新型控制策略及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用探究

高曉曉，王曉慧，李凱

（1.日照海關(guān)；2.日照檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司，山東 日照 276800）

在機(jī)械工程環(huán)境中，從許多不同來(lái)源收集和全面評(píng)估數(shù)據(jù)將成為支持決策的標(biāo)準(zhǔn)方法。生產(chǎn)者和供應(yīng)商都必須努力適應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施和教育，因?yàn)樗麄儾捎昧藱C(jī)械工程技術(shù)。最好的解決辦法是政府、行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)共同努力，以適應(yīng)學(xué)校課程、培訓(xùn)和大學(xué)課程的需要，增加勞動(dòng)力的必要技能和創(chuàng)新能力。機(jī)械工程學(xué)位允許畢業(yè)生擔(dān)任工業(yè)技術(shù)工程師的勞動(dòng)。同時(shí)，該學(xué)位必須隨后進(jìn)入勞動(dòng)力市場(chǎng)，因此必須獲得較高的專業(yè)水平。機(jī)械工程學(xué)位計(jì)劃旨在通過(guò)培訓(xùn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)先前的目標(biāo)，該計(jì)劃將基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)培訓(xùn)與工業(yè)領(lǐng)域的常規(guī)培訓(xùn)相結(jié)合，并在機(jī)械工程領(lǐng)域具有很強(qiáng)的專長(zhǎng)。換句話說(shuō)，它旨在保證這些專業(yè)的機(jī)械師的發(fā)展。另一方面，公司面臨全球市場(chǎng)挑戰(zhàn)。為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，他們使用了基準(zhǔn)測(cè)試之類的工具?？紤]到對(duì)故障的容忍度和使用可伸縮性標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)他們必須以非常高的處理速度處理大量不同數(shù)據(jù)，具有針對(duì)該數(shù)量和種類的特定存儲(chǔ)時(shí)，必須使用大數(shù)據(jù)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)，仍對(duì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境產(chǎn)生未知的潛在影響。基于大型數(shù)據(jù)集的分析最近在制造業(yè)中出現(xiàn)了，現(xiàn)代機(jī)器使公司能夠利用其生產(chǎn)設(shè)施中的數(shù)字化潛力，并開(kāi)拓新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。隨著生產(chǎn)力的提高以及材料和能源的巨大節(jié)省，生產(chǎn)流程和供應(yīng)鏈將變得更加高效。數(shù)字化與數(shù)據(jù)交換，客戶聯(lián)系和服務(wù)平臺(tái)的重要性日益提高緊密相關(guān)。在線平臺(tái)促進(jìn)了市場(chǎng)準(zhǔn)入，降低了交易成本，并通過(guò)新型控制策略實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。機(jī)器連接在世界各地，因此如果沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)流量，機(jī)械工程將是不可能的。機(jī)械工程與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)結(jié)合在一個(gè)生態(tài)創(chuàng)新平臺(tái)上，才能真正保證環(huán)境績(jī)效。

1 在機(jī)械工程中新型控制策略探究

基準(zhǔn)測(cè)試是一種產(chǎn)品可以在許多不同的設(shè)置中使用。標(biāo)桿管理不僅可以用于進(jìn)行組織內(nèi)比較，還可以用于進(jìn)行組織間比較?；鶞?zhǔn)測(cè)試中首先要選擇進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試的產(chǎn)品、過(guò)程或服務(wù)。其次，有必要選擇組織作為基準(zhǔn)并收集有關(guān)績(jī)效的數(shù)據(jù)。之后，必須對(duì)它們進(jìn)行分析，以了解組織的相對(duì)成本以及通過(guò)引入新想法來(lái)增加組織學(xué)習(xí)的可能優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的基準(zhǔn)測(cè)試著重于關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)，KPI是假定以某種基本方式反映組織目的的數(shù)字。它們被組織、股東和其他對(duì)績(jī)效評(píng)估感興趣的人廣泛使用。KPI的傳統(tǒng)用法是基于一些隱含的假設(shè)：不變的規(guī)模收益，例如，當(dāng)我們將產(chǎn)出較小的組織與產(chǎn)出較大的組織進(jìn)行比較時(shí)，我們隱含地假設(shè)可以按比例縮放投入和產(chǎn)出。KPI方法通常僅涉及部分評(píng)估，一個(gè)KPI可能無(wú)法完全反映組織的目的，即使一個(gè)組織的所有部分生產(chǎn)率指標(biāo)都顯示出更高的價(jià)值，但它的總生產(chǎn)率可能會(huì)低于另一組織。原因是組織要總體上表現(xiàn)良好，不僅必須很好地執(zhí)行不同的子流程，而且還必須利用生產(chǎn)率相對(duì)較高的子流程。由于這些假設(shè)，KPI不足以制定適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)?，F(xiàn)代的基準(zhǔn)測(cè)試工具解決了實(shí)際評(píng)估過(guò)程中出現(xiàn)的兩個(gè)基本問(wèn)題：通過(guò)從有效性轉(zhuǎn)變?yōu)樾蕘?lái)解決缺乏關(guān)于偏好的明確信息的問(wèn)題，并且通過(guò)評(píng)估技術(shù)前沿并通過(guò)評(píng)估相對(duì)于技術(shù)的效率來(lái)解決先驗(yàn)技術(shù)信息的缺乏問(wèn)題。關(guān)于估計(jì)的最佳做法。最重要的效率度量是Farrell度量，最重要的估計(jì)方法是DEA和SFA方法。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些軟件包，可用于解決一些最常見(jiàn)的DEA和SFA模型。在行業(yè)中，基準(zhǔn)被廣泛用于以最佳成本和性能來(lái)協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)。隨著大數(shù)據(jù)分析成為當(dāng)今數(shù)據(jù)管理的重要組成部分，需要一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)，該基準(zhǔn)可以衡量工作負(fù)載下系統(tǒng)的性能和性價(jià)比。三個(gè)最受認(rèn)可的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，即標(biāo)準(zhǔn)績(jī)效評(píng)估公司（SPEC）、交易處理績(jī)效理事會(huì)（TPC）和存儲(chǔ)績(jī)效理事會(huì)（SPC）已經(jīng)制定了組織基準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的流程。

2 新型控制策略及其在機(jī)械工程中應(yīng)用探究

智能專業(yè)化戰(zhàn)略可以通過(guò)支持機(jī)械工程中的新型控制策略，在機(jī)械工程的采用中發(fā)揮戰(zhàn)略作用。通過(guò)利用這政策的共同協(xié)作方法，可以實(shí)現(xiàn)智能專業(yè)化戰(zhàn)略和機(jī)械工程的整合。這兩項(xiàng)政策要求國(guó)家和地區(qū)機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)界、企業(yè)和用戶等多個(gè)利益相關(guān)者參與其定義和實(shí)施。為了確定有利于政策整合的促成因素，我們從智能專業(yè)化平臺(tái)上探究新型控制策略及其在機(jī)械工程。在此基礎(chǔ)上，提出了機(jī)械工程中驅(qū)動(dòng)因素、潛在影響和應(yīng)用指導(dǎo)，以有效嵌入機(jī)械工程。

2.1 新型控制策略及其在機(jī)械工程中驅(qū)動(dòng)因素和潛在影響

機(jī)械工程實(shí)施的驅(qū)動(dòng)因素可以分為四種類型：組織、技術(shù)、創(chuàng)新和運(yùn)營(yíng)。組織驅(qū)動(dòng)力與新的工作和協(xié)作形式有關(guān)，而技術(shù)驅(qū)動(dòng)力則來(lái)自多個(gè)流的融合。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力正在迫使新業(yè)務(wù)模型和擴(kuò)展創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。運(yùn)營(yíng)動(dòng)因源于組織對(duì)提高運(yùn)營(yíng)績(jī)效以保持競(jìng)爭(zhēng)力的持續(xù)需求。每項(xiàng)主要的設(shè)計(jì)原則主導(dǎo)了機(jī)械工程的概念化和實(shí)施：互操作性、虛擬性、實(shí)時(shí)能力、去中心化、服務(wù)導(dǎo)向和模塊化。這些設(shè)計(jì)原則可以幫助組織確定最適合其業(yè)務(wù)的解決方案。總體而言，指出協(xié)作網(wǎng)絡(luò)與供需之間的同步性，產(chǎn)品和服務(wù)開(kāi)發(fā)中的個(gè)性化、分散化以及在推動(dòng)運(yùn)營(yíng)績(jī)效中使用大量數(shù)據(jù)的重要性越來(lái)越高。智能工廠允許增加生產(chǎn)的靈活性。生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、產(chǎn)品通過(guò)制造鏈時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸以及可配置機(jī)器人的使用，都意味著定制化。這將允許小批量生產(chǎn)，因?yàn)榭梢钥焖倥渲脵C(jī)器，以適應(yīng)客戶提供的規(guī)格和增材制造。所以，這種靈活性也鼓勵(lì)了創(chuàng)新，各種不同的產(chǎn)品可以在同一生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)。此外，客戶將能夠更多地參與設(shè)計(jì)過(guò)程，甚至提供他們自己的修改設(shè)計(jì)，然后可以快速和廉價(jià)地生產(chǎn)。生產(chǎn)力也可以通過(guò)各種機(jī)械工程的效果來(lái)提高。

2.2 新型控制策略及其在機(jī)械工程中應(yīng)用指導(dǎo)分析

機(jī)械工程的關(guān)鍵技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感、云計(jì)算服務(wù)和增材制造。嵌入式系統(tǒng)被視為產(chǎn)品和服務(wù)中信息技術(shù)的封閉，但是，網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)（CPS）卻采用了更為全面的方法。CPS在某種意義上被理解為嵌入式系統(tǒng)的擴(kuò)展，通過(guò)集成來(lái)自多個(gè)和網(wǎng)絡(luò)化的物理元素的復(fù)雜信息處理，在物理世界和數(shù)字世界之間建立了更緊密的橋梁，這一概念引起了共鳴。通過(guò)在預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃中使用高級(jí)分析，制造企業(yè)可以避免工廠車(chē)間的機(jī)器故障，并預(yù)計(jì)將停機(jī)時(shí)間減少50%，產(chǎn)量增加20%。不同形式的數(shù)據(jù)越多，為確保數(shù)據(jù)分析是有意義和有用的，所涉及的過(guò)程就越復(fù)雜?，F(xiàn)在，組織還在其非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中包含結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。盡管這是另一個(gè)復(fù)雜的來(lái)源，但這將幫助組織從他們所有的數(shù)據(jù)源中獲得一個(gè)完整的結(jié)果。無(wú)效的解決方案可能會(huì)帶來(lái)成本問(wèn)題。由于這種復(fù)雜的環(huán)境，企業(yè)內(nèi)部缺乏應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的大數(shù)據(jù)技能，企業(yè)需要在人員和基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行投資。同樣，標(biāo)準(zhǔn)也很重要，因?yàn)樗鼈儗?duì)于確保聯(lián)網(wǎng)價(jià)值鏈內(nèi)的機(jī)器、系統(tǒng)和軟件之間的數(shù)據(jù)交換至關(guān)重要。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式和接口，可以確保不同行業(yè)和國(guó)家之間的互操作性，鼓勵(lì)機(jī)械工程技術(shù)的廣泛采用，確保制造商和產(chǎn)品在全球開(kāi)放市場(chǎng)。持續(xù)適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)所需要的能力，是制造成功的關(guān)鍵因素。組織必須能夠根據(jù)不斷變化的產(chǎn)品、動(dòng)態(tài)市場(chǎng)和創(chuàng)新的制造技術(shù)的要求，永久地調(diào)整他們的操作。能夠向機(jī)械工程過(guò)渡的工人可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更大的自主權(quán)和更有趣的工作。雇主需要有創(chuàng)造力和決策能力以及技術(shù)專長(zhǎng)的人才。在需要大數(shù)據(jù)分析師和網(wǎng)絡(luò)安全專家的先進(jìn)制造業(yè)中，這種短缺可能更為明顯。知識(shí)是增加價(jià)值的關(guān)鍵，作為基礎(chǔ)研究和教育的結(jié)果，知識(shí)將推動(dòng)技術(shù)走向技術(shù)創(chuàng)新，并以有效的過(guò)程生產(chǎn)復(fù)雜的產(chǎn)品。制造業(yè)工人的資格取決于制造業(yè)的教育體系和設(shè)施。鑒于這些變化，機(jī)械工程師需要良好的訓(xùn)練和高技能。創(chuàng)新是機(jī)械工程成功的一個(gè)極其重要的問(wèn)題，它通常支持明確的市場(chǎng)地位和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之間的差異化。

3 結(jié)語(yǔ)

在本文中，這項(xiàng)研究對(duì)機(jī)械工程的轉(zhuǎn)變提出了新型控制策略，并重新詮釋了一些相關(guān)概念，它已被某些新技術(shù)部分替代或改進(jìn)。這為面對(duì)某些根本變化和技術(shù)突破的工業(yè)發(fā)展的新戰(zhàn)略視角提供了啟示。但是，新型控制策略的數(shù)量相對(duì)減少是該研究的局限性，每項(xiàng)新型控制策略的任務(wù)都需要進(jìn)行全面而結(jié)構(gòu)化的審查。從發(fā)展角度來(lái)看，要確保隨著時(shí)間的推移逐漸趨向于機(jī)械工程中新型控制策略的應(yīng)用。結(jié)合新型控制策略技術(shù)對(duì)此類文檔進(jìn)行更全面的應(yīng)用分析，盡管存在這些局限性，但本研究有助于鞏固機(jī)械工程背后的整個(gè)概念，尤其是在技術(shù)和設(shè)計(jì)原則方面。此外，這項(xiàng)工作更好地概述了機(jī)械工程的發(fā)展軌跡。