智能機械制造和加工模式的轉變

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摘要：為滿足社會現(xiàn)代化建設需要，傳統(tǒng)機械制造與加工模式加大了整合現(xiàn)代科技的力度，以此強化機械制造數(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，探討了機械智能化技術的應用及智能制造應用的現(xiàn)狀，研究了智能機械制造和加工模式的創(chuàng)新轉變對策。

關鍵詞：智能化；機械制造；加工模式

0引言

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

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一體化的機械制造系統(tǒng)，整合了機器智能以及人類智慧。智能制造系統(tǒng)在實踐中，主要通過決策以及分析判斷等智能活動，實現(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。智能制造是機械化與電氣化工業(yè)的改革，是數(shù)字化工業(yè)的轉型升級。智能制造系統(tǒng)與智能制造技術都是智能制造重要體現(xiàn)，前者能夠在制造加工中學習，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合理的規(guī)劃，并對制造技術發(fā)展提供指導作用。智能化機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合設備完成，設備或原料出現(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)濟損失與資源浪費。大部分的制造產(chǎn)業(yè)，為響應高效與節(jié)能減排的生產(chǎn)號召，加大了智能機械制造設備的引入力度，能源實現(xiàn)有效利用，提高設備利用率與生產(chǎn)效率。智能制造優(yōu)化了工藝流程，實現(xiàn)了設備動態(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)技術的引入，不僅能夠分析各時段生產(chǎn)狀況以及設備運行狀態(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機械智能化技術的應用

近幾年的制造業(yè)運營生產(chǎn)方式逐步被智能制造技術取代，基于計算機集成技術的制造加工系統(tǒng)涉及多個分系統(tǒng)，包括工程技術信息系統(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)營管理以及財務管理等功能模塊，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)所對應信息系統(tǒng)的結合。從工程技術信息系統(tǒng)入手分析，涉及計算機輔助設計與分析等功能模塊控制程序編制，與工藝設計輔助等功能歸入其中。從質(zhì)量信息系統(tǒng)入手分析，主要依托計算機輔助功能，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)品測試等應用形式。智能化機械制造實現(xiàn)了產(chǎn)品設計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，是信息處理機制與功能體系有機結合的制造技術?，F(xiàn)代化制造生產(chǎn)體系屬于新型技術產(chǎn)業(yè)，綜合了智能化技術、自動化技術、制造技術等，自動化機械制造的智能化水平隨之提高。在機械制造行業(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，以往專家負責活動的范疇得以拓展，得益于專家活動的智能模擬，實現(xiàn)負責范疇延伸。智能化制造加工系統(tǒng)對自身運行狀況的監(jiān)控，得益于智能功用的支持，可準確地分析預測運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行錯誤，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)預防措施及時調(diào)整系統(tǒng)運行的技術參數(shù)，以此提高外部環(huán)境適應能力，解決各種突發(fā)問題，確保制造系統(tǒng)高效運行。

3智能制造應用現(xiàn)狀

機械制造在摸索實踐總結中，逐步向自動化設計制造過度，數(shù)字化制造加工工藝越發(fā)成熟，在各機械制造產(chǎn)業(yè)中的應用也越發(fā)自如。機械制造行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，更得益于自動化技術的高效運用。機械制造技術屬于經(jīng)濟發(fā)展的支柱技術產(chǎn)業(yè)，對社會現(xiàn)代化建設有著積極促進作用。我國機械制造技術與自動化技術的整合，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，處于摸索性前進階段，與美國、德國等先進國家比較仍有較大的發(fā)展差距，進步空間較大。美國、德國等發(fā)達國家在機械制造上，對智能制造的運用多體現(xiàn)在數(shù)據(jù)化，智能化與集成化的機械制造層面。發(fā)達國家的機械制造起步早，應用推廣方面后勁足，各個制造加工業(yè)幾乎均普及了智能制造，在生產(chǎn)效率與技術水平等方面，都是我國不能比擬的。我國機械制造仍處于集成化機械制造層面，智能化與數(shù)據(jù)化層面嚴重滯后，虛擬化機械制造更是可望而不可即。除此之外，我國機械制造業(yè)，在結構層次方面，存在嚴重發(fā)展失衡現(xiàn)象。社會經(jīng)濟迅猛發(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：一是傳統(tǒng)生產(chǎn)制造設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)。機械設計制造企業(yè)積極轉變了發(fā)展觀念，在工業(yè)服務以及產(chǎn)品設計等制造環(huán)節(jié)，始終貫徹智能制造觀念，使得設計方案以及生產(chǎn)流程等方面幾乎實現(xiàn)了智能化轉型，但在裝備高水平轉型方面仍有待加強。二是由政府引導，與政策支持的制造加工業(yè)，系統(tǒng)與體量相對復雜，對資金需求度大，且需龍頭企業(yè)參與帶動。智能制造的有效應用推廣，社會企業(yè)對機械制造加工業(yè)，向智能制造發(fā)展的投資力度加大，機械設備廠商，為緊跟時展步伐，加大了研發(fā)核心技術的投入，摒棄了高調(diào)推廣的格局，實行對傳統(tǒng)制造業(yè)的改革升級。三是受資金技術限制，生產(chǎn)效率停滯不前。智能化機械制造是精細化與集成化制造加工的延伸，尤其是數(shù)控技術的運用，提高了機械制造科技含量，帶動了機械加工行業(yè)發(fā)展。智能化產(chǎn)品多樣，包括數(shù)控設備等，對現(xiàn)代信息技術與機械制造的整合起到了積極促進作用，但不能忽視技術投資不足問題。對此，還需加強對智能制造的全面認識，帶動機械加工現(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，機械加工企業(yè)應當圍繞市場需要，加大生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設備的革新力度，縮小傳統(tǒng)機械加工在智能機械制造中占據(jù)的比重，降低傳統(tǒng)機械加工生產(chǎn)的風險，帶動機械加工，向密集型技術過度，深刻融入智能化理念［1］。受生產(chǎn)成本影響，機械制造企業(yè)生存壓力加劇，對于智能制造的引入更加謹慎，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，如智能機器人、數(shù)字化機床與無人精密飛行器等。考慮到下游企業(yè)的發(fā)展需要，制造加工企業(yè)在逐步適應，但不能否認的是，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機械制造與加工模式智能化發(fā)展對策

我國機械制造行業(yè)正逐步向智能制造邁進。在實踐中，應當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)達國家，在機械制造加工方面，引入智能制造的經(jīng)驗，彌補我國工業(yè)發(fā)展不足。政府等部門加強財政支持，加大資金等資源投入力度，帶動產(chǎn)品研發(fā)與新科技成果轉化，從智能制造入手，帶動工業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展。推動傳統(tǒng)機械制造加工模式，向智能制造方向轉型，對縮小國內(nèi)外制造業(yè)差距有著現(xiàn)實意義，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

政府加強引導，提高政策導向力度，但畢竟工業(yè)轉型升級是系統(tǒng)且長期的工程，應當加強“十三五”規(guī)劃綱要等文件的指導力度。除此之外，還需根據(jù)智能制造在實踐中的問題，對產(chǎn)業(yè)引導政策進行明確界定與細分，分階段落實產(chǎn)業(yè)規(guī)劃引導目標，切實帶動機械制造業(yè)轉型。

4.2信息集成

國內(nèi)外制造業(yè)都在向智能制造進軍，國外發(fā)達國家在機械制造業(yè)轉型中，遇到了信息集成等問題，但解決這一問題，需有全球化標準提供基礎保障。對此，各個國家在智能制造過渡中都需要盡快完善行業(yè)標準體系，為全球化智能制造發(fā)展助力。我國設立完善的行業(yè)標準體系，對其他國家標準體系的設立有積極借鑒作用，同時在全球標準化體系設立中，話語權與影響力也會逐步加強，對我國國際地位提高有積極促進作用［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)憑借技術等方面的優(yōu)勢，加大研發(fā)新技術的力度。在其基礎上，加強企業(yè)與其他機構的聯(lián)系合作，包括科研機構以及各個高校等，加大高科技產(chǎn)品研究力度以及科研成果轉化速度。

4.4可持續(xù)發(fā)展

傳統(tǒng)經(jīng)濟粗獷式發(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，儼然成了機械加工行業(yè)未來發(fā)展必然。對此，我國機械制造業(yè)，應當加強轉型，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

機械制造加工業(yè)引入智能制造，實現(xiàn)生產(chǎn)加工現(xiàn)代化，還需在發(fā)展模式等方面尋求轉型升級。可借助智能信息系統(tǒng)，實現(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)代化轉型，突顯制造加工企業(yè)的智能化特征優(yōu)勢。

5機械工程智能化的發(fā)展方向

傳統(tǒng)制造技術面臨轉型升級，在保持技術要素的同時，還需加強與各種先進技術研究成果的整合，并將先進制造技術，融入事制造生產(chǎn)領域。納米技術的出現(xiàn)，提高了產(chǎn)品制造加工的精度要求，對制造業(yè)的發(fā)展起到了積極促進作用。隨后延伸出的納米加工技術以及裝配技術等，逐步拓展了納米技術的應用范圍。納米技術是指納米級精度，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，分子束生長技術等，進一步提高了加工精度，甚至能夠達到0.0001μm，使得實現(xiàn)移動原子級加工精度成為可能。當前的機械制造技術，主要體現(xiàn)在精密工程技術，與高度自動化的機械制造。前者代表技術包括納米技術，微細與超精密加工技術，逐步步入微型機器人與電子技術時代。后者以敏捷制造與CIMS為代表。機械工程智能化發(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，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，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，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

成形制造技術，涉及塑性加工，與焊接鑄造等。而精密成形技術，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

機械加工業(yè)廣泛應用此技術，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

RPM技術在設計上，利用累積與添加原則，取代了往常加工技術的無處材料原則，F(xiàn)DM與LOM等技術比較典型。

6結語

我國機械制造業(yè)發(fā)展緩慢，與科技帶動不無關系，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的引入，這也是我國制造業(yè)發(fā)展必須意識到的。實現(xiàn)機械制造加工可持續(xù)發(fā)展，還需注重先進信息技術的高效運用，切實彌補傳統(tǒng)機械加工的不足，以此推動企業(yè)轉型升級，提高社會與企業(yè)效益。

參考文獻

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

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

［3］羅華進.機械加工領域中智能制造技術與系統(tǒng)可行性研究［J］.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2018（14）：59-60.

作者：陳蓉 單位：江蘇省淮陰商業(yè)學校