新时代背景下机械智能制造现状与发展策略研究

刘洪鹏

（西安工商学院，陕西 西安 710200）

在我国科学技术体系不断发展的背景下，机械智能制造行业迎来了全新的发展机遇。结合实际情况来看，以信息技术等现代化技术体系为基础的智能制造模式能够有效应对传统机械制造模式存在的负面问题，在提升机械制造工作效率与质量的同时，为行业整体现代化发展目标的实现提供更为充分的保障。因此，为了进一步提升我国机械制造行业整体的发展效率，需在综合分析智能制造现状的基础上，积极开展新时代背景下机械智能制造发展策略的探索，为我国机械制造行业智能化、集成化以及自动化发展目标的实现奠定坚实基础。

1 新时代背景下机械智能制造概述

1.1 机械智能制造的特征

机械智能制造具有十分明显的精准性，这是因为机械智能制造过程中需要通过计算机系统科学设计机械制造工艺、流程以及相关参数等，通过在系统中设置相关指令，借助智能化操作系统自动开展机械制造生产活动，有效降低机械制造出现的误差，为制造精准性与制造质量的提升提供更为充分的保障[1]。此外，智能化机械制造应用能够及时发现故障，提升机械制造效率。

1.2 机械智能制造的意义

机械智能制造能够节省资源，降低成本[2]。机械智能制造能够从本质上强化机械制造产品的整体性能与质量，确保机械制造行业整体可持续发展，为我国机械制造行业现代化发展目标的实现提供更为充分的保障。从机械智能制造行业产值规模来看，在我国相关政策体系的推动下，机械制造行业正逐渐朝着智能制造的方向不断发展着。结合实际情况来看，在2018年，我国机械智能制造的行业产值约为1.748万亿元；到了2019年，行业产值规模则上升至1.939万亿元；据相关机构预测，我国机械智能制造行业产值规模将在2024年达到3.149万亿元。

2 新时代背景下机械智能制造现状

随着我国科学技术的不断发展，现代化技术体系在机械制造行业中的应用缓解了传统机械制造方式中的不足，为我国机械制造行业整体智能化、自动化水平的提升提供了更为充分的保障。机械制造行业是影响我国社会经济体系整体发展效率的主要因素之一，智能化发展效率的提升在有效带动其他行业的同时，进一步提升了我国经济体系整体的发展质量。为强化研究意义，结合常见的机械智能制造技术展开现状分析，把握发展空间，具体如下。

2.1 机械智能制造自动化不足

3D打印技术作为机械制造行业快速发展的一种智能制造技术，不仅具有前沿科技特征，比如机械制造批量生产、制造灵活、制造成本相对较低等，在某种程度上，还为机械智能制造技术革新提供有效保障。国内机械制造行业也认识到自动化、智能化技术体系所具有的应用价值，但仍存在较为明显的自动化水平不足情况，尤其在相关技术的引进下，一些核心部件、材料仍依赖于进口，制造关键技术受制于人[3]。这类差距的出现主要是由于我国机械制造行业整体发展较晚，技术含量较低，加之机械智能制造专业人才的不足以及政府相关部门在机械智能制造方面的资源投入较少，导致我国机械智能制造整体的发展水平往往难以得到有效提升。

2.2 机械智能制造需加强算法优化

新时期下，汽车行业、航空航天领域等对机械零件精确度的要求不断提升，结构也日渐复杂，由于我国机械智能制造仍未达到理想的集成化发展高度，导致对技术发展与应用造成影响。仍以3D打印技术为例，作为新时期下自主生产制造方面的主要智能技术，极具颠覆性的技术水平能有效满足众多领域对复杂零部件的加工需求。纵观3D打印技术发展历程，在生产成本与用户需求之间矛盾的驱使下，已由大规模生产转向个性化生产，虽然前一种生产模式有效提升了行业企业生产力，但产品供应的充足性使得用户多样化需求愈发明显，为实现3D打印技术的长远发展，应根据技术特性转变发展趋势。从当前现状来看，3D打印技术在生产车间的调度存在不足，缺乏生产数据的充分利用，导致技术难以彻底实现智能化目标，车间生产效率也无法得到有效保障[4]。从加工流程来看，该技术下的常规作业车间调度问题实质“减材制造”需要经过多重设备加工从而获得预期尺寸与形状，具体如图1所示。

图1 增材制造调度问题

3 推进新时代背景下机械智能制造发展的有效措施

3.1 增加政府的扶持力度，合理制定奖励扶持政策

在新时代背景下，为了能够有效提升我国机械智能制造领域整体的发展效率与可持续性，政府相关部门需在充分发挥自身价值的同时，根据我国机械智能制造领域整体的发展现状进行综合分析，在此基础上构建奖励扶持相关政策，进一步加大在机械智能制造领域的资源投入力度，为我国机械智能制造水平的提升奠定更为坚实的政策基础以及资源基础。结合实际情况来看，由于我国传统机械制造行业整体的发展历程较长，机械智能制造领域在实际发展时，往往会受到传统机械制造理念的限制，导致我国机械智能制造水平难以得到有效提升[5]。在此背景下，政府相关部门需在明确新时代发展特点的过程中，加强对机械智能制造领域的深入探究，做好机械智能制造产品的细分引导制度体系的建设。通过将这类制度体系严格落实到具体工作中去的方式，从政策、制度等层面促进我国机械智能制造领域的发展，最终为我国机械智能制造领域智能化、集成化以及转型升级目标的实现提供保障[6]。

3.2 加强模糊控制技术等机械智能制造技术的应用

结合实际情况来看，在机械智能制造系统中，模糊控制技术属于机械智能制造体系中的重要组成部分之一，在机械智能制造控制系统中具有不可忽视的重要应用价值。为此，为了能够进一步提升我国机械智能制造的整体水平，机械制造行业便需在正确认识到模糊控制技术等机械智能制造技术应用价值的基础上，不断强化这类技术体系的应用力度。深入分析模糊控制技术能够得知，其本质上就是通过数学算法以及模糊数学处理参数的应用来实现机械智能制造系统的完善目标[7]。但是，由于在机械智能制造中的应用存在着精度低、适应范围有限等问题，需融合其他机械智能制造系统应用方能够进一步确保机械智能制造体系的应用效果。现阶段，常见的多种复合控制技术体系有模糊PID控制、遗传算法与模糊控制等，总的来说，这些机械智能制造技术体系的应用从本质上提升了我国机械智能制造整体的发展效率，进而为我国机械智能制造水平的提升奠定了坚实的基础[8]。对于3D打印技术而言，不仅要加强模糊控制技术，还应做好并行机环境下的3D PSS的改进遗传算法、复杂仿真3D PSS的贝叶斯优化方法以及事件驱动的3D打印车间动态调度方法，以此提高3D打印技术的个性化生产水平和智能化生产水平，满足各领域生产需求。

3.3 提高企业的技术研发实力

在机械制造领域，关键零部件以及核心技术决定着机械智能制造的整体水平，从这两个角度出发可以看出我国与发达国家之间的差距，通过对比分析后也可以发现我国机械智能制造中的核心技术以及关键零部件等方面与发达国家中的核心技术与零部件之间存在的差距。由此可见，两者内容是我国机械智能制造行业中较为薄弱的环节，应加强此方面的核心技术研究，攻克机械智能制造行业中存在的不足，以此来推动我国机械智能制造行业的整体发展[9]。对于3D打印技术，应正确认识到模具在实际生产过程中发挥的重要作用，相关企业在开展技术研发工作时，可采用模具逆向数字化快速开发过程，按照模具逆向数字化开发、模具数字化设计、模具数字化制造三个阶段规范落实，通过逆向工程提高模具制造水平，缩短技术与相关产品的研究开发周期。当前政府针对机械智能制造行业的发展也制定了相关支持政策，在此背景下龙头企业应将带头作用充分发挥出来，深入研究机械智能制造技术，提高技术的研究力度，还应根据新时代下机械智能制造行业的发展情况创新与变革技术，使企业可以研发出更为先进的高新技术，还应确保技术可以在机械智能制造中得以应用。将高新技术在制造企业生产经营中进行应用，能有效推动我国机械制造行业朝着智能化以及数据化的方向发展，推动机械智能制造行业的快速发展，在此基础上快速缩小我国与发达国家之间的差距。

3.4 实现机械制造行业环保型和节约型发展

就我国现阶段机械制造领域整体的发展现状来看，主要以粗放式发展方式为主。这类发展方式在提升机械制造行业竞争环境严峻性的同时，大大增加了资源应用问题出现的概率，从而严重影响了我国机械制造领域整体发展质量，限制了机械智能制造水平的提升效率，使得我国机械制造行业的发展受到了一定限制。为此，在新时代背景下，机械制造企业需在做好自身经济发展方式创新工作的同时，通过创新自身机械制造方式，提升自身机械制造的智能化水平来从本质上转变自身的发展方向，从而为我国机械制造行业整体环保型、节约型发展目标的实现提供更为充分的保障[10]。3D打印技术作为重要的机械智能制造技术之一，本身就具有直接成型、开发周期短、成本低、绿色与柔性化制造并存的优点。机械行业应多利用此项技术缩短其他机械智能制造产品与技术的开发周期，提升设计、开发效率，尽快研发出核心技术，弱化国外技术、材料限制。此外，机械制造行业还需在积极探索机械智能制造技术体系的过程中，将环保、节约理念融入到机械智能制造业的发展中，做好生态机械智能制造体系的构建，在为自身智能化发展提供更具科学性的机械制造生态体系的同时，从本质上提升我国的机械智能制造的整体水平。

4 结语

综上所述，在新时代背景下，传统机械制造方式不仅效率较低，制造质量无法得到全面保障，甚至还会出现资源浪费等影响机械制造行业整体发展健康性的负面问题。为此，机械制造行业需正确认识到机械智能制造模式应用价值，根据自身的发展现状来科学地开展智能制造技术的引进工作，有效创新我国机械制造生产方式，为我国机械智能制造水平的提升提供更为充分的保障。在此过程中，政府相关部门还需重视机械智能制造方式，进一步提升自身在机械智能制造方面的资源投入，从而有效提升我国机械智能制造整体水平，全面提升我国机械制造产品的整体质量，最终进一步确保我国社会经济体系发展的稳定性。