机械工程技术的智能化发展趋势及学科交融特点

徐振丽

摘 要：机械工程技术是现代化社会发展的基础，随着传统机械技术日渐成熟，机械工程技术也正向自动化和智能化方向发展。针对现阶段智能机械工程技术应用情况，总结了机械工程智能化发展的实践特点，指明了其主要发展趋势，结合传统机械专业与智能化发展相关众多学科之间的关系，说明了学科交融发展的必要性。

关键词：机械工程;智能化;发展趋势;学科交融

中图分类号：TV60文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.005

机械工程技术是人类社会发展的重要技术，其广泛应用于制造、冶金、汽车、制药等各个行业，随着我国科技水平的不断进步，也要求机械工程的发展符合更高效率要求。在传统的机械工程技术基础上发展机械产业的智能化，能够显著提高机械产品的使用效率，简化人工操作流程，同时减少资源浪费和不必要的环境污染。尤其在信息技术和网络技术与各行各业实现交融的前提下，机械行业也早已开始了技术转型，智能化机械工程技术的诞生有力支撑了各个行业的优化升级，符合时代要求并具有显著意义。

1 智能机械工程技术应用情况

目前，智能化技术已经广泛的应用于机械工程行业之中，经过多年的发展，很多先进的智能机械技术已接近或处于行业先进水平。但从总体上讲，我国的机械工程自动化技术仍处于发展阶段，整体水平仍存在很大的发展空间。主要表现在机械产品与先进技术结合度不高;产品功能单一，复合功能产品缺失;检测设备、控制设备、通信设备应用较少。

对于传统的机械制造企业而言，要完全实现机械产品或机械加工过程的智能化，还有很长的路要走。但就目前来看，行业领先的企业和科研机构已将相关研究向智能化方向发展，尽管现阶段的研究仅在产品的局部实现智能化，但总体的发展趋势已经确定，相信机械工程的智能化发展会像智能数码设备一样，很快替代传统市场，展示出更高的生机和活力。

2 智能机械工程技术特点

2.1 以自动化技术为依托

现阶段的很多机械装备和相关产业都实现了机械自动化，机械自动化主要用来代替传统人工劳动过程中长期重复的劳动内容，能够显著降低工作人员的体力负担，可以看做是传统机械工程向智能化发展的过渡阶段。而机械工程的智能化的终极目标是与机械工程相关的全过程均实现自动化，包括设计、制造、安装、运输、仓储等各个环节，智能化能够极大程度的减少人力投入，且生产效率达到最佳。

2.2 满足全行业高质量要求

在机械工程的智能化发展中，能够优化传统机械行业中的各个环节，使其能够实现更精确的掌控，由于避免了传统人工操作过程中的差异化和其他因素影响，机械产品和相关行业的经营质量和科学性显著增强，推动机械工程及相关行业整体竞争力的提升。

2.3 增加机械行业的安全性

由于机械产品制造的各个环节都实现了精确化的控制，机械产品的故障率显著降低，可靠性的提升保证了产品使用安全性的增强。同时，生产过程中人力资源的最小化降低了机械产品使用中对人身安全的威胁，使机械工程相关行业的运营安全性得到可靠保证。

3 机械工程智能化发展趋势

3.1 机械制造技术的智能化

机械制造技术的发展支撑着整个机械工程行业。近年来，我国的机械制造技术得到了飞速发展，已经基本由数控加工制造技术替代了传统机床的人工操作。尽管工作人员的体力劳动量显著降低，但在制造工艺、产品质检、废料处理、特殊零件制造等方面自动化程度仍比较低。因此，机械制造技术要实现发展，应重视整体智能化水平的提升，在实现主要加工过程智能化的基础上，丰富机械制造辅助性工作的自动化和智能化水平。

3.2 机械产品装备的智能化

机械产品的智能化是现阶段机械相关企业的追求目标，以与我们生活最为相关的汽车行业为例，其技术的发展是日新月异的。传统的手动变速器汽车驾驶过程十分繁杂，驾驶员的手脚需要不断配合，而随之发展的自动变速器，使驾驶过程更为简单，在一定程度使汽车向半自动化进步，而未来的汽车产品利用信息技术、定位技术、网络技术将会实现高度安全的无人驾驶，这就使汽车产品实现了智能化要求。其他机械产品也是如此，工程机械、生产线机械、煤炭机械等机械产品和装备将会利用监测技术、信息技术、自动化技术实现无人作业，同时还实现便捷的故障检测与处理。在机械智能化批量生产的基础上，智能系统还能根据客户的需求提供模块化的服务，实现用户体验的显著提升。

3.3 机械控制技术的智能化

控制技术是机械工程智能化的关键，其主要包括了编程技术、通信技术、检测技术、识别技术等。控制技术智能化发展的主要目的是替代传统人工控制机械的过程，使机械制造、产品使用的过程更加规范化，程序之间的衔接更加流畅化，有利于提高设备的使用效率和使用价值。控制技术的实现主要依靠编程技术来实现，来自于传统机械工程的理论经验和科学分析，实现机械装备的主动判断、程序选定、信息输送和控制执行，此过程需要依靠检测设备和识别设备获取环境、机械动作、机具位置、生产制造情况等众多信息，以此实现更加科学合理的控制，真正实现智能机械装备的无人化作业。

4 机械工程与多学科交融特点

4.1 机电液一体化需求增加

随着时代的发展，机电液一体化已经逐渐成为一个独立的学科，成为了传统独立专业学科的复合体，并表现出了明显的技术优势。机电液一体化是一个复杂的学科，其主要以机械、电子、液壓技术为主，三大学科的融合有效提高了传统机械系统内部组件的匹配程度，提升了生产效率和实际质量。从传统观点来看，机电液一体化仍属于机械工程领域，传统学科的融合有利于对机械实现便捷控制，使机械能够更加精确地执行动作或完成其他要求。

4.2 信息技术与计算机技术的融合

信息技术和计算机技术的融合形成了智能化控制的软件基础，对于机械工程而言，在机械装备使用过程中存在着大量的重要信息，例如颜色、形状、材质、功能、温度、强度等，这些信息的获取、处理、传输能有效掌握集聚的运动规律、实时状态，是机械工程技术向智能化发展所必需的。信息技术与计算机技术的融合，是信息获取、传输、处理之间的结合，有利于机械产品相关信息的识别、转换、处理、存储、共享。

4.3 光学与影像学的融合

要实现机械产品的智能化，离不开对外界环境的感知，因此需要多种传感器技术和其他信息获取技术的加入。机械自动化技术依靠众多的光学传感器来实现，光学传感器能够用来判断零部件位置、统计数量、检测零件表面质量等，是机械使用过程信息获取的主要载体，随着技术的进步，要真正实现智能化，还必须在传统的传感器技术基础上融入视觉技术，帮助获取更丰富的影像，并结合计算机处理技术实现更复杂的动作执行。

4.4 机械工程与管理学的深度融合

对于生产制造相关产业而言，机械工程产品的使用还需配合规范的管理进行，在机械工程向智能化发展的过程中，传统的管理方式也影响着信息化与智能化转变，基础的管理决策由计算机软件完成，复杂的管理决策由专业管理人员通过计算机完成，使管理过程达到配合的最优化。

5 結论

机械工程技术由自动化向智能化进步是时代发展的新要求，其不仅能够给生产、制造、加工等产业带来更好的经济效益，也能显著提高社会整体的技术实力。机械工程技术的发展应以现阶段良好自动化技术水平为基础，更多的结合尖端技术，打破不同学科之间的壁垒，促进智能化的机械工程技术不断完善和发展。

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