機(jī)械工程智能化現(xiàn)狀與發(fā)展方向

沈 薔

渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧 興城 125105

一、機(jī)械工程智能化

（一）機(jī)械工程

社會(huì)化生產(chǎn)中的方方面面都涉及到機(jī)械工程技術(shù)，社會(huì)化生產(chǎn)已經(jīng)離不開機(jī)械工程技術(shù)[1]。加大力度進(jìn)行機(jī)械工程研發(fā)，可以使客戶獲得專業(yè)程度較高的設(shè)備，滿足客戶使用需要。為了適應(yīng)變革，必須將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中，以滿足未來的發(fā)展需要，發(fā)揮出機(jī)械工程的最大效力。

（二）智能化

機(jī)械在人們的生活、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，將智能技術(shù)融入其中，有助于提升裝備的自動(dòng)化程度。具體地說就是將操作人員、設(shè)備硬件和程序軟件有機(jī)地融合在一起，以實(shí)現(xiàn)對智能技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域的有效突破，使得在各個(gè)不同的行業(yè)領(lǐng)域，都能充分發(fā)揮智能技術(shù)的價(jià)值，提高綜合競爭力。現(xiàn)在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域都強(qiáng)調(diào)機(jī)械化、智能化，將智能化融入我們的日常生活與生產(chǎn)當(dāng)中，既是人們高質(zhì)量便捷生活的需要，也是社會(huì)生產(chǎn)力不斷進(jìn)步發(fā)展的需求，更是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高經(jīng)濟(jì)水平的必要條件。

二、機(jī)械工程智能化對社會(huì)發(fā)展作用

機(jī)械工程在生產(chǎn)生活中起著非常關(guān)鍵的作用，它不但能夠?yàn)槿藗兊奈镔|(zhì)生活條件提供支持，還能夠確保企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械工程包含多個(gè)環(huán)節(jié)，如機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用等。機(jī)械工程需要在滿足人們生產(chǎn)需要的同時(shí)，降低對環(huán)境造成的不利影響，因此，機(jī)械工程智能化是社會(huì)和環(huán)境發(fā)展需要，它能夠使生產(chǎn)更加高效、優(yōu)質(zhì)，能夠通過模仿人腦，部分或者完全代替人的工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工作和高精準(zhǔn)的工作[2]。

（一）推動(dòng)社會(huì)工業(yè)化綠色高效發(fā)展

智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠降低能源消耗。工業(yè)化可以為社會(huì)的發(fā)展提供支持，能夠提高生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。但是，在工業(yè)化發(fā)展過程中也存在一些問題，如很可能會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，導(dǎo)致能源的減少。因此，想要達(dá)成健康、長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，就必須主動(dòng)地開展環(huán)境保護(hù)。機(jī)械工程及自動(dòng)化在工業(yè)領(lǐng)域未來的發(fā)展方向主要是延續(xù)持續(xù)的發(fā)展道路，使人與自然和諧相處[3]。智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠較為有效地解決這一問題，降低能源消耗，并盡可能地對能源進(jìn)行二次應(yīng)用，提高能源利用率。

機(jī)械工程智能化能夠使生產(chǎn)更加高效。智能化可以使機(jī)械生產(chǎn)更加高效。在傳統(tǒng)模式下，工業(yè)生產(chǎn)主要由人工進(jìn)行操作，而人力資源投入要超出機(jī)械成本投入，并且機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用過程中存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，如果過度關(guān)注效益很可能會(huì)造成事故。在這一情況下，應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠取代人工操作，在減少資金投入的同時(shí)，推動(dòng)相關(guān)工作高效地開展，防止不必要的事故。也可以理解為，智能化機(jī)械生產(chǎn)是遠(yuǎn)距離開展的操作，需要各部門配合，加強(qiáng)各環(huán)節(jié)聯(lián)系，達(dá)成產(chǎn)品生產(chǎn)目標(biāo)。

（二）推動(dòng)人才需求的發(fā)展與變革

隨著智能化時(shí)代的到來，科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)也發(fā)生相應(yīng)的變化，不僅影響著工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活，也對教育行業(yè)特別是職業(yè)教育帶來較大的影響。機(jī)械制造的智能化極大地改變了生產(chǎn)模式和人們的作業(yè)方式，人與機(jī)的互動(dòng)更加頻繁，社會(huì)需求從一線技能型人才轉(zhuǎn)型為“智能技術(shù)”一體化人才，這對人才培養(yǎng)提出了更高要求。即要求各職業(yè)院校對人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置、專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程標(biāo)準(zhǔn)等都進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立自主和創(chuàng)新精神，以更好地適應(yīng)今后的崗位要求。

三、機(jī)械工程智能化特點(diǎn)

機(jī)械工程智能化具有以下特點(diǎn)。

一是自動(dòng)化。機(jī)械工程智能化的一個(gè)重要特點(diǎn)是自動(dòng)化。機(jī)械的自動(dòng)化可以大大減少人工操作，節(jié)省人力成本。通過制定程序，減少人工干預(yù)，能夠提高加工精確度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)械自動(dòng)化可以使機(jī)械長久連續(xù)穩(wěn)定地工作，提高了生產(chǎn)效率。

二是數(shù)據(jù)化。機(jī)械工程智能化強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的重要性。通過感應(yīng)器、監(jiān)控儀器儀表以及其他監(jiān)控手段，機(jī)械設(shè)備可以采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)變化規(guī)律，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)判并采取措施，優(yōu)化生產(chǎn)流程。

三是智能化。機(jī)械工程智能化即提高設(shè)備的智能化水平。通過引入人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制等技術(shù)，機(jī)械設(shè)備可以具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自主決策的能力，從而提高設(shè)備的靈活性、適應(yīng)性和智能化水平。

四是網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)械工程智能化還強(qiáng)調(diào)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，機(jī)械設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程維護(hù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，提高了設(shè)備的協(xié)同性和集成性。

五是可持續(xù)化。機(jī)械工程智能化注重提高設(shè)備的可持續(xù)性。通過降低能耗、循環(huán)利用資源等環(huán)保措施，機(jī)械設(shè)備智能化可以讓機(jī)械提高能源利用率，減輕對環(huán)境造成的壓力，減少對資源的依賴，走可持續(xù)化發(fā)展的道路。

四、機(jī)械工程智能化的發(fā)展

第一，隨著機(jī)械智能化的不斷發(fā)展，人們的生活水平穩(wěn)步提升，我國的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了新的歷史時(shí)期，機(jī)械工程智能化也得到了飛速發(fā)展和應(yīng)用。同時(shí)我們也借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)械工程智能化進(jìn)行了技術(shù)改造。為更好地發(fā)揮其在實(shí)際中的作用，學(xué)界對其在實(shí)際中的運(yùn)用進(jìn)行了更多的探討與研究，取得了具有中國特點(diǎn)的分階段的成就，并建立起一套較為完整的關(guān)于其發(fā)展的理論與方法，具備機(jī)械工程智能化部分領(lǐng)域的優(yōu)勢。為適應(yīng)不斷增長的智能技術(shù)的市場需要，在目前經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，我國把機(jī)械生產(chǎn)尤其是在智能制造方面作為重要的抓手和著力點(diǎn)，推動(dòng)了機(jī)械工程智能化與更多的行業(yè)和領(lǐng)域融合，比如與汽車行業(yè)、船舶行業(yè)、精加工行業(yè)和數(shù)據(jù)信息行業(yè)合作，從而發(fā)揮了其更大的價(jià)值和影響，提高了我們的綜合國力。我們應(yīng)該確定一條創(chuàng)新的發(fā)展之路，由依賴于進(jìn)口和改裝，轉(zhuǎn)變成了自主研發(fā)和私人訂制，使我國的機(jī)械智能化得到更進(jìn)一步的發(fā)展。

第二，亟需解決智能制造的一些技術(shù)難題。伴隨著國家科技的持續(xù)發(fā)展，在機(jī)械工程領(lǐng)域人工智能已初見成效，并形成了一定的規(guī)模，有關(guān)技術(shù)也有了一定的積累和發(fā)展。但是，從實(shí)際工作中我們可以看到，與國外相比，我們的基礎(chǔ)技術(shù)還比較薄弱，在某種意義上制約著我們的技術(shù)進(jìn)步。例如，有些生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中還是會(huì)受到技術(shù)的制約，一些主要的技術(shù)性關(guān)鍵零件無法完全自主生產(chǎn)，還需要依靠進(jìn)口。這種重要部件包含電子控制器、高壓液壓元件、傳動(dòng)裝置等。要想將這些問題都加以解決，從而真正地達(dá)到對智能技術(shù)和產(chǎn)品的自主，就需要豐富人才培養(yǎng)層次，從技術(shù)研究、應(yīng)用開發(fā)、制造創(chuàng)新等方面培養(yǎng)更符合社會(huì)需要的人才，而職業(yè)教育起著不可或缺的作用。所以我們必須對基礎(chǔ)研究進(jìn)行全方位的、深層次的探索，努力對已有的技術(shù)瓶頸和難題進(jìn)行突破；繼續(xù)培養(yǎng)大批技術(shù)技能型人才，繼續(xù)加大對薄弱環(huán)節(jié)的投入力度，從而提高機(jī)械工程智能化程度。

第三，加強(qiáng)信息化管理。實(shí)踐證明，在機(jī)械工程智能化的實(shí)施中，通過對其進(jìn)行有效的信息化管理，可以充分地發(fā)揮其優(yōu)越性。但是，就目前而言，一些企業(yè)的發(fā)展策略不夠完善，發(fā)展目標(biāo)不夠明確，信息化管理水平不夠高，導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展不夠穩(wěn)定，不能提高企業(yè)的競爭力。要想解決以上問題，企業(yè)必須認(rèn)識(shí)到技術(shù)升級和信息化管理的重要作用，對企業(yè)資源的分配進(jìn)行優(yōu)化，提高企業(yè)的信息化管理水平，從而達(dá)到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。設(shè)備的信息化管理可減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，方便用戶，滿足客戶的要求。智能技術(shù)能夠推動(dòng)人機(jī)接口向圖象化方向發(fā)展，利用圖像化的人機(jī)接口與使用者進(jìn)行交互，這能夠更好地適應(yīng)使用者的各種需要，方便使用者的操作和使用，也可以減輕員工的工作負(fù)荷與壓力，提高員工的工作效率與質(zhì)量。

第四，設(shè)備及系統(tǒng)的智能化。在成功轉(zhuǎn)型的智能化制造企業(yè)中，無論是生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備還是生產(chǎn)本身的監(jiān)控，都需要自動(dòng)化和智能化作為傳感器配備、數(shù)據(jù)抓取采集和生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理反饋[4]。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械工程不僅越來越高效、先進(jìn)，同時(shí)對智能化也提出更高要求。對于設(shè)備的生產(chǎn)和管理來說智能化是十分重要的。很多生產(chǎn)企業(yè)以此為目標(biāo)，向智能化不斷改進(jìn)，使企業(yè)的生產(chǎn)效率大大提高。在智能化機(jī)械加工生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用過程中，不斷的改進(jìn)優(yōu)化，使得人們可以通過數(shù)據(jù)隨時(shí)了解設(shè)備及生產(chǎn)狀態(tài)，使得生產(chǎn)、設(shè)備處于最佳狀態(tài)。設(shè)備及系統(tǒng)的智能化，可以提前規(guī)避故障及風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)問題，可以有針對性地進(jìn)行解決和處理，提高生產(chǎn)效率以及設(shè)備使用壽命。

五、機(jī)械工程智能化未來發(fā)展

（一）網(wǎng)絡(luò)與信息化

進(jìn)入信息化時(shí)期，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，未來技術(shù)的發(fā)展重心將由工程化、機(jī)械化轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?、?shù)字化。我們應(yīng)當(dāng)不斷推動(dòng)機(jī)械工程與計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程技術(shù)水平與信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)技術(shù)水平的同步提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展目標(biāo)。在現(xiàn)階段的實(shí)踐中，機(jī)械工程的網(wǎng)絡(luò)化與信息化的發(fā)展受到各種因素的阻礙和限制。我們經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，人才匱乏是阻礙技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的主要原因[5]。為了解決這些問題，需要主動(dòng)地組織相關(guān)人員參與到學(xué)習(xí)之中，提高人員的專業(yè)化程度和整體實(shí)力，為我國機(jī)械工程智能化發(fā)展提供較為有力的支持。企業(yè)或是高校在開展人才培養(yǎng)工作時(shí)，需要成立專門的部門進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，主動(dòng)地開展技術(shù)研究，并科學(xué)地應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)和軟件，不斷促進(jìn)人工智能與加工生產(chǎn)技術(shù)的有效融合，使我國機(jī)械工程智能化穩(wěn)步提升。

（二）推動(dòng)機(jī)械工程制造方式的變化

智能化將改變機(jī)械制造的方式。以智能化系統(tǒng)和自動(dòng)化工藝對傳統(tǒng)的機(jī)械制造過程進(jìn)行升級和改造，從產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、進(jìn)程控制等多個(gè)方面進(jìn)行升級，使未來機(jī)械工程智能化技術(shù)向自動(dòng)化與集成化方向發(fā)展，有效提高我國機(jī)械工程的整體發(fā)展實(shí)力[6]。要加大研究力度，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和開發(fā)，不斷優(yōu)化升級，提高設(shè)備的性能，更好地滿足用戶的日常需求。如一些控制器能夠根據(jù)人腦原理處理信息，我們要加大智能化力度，有效滿足人們的需求[7]。智能化的機(jī)械工程制造方式將更加高效、精確和靈活，能夠滿足個(gè)性化需求和快速交付的要求。

（三）促進(jìn)人才培養(yǎng)方向的轉(zhuǎn)變

隨著技術(shù)的發(fā)展，人才變成了最重要的生產(chǎn)力。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，企業(yè)在市場中的競爭變成了對于人才的競爭[8]。職業(yè)院校應(yīng)加大相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)力度，發(fā)揮人力資本優(yōu)勢，設(shè)置相關(guān)的專業(yè)，對專業(yè)建設(shè)與專業(yè)發(fā)展投入更多資源，并對人機(jī)互動(dòng)的智能系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。機(jī)械的智能化，要求相應(yīng)人才具有各種專業(yè)的綜合能力，所以機(jī)械智能化的變革推動(dòng)傳統(tǒng)著相關(guān)專業(yè)發(fā)展向?qū)I(yè)群發(fā)展。要增加專業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵和外延，培養(yǎng)技能型、綜合型、復(fù)合型人才。同時(shí)，機(jī)械智能化的發(fā)展對教師提出了更高的要求，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變思維，不斷提升和豐富自身的知識(shí)和技能水平，開闊視野，掌握現(xiàn)在社會(huì)的新變化、新工藝、新方法。教學(xué)中不斷增加課程的綜合性與創(chuàng)新性，以培養(yǎng)更符合新時(shí)期崗位要求的人才。此外，職業(yè)院校還應(yīng)加強(qiáng)與高新企業(yè)合作，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)融合、“訂單班”培養(yǎng)等，拓寬人才培養(yǎng)路徑，滿足機(jī)械工程智能化對人才的新要求。

（四）對于設(shè)備故障進(jìn)行智能化檢驗(yàn)

隨著機(jī)械工程的智能化發(fā)展，相關(guān)人員要對設(shè)備故障智能化檢驗(yàn)技術(shù)予以充分關(guān)注。在實(shí)踐中，相關(guān)人員要在較短時(shí)間內(nèi)完成檢測工作，第一時(shí)間改進(jìn)存在的安全問題，確保設(shè)備質(zhì)量符合要求，確保機(jī)械工程設(shè)備處在穩(wěn)定狀態(tài)下，能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)行故障診斷的過程中，利用軟件系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢索出可能的故障類型，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的樣例進(jìn)行比對，提高檢測的效率和準(zhǔn)確率?？衫玫能浖猩窠?jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，其主要用于模擬人腦，通過構(gòu)建和完善診斷網(wǎng)絡(luò)，引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)圖譜深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)檢測。設(shè)備故障智能化檢測有利于提高檢測質(zhì)量和效率，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展[9]。機(jī)械工程的智能化發(fā)展應(yīng)考慮到實(shí)際生產(chǎn)的需求，要打破技術(shù)壁壘，加大研發(fā)力度，開發(fā)出越來越多的自主技術(shù)，使機(jī)械工程智能化可以積極持續(xù)發(fā)展。

（五）推動(dòng)機(jī)械工程綠色化發(fā)展

在傳統(tǒng)模式下，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對環(huán)境的破壞較為嚴(yán)重，這并不利于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。在這一情況下，需要在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)保障社會(huì)效益。這也是滿足社會(huì)發(fā)展的必經(jīng)之路。保護(hù)周圍的環(huán)境，合理利用資源，堅(jiān)持環(huán)保理念，可以在促進(jìn)機(jī)械智能化發(fā)展的同時(shí)應(yīng)用綠色化發(fā)展模式，使人們對于環(huán)境保護(hù)予以充分關(guān)注。將科學(xué)發(fā)展觀、綠色發(fā)展觀落實(shí)到位，達(dá)成人和自然的和諧共生這一目標(biāo)，從而使資源得到充分利用，避免資源的不必要消耗。因此，在推動(dòng)機(jī)械智能化發(fā)展時(shí)，需要將綠色發(fā)展作為關(guān)鍵思路，達(dá)成健康、長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

綜上，機(jī)械工程智能化是在傳統(tǒng)機(jī)械工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它已經(jīng)成為當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容之一，也為我國機(jī)械工程的發(fā)展指明了方向[10]。雖然在世界范圍內(nèi)我國對于機(jī)械工程智能化的研究相對晚一些，但隨著我們研究力度的不斷加大，并在多領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的效果，和發(fā)達(dá)國家的差距逐步縮小，一些成果為機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展提供了動(dòng)力。因此，機(jī)械工程智能化前景廣闊，大有可為。我們一定要予以高度關(guān)注，了解其發(fā)展進(jìn)程，讓機(jī)械工程智能化滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的需要。