機械制造智能化發(fā)展趨勢分析

葉波

摘要：在科技不斷發(fā)展的背景下，各種新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，各行各業(yè)都在穩(wěn)步發(fā)展，這樣的發(fā)展背景為機械制造行業(yè)發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)條件。原有機械制造效率較低、成本較高，機械制造智能化顯得尤為重要，只有實現(xiàn)機械制造智能化、自動化，才能提高機械制造效率，提高市場競爭力。文章從機械制造相關(guān)概述入手，對機械制造智能化發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行分析，希望為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：機械制造；智能化；概述；發(fā)展趨勢

引言

隨著“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的推進，機械制造及其自動化也迎來了發(fā)展的新契機，機械制造智能化正在從傳統(tǒng)的以人工為主的制造方式，向智能化、高效化轉(zhuǎn)變。隨著新技術(shù)的應用，機械制造逐漸和微電子技術(shù)、自動化技術(shù)及過程控制技術(shù)融合，達到改變機械制造技術(shù)單一的目的，形成具有一定技術(shù)優(yōu)勢的智能化機械制造技術(shù)，促進機械制造行業(yè)發(fā)展。

1機械制造智能化相關(guān)概述

機械制造技術(shù)是一門研究產(chǎn)品從設計、生產(chǎn)、加工、維護到回收的一系列技術(shù)的總稱，最終目標是提升效益、質(zhì)量和核心競爭力。在傳統(tǒng)機械制造技術(shù)的眾多生產(chǎn)要素中，人占據(jù)了主導地位。

所謂機械制造智能化，主要是在原有機械制造的基礎上，融入現(xiàn)代科學技術(shù)，與計算機軟件模擬、云計算等技術(shù)相互補充、相互影響。充分利用當今智能化的科技手段，采用智能化的技術(shù)和管理方法，形成一個自動化、智能化的圣戰(zhàn)制造系統(tǒng)，提高機械制造生產(chǎn)效率。實現(xiàn)機械制造智能化不僅能夠減少勞動力的投入，減少加工制造人員的工作量，還可以對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，優(yōu)化制造工藝。與傳統(tǒng)機械制造相比，機械制造智能化所生產(chǎn)的產(chǎn)品精度更高，花費的成本更低，使用的人力、物力更少，效率更高，從而使整個生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)與發(fā)展速度得到全面提升。

機械制造作為我國工業(yè)領域中的重要基礎，機械制造智能化中數(shù)控技術(shù)因其具有高效率、高精度等優(yōu)勢，成為現(xiàn)代機械制造基礎中最重要的一環(huán)，對于整個機械制造系統(tǒng)的自動化、智能化等方面起到了不可替代的作用。

2我國機械制造智能化現(xiàn)狀

2.1管理經(jīng)驗方面的不足

在工業(yè)基礎較發(fā)達的國家，他們在管理和組織制度上比較完善，在生產(chǎn)制造過程中高效、準時，生產(chǎn)模式較為先進。在管理過程中，相關(guān)人員重視程度較高，能夠及時改正存在調(diào)度不足，及時采用新的生產(chǎn)技術(shù)和管理思想。而我國因計算機的普及率較低，使用計算機進行管理的企業(yè)較少，大部分企業(yè)的管理經(jīng)驗比較陳舊，對新時期的智能管理認識不足，使得我國的機械制造業(yè)發(fā)展落后于工業(yè)發(fā)達國家。

2.2設計和制造方面的不足

在工業(yè)較為發(fā)達的國家及地區(qū)，其企業(yè)對于設計方案和設計規(guī)劃等方面管理非常細致。因這些企業(yè)大多數(shù)都使用計算機進行相關(guān)的設計工作，其中有相當一部分企業(yè)已經(jīng)不再使用圖紙來進行生產(chǎn)和設計。而部分地區(qū)，企業(yè)不能熟練掌握和運用計算機軟件，或使用率較低，使我國機械制造智能化發(fā)展較為緩慢，同時，部分較為先進的加工技術(shù)沒有有效應用，例如，納米技術(shù)、復合加工技術(shù)、高精密加工技術(shù)等，因此，導致我國的機械制造技術(shù)依然處于較為落后的國家行列中。

3機械制造智能化發(fā)展趨勢

3.1性能方面的發(fā)展方向

3.1.1“三高”發(fā)展速度加快

所謂“三高”就是指機械制造技術(shù)的速度、精度和效率，它們是衡量機械制造技術(shù)水平的關(guān)鍵性能指標，由于采用了高速控制系統(tǒng)、成熟的操作系統(tǒng)、高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)、機床動態(tài)與靜態(tài)特性改善等有效措施，現(xiàn)代機械制造不僅優(yōu)化了機械制造工序，降低了操作難度，而且還顯著提高了機床加工精度和加工效率，實現(xiàn)了元件的快速檢測，適應現(xiàn)代機械制造快速發(fā)展的需求。

3.1.2柔性化逐漸增強

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)不僅將神經(jīng)網(wǎng)絡、模塊化管理理論應用于數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新中，有效優(yōu)化了車床功能，增強了車床的靈活性，滿足了用戶的不同需求，充分發(fā)揮了數(shù)控技術(shù)的綜合控制功能，實現(xiàn)了對物料流、信息流的靈活調(diào)整和機械制造過程的動態(tài)化控制，從而使數(shù)控系統(tǒng)的靈活性更強。

3.1.3工藝復合性與多軸化方向發(fā)展

機械制造工藝發(fā)展程度越高，機械制造所花費的工序和時間越少，機械制造復合加工特征越明顯。當前，以減少加工工序和輔助時間為主要目的的復合加工已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了多軸、多系統(tǒng)控制功能方向發(fā)展，這種發(fā)展模式不僅符合時代發(fā)展需求，還能更好地為數(shù)控機床服務，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等措施完成多道工序和多表面的復合加工。

3.1.4實時控制智能化

實時系統(tǒng)是數(shù)控技術(shù)具備的功能，早期的實時系統(tǒng)針對的是相對簡單的理想環(huán)境其主要任務是根據(jù)生產(chǎn)來調(diào)整任務，以確保在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務。而隨著科學技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，出現(xiàn)了將實時系統(tǒng)與人工智能化相結(jié)合的實時智能控制系統(tǒng)，這種以計算機模型模擬出來的智能行為實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的動態(tài)化控制。

3.2功能方面的發(fā)展方向

各種新技術(shù)的不斷更新和融合，優(yōu)化了機械制造的功能，主要體現(xiàn)在以下三方面：首先，用戶界面人性化。隨著多媒體技術(shù)的廣泛應用和發(fā)展，不同用戶對界面風格、功能有著不同的要求，這為計算機軟件開發(fā)和研究帶來了一定困難。而界面連接數(shù)控機床和使用者之間橋梁和紐帶，圖形用戶界面運用模塊化技術(shù)對功能進行系統(tǒng)的劃分，使用戶能夠通過窗口和菜單等方式簡便地控制各種功能，滿足了不同用戶的界面操作需要還實現(xiàn)了圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤的功能，使用戶界面更加人性化；其實，科學計算的可視化。數(shù)據(jù)處理與解釋是實現(xiàn)機械制造數(shù)控目的的重要環(huán)節(jié)，科學計算可視化是運用計算機圖形學原理與方法，將大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀可視的圖形或圖象。這不僅使信息交流形式更豐富，還有效縮短了機械元件開發(fā)周期、降低了機械加工制造成本，科學計算可視化已經(jīng)成為機械制造智能化發(fā)展的重要方向；最后，控制管理模塊化。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，模塊可以根據(jù)系統(tǒng)要求和功能任意組合、分解和更換，機械制造智能化采用硬件模塊化使數(shù)控系統(tǒng)具備圖形編輯和高級語言編程功能，以便于構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

3.3體系結(jié)構(gòu)發(fā)展方向

3.3.1虛擬化

對于虛擬化技術(shù)而言，企業(yè)應該加大計算機應用力度，全面模擬產(chǎn)品實際生產(chǎn)過大，并針對系統(tǒng)應用過程中可能出現(xiàn)的問題，采取相應的解決措施，提高生產(chǎn)效率。模擬仿真技術(shù)主要利用模型進行分析，可以模擬真實的生產(chǎn)過程，系統(tǒng)模擬仿真技術(shù)已被廣泛地應用于車間布局以及新產(chǎn)品研發(fā)等機械制造過程中。

3.3.2集成化

對于集成化而言，它是現(xiàn)階段機械制造智能化過程中不可忽視的研究成果，把工程技術(shù)以及制造自動化系統(tǒng)有效的結(jié)合到一起，從而實現(xiàn)自動裝配以及產(chǎn)品生產(chǎn)等方面的任務。此外，隨著智能化的不斷發(fā)展，集成度越來越高，從物料一直到產(chǎn)品、生產(chǎn)和管理相融合，同時，將需求作為主要導向，為工作參數(shù)奠定基礎。

結(jié)束語

總而言之，機械制造智能化已經(jīng)成為機械制造行業(yè)發(fā)展的主流趨勢，為機械制造行業(yè)發(fā)展提供了強大的支持。實現(xiàn)機械制造智能化不僅能夠提高加工精度，還能提高加工效率，減少勞動成本。當前，在科技的推動下，機械制造智能化性能、功能、體系結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化和發(fā)展，提升了我國參與國際競爭的綜合實力，促使我國機械制造向更科學的方向發(fā)展。

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