從智能化角度淺析計(jì)算機(jī)科學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用前景

余萬(wàn)成

摘 要：隨著國(guó)家的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步、“互聯(lián)網(wǎng)+”的深化，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，其在國(guó)家第二、三產(chǎn)業(yè)中扮演角色也越來(lái)越重要。機(jī)械工程領(lǐng)域是第二產(chǎn)業(yè)的重中之重，它的智能化不僅會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)力的革命，而且能創(chuàng)造巨大的生產(chǎn)效益?；诖?，本文以機(jī)械工程的智能化為切入點(diǎn)，對(duì)未來(lái)計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用前景和發(fā)展方向進(jìn)行淺析，探討計(jì)算機(jī)智能化在計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域中的巨大作用。

關(guān)鍵詞：智能化；機(jī)械工程；計(jì)算機(jī)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0181-02

1 簡(jiǎn)述智能化的機(jī)械工程

建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)由于多方面的原因，發(fā)展較為緩慢。直至十一屆三中全會(huì)鄧小平同志提出“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”指導(dǎo)思想以后，中國(guó)的第二產(chǎn)業(yè)中的機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展的時(shí)期，其在管理、生產(chǎn)方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，由于我國(guó)“基礎(chǔ)差、底子薄”的現(xiàn)實(shí)情況，距追上制造業(yè)大國(guó)還有很大的差距。

什么是智能化呢？智能化就是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信等技術(shù)智能結(jié)合，由自動(dòng)化升華為智能化，并將之運(yùn)用到生產(chǎn)與生活中，用于改變、提升和方便人類(lèi)的生活方式。而在機(jī)械工程的生產(chǎn)方面，已有之前的機(jī)械自動(dòng)化往機(jī)械智能化方面飛速的發(fā)展。機(jī)械與計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合就是現(xiàn)代的智能機(jī)械。

現(xiàn)代機(jī)械已經(jīng)邁入智能化的時(shí)代，相對(duì)于別的產(chǎn)業(yè)，計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)能與機(jī)械良好的契合。幾十年前，機(jī)械自動(dòng)化帶來(lái)了機(jī)械工程的革命，自動(dòng)化的出現(xiàn)改變了機(jī)械設(shè)備的全人工模式，給機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了大大的便利，很大程度上提高了生產(chǎn)效率，而如今機(jī)械智能化在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，帶來(lái)了生產(chǎn)力的更大解放和突破。機(jī)械工程的前景必定在智能化，它不僅會(huì)更大的提高生產(chǎn)效率，在其他方面也會(huì)帶來(lái)更多的便利和精確服務(wù)。例如，設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，仿真模擬減少生產(chǎn)事故等等。

2 傳統(tǒng)技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用分析

人類(lèi)進(jìn)入現(xiàn)代的標(biāo)志是各種現(xiàn)代工具的誕生。從石器時(shí)代的石斧，石錘等簡(jiǎn)單粗糙的工具，慢慢演變到現(xiàn)在由多個(gè)零部件組成的現(xiàn)代器械，在幾千年的發(fā)展歷程中，盡管發(fā)展并不迅速，但留下了非常豐厚的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)。傳統(tǒng)的機(jī)械工作中，機(jī)械制造大部分是依靠個(gè)人能力，通過(guò)人力來(lái)完成，生產(chǎn)成果往往依據(jù)跟人的經(jīng)驗(yàn)和水平，無(wú)法完成統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化。人為因素在其中所占的比重就非常大，這樣導(dǎo)致生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性較差，批量做加工質(zhì)量就不穩(wěn)定，且精度不高，而且這樣會(huì)消耗大量的勞動(dòng)力，也不易大量復(fù)制，所以無(wú)法用于大規(guī)模生產(chǎn)。這樣就大大降低了生產(chǎn)率和生產(chǎn)效率，且成本還高，也就是生產(chǎn)力的極大浪費(fèi)。

當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中的一些問(wèn)題。當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)不如國(guó)外，產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工作是建立在對(duì)于機(jī)械設(shè)備的自如運(yùn)用上的。而現(xiàn)在我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展還不夠完善，還有很多問(wèn)題亟待解決。

（1）機(jī)械設(shè)備的問(wèn)題。機(jī)械設(shè)備與生產(chǎn)產(chǎn)品的要求達(dá)到設(shè)備、功能一致，這樣才能使生產(chǎn)過(guò)程順利且高效地進(jìn)行。由于機(jī)械企業(yè)都是獨(dú)立的個(gè)體，其生產(chǎn)和應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備的選擇和配置往往不同，因此，題不對(duì)號(hào)的事情并不鮮見(jiàn)。

（2）我國(guó)機(jī)械企業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)。由于我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的落后及滯后性，決定了我國(guó)機(jī)械企業(yè)一方面是企業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新意識(shí)不足，另一方面企業(yè)對(duì)設(shè)備的創(chuàng)新意識(shí)也較薄弱。而想要研發(fā)和設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，就需要不斷的壯大自己，不論是技術(shù)、設(shè)備還是管理，以求達(dá)到更為理想的狀態(tài)和更高的效率。

（3）機(jī)械企業(yè)的設(shè)備維修和維護(hù)的難度大。許多企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者往往較為短視，他們只注重眼前所能得到的利益，卻選擇性地忽視了機(jī)械設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)，使機(jī)械的壽命達(dá)不到預(yù)期。企業(yè)搶進(jìn)度，趕時(shí)間是常有狀態(tài)，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備常常處于超負(fù)荷狀態(tài)，機(jī)械設(shè)備的嚴(yán)重磨損與老化也是意料之中。

3 計(jì)算機(jī)在機(jī)械工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域中，不管是有關(guān)民生的輕工業(yè)還是關(guān)于國(guó)防的重工業(yè)，其應(yīng)用愈發(fā)的不可替代。計(jì)算機(jī)在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)、試驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)都起著不可忽視的作用。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)被用來(lái)在機(jī)械結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，包括汽車(chē)，飛機(jī)，船舶的外行及其內(nèi)部各種零部件，電子線路，電子器件等。

3.1 設(shè)計(jì)方面

目前，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在整個(gè)機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)中起到很大的輔助作用，機(jī)械設(shè)計(jì)就是圖形的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助設(shè)計(jì)師突破了手工繪圖的限制，使機(jī)械設(shè)計(jì)取得了大踏步發(fā)展。其在繪圖速度、圖形的描繪、設(shè)計(jì)圖紙的保管方面的應(yīng)用，使工作變得極為便利和簡(jiǎn)單。而現(xiàn)在圖形軟件的進(jìn)一步發(fā)展完善，在提高質(zhì)量，減輕疲勞強(qiáng)度，縮短周期，提高生產(chǎn)率等方面都起到很大作用。在許多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)軟件CAD系統(tǒng)能完成各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、整體和模擬，包括其外形、內(nèi)部零件的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)等。

3.2 制造方面

在機(jī)械制造領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展有效的降低了生產(chǎn)的成本，而且提高了生產(chǎn)的加工效率和精度；而計(jì)算機(jī)模擬數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)加工程序進(jìn)行實(shí)時(shí)圖形仿真，有助于生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.3 生產(chǎn)方面

計(jì)算機(jī)模具CAD/CAM技術(shù)，在模具的自動(dòng)化生產(chǎn)方面已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于包括飛機(jī)，汽車(chē)，電子，機(jī)械甚至服裝，建筑等。通過(guò)計(jì)算機(jī)可以在制模前研究模具設(shè)計(jì)的好壞，提供可靠的數(shù)據(jù)和逼真的場(chǎng)景，為生產(chǎn)帶來(lái)便利，同時(shí)可以對(duì)各種生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和控制。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工程的應(yīng)用前景

隨著社會(huì)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，國(guó)家“十二五”規(guī)劃對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出的新的智能化標(biāo)準(zhǔn)：柔性化生產(chǎn)，自動(dòng)化，數(shù)字化等。智能制造是“中國(guó)工程制造”努力的目標(biāo)。新的以“數(shù)字化智能制造”為核心的第三次工業(yè)革命浪潮已經(jīng)到來(lái)，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。必須把握住時(shí)代的脈搏和主題，智能化是未來(lái)各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。機(jī)械工程的智能化，其發(fā)展前景十分廣闊，其帶來(lái)的良性影響不僅是能促進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的安全且高效的運(yùn)行，為社會(huì)生產(chǎn)力帶來(lái)強(qiáng)勁的生命力，還能有效的減少工業(yè)生產(chǎn)為環(huán)境帶來(lái)的不良影響。endprint

4.1 目前智能化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

當(dāng)前，隨著機(jī)械工程的愈發(fā)智能化，其產(chǎn)品也是層出不窮。眾所周知，機(jī)械產(chǎn)品離不開(kāi)人。但是，機(jī)械工程的智能化，使機(jī)械產(chǎn)品能脫離人的桎梏。例如汽車(chē)，普通車(chē)輛通過(guò)人駕駛，駕駛員的人為因素占了很大的比重（駕駛員的經(jīng)驗(yàn)，精神狀態(tài)等），而機(jī)械工程智能化的發(fā)展促使了無(wú)人車(chē)的出現(xiàn)。智能系統(tǒng)相當(dāng)于給車(chē)裝上了“眼睛”、“大腦”、“腳”的電視攝像機(jī)，電子計(jì)算機(jī)等的裝置，實(shí)現(xiàn)以技術(shù)彌補(bǔ)人為缺陷因素的無(wú)人駕駛車(chē)，還有時(shí)下興起的無(wú)人機(jī)甚至智能大廈。同樣生產(chǎn)中也運(yùn)用了各種智能技術(shù)，如智能生產(chǎn)控制系統(tǒng)、虛擬企業(yè)、智能制造系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)庫(kù)等等。

這些工程機(jī)械的改變和進(jìn)步都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)中能極大的節(jié)省生產(chǎn)力，提高工作效率，減輕人工的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。例如在許多智能化設(shè)備中用到的傳感技術(shù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)清洗能夠幫助機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)實(shí)時(shí)有效的傳遞信息，提高機(jī)械處理信息數(shù)據(jù)的能力，半智能和全智能的脫離人為的影響。

4.2 機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)

4.2.1 機(jī)械功能的發(fā)展方向

機(jī)械工程的工作與普通工作相比，大多工作量極大。因此，機(jī)械工程的智能化的發(fā)展方向肯定是高效化、多樣化以及綜合化。在新時(shí)代“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，要加強(qiáng)中國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力必須進(jìn)行變革，機(jī)械的智能化在機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈上的應(yīng)用只會(huì)越來(lái)越多。工廠機(jī)器人化，機(jī)器人將大規(guī)模代替人力，越來(lái)越多的智能家電，智能儀器將越來(lái)越受市場(chǎng)的歡迎。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械工程的智能化會(huì)迎來(lái)井噴式的發(fā)展。各種機(jī)器人、無(wú)人駕駛等智能機(jī)械的創(chuàng)新必然為機(jī)械工程的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇。

4.2.2 機(jī)械管理朝著智能化的方向發(fā)展

計(jì)算機(jī)智能化不僅對(duì)技術(shù)帶來(lái)了革新，對(duì)機(jī)械的管理也帶來(lái)了很大進(jìn)步。在機(jī)械管理中，機(jī)械智能化也慢慢的影響著機(jī)械的管理方式。市場(chǎng)變化難以預(yù)測(cè)、產(chǎn)品的周期日益縮短、資金回籠的速度加快以及產(chǎn)品的創(chuàng)新速度更迭都促使著機(jī)械智能化向個(gè)性化、多樣化和實(shí)時(shí)化發(fā)展。生產(chǎn)者必須適應(yīng)人們對(duì)產(chǎn)品的多樣化需求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)大力創(chuàng)新和變革，以滿(mǎn)足人們對(duì)美好生活的熱忱追求。機(jī)械工程智能化的應(yīng)用使企業(yè)的生產(chǎn)模式和管理模式發(fā)生了巨大的改變，企業(yè)的生產(chǎn)不在是單一的只面向產(chǎn)品，而是開(kāi)始面向客戶(hù)、面向服務(wù)和面向需求；企業(yè)的生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)向知識(shí)及科學(xué)技術(shù)；企業(yè)的生產(chǎn)不在是單品種固定式、流水線式和自動(dòng)線式的規(guī)模生產(chǎn)而是并行式、多品種和智能化集約生產(chǎn)。相應(yīng)的管理模式也向能充分適應(yīng)市場(chǎng)需求、智能化的分布式網(wǎng)絡(luò)合作生產(chǎn)管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變；不在是以前低效率的管理模式。由人力管理轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械管理，應(yīng)用智能化的管理模式可以更好的幫助企業(yè)預(yù)測(cè)市場(chǎng)的變化、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，所以管理模式朝著智能化的方向是必然趨勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械智能化的應(yīng)用能夠有效的改善機(jī)械工作的環(huán)境，對(duì)機(jī)械的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能有效的提高工作效率和生產(chǎn)率，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入機(jī)械工程中，是未來(lái)機(jī)械工程發(fā)展的必然方向。與傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)相比，機(jī)械智能化有它天然的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和效率性以及綜合利用各種信息統(tǒng)籌一系列的先進(jìn)生產(chǎn)模式，必然會(huì)帶來(lái)機(jī)械行業(yè)的巨大變革、推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展以及極大提高社會(huì)的生活水平。

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