智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的現(xiàn)狀及創(chuàng)新

李博 李安寧

摘 要 在科學(xué)技術(shù)的不斷推動(dòng)下人類逐步進(jìn)入"智能制造"時(shí)代。社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)都與"智能制造"的發(fā)展息息相關(guān)。作為信息化時(shí)代衍生物的智能制造行業(yè)在當(dāng)代社會(huì)受到越來越多人的重視，被認(rèn)為是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵性因素之一。為滿足社會(huì)不斷增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求，我們需要將傳統(tǒng)制造與現(xiàn)代科技相結(jié)合，發(fā)揮人類聰明才智，對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行多樣化技術(shù)創(chuàng)新，保證機(jī)械行業(yè)發(fā)展的可靠穩(wěn)定與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮進(jìn)步。

關(guān)鍵詞 智能制造時(shí)代； 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化； 現(xiàn)狀； 創(chuàng)新

1 智能制造的發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)

1.1 含義

智能制造，是科學(xué)家為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，將信息化與制造業(yè)相結(jié)合，降低人工成本，適應(yīng)市場(chǎng)變化需求而產(chǎn)生的人工智能的產(chǎn)物。它由知識(shí)和智力這兩方面組成，前者是智能制造的基礎(chǔ)，后者是分析解決問題的能力。它表示在一些領(lǐng)域智能制造可代替人類進(jìn)行腦力勞動(dòng)，形成人機(jī)一體化。在一定程度上已經(jīng)成為新的工業(yè)革命的象征，是未來影響制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不可或缺的重要決定性因素。

1.2 發(fā)展歷史

縱覽世界工業(yè)發(fā)展史，我們可以分為四個(gè)階段：1.0蒸汽化、2.0電氣化、3.0信息化、4.0智能工廠。智能概念最初由德國(guó)在2011年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)中提出，并被德國(guó)納入重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。與此對(duì)應(yīng)我國(guó)在2015年提出了《中國(guó)制造2025》，同年，工信部批準(zhǔn)了46個(gè)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目和94個(gè)智能制造專項(xiàng)，發(fā)布了國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南作為中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，以此實(shí)現(xiàn)到2025年從"制造大國(guó)"變身為"制造強(qiáng)國(guó)"，2035年趕超德國(guó)和日本的目標(biāo)。

1.3 智能制造的當(dāng)前狀態(tài)與發(fā)展前景

以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為例，工業(yè)機(jī)器人具有人力成本低，高效率，工作效果與與穩(wěn)定性均勻良好的特點(diǎn)，已經(jīng)逐漸步入各個(gè)企業(yè)工廠。近年來，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)快速發(fā)展。2014年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到5.6萬臺(tái)，成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到2020年銷量將達(dá)到15萬臺(tái)，保有量達(dá)到80萬臺(tái)；到2025年銷量將達(dá)到26萬臺(tái)，保有量達(dá)到180萬臺(tái)。這一數(shù)據(jù)較為直觀的顯現(xiàn)了當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)智能制造的強(qiáng)烈需求。消費(fèi)反作用于生產(chǎn)，真正表示我國(guó)智能制造時(shí)代的發(fā)展已拉開帷幕，將在未來的發(fā)展中綻放更強(qiáng)烈的光彩。

目前我國(guó)制造業(yè)還多處于工業(yè)3.0早期階段，在手機(jī)、汽車等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化程度顯著提高，處于領(lǐng)先水平，但相應(yīng)的，由于我國(guó)工業(yè)發(fā)展起步較晚，雖說發(fā)展前景廣闊，發(fā)展速度不慢，即使努力追趕，在一些高技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面受制于技術(shù)、人才儲(chǔ)備等方面，因此我們的信息化程度較弱，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距。雖然引進(jìn)了許多海外的科技人才以及先進(jìn)技術(shù)，但這不足以推動(dòng)中國(guó)快速向前，走向世界的前端。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)零件進(jìn)行加工，組合，拆裝。自動(dòng)化則是按照已制定的程序進(jìn)行生產(chǎn)，分為電氣化和機(jī)械化。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這一技術(shù)在生活中處處可見，大到航空、飛機(jī)、造船，小到洗衣機(jī)，冰箱都體現(xiàn)了它的應(yīng)用，是一個(gè)以機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工、制造為基礎(chǔ)，融入自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的交叉應(yīng)用類學(xué)科。

2.1 優(yōu)勢(shì)

2.1.1 提高了生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)方式需要大量的勞動(dòng)力，人力成本高，但生產(chǎn)效率極低，現(xiàn)階段的自動(dòng)化模式有效的提高了勞動(dòng)效率，降低了生產(chǎn)成本。新型機(jī)械化保障了自動(dòng)化技術(shù)的成熟，能夠滿足不同產(chǎn)業(yè)對(duì)不同產(chǎn)品的需求，有效的利用了機(jī)器的準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，精準(zhǔn)的控制操作生產(chǎn)的產(chǎn)品，彌補(bǔ)了人力制造質(zhì)量良莠不齊的缺點(diǎn)，保障了產(chǎn)品高質(zhì)量平均化。推動(dòng)了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

2.1.2 保證了生產(chǎn)過程中的安全性

傳統(tǒng)的人力制造經(jīng)常會(huì)因各種原因而引發(fā)安全問題，給多方都造成了很大的傷害，機(jī)械制造則可以把危險(xiǎn)程度降到最低，避免意外造成的損失而這種新型機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)模式設(shè)定有既定的工作程序，可以有效的減產(chǎn)自身，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.3 促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展

隨著機(jī)械化模式在生活中的逐步推廣，人們擁有了更加便捷的生產(chǎn)方式，在一些領(lǐng)域通過自動(dòng)化解放了大量的勞動(dòng)力。在制造業(yè)中智能機(jī)器人對(duì)生產(chǎn)流水線工人的替代、自動(dòng)化信息系統(tǒng)對(duì)手工作業(yè)的替代等。在這個(gè)過程不僅可以把更多的勞動(dòng)力從重復(fù)無趣的生產(chǎn)工作中解放出來，而且可以減少錯(cuò)誤、提高質(zhì)量與速度、有助于提升生產(chǎn)力。還在一些地方降低了一些工作的危險(xiǎn)性，用機(jī)械化自動(dòng)化填補(bǔ)了高風(fēng)險(xiǎn)崗位或短缺崗位，特別是采掘、高空、探險(xiǎn)及其他危險(xiǎn)性很高的作業(yè)。

2.2 劣勢(shì)

（1）綠色可持續(xù)發(fā)展是科學(xué)發(fā)展觀的基本要求之一，在機(jī)械化生產(chǎn)過程中，它不可避免的會(huì)對(duì)環(huán)境造成一些不好的影響，因此應(yīng)注意機(jī)械發(fā)展綠色化，謀求長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，為后世謀福祉。

（2）因缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)機(jī)械制造管理方法比較落后，企業(yè)本應(yīng)在技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)方面采取更加先進(jìn)的管理方式，但現(xiàn)實(shí)并非如此，技術(shù)的進(jìn)步并沒有帶來與之相對(duì)的配套管理，這在一定程度上影響了使用效果。

（3）為應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境，許多企業(yè)推廣發(fā)展了機(jī)械化，并實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的自動(dòng)化，這推動(dòng)了企業(yè)的升級(jí)進(jìn)步，但是，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化缺乏多樣性，比較單一，應(yīng)提高技術(shù)含量，進(jìn)行創(chuàng)新，帶來機(jī)械產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展。

2.3 對(duì)機(jī)械制造及其自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)

自機(jī)械自動(dòng)化出現(xiàn)之初就形成了一個(gè)討論"他是解放了勞動(dòng)力還是讓人的勞動(dòng)能力下降".我認(rèn)為機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展只是單純的解放了勞動(dòng)力，短暫來看有很多人因此事業(yè)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看是更多新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就比如對(duì)機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)行情報(bào)采集與分析，這些都需要有人去做，這些都是由此產(chǎn)生的新興崗位，產(chǎn)生了很多新的就業(yè)機(jī)會(huì)。這是對(duì)雙手的解放，但并非是讓人退化，因?yàn)槿四X在這過程中要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行科技創(chuàng)新。這一新型技術(shù)的真正意義，應(yīng)該是做到人類做不到的事情，在此基礎(chǔ)上，我們?nèi)祟愖陨硪矐?yīng)不斷進(jìn)步與學(xué)習(xí)，不斷提高自己的素養(yǎng)、豐富自己思維。我們要正確看待他們對(duì)人類就業(yè)的沖擊，它解放了勞動(dòng)力，使人類社會(huì)從工業(yè)領(lǐng)域向智能領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。