智能机械制造和加工模式的创新研究

李 涛

（德州职业技术学院，山东德州 253034）

0 引言

随着现代科学技术的进步，我国制造业也得到了快速发展，为满足当前的市场需求，相关企业必须对传统的机械制造与加工模式加以转型。基于当下信息化时代的生产要求，传统的机械制造与加工模式正在逐步被智能化制造所取代。而智能化生产作为一种新时代所特有的生产模式，能够基于当代电子信息技术之上，在制造业的各个产业链环节中发挥着重要作用，从而推动我国机械制造产业的现代化、科技化发展，不断提高我国的机械制造业生产水平。

1 智能机械制造与加工模式的应用现状

就我国智能化机械制造业的实践过程而言，向自动化设计方向发展是必然的趋势，同时数字化制造工艺的成熟，也为我国智能化机械制造产业提供了源源不断的动力，在各领域的机械制造中，其应用也十分广泛。

所谓“现代化”发展，也是基于当代自动化技术的高效运用，该技术在社会经济发展中，作为支柱型的重要产业，对国内的现代化建设具有积极的促进作用，通过与机械制造技术的融合，为行业整体发展提供力量。目前我国的智能机械制造水平正处于起步阶段，但部分制造企业已经初步具备智能制造的技术水平，虽然国内整体行业仍然呈现出较为缓慢的发展趋势，但在初期探索阶段，国内技术水平具有较大的发展空间。与美国、德国等发达国家的智能机械制造业相比，由于其研究时间较早，对该产业的探索时间较长，因此国内水平与发达国家的核心技术尚存在一定差距，在生产效率方面仍有待提升。而且发达国家对于应用推广方面的工作也较为注重，多年来不断将智能制造技术普及各个行业的加工领域，这都是我国与其之间的客观差距。

目前我国的机械制造业水平停留在集成化的机械制造层面，智能化与数据化程度出现了严重的滞后现象，而虚拟化机械制造生产的目标更是遥不可及。另外，关于我国的机械制造业的结构层次，由于行业发展与经济市场需求之间的矛盾，逐渐产生失衡现象，这对于我国制造业现代化发展非常不利。随着近几年国内经济的推动，我国制造业也逐渐意识到技术革新的重要性，在智能制造方面，我国的技术革新主要体现在产品定制化与智能控制系统优化的方面，其创新体现在以下4个方面。

（1）传统的生产制造设备正在被智能制造系统所取代，而生产系统的智能性与集成性特征也较为明显，相关机械设计制造商在发展过程中，也创新了自身的理念，对于工业服务与产品设计等环节，始终朝向智能制造的目标进步，在设计及生产的各个过程中逐步实现智能化转型，但是核心技术仍有待加强。

（2）在政府部门的大力扶持下，智能制造发展理念得到了有效推广，我国机械制造产业的生产格局有了一定程度的提高，完成了对传统制造业的技术改革与升级。

（3）受技术与资金的限制，部分企业的生产效率仍然未能得到提升，不过在数控技术的发展下，精细化制造与集成化制造的目标得到了进步性的发展，使行业整体的制造水平有所提升。但是智能化产品多种多样，企业无法忽视技术不足或资金投入不足的问题，因此企业仍然需要不断探究智能化制造的应用基础与发展规划。

（4）虽然部分企业已经完成了传统生产模式的转型，但智能制造的产品类型较多，围绕市场需要，对产品生产的加工工艺与设备革新都需要大量的资金投入，而逐步缩小传统机械加工设备需要漫长的时间去完成，这就需要企业通过技术过渡的方式，逐步缩小传统机械加工生产的风险，树立智能化生产的理念，在技术领域上不断取得突破。只有从多个方面入手，才能缩小与国外智能化机械制造之间的差距。

2 智能机械制造与加工模式的作用与影响

为提升制造行业的市场竞争力，依靠数字化与智能化的生产技术，能够完成对传统生产模式的转型。相比与以往的传统型制造行业，机械制造与加工的生产模式主要是通过工业设备与人工操作共同完成，而传统工业的生产设备，一旦发生原料及负荷值的变化，整体运行过程就会受到影响，通过人工的方式也很难改变其误差，这种形式对于实际生产需求来说，始终存在缺陷与不足。并且，由于误差的存在，生产过程中也必然存在成本浪费，造成企业在机械制造中生产成本偏高。而当代节能减排理念的落实，使企业在这方面的意识逐步加强，通过智能化机械制造设备的引入，能够有效的节约生产中的能源，并提升产品的成品率，对监控管理成本也能够个有效的降低。由于生产工艺流程的优化，对设备的运行状态也能够做到实时监控，且在产品质量的基础上，利用数字化技术的支持，管理者能够通过不同时段的设备情况作出具体的分析，从而采取科学的决策与管理措施。

在制造与加工环节中，智能化技术也能发挥重要的作用。现代化信息技术是实现智能化机械制造与加工模式的基础，具有低能耗、低成本与高质量等优势，并且在大数据环境的影响下，现代化信息技术能够依靠自身优势，对市场的信息实现数据价值的发掘，从而提高企业在市场中的核心竞争力。

3 智能机械制造与加工模式的创新研究

3.1 宏观调控引导产业发展方向

首先，在机械制造产业的智能化发展中，政府有关部门的宏观调控作用不容忽视。加强政府的引导工作，提高政策的扶持力度，完成长期且系统的产业转型升级，需要政府部门作为“领路人”。其次，在生产实践中遇到的资金问题，政府应制定明确的政策，为产业发展划分阶段，规划阶段性目标，切实带动机械制造产业的转型。由于国内外制造产业的发展差距始终存在，许多零部件制造在核心技术的层次，仍需要政府投入资金以加大扶持力度，借助技术等方面的优势，发挥龙头企业的带动作用，并在此技术上，加强企业间的技术合作，强化高校及科研机构的技术研究力度，实现科技成果的快速转化，将其应用于实际生产中。

3.2 信息数据时代的产业技术创新

随着信息时代的来临，数据成为各行业发展的手游分析对象，在国内外制造产业的智能化发展浪潮中，为解决信息集成的问题，各国家在机械制造业转型的过程中都应尽快建立行业的标准体系，才能够为全球实现智能化生产提供基础的保障。我国应尽早设立相关标准体系，在全球智能化发展中提高影响力，为行业发展提供促进作用。此外，在机械制造与加工业中引入智能化制造技术，以实现产品的加工化，可通过发展模式及理念等其他方面寻求转型升级的辅助条件。如智能化信息系统的应用，能够为产业数据链信息的融合起到积极作用，对市场信息价值的充分挖掘，也能彰显出现代机械制造与加工生产的智能化优势。

3.3 可持续发展战略规划产业前进方向

现代工业的发展为环境也带来诸多困扰，我国虽幅员辽阔、地大物博，但人均资源占有率却非常低，因此传统经济模式下的工业发展对环境的破坏问题必须引起重视，而环保问题与资源问题又与制造业的发展相互制约，落实可持续发展战略，是未来机械加工行业智能化发展的必然。对现代机械制造业的转型，有关部门应发挥引导作用，促使相关企业向绿色型的方向改革，以此加强智能制造生产与生态化发展的相得益彰。

4 智能机械制造与加工模式的发展前景

要想完成传统制造行业的技术升级，首先需要核心生产技术与其他技术研究成果进行融合，并将制造技术正确的应用于实际制造中。纳米技术的发展，推动了制造业的进步，从精度方面，我国做到了世界的顶尖水平，对于我国的现代化机械制造行业无疑带来了积极的影响。为进一步提升精度要求，我国自主研发了扫描隧道工程及分子束生长技术等，将加工精度提升至0.000 1 μm，使加工精度达到移动原子级。近年来，我国智能化发展使微型机器人技术得到空前发展，电子技术以敏捷制造与CIMS（Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，计算机/现代集成制造系统）为代表，在加强生产工艺的环保性同时，又使产品的开发成本与周期得以有效缩减。而我国有关部门对于机械制造业的政策扶持力度也不断加大，为推动智能制造技术的落实，缩小国内外技术差距，提高国内产业的世界竞争力，新时代的制造技术一直被视作市场战略的核心。总体上，我国智能机械制造与加工的发展方向主要可归纳为以下3 个方面。

（1）精密成形技术，包括精密焊接切割、锻压与塑性成形等。精密成形技术是我国制造业发展中的重要技术，设计塑性加工与焊接铸造等方面，其精密锻压技术中的精密冲裁与冷湿精密成性以及精密铸造中的高密度造芯技术，都能够为我国现代机械制造产业的智能化发展提供技术帮助。

（2）在机械加工工业中，无形切削技术必然得到广泛应用。该技术不仅优化了机械制造产业的切割工艺的烦琐性，还合理地避免了废液回收与排放等问题。

（3）利用累积与添加的原则，快速成形技术，即RPM（Rapid Prototyping Manufacturing，快速原型制造）技术在机械制造中取代了传统加工模式中的无处材料原则，从设计的角度讲，以FDM（Fused Deposition Modeling，工艺熔融沉积制造）与LOM（Laminated Object Manufacturing，叠层实体制造或分层实体制造）为典型技术应用。

5 结束语

现代机械制造行业的发展与科学技术的进步密切相关，借助现代智能化技术的提高，实现机械加工领悟的生产效率优化，是未来行业发展的必然趋势。因此，我国制造行业的相关企业应具备清晰的认知，在制造与加工中不断融入现代信息技术，以智能化的生产模式解决传统加工中存在的各项问题，推动机械制造与加工行业的可持续发展，为企业获取更高的市场经济效益。