新時(shí)代背景下機(jī)械智能制造現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究

劉洪鵬

（西安工商學(xué)院，陜西 西安 710200）

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)體系不斷發(fā)展的背景下，機(jī)械智能制造行業(yè)迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇。結(jié)合實(shí)際情況來看，以信息技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)體系為基礎(chǔ)的智能制造模式能夠有效應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造模式存在的負(fù)面問題，在提升機(jī)械制造工作效率與質(zhì)量的同時(shí)，為行業(yè)整體現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供更為充分的保障。因此，為了進(jìn)一步提升我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)整體的發(fā)展效率，需在綜合分析智能制造現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，積極開展新時(shí)代背景下機(jī)械智能制造發(fā)展策略的探索，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)智能化、集成化以及自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 新時(shí)代背景下機(jī)械智能制造概述

1.1 機(jī)械智能制造的特征

機(jī)械智能制造具有十分明顯的精準(zhǔn)性，這是因?yàn)闄C(jī)械智能制造過程中需要通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝、流程以及相關(guān)參數(shù)等，通過在系統(tǒng)中設(shè)置相關(guān)指令，借助智能化操作系統(tǒng)自動(dòng)開展機(jī)械制造生產(chǎn)活動(dòng)，有效降低機(jī)械制造出現(xiàn)的誤差，為制造精準(zhǔn)性與制造質(zhì)量的提升提供更為充分的保障[1]。此外，智能化機(jī)械制造應(yīng)用能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，提升機(jī)械制造效率。

1.2 機(jī)械智能制造的意義

機(jī)械智能制造能夠節(jié)省資源，降低成本[2]。機(jī)械智能制造能夠從本質(zhì)上強(qiáng)化機(jī)械制造產(chǎn)品的整體性能與質(zhì)量，確保機(jī)械制造行業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供更為充分的保障。從機(jī)械智能制造行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模來看，在我國(guó)相關(guān)政策體系的推動(dòng)下，機(jī)械制造行業(yè)正逐漸朝著智能制造的方向不斷發(fā)展著。結(jié)合實(shí)際情況來看，在2018年，我國(guó)機(jī)械智能制造的行業(yè)產(chǎn)值約為1.748萬億元；到了2019年，行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模則上升至1.939萬億元；據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，我國(guó)機(jī)械智能制造行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模將在2024年達(dá)到3.149萬億元。

2 新時(shí)代背景下機(jī)械智能制造現(xiàn)狀

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化技術(shù)體系在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用緩解了傳統(tǒng)機(jī)械制造方式中的不足，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)整體智能化、自動(dòng)化水平的提升提供了更為充分的保障。機(jī)械制造行業(yè)是影響我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系整體發(fā)展效率的主要因素之一，智能化發(fā)展效率的提升在有效帶動(dòng)其他行業(yè)的同時(shí)，進(jìn)一步提升了我國(guó)經(jīng)濟(jì)體系整體的發(fā)展質(zhì)量。為強(qiáng)化研究意義，結(jié)合常見的機(jī)械智能制造技術(shù)展開現(xiàn)狀分析，把握發(fā)展空間，具體如下。

2.1 機(jī)械智能制造自動(dòng)化不足

3D打印技術(shù)作為機(jī)械制造行業(yè)快速發(fā)展的一種智能制造技術(shù)，不僅具有前沿科技特征，比如機(jī)械制造批量生產(chǎn)、制造靈活、制造成本相對(duì)較低等，在某種程度上，還為機(jī)械智能制造技術(shù)革新提供有效保障。國(guó)內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)也認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化、智能化技術(shù)體系所具有的應(yīng)用價(jià)值，但仍存在較為明顯的自動(dòng)化水平不足情況，尤其在相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)下，一些核心部件、材料仍依賴于進(jìn)口，制造關(guān)鍵技術(shù)受制于人[3]。這類差距的出現(xiàn)主要是由于我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)整體發(fā)展較晚，技術(shù)含量較低，加之機(jī)械智能制造專業(yè)人才的不足以及政府相關(guān)部門在機(jī)械智能制造方面的資源投入較少，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械智能制造整體的發(fā)展水平往往難以得到有效提升。

2.2 機(jī)械智能制造需加強(qiáng)算法優(yōu)化

新時(shí)期下，汽車行業(yè)、航空航天領(lǐng)域等對(duì)機(jī)械零件精確度的要求不斷提升，結(jié)構(gòu)也日漸復(fù)雜，由于我國(guó)機(jī)械智能制造仍未達(dá)到理想的集成化發(fā)展高度，導(dǎo)致對(duì)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用造成影響。仍以3D打印技術(shù)為例，作為新時(shí)期下自主生產(chǎn)制造方面的主要智能技術(shù)，極具顛覆性的技術(shù)水平能有效滿足眾多領(lǐng)域?qū)?fù)雜零部件的加工需求?？v觀3D打印技術(shù)發(fā)展歷程，在生產(chǎn)成本與用戶需求之間矛盾的驅(qū)使下，已由大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向個(gè)性化生產(chǎn)，雖然前一種生產(chǎn)模式有效提升了行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)力，但產(chǎn)品供應(yīng)的充足性使得用戶多樣化需求愈發(fā)明顯，為實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，應(yīng)根據(jù)技術(shù)特性轉(zhuǎn)變發(fā)展趨勢(shì)。從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，3D打印技術(shù)在生產(chǎn)車間的調(diào)度存在不足，缺乏生產(chǎn)數(shù)據(jù)的充分利用，導(dǎo)致技術(shù)難以徹底實(shí)現(xiàn)智能化目標(biāo)，車間生產(chǎn)效率也無法得到有效保障[4]。從加工流程來看，該技術(shù)下的常規(guī)作業(yè)車間調(diào)度問題實(shí)質(zhì)“減材制造”需要經(jīng)過多重設(shè)備加工從而獲得預(yù)期尺寸與形狀，具體如圖1所示。

圖1 增材制造調(diào)度問題

3 推進(jìn)新時(shí)代背景下機(jī)械智能制造發(fā)展的有效措施

3.1 增加政府的扶持力度，合理制定獎(jiǎng)勵(lì)扶持政策

在新時(shí)代背景下，為了能夠有效提升我國(guó)機(jī)械智能制造領(lǐng)域整體的發(fā)展效率與可持續(xù)性，政府相關(guān)部門需在充分發(fā)揮自身價(jià)值的同時(shí)，根據(jù)我國(guó)機(jī)械智能制造領(lǐng)域整體的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建獎(jiǎng)勵(lì)扶持相關(guān)政策，進(jìn)一步加大在機(jī)械智能制造領(lǐng)域的資源投入力度，為我國(guó)機(jī)械智能制造水平的提升奠定更為堅(jiān)實(shí)的政策基礎(chǔ)以及資源基礎(chǔ)。結(jié)合實(shí)際情況來看，由于我國(guó)傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)整體的發(fā)展歷程較長(zhǎng)，機(jī)械智能制造領(lǐng)域在實(shí)際發(fā)展時(shí)，往往會(huì)受到傳統(tǒng)機(jī)械制造理念的限制，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械智能制造水平難以得到有效提升[5]。在此背景下，政府相關(guān)部門需在明確新時(shí)代發(fā)展特點(diǎn)的過程中，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械智能制造領(lǐng)域的深入探究，做好機(jī)械智能制造產(chǎn)品的細(xì)分引導(dǎo)制度體系的建設(shè)。通過將這類制度體系嚴(yán)格落實(shí)到具體工作中去的方式，從政策、制度等層面促進(jìn)我國(guó)機(jī)械智能制造領(lǐng)域的發(fā)展，最終為我國(guó)機(jī)械智能制造領(lǐng)域智能化、集成化以及轉(zhuǎn)型升級(jí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供保障[6]。

3.2 加強(qiáng)模糊控制技術(shù)等機(jī)械智能制造技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合實(shí)際情況來看，在機(jī)械智能制造系統(tǒng)中，模糊控制技術(shù)屬于機(jī)械智能制造體系中的重要組成部分之一，在機(jī)械智能制造控制系統(tǒng)中具有不可忽視的重要應(yīng)用價(jià)值。為此，為了能夠進(jìn)一步提升我國(guó)機(jī)械智能制造的整體水平，機(jī)械制造行業(yè)便需在正確認(rèn)識(shí)到模糊控制技術(shù)等機(jī)械智能制造技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，不斷強(qiáng)化這類技術(shù)體系的應(yīng)用力度。深入分析模糊控制技術(shù)能夠得知，其本質(zhì)上就是通過數(shù)學(xué)算法以及模糊數(shù)學(xué)處理參數(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)械智能制造系統(tǒng)的完善目標(biāo)[7]。但是，由于在機(jī)械智能制造中的應(yīng)用存在著精度低、適應(yīng)范圍有限等問題，需融合其他機(jī)械智能制造系統(tǒng)應(yīng)用方能夠進(jìn)一步確保機(jī)械智能制造體系的應(yīng)用效果?，F(xiàn)階段，常見的多種復(fù)合控制技術(shù)體系有模糊PID控制、遺傳算法與模糊控制等，總的來說，這些機(jī)械智能制造技術(shù)體系的應(yīng)用從本質(zhì)上提升了我國(guó)機(jī)械智能制造整體的發(fā)展效率，進(jìn)而為我國(guó)機(jī)械智能制造水平的提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。對(duì)于3D打印技術(shù)而言，不僅要加強(qiáng)模糊控制技術(shù)，還應(yīng)做好并行機(jī)環(huán)境下的3D PSS的改進(jìn)遺傳算法、復(fù)雜仿真3D PSS的貝葉斯優(yōu)化方法以及事件驅(qū)動(dòng)的3D打印車間動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，以此提高3D打印技術(shù)的個(gè)性化生產(chǎn)水平和智能化生產(chǎn)水平，滿足各領(lǐng)域生產(chǎn)需求。

3.3 提高企業(yè)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力

在機(jī)械制造領(lǐng)域，關(guān)鍵零部件以及核心技術(shù)決定著機(jī)械智能制造的整體水平，從這兩個(gè)角度出發(fā)可以看出我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，通過對(duì)比分析后也可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械智能制造中的核心技術(shù)以及關(guān)鍵零部件等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家中的核心技術(shù)與零部件之間存在的差距。由此可見，兩者內(nèi)容是我國(guó)機(jī)械智能制造行業(yè)中較為薄弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)此方面的核心技術(shù)研究，攻克機(jī)械智能制造行業(yè)中存在的不足，以此來推動(dòng)我國(guó)機(jī)械智能制造行業(yè)的整體發(fā)展[9]。對(duì)于3D打印技術(shù)，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)到模具在實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)揮的重要作用，相關(guān)企業(yè)在開展技術(shù)研發(fā)工作時(shí)，可采用模具逆向數(shù)字化快速開發(fā)過程，按照模具逆向數(shù)字化開發(fā)、模具數(shù)字化設(shè)計(jì)、模具數(shù)字化制造三個(gè)階段規(guī)范落實(shí)，通過逆向工程提高模具制造水平，縮短技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品的研究開發(fā)周期。當(dāng)前政府針對(duì)機(jī)械智能制造行業(yè)的發(fā)展也制定了相關(guān)支持政策，在此背景下龍頭企業(yè)應(yīng)將帶頭作用充分發(fā)揮出來，深入研究機(jī)械智能制造技術(shù)，提高技術(shù)的研究力度，還應(yīng)根據(jù)新時(shí)代下機(jī)械智能制造行業(yè)的發(fā)展情況創(chuàng)新與變革技術(shù)，使企業(yè)可以研發(fā)出更為先進(jìn)的高新技術(shù)，還應(yīng)確保技術(shù)可以在機(jī)械智能制造中得以應(yīng)用。將高新技術(shù)在制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中進(jìn)行應(yīng)用，能有效推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)朝著智能化以及數(shù)據(jù)化的方向發(fā)展，推動(dòng)機(jī)械智能制造行業(yè)的快速發(fā)展，在此基礎(chǔ)上快速縮小我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。

3.4 實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造行業(yè)環(huán)保型和節(jié)約型發(fā)展

就我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)械制造領(lǐng)域整體的發(fā)展現(xiàn)狀來看，主要以粗放式發(fā)展方式為主。這類發(fā)展方式在提升機(jī)械制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境嚴(yán)峻性的同時(shí)，大大增加了資源應(yīng)用問題出現(xiàn)的概率，從而嚴(yán)重影響了我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域整體發(fā)展質(zhì)量，限制了機(jī)械智能制造水平的提升效率，使得我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展受到了一定限制。為此，在新時(shí)代背景下，機(jī)械制造企業(yè)需在做好自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式創(chuàng)新工作的同時(shí)，通過創(chuàng)新自身機(jī)械制造方式，提升自身機(jī)械制造的智能化水平來從本質(zhì)上轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展方向，從而為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)整體環(huán)保型、節(jié)約型發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供更為充分的保障[10]。3D打印技術(shù)作為重要的機(jī)械智能制造技術(shù)之一，本身就具有直接成型、開發(fā)周期短、成本低、綠色與柔性化制造并存的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械行業(yè)應(yīng)多利用此項(xiàng)技術(shù)縮短其他機(jī)械智能制造產(chǎn)品與技術(shù)的開發(fā)周期，提升設(shè)計(jì)、開發(fā)效率，盡快研發(fā)出核心技術(shù)，弱化國(guó)外技術(shù)、材料限制。此外，機(jī)械制造行業(yè)還需在積極探索機(jī)械智能制造技術(shù)體系的過程中，將環(huán)保、節(jié)約理念融入到機(jī)械智能制造業(yè)的發(fā)展中，做好生態(tài)機(jī)械智能制造體系的構(gòu)建，在為自身智能化發(fā)展提供更具科學(xué)性的機(jī)械制造生態(tài)體系的同時(shí)，從本質(zhì)上提升我國(guó)的機(jī)械智能制造的整體水平。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在新時(shí)代背景下，傳統(tǒng)機(jī)械制造方式不僅效率較低，制造質(zhì)量無法得到全面保障，甚至還會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)等影響機(jī)械制造行業(yè)整體發(fā)展健康性的負(fù)面問題。為此，機(jī)械制造行業(yè)需正確認(rèn)識(shí)到機(jī)械智能制造模式應(yīng)用價(jià)值，根據(jù)自身的發(fā)展現(xiàn)狀來科學(xué)地開展智能制造技術(shù)的引進(jìn)工作，有效創(chuàng)新我國(guó)機(jī)械制造生產(chǎn)方式，為我國(guó)機(jī)械智能制造水平的提升提供更為充分的保障。在此過程中，政府相關(guān)部門還需重視機(jī)械智能制造方式，進(jìn)一步提升自身在機(jī)械智能制造方面的資源投入，從而有效提升我國(guó)機(jī)械智能制造整體水平，全面提升我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)品的整體質(zhì)量，最終進(jìn)一步確保我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系發(fā)展的穩(wěn)定性。