智能機(jī)械制造和加工模式的轉(zhuǎn)變

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摘要：為滿足社會現(xiàn)代化建設(shè)需要，傳統(tǒng)機(jī)械制造與加工模式加大了整合現(xiàn)代科技的力度，以此強(qiáng)化機(jī)械制造數(shù)字化與智能化，從而創(chuàng)造更多效益。文章分析了智能制造對制造行業(yè)產(chǎn)生的影響，探討了機(jī)械智能化技術(shù)的應(yīng)用及智能制造應(yīng)用的現(xiàn)狀，研究了智能機(jī)械制造和加工模式的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變對策。

關(guān)鍵詞：智能化；機(jī)械制造；加工模式

0引言

利用現(xiàn)代信息技術(shù)代替常規(guī)制造加工模式，儼然成為國際制造業(yè)發(fā)展的方向，也是工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然要求。新型工業(yè)模式經(jīng)歷了機(jī)械化與電氣化發(fā)展階段，數(shù)字化工業(yè)發(fā)展越發(fā)成熟。在新興信息技術(shù)帶動下，技術(shù)服務(wù)與工業(yè)管理等制造業(yè)也逐漸具備了智能化轉(zhuǎn)型條件，使得自動化決策與信息深入感知等智能功能成為可能。帶動智能機(jī)械制造與加工模式轉(zhuǎn)型還需從政策扶持與轉(zhuǎn)化高新技術(shù)產(chǎn)品等方面入手，弱化技術(shù)與資金等要素的約束，真正實(shí)現(xiàn)智能化機(jī)械加工。

1智能制造對制造行業(yè)產(chǎn)生的影響

智能制造是指的人機(jī)一體化的機(jī)械制造系統(tǒng)，整合了機(jī)器智能以及人類智慧。智能制造系統(tǒng)在實(shí)踐中，主要通過決策以及分析判斷等智能活動，實(shí)現(xiàn)智能制造加工，在研發(fā)新型系統(tǒng)方面，最大限度地發(fā)揮了人類智慧，以此推動社會現(xiàn)代化建設(shè)。智能制造是機(jī)械化與電氣化工業(yè)的改革，是數(shù)字化工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。智能制造系統(tǒng)與智能制造技術(shù)都是智能制造重要體現(xiàn)，前者能夠在制造加工中學(xué)習(xí)，對環(huán)境與系統(tǒng)等信息展開收集與分析判斷、決策，以此對自身行為展開科學(xué)合理的規(guī)劃，并對制造技術(shù)發(fā)展提供指導(dǎo)作用。智能化機(jī)械制造提高了制造行業(yè)市場占有率，從傳統(tǒng)制造行業(yè)入手分析，制造加工模式通過人工方式結(jié)合設(shè)備完成，設(shè)備或原料出現(xiàn)問題，無法及時處理，需要停工調(diào)整及人為制造誤差等現(xiàn)象都會造成經(jīng)濟(jì)損失與資源浪費(fèi)。大部分的制造產(chǎn)業(yè)，為響應(yīng)高效與節(jié)能減排的生產(chǎn)號召，加大了智能機(jī)械制造設(shè)備的引入力度，能源實(shí)現(xiàn)有效利用，提高設(shè)備利用率與生產(chǎn)效率。智能制造優(yōu)化了工藝流程，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備動態(tài)監(jiān)控，提高了產(chǎn)品成品率，降低了監(jiān)管成本，尤其是大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入，不僅能夠分析各時段生產(chǎn)狀況以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，還能加大數(shù)據(jù)信息價值挖掘力度，為管理與決策提供價值依據(jù)，確保了制造加工效益。

2機(jī)械智能化技術(shù)的應(yīng)用

近幾年的制造業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)方式逐步被智能制造技術(shù)取代，基于計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的制造加工系統(tǒng)涉及多個分系統(tǒng)，包括工程技術(shù)信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等。從管理信息系統(tǒng)入手分析，包括經(jīng)營管理以及財(cái)務(wù)管理等功能模塊，人事與物料等管理功能歸入其中，是各生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)所對應(yīng)信息系統(tǒng)的結(jié)合。從工程技術(shù)信息系統(tǒng)入手分析，涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析等功能模塊控制程序編制，與工藝設(shè)計(jì)輔助等功能歸入其中。從質(zhì)量信息系統(tǒng)入手分析，主要依托計(jì)算機(jī)輔助功能，完成分析監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的工作，涉及質(zhì)量控制、監(jiān)測與產(chǎn)品測試等應(yīng)用形式。智能化機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工藝與方式等環(huán)節(jié)的優(yōu)化，從以往的成品概念體系，轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐废到y(tǒng)化與集成化的生產(chǎn)過程，是信息處理機(jī)制與功能體系有機(jī)結(jié)合的制造技術(shù)?，F(xiàn)代化制造生產(chǎn)體系屬于新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)，綜合了智能化技術(shù)、自動化技術(shù)、制造技術(shù)等，自動化機(jī)械制造的智能化水平隨之提高。在機(jī)械制造行業(yè)多方面均有體現(xiàn)，如智能制造系統(tǒng)在制造系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，有效引入了人工智能，以往專家負(fù)責(zé)活動的范疇得以拓展，得益于專家活動的智能模擬，實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)范疇延伸。智能化制造加工系統(tǒng)對自身運(yùn)行狀況的監(jiān)控，得益于智能功用的支持，可準(zhǔn)確地分析預(yù)測運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行錯誤，提前向?qū)＜蚁到y(tǒng)內(nèi)輸入各種問題的處理措施，出現(xiàn)類似錯誤后，能夠根據(jù)預(yù)防措施及時調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)參數(shù)，以此提高外部環(huán)境適應(yīng)能力，解決各種突發(fā)問題，確保制造系統(tǒng)高效運(yùn)行。

3智能制造應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)械制造在摸索實(shí)踐總結(jié)中，逐步向自動化設(shè)計(jì)制造過度，數(shù)字化制造加工工藝越發(fā)成熟，在各機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也越發(fā)自如。機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，更得益于自動化技術(shù)的高效運(yùn)用。機(jī)械制造技術(shù)屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對社會現(xiàn)代化建設(shè)有著積極促進(jìn)作用。我國機(jī)械制造技術(shù)與自動化技術(shù)的整合，正處于起步階段，制造企業(yè)也初步具備了發(fā)展智能制造的資質(zhì)，但不能忽視的是整體行業(yè)發(fā)展緩慢，處于摸索性前進(jìn)階段，與美國、德國等先進(jìn)國家比較仍有較大的發(fā)展差距，進(jìn)步空間較大。美國、德國等發(fā)達(dá)國家在機(jī)械制造上，對智能制造的運(yùn)用多體現(xiàn)在數(shù)據(jù)化，智能化與集成化的機(jī)械制造層面。發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造起步早，應(yīng)用推廣方面后勁足，各個制造加工業(yè)幾乎均普及了智能制造，在生產(chǎn)效率與技術(shù)水平等方面，都是我國不能比擬的。我國機(jī)械制造仍處于集成化機(jī)械制造層面，智能化與數(shù)據(jù)化層面嚴(yán)重滯后，虛擬化機(jī)械制造更是可望而不可即。除此之外，我國機(jī)械制造業(yè)，在結(jié)構(gòu)層次方面，存在嚴(yán)重發(fā)展失衡現(xiàn)象。社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，我國制造業(yè)也逐漸意識到加大創(chuàng)新改革力度的重要性。在智能制造，我國的創(chuàng)新改革主要體現(xiàn)在產(chǎn)品定制化供應(yīng)以及智能控制系統(tǒng)優(yōu)化等方面，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是傳統(tǒng)生產(chǎn)制造設(shè)備以及人工制造形式，逐步被智能制造系統(tǒng)取締，系統(tǒng)的智能性與集成性熱特征體現(xiàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)積極轉(zhuǎn)變了發(fā)展觀念，在工業(yè)服務(wù)以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)等制造環(huán)節(jié)，始終貫徹智能制造觀念，使得設(shè)計(jì)方案以及生產(chǎn)流程等方面幾乎實(shí)現(xiàn)了智能化轉(zhuǎn)型，但在裝備高水平轉(zhuǎn)型方面仍有待加強(qiáng)。二是由政府引導(dǎo)，與政策支持的制造加工業(yè)，系統(tǒng)與體量相對復(fù)雜，對資金需求度大，且需龍頭企業(yè)參與帶動。智能制造的有效應(yīng)用推廣，社會企業(yè)對機(jī)械制造加工業(yè)，向智能制造發(fā)展的投資力度加大，機(jī)械設(shè)備廠商，為緊跟時展步伐，加大了研發(fā)核心技術(shù)的投入，摒棄了高調(diào)推廣的格局，實(shí)行對傳統(tǒng)制造業(yè)的改革升級。三是受資金技術(shù)限制，生產(chǎn)效率停滯不前。智能化機(jī)械制造是精細(xì)化與集成化制造加工的延伸，尤其是數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用，提高了機(jī)械制造科技含量，帶動了機(jī)械加工行業(yè)發(fā)展。智能化產(chǎn)品多樣，包括數(shù)控設(shè)備等，對現(xiàn)代信息技術(shù)與機(jī)械制造的整合起到了積極促進(jìn)作用，但不能忽視技術(shù)投資不足問題。對此，還需加強(qiáng)對智能制造的全面認(rèn)識，帶動機(jī)械加工現(xiàn)代化以及智能化發(fā)展。四是受傳統(tǒng)生產(chǎn)模式制約。智能制造產(chǎn)品類型廣泛，與人們生活信息相關(guān)，機(jī)械加工企業(yè)應(yīng)當(dāng)圍繞市場需要，加大生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備的革新力度，縮小傳統(tǒng)機(jī)械加工在智能機(jī)械制造中占據(jù)的比重，降低傳統(tǒng)機(jī)械加工生產(chǎn)的風(fēng)險，帶動機(jī)械加工，向密集型技術(shù)過度，深刻融入智能化理念［1］。受生產(chǎn)成本影響，機(jī)械制造企業(yè)生存壓力加劇，對于智能制造的引入更加謹(jǐn)慎，尤其是在裝備引入方面，多選擇精密化裝備或是協(xié)作化裝備，如智能機(jī)器人、數(shù)字化機(jī)床與無人精密飛行器等?？紤]到下游企業(yè)的發(fā)展需要，制造加工企業(yè)在逐步適應(yīng)，但不能否認(rèn)的是，我國智能制造發(fā)展緩慢，還需從多方面入手縮小國內(nèi)外差距。

4機(jī)械制造與加工模式智能化發(fā)展對策

我國機(jī)械制造行業(yè)正逐步向智能制造邁進(jìn)。在實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)注重衡量智能制造的利弊，了解國內(nèi)外智能制造差距，借鑒國外發(fā)達(dá)國家，在機(jī)械制造加工方面，引入智能制造的經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)我國工業(yè)發(fā)展不足。政府等部門加強(qiáng)財(cái)政支持，加大資金等資源投入力度，帶動產(chǎn)品研發(fā)與新科技成果轉(zhuǎn)化，從智能制造入手，帶動工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。推動傳統(tǒng)機(jī)械制造加工模式，向智能制造方向轉(zhuǎn)型，對縮小國內(nèi)外制造業(yè)差距有著現(xiàn)實(shí)意義，但還需從多方面入手，政策扶持與人才培養(yǎng)等保障都是必不可少的。

4.1政策支持

政府加強(qiáng)引導(dǎo)，提高政策導(dǎo)向力度，但畢竟工業(yè)轉(zhuǎn)型升級是系統(tǒng)且長期的工程，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)“十三五”規(guī)劃綱要等文件的指導(dǎo)力度。除此之外，還需根據(jù)智能制造在實(shí)踐中的問題，對產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策進(jìn)行明確界定與細(xì)分，分階段落實(shí)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃引導(dǎo)目標(biāo)，切實(shí)帶動機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)型。

4.2信息集成

國內(nèi)外制造業(yè)都在向智能制造進(jìn)軍，國外發(fā)達(dá)國家在機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)型中，遇到了信息集成等問題，但解決這一問題，需有全球化標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)保障。對此，各個國家在智能制造過渡中都需要盡快完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，為全球化智能制造發(fā)展助力。我國設(shè)立完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，對其他國家標(biāo)準(zhǔn)體系的設(shè)立有積極借鑒作用，同時在全球標(biāo)準(zhǔn)化體系設(shè)立中，話語權(quán)與影響力也會逐步加強(qiáng)，對我國國際地位提高有積極促進(jìn)作用［2］。

4.3龍頭企業(yè)帶頭

國內(nèi)外制造業(yè)發(fā)展差距較大，多體現(xiàn)在零部件制造以及核心技術(shù)等方面。政府加大扶持與資金投入外，還需盡可能地發(fā)揮龍頭企業(yè)帶動作用。企業(yè)憑借技術(shù)等方面的優(yōu)勢，加大研發(fā)新技術(shù)的力度。在其基礎(chǔ)上，加強(qiáng)企業(yè)與其他機(jī)構(gòu)的聯(lián)系合作，包括科研機(jī)構(gòu)以及各個高校等，加大高科技產(chǎn)品研究力度以及科研成果轉(zhuǎn)化速度。

4.4可持續(xù)發(fā)展

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)粗獷式發(fā)展，資源緊缺與環(huán)保問題日益加劇，與制造業(yè)相互制約?？沙掷m(xù)發(fā)展與高效節(jié)能發(fā)展，儼然成了機(jī)械加工行業(yè)未來發(fā)展必然。對此，我國機(jī)械制造業(yè)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)轉(zhuǎn)型，促使企業(yè)向綠色型以及環(huán)保型等方向改革，突顯智能制造現(xiàn)代化，與生態(tài)化發(fā)展特征優(yōu)勢。

4.5創(chuàng)新突破

機(jī)械制造加工業(yè)引入智能制造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工現(xiàn)代化，還需在發(fā)展模式等方面尋求轉(zhuǎn)型升級?？山柚悄苄畔⑾到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)信息整合，通過分析挖掘信息價值，帶動企業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，突顯制造加工企業(yè)的智能化特征優(yōu)勢。

5機(jī)械工程智能化的發(fā)展方向

傳統(tǒng)制造技術(shù)面臨轉(zhuǎn)型升級，在保持技術(shù)要素的同時，還需加強(qiáng)與各種先進(jìn)技術(shù)研究成果的整合，并將先進(jìn)制造技術(shù)，融入事制造生產(chǎn)領(lǐng)域。納米技術(shù)的出現(xiàn)，提高了產(chǎn)品制造加工的精度要求，對制造業(yè)的發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。隨后延伸出的納米加工技術(shù)以及裝配技術(shù)等，逐步拓展了納米技術(shù)的應(yīng)用范圍。納米技術(shù)是指納米級精度，而超精密加工能夠得到納米級加工精度的要求。隨后研發(fā)的掃描隧道工程以及力資注入技術(shù)，分子束生長技術(shù)等，進(jìn)一步提高了加工精度，甚至能夠達(dá)到0.0001μm，使得實(shí)現(xiàn)移動原子級加工精度成為可能。當(dāng)前的機(jī)械制造技術(shù)，主要體現(xiàn)在精密工程技術(shù)，與高度自動化的機(jī)械制造。前者代表技術(shù)包括納米技術(shù)，微細(xì)與超精密加工技術(shù)，逐步步入微型機(jī)器人與電子技術(shù)時代。后者以敏捷制造與CIMS為代表。機(jī)械工程智能化發(fā)展，材料與能源消耗問題得以規(guī)避，開發(fā)成本與周期得以縮減，同時工藝的環(huán)保性更強(qiáng)，制造工藝的綠色化與智能化屬性突出，與可持續(xù)發(fā)展等理念相符。緊跟時展的制造技術(shù)，才能被放置在戰(zhàn)略發(fā)展層面，國家支持與投入力度隨之提高，才能推動智能制造落實(shí)，縮小國內(nèi)外差距。同時能夠提高競爭力，帶動制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。其發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾方面。

5.1精密成形技術(shù)

成形制造技術(shù)，涉及塑性加工，與焊接鑄造等。而精密成形技術(shù)，分為精密焊接切割，精密鍛壓與精密塑性成形等，其中精密鍛壓分為精密沖裁以及冷濕精密成形；其中精密鑄造包括高精度造芯等［3］。

5.2無形切削加工

機(jī)械加工業(yè)廣泛應(yīng)用此技術(shù)，工藝煩瑣性與成本隨之優(yōu)化，規(guī)避了廢液回收排放等冷卻液方面問題。

5.3快速成形技術(shù)

RPM技術(shù)在設(shè)計(jì)上，利用累積與添加原則，取代了往常加工技術(shù)的無處材料原則，F(xiàn)DM與LOM等技術(shù)比較典型。

6結(jié)語

我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展緩慢，與科技帶動不無關(guān)系，提高制造生產(chǎn)質(zhì)量與效率，還需加大智能制造以及智能加工技術(shù)的引入，這也是我國制造業(yè)發(fā)展必須意識到的。實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造加工可持續(xù)發(fā)展，還需注重先進(jìn)信息技術(shù)的高效運(yùn)用，切實(shí)彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械加工的不足，以此推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高社會與企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn)

［1］蔣曉東.機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)可行性研究［J］.南方農(nóng)機(jī)，2019（3）：109.

［2］劉鑫.智能機(jī)械制造和加工模式的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變分析［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2019（2）：29.

［3］羅華進(jìn).機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)可行性研究［J］.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018（14）：59-60.

作者：陳蓉 單位：江蘇省淮陰商業(yè)學(xué)校