淺談機(jī)械工程智能化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

朱磊

摘要：實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動(dòng)化是每一個(gè)企業(yè)不斷追求的目標(biāo)，它能夠給企業(yè)帶來(lái)極大的利潤(rùn)。本文機(jī)械工程智能化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械工程智能化是機(jī)械自動(dòng)化，主要是指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，無(wú)需人工一直操作，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。自動(dòng)化技術(shù)使得機(jī)械生產(chǎn)更加簡(jiǎn)便快捷，過(guò)去自動(dòng)化技術(shù)局部單一的形式已經(jīng)不再存在，取而代之的是自動(dòng)化集成技術(shù)與一系列先進(jìn)的智能設(shè)備，生產(chǎn)效率得到了明顯提高。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的概念和特點(diǎn)

1.1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的概念

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化主要以電子技術(shù)及機(jī)械技術(shù)為主要組成部分，這兩種技術(shù)均是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要技術(shù)，在機(jī)械制造過(guò)程中，需采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制操作和協(xié)調(diào)操作，完成工作指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的應(yīng)用。機(jī)電一體化概念由日本相關(guān)學(xué)者提出，指的是在先進(jìn)的管理理念上，結(jié)合精密機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工作操作，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的載體，涉及的技術(shù)學(xué)科較多，是多種學(xué)科滲透融合的結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品功能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及技術(shù)機(jī)構(gòu)等具有直接影響作用，可使其發(fā)生巨大變化，有利于促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。

1.2具智能化特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)不同，最大的區(qū)別在于其具有自動(dòng)化和智能化功能，這也是其與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的本質(zhì)差異。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用了多種技術(shù)完成，以各種技術(shù)作為制造基礎(chǔ)，相互滲透，相互結(jié)合，使其成為一個(gè)統(tǒng)一的整體，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化成為一項(xiàng)具有智能化性質(zhì)的技術(shù)。

1.3具機(jī)電一體化性質(zhì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化可有效實(shí)現(xiàn)機(jī)器功能內(nèi)在需求，不管是哪種產(chǎn)品，都具有功能內(nèi)在要求，也就是說(shuō)，機(jī)器功能內(nèi)在要求指的是機(jī)器的開(kāi)發(fā)目的，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化可有效滿足機(jī)器在這一方面的要求，使其與內(nèi)在要求相符。采用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)器設(shè)計(jì)，可以使產(chǎn)品滿足輸入端的輸出量，滿足其內(nèi)在功能要求。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化具有機(jī)電一體化性質(zhì)，屬于符合概念，可以將產(chǎn)品的功能、制造及設(shè)計(jì)等融為一體，以滿足機(jī)器功能內(nèi)在要求為主要核心。

1.4可用于產(chǎn)品優(yōu)化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化有利于優(yōu)化產(chǎn)品，可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化可應(yīng)用于系統(tǒng)控制過(guò)程中，具備構(gòu)造、控制、檢測(cè)及動(dòng)力等功能，通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)?？赏ㄟ^(guò)其具備的功能，分析、設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化各種產(chǎn)品，還可以利用這一點(diǎn)，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)，發(fā)明更多機(jī)械產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展空間較大，外延空間較廣，通過(guò)創(chuàng)新可逐漸完善其功能，設(shè)計(jì)出更多的功能強(qiáng)大的產(chǎn)品。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

2.1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

當(dāng)下，時(shí)代發(fā)展變遷迅速，技術(shù)更新周期越來(lái)越短，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自上世紀(jì)九十年代問(wèn)世以來(lái)，引起了熱烈反響，在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、政治、軍事及教育等方面均有涉及，這使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善。如今是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展時(shí)代，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)發(fā)展逐漸連為一體，機(jī)械制造企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，逐漸演變?yōu)榫哂惺澜缧缘纳虡I(yè)競(jìng)爭(zhēng)。在這樣的背景下，機(jī)械自動(dòng)化新型產(chǎn)品的研發(fā)和制造具有重要意義，如果可以確保制造出的新型產(chǎn)品具有可靠的質(zhì)量，制造技術(shù)穩(wěn)定，則有可能迅速進(jìn)入世界市場(chǎng)。由于受到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響，控制技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)也會(huì)隨之發(fā)展，可以講機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品作為控制技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的遠(yuǎn)程終端設(shè)施。因此，在機(jī)械自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)中，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展必定是其中一種發(fā)展方向。

2.2機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的數(shù)字化發(fā)展

應(yīng)將數(shù)字化作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的核心，以此為中心發(fā)展方向。數(shù)字化指的是制造技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及管理科學(xué)等相互融合，并通過(guò)共同發(fā)展形成的結(jié)果。對(duì)于制造企業(yè)而言，圖形、知識(shí)、技能等信息均以數(shù)字的形式存在，主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接傳達(dá)，采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行制造生產(chǎn)，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)信息資料的整合、采集、分析等，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)及多媒體等數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，可快速規(guī)劃、重組及分析信息，完成仿真產(chǎn)品的加工、生產(chǎn)組織及設(shè)計(jì)等工作環(huán)節(jié)，也可用于原型制造，提高產(chǎn)品生產(chǎn)速度，是產(chǎn)品快速響應(yīng)市場(chǎng)，從而滿足客戶對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求。由此可見(jiàn)，數(shù)字化可作為機(jī)械制造的發(fā)展方向。

2.3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的虛擬化發(fā)展

機(jī)械制造企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，通常需要先進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中，要在圖紙上設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行成品實(shí)驗(yàn)，從而完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)方式需要花費(fèi)較多的時(shí)間，且成品實(shí)驗(yàn)需消耗一定的人力、物力和財(cái)力，尤其是財(cái)力消耗較大。隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)逐漸趨于成熟，可采用電子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作的模擬操作，以機(jī)器代替人工，采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，可快速傳達(dá)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，使各地人們無(wú)地域性障礙地進(jìn)行交流合作?？梢?jiàn)，在機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，虛擬化也將成為一個(gè)重要方向。

2.4機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的智能化

發(fā)展智能化是指機(jī)器的智能行為，以控制理論作為前提，采用運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)、人工智能新思想和新方法、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)及吸收混沌動(dòng)力學(xué)等，模擬人類(lèi)智能，使制造出來(lái)的機(jī)械具有思維判斷、邏輯推理及獨(dú)立決策等能力，從而提高機(jī)械自動(dòng)控制能力。智能化是機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的必然結(jié)果，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化智能化，可以使機(jī)械產(chǎn)品具備人類(lèi)低級(jí)智能或部分職能，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的功能性。

2.5機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的微型化發(fā)展

微型化起源于19世紀(jì)80年代，是機(jī)械自動(dòng)化微觀發(fā)展趨勢(shì)，又稱為為電子機(jī)械，也有人稱之為微機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)。微型化是指尺寸小于1 cm的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成為納米和微米。微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有較多優(yōu)勢(shì)，靈活性強(qiáng)、體積較小，且耗能少，應(yīng)用于生物醫(yī)療、軍事及信息等方面，具有較大優(yōu)勢(shì)。微機(jī)械自動(dòng)化能否順利發(fā)展的關(guān)鍵在于微機(jī)械技術(shù)，可通過(guò)光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品進(jìn)行加工，從未使其完成精細(xì)加工，成為微機(jī)。

2.6機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的綠色化發(fā)展

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境遭受破壞和污染，日益惡化，自然資源及其他資源逐漸變少，人們開(kāi)始重視環(huán)境保護(hù)，呼吁保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境，環(huán)保和綠色理念應(yīng)運(yùn)而生，市面上出現(xiàn)許多以綠色為特點(diǎn)的產(chǎn)品，這是社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，證明了人們對(duì)于環(huán)保的重視和關(guān)注。綠色產(chǎn)品的出發(fā)點(diǎn)是環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康，傳達(dá)的是環(huán)保概念，提出綠色發(fā)展觀，目的是為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)自然的可持續(xù)發(fā)展，減少環(huán)境污染，避免環(huán)境破壞，是為了提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品在未來(lái)發(fā)展中，會(huì)以；綠色化作為發(fā)展方向，這與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求相符，有利于環(huán)境保護(hù)，可使報(bào)廢產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)回收利用，有效避免了資源浪費(fèi)，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展觀。

3結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用技術(shù)之一，同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)也是將多種科學(xué)技術(shù)中綜合起來(lái)的這樣一種新興技術(shù)，無(wú)論是從機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的生產(chǎn)效率上還是從發(fā)展前景上來(lái)看的話，其都是具有較大的生存空間和利用空間的。通過(guò)利用自動(dòng)化技術(shù)，可以使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)集成化、敏捷化、智能化、虛擬化，同時(shí)，相關(guān)組織的管理、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)進(jìn)行不斷地優(yōu)化整合，從而達(dá)到提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低產(chǎn)品的成本、縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、提升服務(wù)質(zhì)量等目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱森第.我國(guó)裝備制造業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機(jī)電工程技術(shù)，2011，30（2）.

[2] 李國(guó)杰.我國(guó)信息領(lǐng)域應(yīng)重視的幾個(gè)問(wèn)題[N].科學(xué)時(shí)報(bào)，2011-03-15.

[3] 歐陽(yáng)傳利.傳統(tǒng)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化抉擇[N].科學(xué)時(shí)報(bào)，2011-03-31.