)問題，這就需要人工的監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)程序出錯(cuò)時(shí)及時(shí)進(jìn)行修正，同時(shí)還需要相關(guān)的工作人員對(duì)智能化技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以保證智能化技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造智能化的持續(xù)發(fā)展。

4 現(xiàn)代機(jī)械制造智能化發(fā)展方向

4.1 利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

改變傳統(tǒng)的利用圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的方法，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)機(jī)械制造進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，保證機(jī)械制造的高精確度，并借助計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械制造的設(shè)計(jì)定期進(jìn)行更新，保證制造機(jī)械的先進(jìn)性。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)保證機(jī)械制造的先進(jìn)性和精確性。

4.2 機(jī)械制造體系結(jié)構(gòu)上的發(fā)展

4.2.1 提高機(jī)械系統(tǒng)的性能和可靠性。利用高度集成化的CPU，專業(yè)的AISC芯片，再配合使用LED顯示器，能夠極大地提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和系統(tǒng)的運(yùn)行速度，提高顯示器的性能，同時(shí)通過(guò)使用互連技術(shù)和先進(jìn)的封裝技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)的半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)結(jié)合起來(lái)，提高集成電路的密度，縮小組件的尺寸，改善機(jī)械系統(tǒng)的性能，提高機(jī)械的可靠性。

4.2.2 形成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)械制造過(guò)程中不同的功能需求，將儲(chǔ)存器、CPU、通訊等硬件進(jìn)行模塊化，形成系列化產(chǎn)品，并通過(guò)不同的方式實(shí)現(xiàn)功能的裁剪和模塊數(shù)量的變化，從而形成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

4.2.3 利用網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)床之間的互聯(lián)，通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的遠(yuǎn)程控制或無(wú)人化操作。在任意一臺(tái)機(jī)床上都能做到對(duì)其他機(jī)床的編程和設(shè)定操作，減少對(duì)人力資源的消耗，降低機(jī)械生產(chǎn)成本。

4.3 機(jī)械制造功能的發(fā)展

4.3.1 應(yīng)用可視化技術(shù)。將可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)結(jié)合使用，拓寬智能化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也相應(yīng)地拓展了機(jī)械制造的功能，在一定程度上能夠縮短機(jī)械的設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)時(shí)間，提高機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，降低機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4.3.2 對(duì)原有功能的改造。通過(guò)在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部安裝使用高性能PLC控制模塊，能夠使用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的在線調(diào)試和在線幫助。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序的基礎(chǔ)上還能夠做到對(duì)原有用戶程序的編輯和修改，從而建立起自己的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)原有功能的改造，提高機(jī)械智能化制造的效率。

4.3.3 對(duì)多媒體技術(shù)的使用。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行綜合化和信息化的處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中的實(shí)施監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程中出現(xiàn)的問題以及智能化設(shè)備的故障等，這對(duì)于提高機(jī)械質(zhì)量具有重要意義。

4.4 機(jī)械制造性能的發(fā)展

4.4.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的高速處理。在機(jī)械制造智能化過(guò)程中，使用了高速CPU芯片以及RISC芯片，有時(shí)還會(huì)使用到多CPU控制系統(tǒng)，這些高速處理器能夠大大增強(qiáng)不同機(jī)床之間信息的交流，改善機(jī)床的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，從而提高機(jī)械制造的精細(xì)化和高速化。

4.4.2 發(fā)揮群控系統(tǒng)的作用。在數(shù)控系統(tǒng)中使用模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)大了數(shù)控系統(tǒng)的功能覆蓋面，從而滿足不同用戶需求，增強(qiáng)智能化系統(tǒng)的適用性和適用范圍。同時(shí)，在同一個(gè)群控系統(tǒng)中，可以根據(jù)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中不同階段的要求，對(duì)物料流和信息流進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代化機(jī)械制造智能化發(fā)展中，使用高性能的處理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行高效的管理，能夠提高機(jī)械設(shè)備的精度和質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)一步提高和發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：顏晨（1981-），男，湖南桂陽(yáng)人，中國(guó)鐵建重工集團(tuán)有限公司中級(jí)經(jīng)濟(jì)師，研究方向：企業(yè)戰(zhàn)略管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）