机械智能化与信息化发展趋势与应用探讨

2022-01-01陈星宁

科技创新与生产力 2021年10期

陈星宁

（湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳 421002）

通俗来讲，机械的智能化与信息化就是将计算机技术和自动控制技术有效融合，使其能够更高效地工作。世界各国和地区都非常看重机械的智能化与信息化，这是机械发展的重要方向之一。在国家政策的大力支持下，国内企业加大了对智能化和信息化的投入，以促进我国机械的发展，进一步提高我国的智能化和信息化水平，努力推动我国机械技术达到世界领先水平，以此改善我国机械化发展程度低，在关键领域被人“卡脖子”的现实境况。

1 机械智能化与信息化国内外发展概况

在国外，机械智能化与信息化始于机械的出现，其中最早的是以蒸汽机、内燃机为代表的机械工具。蒸汽机的出现让人类迈入工业社会，开启了工业发展时代。随着时代的进步，大部分国家都已实现了基本的机械自动化，开始追求机械的智能化与信息化[1]。美国等国家以及欧洲等地区的机械智能化、机械自动化已经发展到了很高的水平。

相较于发达国家，我国在机械方面的发展起步较晚。直到20世纪60年代，我国机械的智能化与信息化才开始进入初期发展阶段，在此后的发展中一直以借鉴学习其他国家的技术与经验为主，前后引进和学习了许多技术才逐步跟上机械化大国的步伐，总体来说是起步晚、基础薄弱、发展水平低，但是在奠定良好的基础之后获得了较快的发展。随着新形势下我国经济的不断发展，机械智能化与信息化发展步入正轨，我国开始自主研发核心技术，并取得了一定的突破。国家对机械智能化与信息化的重视与相关政策和资金的支持进一步推动了机械的智能化与信息化发展，近年来我国的机械智能化与信息化发展速度更是迈上了一个新的台阶。

2 机械智能化与信息化的发展趋势

2.1 产品智能化

现阶段，所有企业的生产几乎都要依靠机械设备来进行，时代的发展使得企业对于生产设备的性能有了更高的要求，对于产品的需求也更加多元化。因此，为了迎合市场与消费者，企业必须不断提高产品的智能化程度。机械的智能化能够很好地集成信息，利用计算机的微控制器对外界的动态信息做出反应，能够对操作者发出的指令进行操作，达到控制的目的；也可以根据客户不同的需求与产品的特点来进行配置，采用不同的方式生产和加工产品，既能满足客户的需求，也有利于提高产品的质量与生产效率[2]。

2.2 管理智能化

如今企业想要在激烈的市场竞争中占有一席之地，就必须生产出满足消费者需求的高性价比产品。机械智能化与信息化的出现推动着企业管理模式的智能化。这种方法让企业的管理更有效率，也可以帮助企业充分借助网络来对未来市场发展情况进行预测，及时对可能出现的风险进行预判并提出详细的解决方案，从而更快地占领市场，在市场竞争中占据有利位置。

2.3 信息化建设

智能化的特征要求以海量的信息作为坚实的支撑。机械智能化使得企业朝着信息化建设的方向发展，企业必须依靠计算机技术，只有不断提高自身技术水平才能够实现智能化的管理。此外，企业利用信息化手段进行生产，可以提高产品生产的效率与质量，更好地把控企业产品的生产方向，推动机械智能化与信息化技术的普及应用。

3 机械智能化与信息化的技术应用

3.1 传感技术的应用

传感技术可以对机械工作速度、压力、温度等进行检测，一般而言传感技术适用于一些安全隐患较大的工作场所，如在对油田进行压裂的过程中可以利用传感技术和智能控制的搭配来对系统进行分析。这样不仅能保证检测工作的效率和准确率，也能保证压裂作业的安全和工作人员的生命安全，降低工作风险。

3.2 信息的传递转化

虽然机械设备能够识别信号，但只能识别弱信号而不能识别强信号，因此在工作中需要将强信号转化为弱信号。这种转化具有一定的难度，在一定程度上影响着设备的使用[3]。为了使信息的传递更快速精确，许多国家在机械智能化与信息化过程中选用了高速数据采集设备和信息处理技术，将一些机械设备无法识别的信号转化为弱信号，提高了机械设备识别信号的效率，保障了设备的正常工作。

3.3 数据的智能化处理

机械的智能化发展还体现在对数据的智能化处理上。目前，高性能的CPU和RISC芯片已经被陆续运用到了现代化机械设备中，多CPU控制、人机交互等多样化的系统也被使用。这些软件和硬件的搭配应用不仅大大降低了机械的操作难度，而且提高了机械的操作精度。以油田压力测试为例，通过使用智能设备，工作人员可以对传动箱油面的高度进行智能分析，精准地检测出压力车的工作状态，减少了企业的人力和物力投入，大大降低了成本，提高了收益。

3.4 智能控制技术

除了以上3种应用外，智能控制技术在机械中的应用也备受瞩目。人工智能的应用是智能控制技术发展的必然趋势，也是未来机械的发展方向。在实际应用中，智能控制技术能够保护机械的整体组成，保证机械设备在工作时处于一个较为安全的工作环境，消除工作人员在工作过程中存在的安全隐患，提高工作的安全性。例如，智能变速技术已经广泛地应用在机械中，工作人员通过计算机和编程可实现设备的自动换挡功能。

4 我国机械智能化与信息化发展存在的问题

4.1 缺乏对先进技术的综合利用

一直以来，我国都在不断地学习西方发达国家的先进技术，以寻求自身机械智能化与信息化的突破，在此基础上，针对不同设备的不同特点开展了多种形式的研发和创新，并且已经有了一定的自主研发成果。但是在机械的综合控制方面依然有许多漏洞，显示出我国的机械智能化与信息化仍然存在较大问题，在实际的生产过程中缺乏对先进技术的综合利用，导致机械发展只能零碎化，难以形成系统的发展态势[4]。

4.2 缺乏相关人才支持

对任何企业来说，人才都是至关重要的，这是企业能够在激烈的市场竞争中获胜的关键。同样，在机械的发展中，人才也是不可或缺的，其直接影响着企业机械智能化与信息化的发展。多年来，我国一直非常注重教育的发展，但大多数高校培养出来的人才只懂得一些理论知识，缺乏实际的操作技能，对于没有接触过的设备上手很慢且缺乏创新能力，对于前沿技术的认知存在很大偏差，并不能为机械智能化与信息化发展带来太多帮助。除此之外，许多企业不重视人才的引进和培养。一些企业管理者认为机械发展依赖的是设备与信息化技术，与人才无关。为了节省成本，一些企业把大部分资金投入到产品生产中，忽视了人才对于企业发展的重要作用。

4.3 对相关研究的投入不足

许多企业为了能够快速获益忽视了对信息化技术和设备的研发增加投入。西方发达国家的大型机械企业都拥有自己的研发团队，并且有充足的资金投入对研发工作予以支持。显然，国内企业忽视了这一点，认为对智能化、信息化技术和设备的投入有去无回。机械项目的资金投入较大，在短期内并不能为企业带来丰厚收益，如果没有政府以及有关政策的支持，或者仅仅依靠自身的资金投入，企业很难开展自主研发，对于中小企业而言更是有心无力，长此以往会导致国内的机械智能化与信息化技术停滞不前。

5 机械智能化与信息化发展问题的解决策略

5.1 加强对各项技术的综合利用

现代化企业对于机械设备的要求很高，要求设备拥有多样化的功能，从而满足生产过程中不同客户的要求。因此企业特别需要注意加强对各项技术的综合应用，发挥智能化与信息化的相互协调作用，强化独立自主创新，积极开发有关产品，促进机械技术的持续和稳定发展。另外，企业在实现机械智能化与信息化发展过程中要注意发展远程控制技术，这不仅能够从根本上降低企业在人力方面的投入，还能大大提高工作人员的工作安全性。

5.2 建立完善的控制管理系统

机械类企业应该大力开发能够对生产设备进行实时监控管理的系统，使工作人员能够在工作中对设备进行监控，同时应定期更新设备，强化机械管理，保证企业各环节的稳定运行。企业管理者要立足于企业的长远发展，而不是只注重短期利益，要组织员工定期学习计算机技术，要求员工具备能够诊断自己操作的设备是否出现问题以及判断设备工作状态的能力，能够了解设备的详细情况，并具有一定的维修技能。企业可以对设备出现的不同问题设置不同的警报，当设备出现问题时警报响起，维修人员能很快辨别问题并及时维修。

5.3 加强对人才的支持与资金投入

机械类企业严重缺乏专业人才，可以通过跟一些高校签订合同，让高校根据企业的需求针对性地培养人才，也可以定期组织员工到学校进行专业知识学习和培训，以提升员工的职业技能，培养出适合企业发展的综合性专业人才，为企业更好地发展机械智能化、信息化奠定人才基础[5]。同时，企业要积极利用当地的政策与银行贷款支持，丰富和拓宽自身的资金来源渠道，为企业发展提供充足的资金支持。