淺析機(jī)械工程智能化的現(xiàn)狀及發(fā)展

董昭

【摘 要】二十一世紀(jì)以來，智能化技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械膽?yīng)用越來越廣泛，人類社會(huì)呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢，而智能化也是機(jī)械制造設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。對于機(jī)械設(shè)計(jì)制造來說，智能化是面向機(jī)器行為提出的一個(gè)概念。本文簡要分析了機(jī)械智能化的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了機(jī)械智能化未來發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械工程；智能化；現(xiàn)狀

引言

在機(jī)械工程領(lǐng)域中，有效應(yīng)用智能技術(shù)能夠提升機(jī)械工程的智能化水平，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。但需要注意的是，相較于發(fā)達(dá)國家來說，我國機(jī)械智能技術(shù)起步較晚，積累的經(jīng)驗(yàn)不夠多，技術(shù)基礎(chǔ)相對薄弱，發(fā)展趨勢和方向的把握上也存在一定問題。本文簡單梳理了機(jī)械智能化的發(fā)展階段，介紹了其發(fā)展現(xiàn)狀和局限之處，并展望了我國機(jī)械智能化的未來發(fā)展趨勢，這對于我國機(jī)械智能化的自主研發(fā)的實(shí)現(xiàn)和長遠(yuǎn)發(fā)展有著積極的意義。

1機(jī)械工程智能化現(xiàn)狀

1.1智能化技術(shù)引進(jìn)階段

智能化技術(shù)引進(jìn)階段是機(jī)械工程智能化的開始階段，在這一時(shí)期內(nèi)主要是對國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)和學(xué)習(xí)。在20世紀(jì)之前，我國機(jī)械工程智能化之中應(yīng)用的相關(guān)系統(tǒng)軟件和硬件全部都來自國外，我國國內(nèi)生產(chǎn)相關(guān)硬件的廠家都是對引進(jìn)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的，不僅機(jī)械智能化的水平比較低，同時(shí)核心技術(shù)也依然掌握在國外廠家手中，這直接導(dǎo)致在國際競爭之中我國處于明顯的劣勢。

1.2國外技術(shù)二次開發(fā)階段

國外技術(shù)二次開發(fā)階段主要就是在引進(jìn)的國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行二次開發(fā)，借此使該技術(shù)得到更好的應(yīng)用。在上個(gè)世紀(jì)初期，我國通過對機(jī)械工程智能化技術(shù)進(jìn)行深入研究和學(xué)習(xí)，我國相關(guān)人員開始在研究成果的基礎(chǔ)之上，對從國外引進(jìn)的智能化控制硬件進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)際上就是按照我國的實(shí)際情況以及使用習(xí)慣對控制器進(jìn)行改造，關(guān)于技術(shù)方面的提升非常有限，關(guān)鍵技術(shù)仍然是以國外技術(shù)為主。

1.3在國外技術(shù)之上進(jìn)行模仿開發(fā)

在這一時(shí)期內(nèi)，我國開始漸漸轉(zhuǎn)變引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的情況，開始開發(fā)自己的智能化系統(tǒng)。而在這一過程當(dāng)中，我國許多高校和企業(yè)單位都在機(jī)械工程智能化之中投入了較大的人力資源和物力資源。其中的主要內(nèi)容就是操控器和人機(jī)交互系統(tǒng)之中的智能化基礎(chǔ)技術(shù)優(yōu)化，同時(shí)在和進(jìn)口儀器設(shè)備有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)之上進(jìn)行簡單系統(tǒng)模仿和開發(fā)。最終研究出的系統(tǒng)和技術(shù)在我國生產(chǎn)方面已經(jīng)達(dá)到了基本需求，但是在精準(zhǔn)度性能等方面還有待加強(qiáng)。

1.4獨(dú)立研發(fā)技術(shù)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的日新月異，我國國內(nèi)許多科研機(jī)構(gòu)狗開始進(jìn)行機(jī)械工會(huì)曾相關(guān)控制裝置的研究開發(fā)，在實(shí)際研究的過程當(dāng)中，通過模型為基礎(chǔ)，對相關(guān)機(jī)械工程控制器進(jìn)行開發(fā)優(yōu)化，并在我國實(shí)際生產(chǎn)之中進(jìn)行應(yīng)用。當(dāng)前，我國機(jī)械工程智能化發(fā)展的速度正變得越來越快，取得了非常明顯的進(jìn)步。但是其中不可否認(rèn)依然存在許多不足之處，例如部分關(guān)鍵零部件我國依然無法自主生產(chǎn)，需要進(jìn)口，這在一定程度限制了我國機(jī)械工程智能化的進(jìn)一步發(fā)展。

2機(jī)械智能化未來發(fā)展趨勢

2.1網(wǎng)絡(luò)化

在傳統(tǒng)的機(jī)械工程中，主要通過圖紙來進(jìn)行設(shè)計(jì)，以圖紙的形式來呈現(xiàn)產(chǎn)品的功能和特點(diǎn)，并以圖紙為基礎(chǔ)來進(jìn)行樣品生產(chǎn)，這種制造設(shè)計(jì)方式不僅效率低下，且需要投入大量的時(shí)間成本之后才能夠正式投產(chǎn)。同時(shí)，在傳統(tǒng)工程中，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與生產(chǎn)模式不能有效地控制資源消耗，一旦出現(xiàn)問題，則會(huì)對工業(yè)生產(chǎn)工作的有效開展帶來不利影響。此外，在市場經(jīng)濟(jì)體制不斷深化發(fā)展的背景下，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)面臨的市場競爭日趨激烈，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方式顯然不符合市場經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，不利于企業(yè)核心競爭力和經(jīng)濟(jì)效益的提升，在激烈的市場競爭環(huán)境下，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的機(jī)械工程應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對資金投入和資源的有效控制，通過有效的數(shù)據(jù)傳輸來處理設(shè)計(jì)制造與產(chǎn)品需求之間的關(guān)系，以事先設(shè)計(jì)好的計(jì)算機(jī)程序來進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)制造，通過以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的虛擬化生產(chǎn)技術(shù)來進(jìn)行產(chǎn)品應(yīng)用試驗(yàn)，看產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求，并針對性的進(jìn)行技術(shù)調(diào)整[2]。總的來說，在機(jī)械智能化的各個(gè)環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都有著重要的應(yīng)用，其不僅能夠縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)周期，還能夠有效的節(jié)約企業(yè)人力資源和物力資源，對于提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和核心競爭力有著重要的意義。通過上述分析可知，網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械智能化的重要發(fā)展趨勢，以現(xiàn)代科技網(wǎng)絡(luò)為載體更好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。但需要注意的是，在當(dāng)前機(jī)械智能化應(yīng)用的過程中，其網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展還存在著一定的問題，例如在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程中，其智能化水平對生產(chǎn)效果有著重要的影響，在應(yīng)用智能化技術(shù)之后，生產(chǎn)現(xiàn)場不可能派遣過多專業(yè)人員進(jìn)行管理，一旦機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)問題，則難以及時(shí)進(jìn)行問題的解決，難以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外，管理人員對智能化技術(shù)的不了解也會(huì)對生產(chǎn)效果產(chǎn)生影響，在這種情況下，需要積極應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來對生產(chǎn)進(jìn)行控制，一旦機(jī)械智能化制造或設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)問題，可以通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行及時(shí)處理，打破了生產(chǎn)管理的時(shí)空限制，對于提升生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)穩(wěn)定性等方面有著積極的意義。

2.2模塊化

模塊化是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，對于機(jī)械智能化來說，其產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)廠家眾多，而無論哪個(gè)生產(chǎn)廠家的機(jī)械產(chǎn)品，其自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品單元都是十分復(fù)雜且至關(guān)重要的，涉及到機(jī)械接口、動(dòng)力接口及電氣接口等眾多接口的設(shè)計(jì)，涉及到集減速、智能減速和電動(dòng)機(jī)于一體的動(dòng)力單元，涉及到集視覺、圖像處理、測距等眾多功能于一體的智能控制單元，同時(shí)需要各種能夠完成相應(yīng)操作的機(jī)械裝置支持，只有這樣才能夠以標(biāo)準(zhǔn)單元為基礎(chǔ)進(jìn)行新產(chǎn)品的迅速研發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大[3]。而模塊化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，無論對機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)來說還是對標(biāo)準(zhǔn)智能化、自動(dòng)化單元生產(chǎn)企業(yè)來說，模塊化都會(huì)促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展，由此可見，模塊化是機(jī)械智能化的重要發(fā)展趨勢。

2.3微型化

早在二十世紀(jì)八十年代末期，微型化的概念就被提出，從實(shí)質(zhì)上來講，微型化就是機(jī)械智能化向微觀領(lǐng)域的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家將機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)的微型化定位于微電子機(jī)械系統(tǒng)和微機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)，將幾何尺寸小于1立方厘米的機(jī)械智能化產(chǎn)品歸于了微型化產(chǎn)品的范疇中，同時(shí)微型化的尺寸還不斷向微米級別和納米級別發(fā)展。微型機(jī)械智能化產(chǎn)品不僅有著體積小、能耗低的特點(diǎn)，同時(shí)其操作和運(yùn)動(dòng)靈活性較高，在軍事、信息及醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯。微機(jī)械技術(shù)是機(jī)械工程智能化和微型化發(fā)展的關(guān)鍵所在，在進(jìn)行微機(jī)械智能化產(chǎn)品加工的過程中，需要積極采用光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)等超精密加工技術(shù)，其對技術(shù)的精細(xì)化和精密化要求較高，因此，在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)積極加強(qiáng)對微機(jī)械技術(shù)的研究和應(yīng)用，只有這樣才能夠促進(jìn)機(jī)械智能化的進(jìn)一步發(fā)展。

2.4人格化

人格化指的是機(jī)械智能化設(shè)計(jì)積極注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品與人的互動(dòng)，具體來說有兩層含義，其一指的是機(jī)械智能化產(chǎn)品以人為最終適用對象，在進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)的過程中，要注重產(chǎn)品的智能、情感和人性，例如家用機(jī)器人就以人機(jī)一體化為最高追求境界；其二指的是以生物機(jī)理的研究和模仿為基礎(chǔ)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，根據(jù)動(dòng)物的啟發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制。

3總結(jié)

智能化技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械膽?yīng)用越來越廣泛，智能化也是機(jī)械制造設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。在我國機(jī)械工程智能化的過程當(dāng)中，為了取得更加良好的成果，應(yīng)當(dāng)對當(dāng)前機(jī)械工程智能化的現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，并在此基礎(chǔ)之上對機(jī)械工程智能化的發(fā)展方向進(jìn)行準(zhǔn)確把控，借此才能夠?yàn)闄C(jī)械工程智能化發(fā)展提供一個(gè)有力支持，促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

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