论机械制造智能化的发展趋势

赵新乐，李 斌

（(新乡职业技术学院，河南 新乡 453000)）

论机械制造智能化的发展趋势

赵新乐，李 斌

（(新乡职业技术学院，河南 新乡 453000)）

随着我国经济的快速发展，特别是计算机的普遍推广与应用，各项新技术被应用于我们的生产和生活。随着全球信息化、智能化时代的到来和发展，作为我国支柱产业的机械制造业也取得了巨大的进步。文章拟通过对机械制造智能化的现状分析，提出制约机械制造智能化发展进程中的矛盾，明确我国机械制造智能化发展的方向和趋势，并对今后发展中应注重的几个问题进行了反思。

机械制造；现状；探索；趋势；反思

一、机械制造技术的发展轨迹概述

机械制造技术是制造生产起重运输、冶金开矿、纺织机床、化工等机械工具及设备的工业技术。我国是全球机械制造大国，也是机械制造技术的需求大国。由于我国机械制造业起步比较晚，智能化程度也不够高，以致于我国机械制造的全球占有率还比较低。要想提高我国机械制造的全球市场占有率，使我国成为机械制造的强国，则需将智能化技术与传统的机械制造技术有机结合起来，实现机械制造智能化。机械制造智能化是指以传统的机械制造技术为基础技术，并融合电子、信息、物理等领域的先进技术的产物。由于受操作工人的技术水平、制造工具的生产能力等多种因素的制约，我国传统机械制造的生产率很难有大幅度的提升，所以很难适应我国市场经济激烈的竞争需求。早在1671年莱布尼茨就曾说过：“让一些杰出人才像奴隶般地把时间浪费在计算工作上是不值得的，如果利用计算机，这种工作便可以交给其他任何人去做。”莱布尼茨所要表达的意思即是提倡将计算机这一智能化的技术应用于生产制造，进而节省人力、物力和财力，提高劳动生产率。而且加入信息技术后，机械制造将会大大减小对个人因素的依赖，降低生产成本，会让生产更具现代化，有助于推动优质高效生产的实现。

二、当前我国机械制造技术的现状分析

随着经济全球化发展的不断深入，市场对机械制造技术的智能化发展提出的要求也越来越复杂。尽管我国对机械制造行业投入了很大的政策支持，用于开发新的制造技术，以努力适应市场的需求，但要从根本上提高机械制造的效率，改变我国机械制造业相对落后的现状，则必须解决机械制造市场中存在的以及多种社会因素所导致的各种矛盾。这些矛盾主要有：专业人才的短缺与专门技术的需要之间的矛盾；现代大量复杂信息处理方式先进与传统信息处理方式落后之间的矛盾；新技术开发相对复杂，开发时间较长与市场要求时间较短之间的矛盾；机械制造自动化程度要求较高与制造系统自身组织能力低下之间的矛盾；团队合作要求较高与信息交流水平低下之间的矛盾。

正如一些人所说的：“我们正处在制造历史上的一个危险时期。”为推动我国机械制造的进一步发展，顺利度过这一发展的“危险时期”，我们必须认清我国当前机械制造的现状。

（一）机械设计技术水平有待提高。我国当前的机械制造设计技术与发达国家之间的差距是显而易见的，而且我国在机械制造设计中所参考的技术性能准则也很难及时做出更新。在制造标准方面也缺乏统一的标准。在制造设计方法上，我们设计软件的利用比例还不够高，这直接制约了我国在设计过程中精确度的提高。

（二）机械制造智能化技术处理层面较低。机械制造智能化技术不仅包含计算机应用技术，还包含新时代的信息技术、数控自动化技术等。发达国家在机械制造智能化进程中普遍采用柔性制造体系，而我国仍处于刚性制造、单机智能化的层次上，技术处理层面有待提升。

（三）机械制造的工艺水平仍比较低。衡量机械制造工艺水平的高低有两个方面：一是硬件水平，即设备的精度和先进性。二是软件水平，即工艺水平和管理水平。我们传统的机械制造工艺只要求技术能与艺术完美结合，但在如今的信息时代，人们越来越关注机械设备的性能等方面。而且相比于发达国家，我们还缺少各种加工手段的丰富经验，尤其是在制造设备的使用过程中，我们对设备的使用方式还比较粗放，不能区分不同设备间的不同要求。对于粗细加工和智能化加工手段的开发还需进一步的探索和学习。

三、我国机械制造智能化发展应关注的基本原则

（一）机械制造智能化的发展应注重实用性。我们进行机械制造的最终目的是将制造技术应用于生产并促进生产发展，所以我们必需注重机械制造智能化发展的实用性。于生产无益的制造，无论多么先进，都没有任何意义。

（二）机械制造智能化的发展应注重与其他相关技术的结合。每一个先进技术的开发，都是在原有技术上进行的创新和改革，而每一个技术无论多先进，都不可能一直独立应用于生产，所以在机械制造智能化发展的过程中必须注重与其他技术的结合，使这一技术发挥出最大的作用。

（三）机械制造智能化的发展应注重人工因素。无论多么先进的制造技术、多么高级的制造设备都离不开工人的操作，而且也只有在人工实际操作的生产过程中，我们才能更容易发现制造过程中的不足和缺陷，从而及时改进制造技术，推进技术革新。

四、我国机械制造智能化发展的探索及发展方向

高新技术特别是计算机技术的普遍应用，对于机械制造业发展的意义是非凡的。但是在机械制造业高度现代化的过程中，还有一系列的理论和技术问题亟待解决，而问题的核心就是“机械制造的智能化”。机械制造的智能化有其历史必然性，一方面智能化已渗透到我们机械制造生产的方方面面，并且开始形成各种专业的智能技术；另一方面是机械制造的领域的高新技术与智能化相结合，能大大促进高新技术的应用和发展。只有真正实现机械制造的智能化，才能有效地解决现阶段我们所面临的各种矛盾的问题。

智能制造技术的发展历史并不长，只有十余年，但它在这十年间对发展所起到的巨大推动力不容我们忽视，而且已经引起了世界各国政府和工业制造业等行业的政治家、科学家的普遍重视。美、日、西欧等国建立了一个研究智能制造系统的国际研究中心，并且共同制定了智能制造系统的研究计划。这一研究计划表明了智能制造技术的发展趋势和发展方向主要有以下五个方面：研究智能制造系统结构系统化、标准化的原理和方法；研究智能制造系统的信息和通讯网络；研究用于智能制造系统的最佳智能生产和控制的设备；提高智能制造系统设备质量及性能的新材料的应用与研究；研究智能制造系统中的社会、环境和人的因素的影响。

由此可以看出，现今的总体发展趋势都在朝着高精尖、可视化、网络化、柔性化、信息化的方向发展。这样的大环境正好可以推动机械制造业的技术革新，给机械制造带来无限挑战与机遇，特别是将信息技术融入到传统的机械制造技术，利用先进的组织管理模式，形成先进的制造技术和先进的生产模式，大大提高机械制造业的生产效率和生产水平，提高我国机械制造业在世界市场上的竞争力，增加市场占有率。我国现今机械制造业智能化的发展方向如下：

（一）高精化、高速化、高效化。加工技术的发展是推动机械制造技术发展的必要条件，至关重要，而加工技术的精密程度也往往成为了制约我国机械制造业发展的重要原因。我们所熟知的传统精密加工技术有靡削加工、研磨加工等技术，而纳米技术又大大促进了超精密加技术的发展。目前，纳米技术已被广泛应用于纳米机械制造业中，对机械制造技术的发展起到了极大的促进作用，这无疑也会迎来机械制造业的高精尖时代。我们要想在这一时代的激烈竞争中取得更大发展，就必须充分了解市场需求、市场动态、新技术的推广及应用，加紧脚步，争取在最早的时间里掌握最先进的生产资料，实现机械制造领域技术的高精化、高速化和高效化。

（二）科学计算可视化。科学计算可视化是指利用信息技术、计算机技术对量比较大的数据进行高效处理，并将大量数据自动转换为机械制造所需要的图形和图像等，将所用数据用图形和图像直观表现出来。我们传统的信息往往以文字表现出来，相比于图形和图像，文字信息的表达效果就比较抽象，不够直观。同时，运用信息技术和计算机技术进行数据处理不仅可以提高数据处理的精确度，而且可以节省大量人力，减小机械制造对人力的依赖。因此，科学计算可视化势必会成为我国机械制造智能化发展的重要趋势。

（三）柔性化。柔性是指一个制造系统应适用于多种生产条件的能力。柔性是机械制造智能化的内在要求，也是机械智能化发展的必然趋势，机械制造智能化柔性化的发展有利于提高机械的性价比，增强市场竞争力。柔性化也不仅仅是对制造系统、制造设备的要求，更是对专业制造人才的要求，要保证柔性化加工任务的顺利完成，离不开柔性人才的广泛参与，人才因素仍然是保证工作顺利完成的关键因素和基础性因素。机械制造只有朝着智能化、柔性化的方向发展，才能使机械制造最大限度地满足使用者不同需求，使系统的效能得到最大程度的发挥。

（四）网络化。我们对“网络化”这一概念不陌生，所谓网络化就是指运用通讯技术和计算机技术，将不同地区的计算机及各种电子终端连接起来，并使这些用户之间实现资源共享，促进这些用户之间的交流与联系。计算机的推广、普及和应用，不仅给我们的生活带来了一次革命性的变革，更是对机械制造业的变革起到了巨大的推动作用。通过互联网，我们不仅可以和国内的企业进行沟通和联系，而且可以联系到外国的企业，购买到国外一些比较先进的物料和设计，使企业间足不出户即可完成各种交易，了解国外这一行业的动态，学习到国外的先进技术和知识。机械制造智能化可以通过网络的应用，远程控制操作，有助于实现机械制造的无人化操作目标，并可依托网络的应用产生出巨大价值。

（5）高性能PLC标准化。PLC（Programmable Logic Controller）是可编程逻辑控制器的英文简称，主要应用于内部存储程序，执行逻辑运算、定时、操作运算等指令，从而控制机械制造的生产过程。高性能的PLC允许用户在原有的程序上进行编辑修改，并建立自己的应用程序。高性能PLC标准化发展势必会成为机械制造智能化发展的趋势。

我国机械制造智能化的发展起步比较晚，但我们的平台也比较高，很多先进的技术和优秀的资源都可供我们直接使用。推进机械制造的智能化发展不仅是机械制造发展的必然趋势，也是我国科学发展观的题中之义，有助于可持续发展战略的实施，实现低碳经济的发展。

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[3]雷源忠.21世纪的制造技术——智能制造系统[J].中国机械工程，1992（2）.

TJ

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1673-0046（2014）3-0169-02