新時代背景下機械智能制造現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究*

黨藝歌 李陽凡 李秋秋

洛陽科技職業(yè)學院 河南 洛陽 471000

引言

對于我國機械制造領域的發(fā)展，國家一直比較重視，也投入了許多的人力物力給予足夠的支持。在經(jīng)歷了改革開放后，我國機械工程的發(fā)展迎來了一波新的高潮，尤其是智能制造技術在各行各業(yè)都得到了應用與普及。而智能制造技術的有效應用對機械制造領域來說無異于一次重要革命，除此之外，機械設計制造工藝與自動化技術的有機結合，還能夠在最大程度上將機械損耗率降至最低，以此來保證機械設備的利用率水平得到有效的提升。

1 新時代背景下機械智能制造概述

1.1 機械智能制造的特征

機械智能制造具有十分明顯的精準性，這是因為機械智能制造過程中需要通過計算機系統(tǒng)科學設計機械制造工藝、流程以及相關參數(shù)等，通過在系統(tǒng)中設置相關指令，借助智能化操作系統(tǒng)自動開展機械制造生產活動，有效降低機械制造出現(xiàn)的誤差，為制造精準性與制造質量的提升提供更為充分的保障。此外，智能化機械制造應用能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，提升機械制造效率。

1.2 機械智能制造的意義

機械智能制造能夠節(jié)省資源，降低成本。機械智能制造能夠從本質上強化機械制造產品的整體性能與質量，確保機械制造行業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展，為我國機械制造行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展目標的實現(xiàn)提供更為充分的保障。從機械智能制造行業(yè)產值規(guī)模來看，在我國相關政策體系的推動下，機械制造行業(yè)正逐漸朝著智能制造的方向不斷發(fā)展著。

2 機械設計及其自動化技術

2.1 智能制造時代為機械制造領域帶來的優(yōu)勢和作用

智能制造時代的到來，為傳統(tǒng)機械設計制造領域帶來新的改變和創(chuàng)新。一方面，基于多種創(chuàng)新技術的應用和研發(fā)，極大地提升了機械制造設計的效率，特別是近年來人工成本的增加，亟待智能化技術的應用，從而實現(xiàn)人工成本的降低；另一方面，智能制造時代，能夠結合軟件技術以及自動化控制技術，實現(xiàn)機械制造設計的統(tǒng)一化和流程化，對應的制造風險始終是行業(yè)的潛在問題，而智能制造時代的到來，為機械制造設計帶來全新的改變和突破[1]。借助機械手臂、電子數(shù)控設備、智能操控系統(tǒng)等相關內容，實現(xiàn)機械制造設計的無人化、自動化、終端化，能夠快速完成對應的設計和加工，提升機械產品的生產質量。

2.2 機械設計制造及其自動化領域的創(chuàng)新技術

創(chuàng)新是時代發(fā)展的基石?；谥悄苤圃鞎r代的發(fā)展趨勢，機械設計制造及其自動化領域中，顯現(xiàn)出多種具有行業(yè)革命意義的創(chuàng)新技術。其中，新技術的應用，有效替代傳統(tǒng)技術的不足和問題，同時大量創(chuàng)新技術的應用，能夠實現(xiàn)機制制造產業(yè)市場利潤的增加，以及市場核心競爭力的提升[2]。例如，Convoy與AWS合作，結合機器人可以實現(xiàn)自主學習，并且研發(fā)出一套能夠實現(xiàn)卡車運輸過程中穩(wěn)定性和安全性同步提高的生產技術，從而實現(xiàn)產品重量的精準控制，提升產品的核心價值。不僅如此，創(chuàng)新技術的發(fā)展，隨著其他技術的應用而進一步升級，能夠實現(xiàn)自動化產業(yè)鏈的發(fā)展模塊，提升機械設備的生產加工效率，降低新產品的研發(fā)設計周期，能夠實現(xiàn)高效的發(fā)展速度和發(fā)展成效。

3 智能制造時代機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢

3.1 提高產業(yè)生產效率

傳統(tǒng)的機械生產過程中，最主要的生產方式則是通過大量的勞動力進行操作，此方法無形中增加了生產企業(yè)的用人成本，但是生產效率卻沒有達到企業(yè)的預期的效果?，F(xiàn)階段，在智能制造時代的背景影響下，智能制造逐漸在機械制造行業(yè)中得到了廣泛的應用，自動化制造模式的有效應用不僅減少了企業(yè)的用人成本，還有效提高了生產效率。機械設備的智能化操作是機械設計自動化的主要特征，其主要工作原理是在系統(tǒng)程序中進行相應的設置，以此將操作模式與方法進行有效的轉變，最終將機械操作的工作效率進行有效的提升。除此之外，一旦當機械設備在運行過程中出現(xiàn)任何的故障問題，機械設計自動化系統(tǒng)能夠對故障進行及時有效的排查，從而便于相關工作人員進行檢修工作。

3.2 加快社會經(jīng)濟發(fā)展速度

現(xiàn)階段，由于各個行業(yè)轉變傳統(tǒng)的生產模式，將自動化模式有效地引入自身企業(yè)生產中，從而將企業(yè)中大部分的勞動力釋放出來。當前，在制造生產線上，智能機器人工作取代了大量的一線勞動力，自動控制系統(tǒng)也漸漸取代了人工生產。長此以往，制造生產線上將大量的勞動力在枯燥乏味的生產工作中解放出來，此技術不僅可以減少生產過程中的工作失誤，還能有效提高產業(yè)生產的質量和效率，從而大大提高產業(yè)的生產力。與此同時，在情況較為復雜的地方，人工操作將會面臨嚴重的安全隱患，因此將機械化自動填補到高風險崗位或短缺的崗位中代替人工完成危險的工作，從而有效規(guī)避工作中的危險系數(shù)。

4 我國機械設計制造及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國機械制造行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)取得了良好的成績。隨著全球化進程的不斷加快，世界上各先進國家也在不斷地加強對科研技術的研發(fā)，以此來提升自身的綜合國力。所以這也就使得科學技術成為推動經(jīng)濟繁榮發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，而智能制造系統(tǒng)則是當前研究的重點，同樣也是國家改革內容明確的目標，以智能制造系統(tǒng)為基礎，全面提升機械制造行業(yè)的轉型升級，最終完成智能化生產，確保行業(yè)經(jīng)濟穩(wěn)定提升?；谶@種明顯的差距，我國開始致力于對機械制造的研究開發(fā)與技術創(chuàng)新，并且也取得了一定的成果。現(xiàn)階段，我國在智能化系統(tǒng)的開發(fā)與生產方面也取得了顯著的效果。

5 機械自動化技術在機械制造中的應用

5.1 虛擬化技術

虛擬化技術也是機械自動化技術的一種，在機械制造中應用時，主要是以系統(tǒng)建模和仿真技術為基礎，利用先進的計算機圖形學、現(xiàn)代機械制造工藝、并行工程、多媒體技術、人工智能、信息技術等，實現(xiàn)機械制造的虛擬化和三維立體化。在機械制造中應用虛擬化技術，可對機械設備和零部件進行三維可視化設計和模擬制造，提前發(fā)現(xiàn)設計和制造中存在的問題和不。比如：通過虛擬化技術，可建立起機械零部件的三維可視化模型，設計人員通過肉眼就能看到進行零部件的尺寸、規(guī)格、標準等是否達到設計要求。并進行仿真模擬制造，調整制造中存在交叉碰撞的工序，保證機械制造工藝的合理性和可行性。這對降低機械制造成本、縮短研發(fā)周期、提升制造合格率、增強機械制造企業(yè)的市場競爭力有非常重要的意義。如結合計算機仿真技術和信息控制技術，在機械設備制造中，可實現(xiàn)完全模擬設計和生產，能快速有效地發(fā)現(xiàn)機械設備制造中存在的隱藏問題和細節(jié)問題。然后再采取科學有效的方法進行處理和解決，可在設計階段和制造階段，解決好存在的問題，更好的保證機械設備制造質量及效率?？偠灾跈C械制造領域科學合理的應用虛擬化技術，既能有效降低設計和制造成本，縮短產品的生長周期，提升機械制造企業(yè)的市場競爭力，實現(xiàn)持續(xù)健康的發(fā)展。

5.2 集成化技術

在科學技術飛速發(fā)展的背景下，很多高新技術和設備被廣泛應用到機械制造領域中，如計算機輔助設計技術、輔助制造技術、輔助測試技術、數(shù)控加工技術、柔性制造系統(tǒng)、計算機信息管理系統(tǒng)技術、大數(shù)據(jù)技術、云計算技術等。為促使這些新技術能夠發(fā)揮出應有的作用和價值，就需要用到集成化技術。將眾多新技術集成到一個機械制造系統(tǒng)上，借助系統(tǒng)工程理論的有效指導和信息技術對企業(yè)的制造流程進行整體上的優(yōu)化，再用精簡結構和過程重組等技術手段，既能促進適度自動化。在大數(shù)據(jù)技術、數(shù)據(jù)庫技術、5G技術、物聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，就可以將機械制造企業(yè)的各種要素和經(jīng)營管理活動集成為一個有機的整體，達到機械制造以人為中心的柔性化制造，在提升機械制造質量、降低研發(fā)成本、保護生態(tài)環(huán)境等方面都有非常重要的意義。此外，集成化技術也是實現(xiàn)智能制造的關鍵技術，集成化主要體現(xiàn)在技術經(jīng)營和技術功能的集成之上，先進的技術全部集成應用到機械設備制造領域，可實現(xiàn)對制造全過程的精準控制和優(yōu)化，此外，大規(guī)模的集成運算，還能讓網(wǎng)絡技術控制數(shù)據(jù)庫，所有要素全部整合在一起，優(yōu)化各個生產要素。集成化的組合模式能制造新產品，開發(fā)新技術，節(jié)約制造成本，提升科技含量。

6 智能制造時代機械設計制造及其自動化進行創(chuàng)新

6.1 加強政策導向，鼓勵機械智能制造企業(yè)發(fā)展

為了確保我國機械工程行業(yè)向著智能化生產發(fā)展，政府部門應不斷提升人力、物力投入，加大對智能化生產的激勵和支持[3]。并為中國智能機械制造業(yè)的發(fā)展指明方向，以此有效推動我國智能生產領域保持穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展。此外，由于傳統(tǒng)機械制造業(yè)發(fā)展時間長，加工方法和理念難以在短時間內得到改進，這也嚴重阻礙了機械制造業(yè)智能化生產的發(fā)展進程。因此，必須通過長期微妙的變化，以此對機械制造業(yè)制造觀念和習慣進行優(yōu)化完善。

6.2 加強人才培養(yǎng)

人才的培養(yǎng)是企業(yè)的核心，為了能夠在智能制造時代實現(xiàn)機械設計制造及其自動化的優(yōu)化創(chuàng)新，在教育方面，相關教學部門要做好基礎教育工作，加強人才自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，還要根據(jù)時代發(fā)展特點，科學合理地更新和調整教育體制，避免人才培養(yǎng)工作不能有效適應社會發(fā)展的需要。對企業(yè)來說，要科學完善人才培養(yǎng)規(guī)劃，不斷加強機械設計與制造自動化技術人才培養(yǎng)，確保人才能夠完成實踐與創(chuàng)新的有效發(fā)展，確保人才隊伍水平不斷提升。此外，企業(yè)應科學、完善地更新人才引進戰(zhàn)略，使企業(yè)人才隊伍建設更加成熟、高效。最終促進企業(yè)的發(fā)展和轉型。

6.3 提高大企業(yè)技術研發(fā)能力

目前，我國的科學技術已經(jīng)取得了重要的進步，但在機械設計領域，由于發(fā)展時間較短，相關企業(yè)有必要不斷提高機械設計和制造自動化的技術水平。在此基礎上，開展機械設計與制造自動化的研究與創(chuàng)新，以滿足不同的生產需求。此外，機械設計與制造自動化技術的提高也需要結合我國現(xiàn)階段的實際情況，不斷提高我國機械設計與制造自動化水平，推動機械設計制造自動化技術更加智能化、現(xiàn)代化。最后，依靠其促進社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。

7 結束語

自動化技術對于機械設計制造領域的有效發(fā)展是極為重要的動力來源，通過對自動化技術的合理運用，能夠幫助機械工程將人力資源與資金的投入大大縮減，并且對于智能自動化的應用，也能在生產過程中及時有效地對機電設備進行故障的診斷，確保其穩(wěn)定運行，為此對于機械工程自動化技術的不斷創(chuàng)新發(fā)展，能夠在保證高效率和高質量的前提下，極大地推動企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。