我國機械制造智能化發(fā)展

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摘要：近年來隨著科技的快速發(fā)展進步，制造業(yè)作為國民支柱產(chǎn)業(yè)之一，也開始迎來了飛速發(fā)展的時期，特別是新一輪科技革命機工業(yè)革命的影響之下，智能制造開始逐漸發(fā)展成全世界制造業(yè)的主要發(fā)展方向。智能制造是新提出的一種新型工業(yè)模式，在信息技術等依托下，貫穿于產(chǎn)品設計、工業(yè)管理及生產(chǎn)等領域中，形成了嶄新的工業(yè)制造加工模式。本文主要從智能制造本質、機械加工領域智能制造技術的特點、機械制造與加工現(xiàn)狀及以后的發(fā)展對策等方面進行深入分析，供大家參考。

關鍵詞：智能；機械制造；加工模式；創(chuàng)新

0引言

創(chuàng)新為社會發(fā)展注入了動力源泉，為時代進步奠定了基石，一個民族缺乏創(chuàng)新技術的支持，其經(jīng)濟發(fā)展就會止步不前。隨著近年來制造技術與制造技術的快速發(fā)展，機械加工領域對于機器加工各方面加工的要求越來越高，這種情況下必須實現(xiàn)高可靠性、高精度以及全天候智能化加工。智能制造技術與系統(tǒng)在機械加工領域中的應用主要是利用計算機技術與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)對于各零部件加工工藝、智能制造加工等資源、信息的共享，從而達到加工制造自動化、智能化及高效化的目標。下面主要從不同角度，針對智能機械制造與加工模式的創(chuàng)新及轉變進行深入分析，旨在為我國智能制造領域發(fā)展起到推動性作用。

1智能制造的本質

1.1智能制造的概念

很早以前智能制造的概念就已經(jīng)被提出了，從廣義上來說，智能制造是由機器、人類智慧結合形成的任意一體化機械制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)被人們稱之為智能制造，在智能制造過程中可以充分利用其分析、判斷及決策等行為實現(xiàn)智能化制造。以智能機器為依托，可以從最大程度上在制造過程中講專家的腦力勞動解放出來，有效發(fā)揮出人類的智慧，用于開發(fā)新型系統(tǒng)，不斷推動整個人類社會的進步及發(fā)展。換句話說，正因為有了智能制造的概念，才有效的推動了機械自動化的發(fā)展，進而將自動化的發(fā)展水平集成到智能化、柔性化以及集成化的程度上。具體來說，智能制造的概念主要體現(xiàn)在智能制造系統(tǒng)與機械制造兩個領域，在機械制造及加工過程中，應用智能制造系統(tǒng)可以不斷的學習，對化境信息、系統(tǒng)自身信息等進行不斷的搜集、分析，并基于此給出正確的判斷、決策，進而對自身各項行為進行規(guī)劃，這樣一來即可為智能制造技術的發(fā)展提供有效指導。

1.2智能制造對于制造業(yè)的影響

隨著近年來世界智能化、數(shù)字化的快速發(fā)展，智能制造發(fā)展的水平已成為整個行業(yè)的共識，在整個傳統(tǒng)制造領域中，機械制造及加工主要依靠非智能設備與人類勞動來實現(xiàn)生產(chǎn)目的，但是原料不斷發(fā)展變化，設備的實時負荷也在發(fā)生變化，而傳統(tǒng)工業(yè)設備在其加工制造過程中并不能做出自動的調整，這種情況下工人在測定能耗、記錄分析過程中就會出現(xiàn)一些誤差，因此制造出的工業(yè)產(chǎn)品很難滿足實際應用需求，致使生產(chǎn)成本遠遠要高于需求的成本，因此會出現(xiàn)很大的浪費。近年來很多國家都在大力倡導節(jié)能減排，這方面的執(zhí)法嚴厲度也越來越大，這種情況下很多制造企業(yè)開始引進智能化設備來解決一線生產(chǎn)上存在的高能耗問題，大量實踐證實，應用智能制造技術可以顯著降低整體能耗。比方說制造業(yè)的智能管理軟件的應用，近年來為機械制造與加工企業(yè)管理工作帶來了無窮的便利，充分實現(xiàn)了企業(yè)規(guī)范化管理目標，利用該軟件可以對人和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行互聯(lián)，這樣一來信息世界和現(xiàn)實世界就可以融為一體，極大的擴展了管理層對數(shù)據(jù)的認識。具體來說，其有益效果體現(xiàn)為以下幾方面：①極大的提升了產(chǎn)品成品率，提升了對設備的綜合利用率；②通過對各項工藝過程進行優(yōu)化，可以對設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，同時還能提升產(chǎn)品質量及生產(chǎn)的效率；③智能管理實現(xiàn)以后，大大降低了跨廠區(qū)、跨地域的遠程監(jiān)控與管理；④企業(yè)管理人員可以在短時間內掌握設備資產(chǎn)的利用情況，從而實現(xiàn)最優(yōu)化的管理目標；⑤實現(xiàn)智能管理后，生產(chǎn)流程管理具備了及時性、信息化等特征，這樣管理人員即可提前預見發(fā)生的問題，從而充分實現(xiàn)對各項設備的透明化管理；⑥在大數(shù)據(jù)支持下，不同設備情況、不同時段的匯總分析即可實現(xiàn)，同時直觀的將其展示出來，這樣一來管理人員就可以更加科學地對設備與人員進行管理，從而促進企業(yè)整體效益的提升。

2機械加工領域智能制造技術的特點

機械制造與機械設計是國民經(jīng)濟的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，機械制造與機械設計如果取得發(fā)展，將會帶動其他相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。縱觀我國機械制造與機械設計行業(yè)發(fā)展情況，傳統(tǒng)設備的引進與再吸收方式很顯然已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展，這種情況下必須在機械制造與機械設計中融入一些創(chuàng)新元素，以不斷提升我國機械制造與加工行業(yè)的創(chuàng)新能力，進而顯著提高機械產(chǎn)品質量，同時降低機械產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，這是現(xiàn)階段機械制造與加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。

2.1人機一體化

依托人工智能發(fā)展而來的智能制造系統(tǒng)，它具有自動化、高效化及智能化等一系列特征，而智能化制造設備根據(jù)具體加工步驟，實現(xiàn)推理、判斷及預測等相關活動，單純依靠數(shù)據(jù)邏輯思維能力，根本體現(xiàn)不出靈感與思維。而人機一體化出現(xiàn)之后，多形態(tài)混合型智能系統(tǒng)開始走進人們的視野，該系統(tǒng)在機械制造與加工領域的應用，不僅大大突出了加工制造過程中人的主體性地位，同時在人的配合之下，智能制造與加工設備很多未被充分利用的潛能也能得到很好的發(fā)揮和利用，這樣一來，二者就可以在不同水平上、不同領域中發(fā)揮其功能與作用，達到相得益彰的效果。

2.2自學習與自維護能力

智能制造加工設備在其應用中，主要以原來的知識儲備作為基礎和前提，在具體制造與加工過程中實現(xiàn)了自主學習的目的，同時系統(tǒng)知識庫也能不斷完善和更新，并對知識庫中的錯誤信息進行過濾、刪減，在此基礎上達到不斷完善和優(yōu)化知識庫的目的。與此同時，該系統(tǒng)還能針對設備系統(tǒng)故障進行自診斷、故障排除以及修復等。

2.3自組織

從運行方式、結構形式等方面來看，智能制造系統(tǒng)可以結合工作任務要求，利用各組成單元控制系統(tǒng)組織成最愛的結構和系統(tǒng)，并根據(jù)最有話的方式來運行。在智能制造領域中，自組織可以作為智能制造系統(tǒng)的重要標志存在。

2.4自律能力

在實際運用過程中，應用智能制造系統(tǒng)可以按照其作業(yè)情況實時反饋相關信息，并對其狀態(tài)進行分析、判斷及監(jiān)測，在此基礎上采取措施進行處理，實現(xiàn)根據(jù)結構自動調節(jié)控制，最終給出最佳的、最高效的制造與加工方案。在整個智能制造系統(tǒng)中，由于自律能力的存在使其人性化功能得以充分展現(xiàn)。

2.5模擬加工技術

在智能制造與加工過程中，模擬加工技術在運用計算機技術的基礎上，利用專業(yè)的圖形處理軟件可以對產(chǎn)品及其制造與加工過程進行模擬，這樣就可以從視覺上感受到機械制造與加工的過程，從而有效減少次品率。在智能制造領域中，應用人機結合智能界面，體現(xiàn)了智能制造的顯著特征與優(yōu)勢。

3機械制造與加工領域智能制造的應用現(xiàn)狀與問題

機械制造在我國應用至今，已經(jīng)逐漸朝著機械設計制造自動化的方向轉型，目前自動化技術在機械制造行業(yè)的諸多領域均發(fā)揮著不可替代的作用。機械制造技術是我國龐大經(jīng)濟體系中的一項核心技術產(chǎn)業(yè)，目前已經(jīng)融入到人們生活、生產(chǎn)的方方面面。雖然目前我國自動化技術已經(jīng)應用于機械制造領域中，并且智能制造也開始成了制造企業(yè)的主要發(fā)展方向，但是因為這一行業(yè)的起步比較晚，從整體上來看其發(fā)展還非常緩慢，發(fā)展速度遠遠不及世界上很多先進國家。西方發(fā)達國家，機械制造領域中智能制造的應用主要體現(xiàn)在機械制造的集成化、智能化以及數(shù)據(jù)化三方面上，因為西方發(fā)達國家在這三個方面均起步較早，并很早就開始了大力推廣，因此西方國家機械制造與加工行業(yè)中智能制造的普及速度遠遠領先于我國。而我國機械制造與加工則主要體現(xiàn)在集成這一方面上，而虛擬化與智能化上的應用還要落后很多，因此直接造成了我國機械制造領域發(fā)展的不均衡問題。中國制造企業(yè)深諳“笨鳥先飛”這一道理，近年來開始在智能領域發(fā)力，從工業(yè)產(chǎn)品定制化供應、智能控制系統(tǒng)以及創(chuàng)新下游應用驅動模式等領域快速發(fā)展，具體來說體現(xiàn)為以下幾方面：①生產(chǎn)制造與加工過程中，當前智能化、高度集成化的智能制造系統(tǒng)早已取代了傳統(tǒng)生產(chǎn)制造與人工制造設備，一些機械設計制造企業(yè)還開始在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)過程中應用智能制造的相關理念，并為企業(yè)管理及各項工業(yè)服務等活動環(huán)節(jié)服務。除此之外，不僅是裝備智能化，生產(chǎn)的智能化、方案設計的智能化以及轉變制造業(yè)模式的智能化等方面，也開始陸續(xù)有企業(yè)嘗試著進行智能化轉型的努力。②在政府引導下、政策導向下、龍頭企業(yè)帶頭下，傳統(tǒng)機械制造與加工企業(yè)在一段時間內得到了平穩(wěn)發(fā)展，但是其體量非常龐大，系統(tǒng)也比較冗雜，經(jīng)常需要有大量資金支持才能順利運轉。隨著政府倡導推廣和運用智能制造的理念，一大批社會企業(yè)開始將目光投向了機械制造與加工企業(yè)，包括互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在內。同時眾多機械設備應用的廠商也逐漸認識到了加大對核心技術研發(fā)投入是多么的重要。在如此風潮的引領之下，傳統(tǒng)機械制造與加工企業(yè)也逐漸朝著智能制造方向轉型。隨著生產(chǎn)過程中成本不斷增加，機械制造企業(yè)對智能制造裝備的要求也發(fā)生了巨大變化，目前智能制造裝備正朝著協(xié)作化、小型化以及精密化方向發(fā)展，主要體現(xiàn)為智能機器人、精密無人飛行器及數(shù)字化精密機床等，我國眾多機械制造及加工企業(yè)也開始逐漸認識到了這一方面的重要性，從多方面改良、更新技術，以更好的適應下游企業(yè)不斷衍生的新型需求，但是因為我國企業(yè)這方面的起步比較晚，目前與發(fā)達國家相比始終存在一定差距。

4我國機械制造與加工模式向智能制造發(fā)展的對策

從機械制造行業(yè)發(fā)展為智能制造方向，是目前我國工業(yè)發(fā)展的一項重要挑戰(zhàn)，同時也是我國工業(yè)領域重新崛起的機遇。我國機械制造及加工領域企業(yè)應認識到我國企業(yè)與發(fā)達國家的差距，積極總結自身在生產(chǎn)、設計等方面存在的不足和弊端，并積極借鑒國外相關企業(yè)的經(jīng)驗，采取措施對自身發(fā)展方向進行快速調整，并加大在機械制造與加工上的投入，加大產(chǎn)品研發(fā)的力度，緊緊抓住智能制造帶來的機遇，不斷推動我國工業(yè)技術的更新與升級，這樣才能盡快實現(xiàn)從制造業(yè)到新型智能制造的一個重要轉型，不斷促進我國制造業(yè)的快速發(fā)展。下面就具體對策進行分析。

4.1政府應增加政策上的扶持力度

我國政府應該充分認識到政策的重要性，進一步在政策上的扶持力度，從這一點上來說，《“十三五”規(guī)劃綱要》、《中國制造2025》等政策的出臺中，都對引領、助推智能制造業(yè)的快速發(fā)展起到了重要作用，在傳統(tǒng)行業(yè)的影響下，我國工業(yè)轉型升級期間將會持續(xù)很長一段時間，在這期間政府應從最大程度上制定出對智能制造與加工產(chǎn)業(yè)的相關政策，利用這些政策細分產(chǎn)業(yè)的相關工作，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到引導作用。但是，這里需要注意的一點是，產(chǎn)業(yè)規(guī)劃引導發(fā)展的工作也要適時的、分時期的更新、執(zhí)行，這樣才能根據(jù)實際情況推動機械制造與加工產(chǎn)業(yè)朝著智能制造領域發(fā)展。

4.2實現(xiàn)智能制造信息集成

目前，智能制造已經(jīng)被全世界范圍內的制造業(yè)認為是其發(fā)展的必然方向，這里比較典型的國家有英國、美國、日本等東西方發(fā)達國家，這些國家均已明確其智能制造可以解決信息集成過程中的核心問題，信息集成的實現(xiàn)，需要制定出規(guī)范性的、統(tǒng)一的全世界化標準，而我國作為全球第二大經(jīng)濟體，必須在短時間內形成一套國內行業(yè)標準體系，這樣一來，才能與全球各國一同，相互協(xié)作，推動智能制造領域的快速發(fā)展，與此同時，在建設全世界智能制造體系標準化過程中，爭取獲得更多話語權。

4.3龍頭企業(yè)應加大技術研發(fā)力度

與發(fā)達國家相比，我國整體制造業(yè)的差距體現(xiàn)在多方面，集中起來主要分布在核心技術、關鍵零部件制造兩方面，所以，機械制造與加工領域不僅需要政府的大力扶持，同時還要國內龍頭企業(yè)充分發(fā)揮出自身優(yōu)勢，加大對機械制造與加工技術的研發(fā)力度，同時還要積極與科研機構及高校之間的合作，這樣一來即可進一步加速智能制造轉型期間高薪技術產(chǎn)品的轉化，從而在短時間內趕超西方發(fā)達國家。

4.4主張綠色與可持續(xù)發(fā)展理念

在經(jīng)歷了多年粗獷經(jīng)濟發(fā)展模式以后，資源短缺、環(huán)境惡化等問題開始成為限制和影響我國制造業(yè)發(fā)展的重要因素，這種情況下可持續(xù)發(fā)展理念開始提出來，并在短時間內遍布各行各業(yè)，制造業(yè)也是如此，當前綠色與可持續(xù)發(fā)展成了機械制造與加工領域實現(xiàn)發(fā)展的必由之路。所以，在制造業(yè)進行智能制造轉型的重要階段，我國機械制造領域應充分認識到目前我國所面臨的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，從整體上朝著環(huán)保型、節(jié)約型企業(yè)方向轉型，最終轉變成為生態(tài)型的智能制造企業(yè)。

4.5追求發(fā)展模式的創(chuàng)新與突破

很明顯，如果智能制造的發(fā)展僅局限在機械生產(chǎn)加工的智能化上，企業(yè)要想在發(fā)展模式上追求過高，是不可能實現(xiàn)的。因此，機械制造企業(yè)應該將眼界放開、放長遠，不僅關注機械生產(chǎn)過程加工的智能化，同時還要從發(fā)展模式上下大力氣，追求發(fā)展模式的創(chuàng)新與突破，充分運用智能化、信息化系統(tǒng)，對上下游產(chǎn)業(yè)形成的大數(shù)據(jù)進行總結與分析，從而有效加速企業(yè)從粗獷式到智能化的轉型，最終發(fā)展成為面向市場的智能制造企業(yè)。

5結語

綜合以上，智能制造是新時期出現(xiàn)的新的制造模式，在傳統(tǒng)加工巨頭行業(yè)中，機械加工行業(yè)中智能制造是其未來的主要發(fā)展方向。制造業(yè)是我國經(jīng)濟的主體，同時也是國民經(jīng)濟的重要支柱，因此從傳統(tǒng)模式朝著智能制造轉變顯得非常必要。隨著信息技術、計算機技術以及制造加工技術的快速發(fā)展，如何將各方面相互銜接起來，將會是機械制造與加工企業(yè)未來一段時間內急需解決的重要問題，隨著我國經(jīng)濟創(chuàng)新改革工作如火如荼的進行，未來將會有更多資金投入到智能制造的相關研究之中，智能制造將會成為機械加工領域以后發(fā)展的必然目標。

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作者:馮靜娟 單位:硅湖職業(yè)技術學院