我国机械工程智能化现状与发展方向

□ 徐晨辉

上海公路桥梁(集团)有限公司 上海 200435

1 时代背景

当前,技术高速发展,创新成为推动经济发展、提高核心竞争力的主要因素之一,智能化技术得到普遍应用。作为社会发展运行的重要组成部分,机械工程同样在进行智能化革新和创新性发展。机械工程的智能化发展具有重要性与必要性。一方面,智能化机械工程已取得一定成果,生产出的高质量产品成为相关领域开展工程活动的重要保证。另一方面,机械工程的智能化发展代表未来的方向,有利于进一步提高产品质量和生产效率。笔者介绍我国机械工程智能化现状与发展方向。

2 机械工程智能化概述

2.1 机械工程

机械设备是社会生产的必要工具和基础保证,机械工程则是基于对相关技术和市场需求进行研究,为客户制造和提供所需机械设备的工程,是体现机械设备应用价值的条件,也是与机械生产效率和水平密切相关的组成部分。随着科学技术的进步,机械设备也在不断更新换代。同时,市场对机械设备的运行效率和产品质量也提出了更高的要求。为了合理运用先进技术和机械设备,保证机械生产活动的正常推进,应当结合实践经验加强机械工程的相关研究,提高生产效率和质量,促进经济持续、稳定发展。

2.2 智能化

作为现代科学技术的主要产物和重要体现,智能化技术对于生产质量、生产效率、操作便利具有大幅度提升作用,在各行各业中发挥着越来越重要的作用,并且与不同行业、不同领域的结合不断深入,受到较高认可。进一步促进智能化技术的发展和完善,可以使其继续发挥独特的应用价值,便利人们的日常生活。与此同时,在工业生产、机械制造等领域进一步推动社会生产力提高和科学技术进步,应当继续以发展智能化技术作为主要方向,以开发更大的潜力。

3 机械工程智能化特点

实践经验表明,机械工程智能化主要有节能环保、产品质量高、生产效率高几大特点。

首先,机械工程智能化有利于同步提高产品质量和工作效率。机械工程在日常生活和工业生产中都具有重要作用,将智能化技术与机械工程相融合,有利于提高生产设备的自动化水平。具体而言,作为智能化技术的核心优势,将操作人员、设备硬件、程序软件相结合,有利于突破传统模式禁锢,发挥智能化技术的各方面优势。例如,在农业生产、化工生产领域应用智能化技术,有利于克服技术屏障、提高生产效率,从而实现经济效益的增长。

其次,机械工程智能化有利于节约能源。在传统机械工程生产中,人们对于节约能源理念不够重视,或者对于节能手段不够熟悉,往往无法以最佳方案和配比进行生产,造成大量资源浪费,不利于实现机械工程生产的可持续性。通过机械工程智能化,有利于优化资源配比,提升对资源的利用效率,进而节约资源,实现绿色经济目标。

再次,机械工程智能化有利于保护环境。我国环境污染严重的现状在很大程度上是由工业生产造成的,为了改变这一现状,需要追求工业生产的绿色环保和可持续性,同时日益提高人们对环保的重视程度。不同于传统生产过程中排放大量污染物及有害物质的特点,机械工程智能化技术能够通过对污染物进行智能化处理,控制污染物的排放量,同时降低污染物的危害程度,进而实现企业的健康、绿色、可持续发展。

4 机械工程智能化发展现状

第一,智能化核心技术的引进和创新有阶段性成果。机械工程智能化技术最初起源于国外,我国在改革开放之后,为了满足工业生产需求,开始与国际先进企业进行合作,引进包括智能化技术在内的大量高新科学技术,在当时时代背景下对推动我国经济建设和社会发展,提高人们生活水平和生活质量起到了重要作用。随着我国综合国力的不断提升和科学技术水平的不断进步,我国的工业生产也得到了迅猛发展,这其中有机械工程智能化的积极作用,同时也推动机械工程智能化的进一步发展和应用。在机械工程智能化技术的发展过程中,我国不断向合作企业学习,引进和改造智能化技术。为了进一步发挥机械工程智能化的应用价值,我国在越来越广泛的范围内进行实践探索和研究,逐渐实现了中国特色工业智能化阶段性成果,形成了完善的机械工程智能化知识体系,拥有了具有竞争力的机械工程智能化核心技术。为了满足智能化技术日益扩大的市场需求,我国在当前经济发展进入高质量发展阶段的背景下,以机械工程智能化作为发展重心和方向,加强对智能化技术的研究和探索,促进机械工程智能化融入更多行业和领域,在机械生产、物流运输、信息管理等领域发挥更大价值和作用,进而提升综合国力。在这一过程中,应当明确创新性发展道路,从以引进和改造为主转向自主创新和个性化定制,促进我国智能化核心技术的创新和发展。应当将培养高质量专业人才作为主要手段,通过开设相关专业,对相关专业投入更多人力物力,完善人机交互智能系统等方式,优化我国高校的机械工程智能化人才培养体系,进而加速我国机械工程智能化发展。

第二,企业通过机械工程智能化获得核心竞争力。市场竞争是和平年代的主战场,随着我国持续对外开放,国内企业面临的竞争不仅来自于国内企业,而且来自于国外尖端企业。为了在激烈竞争中拥有立足之地,获得经济效益,企业必须通过技术创新和升级、体制优化和发展,获得核心竞争力。在机械生产行业,技术的先进性是核心竞争力的重要保障。首先,应当正视技术研发工作的重要性。其次,应当理论结合实践,从实践中暴露的问题、市场发展规律、消费者诉求等方面出发,不断优化升级技术水平,改革创新组织模式和管理体制,以保证智能化技术在机械工程中发挥重要作用,进而提高企业产品质量和工作效率,提高企业的核心竞争力,以应对市场竞争压力。

第三,智能化技术瓶颈有待突破。随着我国科学技术的不断进步,机械工程智能化已经初具成果和规模,相关技术也获得了一定积累和发展。但在实践中不难发现,由于我国基础性研究相对落后于发达国家,基础性技术水平的不足在一定程度上限制了机械工程智能化技术的应用和提高。例如,科研单位或企业在进行机械工程智能化设备的加工生产时,部分关键零部件的加工生产受技术所限无法独立完成,还需要在不同程度上依赖于产品进口或技术进口。这些关键零部件包括但不限于电子控制器、高压液压元件、变速器等。为了解决上述问题,真正实现智能化技术和生产的独立与提升,应当全面深入基础性研究工作,着力突破现有技术瓶颈和难关,不断加强短板领域的研究,进而促进机械工程智能化水平的全面提升。

第四,机械工程信息化管理有待完善。实践经验表明,在实际应用机械工程智能化技术过程中,高效的信息管理有利于智能化技术优势的发挥。但在现阶段,部分企业由于战略规划不详尽、发展目标不清晰、信息化管理水平不足,造成无法实现发展的可持续和市场份额的维持。为了解决上述问题,企业应当正视技术更新和信息化管理的重要性,合理配置资源,在实现企业可持续发展的同时推动信息化管理水平的提高。机械工程信息化管理有利于降低工作人员的工作量,便利用户使用,满足用户需求。机械工程的智能化可以促进用户界面实现图形化发展,通过图形化界面进行系统与用户的交流,有利于更好地满足用户不同需求,便利用户操作使用,同时还能降低工作人员的工作负担和压力,提升工作效率和质量。机械工程信息化管理还有利于实现科学计算的可视化。通过科学计算的可视化发展,提升数据处理的速度,进而满足人们对于信息交流质量和速度的需求,在日常生活和工业生产中发挥重要作用。

第五,生产设备及系统的智能化。在目前机械工程智能化的进程中,生产设备及管理系统的智能化发展是重要环节,也是很多生产企业设备和系统的发展方向。智能化技术应用于生产设备及系统中,有利于提高企业生产效率。通过智能化技术在机械工程企业中的广泛应用,并结合实践经验进行不断完善和改进,智能化技术能及时向工作人员反映设备参数,提供设备运行状况等。工作人员可以根据参数随时进行调整,以保证设备运行处于正常、最优状态。一旦设备出现故障,智能化系统能够根据客观情况进行分析,及时采取有效措施,将损失降至最低,同时保障工作人员安全。

5 机械工程智能化发展方向

5.1 网络化与信息化

进入信息时代后,互联网信息技术得到了长足发展,机械工程智能化的发展同样应当顺应时代潮流。应当不断推动机械工程与计算机技术和互联网技术的融合,实现信息技术、网络技术、数字技术的同步提升,进而实现智能化发展目标。在现阶段的实践中,机械工程智能化的网络化与信息化发展受到各种因素的阻碍和限制。经过深入研究发现,人才匮乏是阻碍技术可持续发展的主要原因。为了解决上述问题,企业和院校应当注重人才培养和培训工作,引进计算机技术,推动人工智能技术结合,保证与技术研究和升级匹配的人才储备,同时通过组建技术研究部门对技术难关和瓶颈进行攻关,实现机械工程的网络化与信息化。

5.2 集成化与自动化

实现集成化与自动化,同样是机械工程智能化未来发展的方向之一,有利于提高我国机械工程的生产效率和质量。近年来,我国汽车行业发展迅猛,市场迅速扩大,为了满足市场需求,把握市场机遇,车企加强对核心发动机技术的创新和改革。在研发生产汽车自动换挡系统时,通过应用智能化技术,有利于优化零部件的配合和性能,进而减少零部件的磨损,提升汽车驾驶体验和耐用性。除了集成化与自动化方向外,智能化技术在未来还可能朝诊断技术、监控技术、远程控制技术等方向发展,进一步优化资源配置,升级技术和系统,提高生产效率和质量,实现机械工程智能化水平的突飞猛进。

5.3 产品人工智能化

实现机械工程产品人工智能化,有利于更好满足市场需求,也有利于提升机械工程行业整体水平。基于对市场调研结果的整合和市场发展方向的分析,人工智能产品符合市场消费趋势,既能作为工作辅助,又具有娱乐、养生等功能。通过设定合理目标,深入挖掘智能化技术,合理应用信息化技术,可以实现产品的智能化和自动化。

5.4 智能调平控制系统

建立和完善机械工程智能调平控制系统,有利于实现信息的快速共享传递,提高机械设备的即时定位能力,充分发挥系统应用价值,优化整体工作效率。智能调平控制系统由传感器、接收器、处理器等部分组成,用于在生产不同机械设备时根据不同需求和技术参数进行智能化设备调平,进而提高生产质量和工作效率。在进行汽车机械设备的安装加工时,通过智能调平系统进行仿真模拟驾驶,有利于充分、及时收集数据,基于对数据的分析和判断下达计算机指令。进行汽车发动机与变速器的程序连接时,应用智能调平控制系统进行调平,有利于保证安装质量和平稳驾驶。

5.5 设备故障智能化检测

随着机械工程智能化的不断发展,设备故障检测技术的智能化水平和检测质量不断提高,人工智能故障检测技术实际应用会产生重要成果。目前,实践中主要有专家系统、神经元网络系统两种模式。应用专家系统时,通过前期对系统的重复性训练,获得数据指标。神经元网络系统主要用于模拟人脑,通过构建和完善诊断网络,引导网络图谱深度学习,实现检测。设备故障智能化检测有利于提高检测质量和效率,提高机械设备运行的安全性和可靠性,应当大力发展。

6 结束语

随着智能化技术的引进和创新,我国企业通过推动机械工程智能化发展提高自身核心竞争力,同时促进相关行业取得阶段性成果。但是,我国机械工程行业目前仍面临技术瓶颈有待突破,信息化和智能化管理有待完善。对此,笔者认为应当在明确机械工程智能化重要性与必要性的前提下,把握发展方向,集中优势力量,通过强化机械工程的网络化与信息化、集成化与自动化,以及控制和检测系统智能化等,助力实现工业强国目标。