機(jī)械加工智能化發(fā)展趨勢研究分析

鄭將

摘要：在機(jī)械制造智能化過程中要有效運(yùn)用計算機(jī)信息系統(tǒng)發(fā)展智能化技術(shù)，不斷克服傳統(tǒng)機(jī)械制造中存在的問題，進(jìn)而提高我國機(jī)械制造業(yè)的高精密度、高競爭力及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大勢。同時，在新環(huán)保的大旗下，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;智能化;分析

1 前言

目前我國在機(jī)械加工智能化建設(shè)上有兩種途徑：（1）對國外比較成熟的產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)行引入，結(jié)合我國實際情況進(jìn)行消化吸收和創(chuàng)新。（2）自主研發(fā)國內(nèi)已經(jīng)初具基礎(chǔ)的機(jī)械加工技術(shù)，集成形成先進(jìn)適用技術(shù)和產(chǎn)品，以智能化技術(shù)引領(lǐng)提升我國裝備與設(shè)施智能化水平。

2 機(jī)械制造智能化發(fā)展的必然性

2.1 機(jī)械加工智能化決定著經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化水平和程度

馬克思曾經(jīng)說過，不同的社會時期之間的差別不在于到底生產(chǎn)了什么，而在于利用什么進(jìn)行生產(chǎn)以及怎么生產(chǎn)，這才是主要的，也是說生產(chǎn)技術(shù)決定一切。近年來機(jī)械制造日益呈現(xiàn)智能化、精細(xì)化趨勢，數(shù)控技術(shù)更是目前先進(jìn)制造技術(shù)的代表，數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，是我國機(jī)械加工制造行業(yè)最核心的智能化生產(chǎn)技術(shù)。在我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、國防航空產(chǎn)業(yè)以及信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中都大行其道，數(shù)控技術(shù)引入到機(jī)械加工制造行業(yè)后也顯著的提高了機(jī)械制造的能力和水平，增強(qiáng)了企業(yè)適應(yīng)不斷變化是市場競爭需要。很多發(fā)達(dá)國家都將數(shù)控技術(shù)和裝備作為本國重要的戰(zhàn)略能源，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，包括機(jī)械制造技術(shù)，信息處理、加工、傳輸技術(shù)，自動控制技術(shù)，伺服驅(qū)動技術(shù)，傳感器技術(shù)，軟件技術(shù)等。發(fā)達(dá)國家一方面保護(hù)本國的數(shù)控技術(shù)，控制技術(shù)服務(wù)出口。另一方面加強(qiáng)對數(shù)控產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的投資，尤其在一些“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)方面更是重中之重，也對其他國家實行封鎖和限制政策，來使其該項技術(shù)能夠一直占據(jù)科技的最前沿，為其帶來豐厚的商業(yè)利益。對于我國而言，要充分認(rèn)識到一點，機(jī)械加工智能化不僅僅關(guān)乎到機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，更是關(guān)乎到國家制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展前景，也是提高一個國家綜合能力和國家地位的重要體現(xiàn)。

2.2 機(jī)械加工智能化滿足市場的需要

機(jī)械加工行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有雙重屬性，既可以看作使得生產(chǎn)資料，也可以當(dāng)作各種消費(fèi)產(chǎn)品。消費(fèi)者的消費(fèi)需求是機(jī)械加工智能化的動力。當(dāng)今社會，包括手機(jī)、電腦等智能化產(chǎn)品已經(jīng)走入千家萬戶，作為機(jī)械加工企業(yè)要迅速適應(yīng)這種變化，把握住市場消費(fèi)動向，不斷加強(qiáng)科技進(jìn)步，對原有生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行智能化改造，只有這樣才能大大減少產(chǎn)品從研發(fā)到投入市場的時間，機(jī)械加工企業(yè)智能化可以使產(chǎn)業(yè)研發(fā)速度加快十幾倍，對于追求消費(fèi)個性化、多樣化的消費(fèi)者而言，具有很大的吸引力。另外，傳統(tǒng)的機(jī)械加工行業(yè)主要是勞動密集型企業(yè)，需要大量的人力資源，隨著我國人口紅利的逐漸消失，工人工資大幅上漲，企業(yè)用工面臨巨大的壓力和挑戰(zhàn)。而且機(jī)械加工環(huán)境比較危險，工傷事故難以避免，一旦出現(xiàn)事故，對工人的人身傷害以及對企業(yè)的社會形象力都帶來惡劣影響，在此前提下，大力發(fā)展機(jī)械智能化加工就可以節(jié)約大量的勞動力，企業(yè)管理從低效率、多人力管理模式轉(zhuǎn)變成智力，由勞動密集型企業(yè)向技術(shù)密集型企業(yè)過渡，企業(yè)生產(chǎn)過程也由單品種、自動線式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N、并行式、智能化模式。

3 機(jī)械加工智能化發(fā)展應(yīng)該遵循的原則和應(yīng)用

3.1 機(jī)械加工智能化發(fā)展應(yīng)該遵循的原則

（1）價值產(chǎn)出原則。機(jī)械制造智能化不是形象工程，是機(jī)械加工企業(yè)提高效率、降低成本、提高企業(yè)利潤的重要舉措，因此企業(yè)在智能化建設(shè)過程中要充分考慮企業(yè)的實際情況，從投入和產(chǎn)出兩方面進(jìn)行考慮，本著遵循科技發(fā)展規(guī)律的原則，不斷提高其智能化水平。（2）信息化原則。信息就是指資源，未來的機(jī)械加工是指智能化的集約生產(chǎn)，未來企業(yè)最主要的生產(chǎn)要素就是信息，信息化水平對機(jī)械制造企業(yè)智能化發(fā)展起著關(guān)鍵作用，信息技術(shù)就是對信息進(jìn)行收集整理、存儲傳輸、識別轉(zhuǎn)換等各種處理的整合過程，智能化的實現(xiàn)為提高企業(yè)生產(chǎn)水平生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)競爭力提供了重要保障。當(dāng)前，人工智能研究的焦點就是人工智能和分布式計算相結(jié)合，用智能化來充實、改進(jìn)、提升機(jī)械加工企業(yè)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)高效率和高質(zhì)量。

3.2 機(jī)械加工智能化發(fā)展的應(yīng)用

下面以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例，對機(jī)械加工智能化的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由一些簡單的元件及其層次組織的大規(guī)模并行連接構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)，在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，已滲透到機(jī)械加工領(lǐng)域的方方面面，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械加工中的具體應(yīng)用有：（1）應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)選擇零件定位基面。如何選擇零件定位基面一直是工程設(shè)計中的難點所在，以前設(shè)計人員在確定零件定位基面時要認(rèn)真研究零件的幾何特征，然后根據(jù)幾何特征來進(jìn)行定位基面的選擇，在這個過程中必須作為定量化分析、計算出具體數(shù)值。事實上，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以很好的解決這一難題，運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)從幾何形狀到編碼之間的影射。其次，對零件的幾何特征進(jìn)行編碼。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對機(jī)械零件幾何特點進(jìn)行編碼可以起到重要作用。對應(yīng)每一個位置碼設(shè)置類型碼和定位碼的方法實現(xiàn)對零件的幾何特征的編碼。

（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在加工參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用。所謂加工參數(shù)就是在機(jī)械加工之前，設(shè)計人員根據(jù)工程加工要求以及各方面條件來確定機(jī)械加工參數(shù)。從以往經(jīng)驗來看，加工參數(shù)與加工之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，加工參數(shù)制定正確，可以有效的提高加工效果，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是解決加工參數(shù)優(yōu)化的有效途徑。

（3）變切削條件下鉆頭磨損的監(jiān)控。在自動生產(chǎn)線上，為了實現(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)控，對刀具的磨損量不能采用停車直接檢測法，而是采用在線間接檢測法，即通過測量一系列反映加工狀態(tài)的動態(tài)參數(shù)來推算刀具的磨損量。而動態(tài)參數(shù)和刀具磨損量之間存在著相當(dāng)復(fù)雜的非線性關(guān)系，且無法用確切的數(shù)學(xué)模型加以描述。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正擅長處理這類輸人輸出關(guān)系不明確的映射關(guān)系，因而可用來實現(xiàn)刀具磨損量的在線監(jiān)控。

4 總結(jié)

綜上，在機(jī)械制造智能化過程中要有效運(yùn)用計算機(jī)信息系統(tǒng)發(fā)展智能化技術(shù)，不斷克服傳統(tǒng)機(jī)械制造中存在的問題，進(jìn)而提高我國機(jī)械制造業(yè)的高精密度、高競爭力及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大勢。同時，在新環(huán)保的大旗下，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

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[2]張發(fā)壘. 智能化制造在工程機(jī)械 行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及影響[J]. 中國設(shè)備工程，2018（5）.

（作者單位：沈陽沈飛旭達(dá)建筑安裝工程有限責(zé)任公司）