機(jī)械智能化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

王至聰

摘要：近年來，智能技術(shù)在社會各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，對于機(jī)械工程來說，其智能化發(fā)展是大勢所趨。本文簡要分析了機(jī)械智能化的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了機(jī)械智能化未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;智能化;現(xiàn)狀

中圖分類號：TH-39? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

二十一世紀(jì)以來，智能化技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械膽?yīng)用越來越廣泛，人類社會呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢，而智能化也是機(jī)械制造設(shè)計的重要發(fā)展方向。對于機(jī)械設(shè)計制造來說，智能化是面向機(jī)器行為提出的一個概念，通過智能化的設(shè)計來實現(xiàn)機(jī)械自動化產(chǎn)品的智能化，以人工智能的方式進(jìn)行控制。本文對機(jī)械制造智能化發(fā)展現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，旨在為相關(guān)研究與實踐提供參考。

1 機(jī)械智能化發(fā)展現(xiàn)狀

我國機(jī)械智能化發(fā)展可大致劃分為四個階段，具體來說如下[1]：

（1）引進(jìn)階段。國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）是我國機(jī)械智能化開端的標(biāo)志。在863計劃之前，我國機(jī)械工程大多依賴于引進(jìn)國外技術(shù)和系統(tǒng)，雖然在少數(shù)軟件和硬件方面，能夠?qū)崿F(xiàn)自主開發(fā)，但智能化關(guān)鍵技術(shù)仍需要引進(jìn)，整個發(fā)展?fàn)顟B(tài)十分被動。（2）開發(fā)階段。此階段以國外機(jī)械智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，展開逆向研發(fā)，將其與我國現(xiàn)有技術(shù)融合和改造。這一階段為我國機(jī)械智能化的進(jìn)一步發(fā)展積累了豐富經(jīng)驗，為機(jī)械智能化技術(shù)的自主研發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。（3）模仿開發(fā)階段。此階段在模仿基礎(chǔ)上適當(dāng)進(jìn)行創(chuàng)新，二十一世紀(jì)之后，我國逐步邁過二次開發(fā)，轉(zhuǎn)而模仿國外技術(shù)，并結(jié)合實際情況進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，實現(xiàn)了一些簡單機(jī)械智能化系統(tǒng)的自主研發(fā)。（4）獨(dú)立開發(fā)階段。獨(dú)立開發(fā)階段標(biāo)志著我國機(jī)械智能化的發(fā)展走向了正軌，機(jī)械制造實力得到增強(qiáng)。尤其自2009年之后，我國科研機(jī)構(gòu)紛紛進(jìn)行機(jī)械工程智能化控制系統(tǒng)的自主研發(fā)。但需要注意的是，在一些關(guān)鍵零部件上，仍然依賴于進(jìn)口，一定程度上制約了我國機(jī)械智能化的進(jìn)一步發(fā)展。

2 機(jī)械智能化未來發(fā)展趨勢

2.1 網(wǎng)絡(luò)化

在傳統(tǒng)的機(jī)械工程中，主要通過圖紙來進(jìn)行設(shè)計，以圖紙的形式來呈現(xiàn)產(chǎn)品的功能和特點(diǎn)，并以圖紙為基礎(chǔ)來進(jìn)行樣品生產(chǎn)，這種制造設(shè)計方式不僅效率低下，且需要投入大量的時間成本之后才能夠正式投產(chǎn)。同時，在傳統(tǒng)工程中，圖紙設(shè)計與生產(chǎn)模式不能有效地控制資源消耗，一旦出現(xiàn)問題，則會對工業(yè)生產(chǎn)工作的有效開展帶來不利影響。此外，在市場經(jīng)濟(jì)體制不斷深化發(fā)展的背景下，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)面臨的市場競爭日趨激烈，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方式顯然不符合市場經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，不利于企業(yè)核心競爭力和經(jīng)濟(jì)效益的提升，在激烈的市場競爭環(huán)境下，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的機(jī)械工程應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對資金投入和資源的有效控制，通過有效的數(shù)據(jù)傳輸來處理設(shè)計制造與產(chǎn)品需求之間的關(guān)系，以事先設(shè)計好的計算機(jī)程序來進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)制造，通過以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的虛擬化生產(chǎn)技術(shù)來進(jìn)行產(chǎn)品應(yīng)用試驗，看產(chǎn)品是否滿足設(shè)計要求，并針對性的進(jìn)行技術(shù)調(diào)整[2]。總的來說，在機(jī)械智能化的各個環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都有著重要的應(yīng)用，其不僅能夠縮短產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)周期，還能夠有效的節(jié)約企業(yè)人力資源和物力資源，對于提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和核心競爭力有著重要的意義。

通過上述分析可知，網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械智能化的重要發(fā)展趨勢，以現(xiàn)代科技網(wǎng)絡(luò)為載體更好的實現(xiàn)設(shè)計的自動化。但需要注意的是，在當(dāng)前機(jī)械智能化應(yīng)用的過程中，其網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展還存在著一定的問題，例如在機(jī)械設(shè)計制造的過程中，其智能化水平對生產(chǎn)效果有著重要的影響，在應(yīng)用智能化技術(shù)之后，生產(chǎn)現(xiàn)場不可能派遣過多專業(yè)人員進(jìn)行管理，一旦機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)問題，則難以及時進(jìn)行問題的解決，難以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外，管理人員對智能化技術(shù)的不了解也會對生產(chǎn)效果產(chǎn)生影響，在這種情況下，需要積極應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合生產(chǎn)實際來對生產(chǎn)進(jìn)行控制，一旦機(jī)械智能化制造或設(shè)計過程中出現(xiàn)問題，可以通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行及時處理，打破了生產(chǎn)管理的時空限制，對于提升生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)穩(wěn)定性等方面有著積極的意義。

2.2 模塊化

模塊化是一項系統(tǒng)性的工程，對于機(jī)械智能化來說，其產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)廠家眾多，而無論哪個生產(chǎn)廠家的機(jī)械產(chǎn)品，其自動化、智能化產(chǎn)品單元都是十分復(fù)雜且至關(guān)重要的，涉及到機(jī)械接口、動力接口及電氣接口等眾多接口的設(shè)計，涉及到集減速、智能減速和電動機(jī)于一體的動力單元，涉及到集視覺、圖像處理、測距等眾多功能于一體的智能控制單元，同時需要各種能夠完成相應(yīng)操作的機(jī)械裝置支持，只有這樣才能夠以標(biāo)準(zhǔn)單元為基礎(chǔ)進(jìn)行新產(chǎn)品的迅速研發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大[3]。而模塊化設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)自動化產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，無論對機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)來說還是對標(biāo)準(zhǔn)智能化、自動化單元生產(chǎn)企業(yè)來說，模塊化都會促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展，由此可見，模塊化是機(jī)械智能化的重要發(fā)展趨勢。

2.3 微型化

早在二十世紀(jì)八十年代末期，微型化的概念就被提出，從實質(zhì)上來講，微型化就是機(jī)械智能化向微觀領(lǐng)域的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家將機(jī)械設(shè)計制造自動化設(shè)計的微型化定位于微電子機(jī)械系統(tǒng)和微機(jī)械自動化系統(tǒng)，將幾何尺寸小于1立方厘米的機(jī)械智能化產(chǎn)品歸于了微型化產(chǎn)品的范疇中，同時微型化的尺寸還不斷向微米級別和納米級別發(fā)展。微型機(jī)械智能化產(chǎn)品不僅有著體積小、能耗低的特點(diǎn)，同時其操作和運(yùn)動靈活性較高，在軍事、信息及醫(yī)療等各個領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯。微機(jī)械技術(shù)是機(jī)械工程智能化和微型化發(fā)展的關(guān)鍵所在，在進(jìn)行微機(jī)械智能化產(chǎn)品加工的過程中，需要積極采用光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)等超精密加工技術(shù)，其對技術(shù)的精細(xì)化和精密化要求較高，因此，在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)積極加強(qiáng)對微機(jī)械技術(shù)的研究和應(yīng)用，只有這樣才能夠促進(jìn)機(jī)械智能化的進(jìn)一步發(fā)展。

2.4 人格化

人格化指的是機(jī)械智能化設(shè)計積極注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品與人的互動，具體來說有兩層含義，其一指的是機(jī)械智能化產(chǎn)品以人為最終適用對象，在進(jìn)行智能化設(shè)計的過程中，要注重產(chǎn)品的智能、情感和人性，例如家用機(jī)器人就以人機(jī)一體化為最高追求境界;其二指的是以生物機(jī)理的研究和模仿為基礎(chǔ)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計，根據(jù)動物的啟發(fā)進(jìn)行設(shè)計和研制。

3 結(jié)語

綜上所述，在機(jī)械工程領(lǐng)域中，有效應(yīng)用智能技術(shù)能夠提升機(jī)械工程的智能化水平，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。但需要注意的是，相較于發(fā)達(dá)國家來說，我國機(jī)械智能技術(shù)起步較晚，積累的經(jīng)驗不夠多，技術(shù)基礎(chǔ)相對薄弱，發(fā)展趨勢和方向的把握上也存在一定問題。本文簡單梳理了機(jī)械智能化的發(fā)展階段，介紹了其發(fā)展現(xiàn)狀和局限之處，并展望了我國機(jī)械智能化的未來發(fā)展趨勢，這對于我國機(jī)械智能化的自主研發(fā)的實現(xiàn)和長遠(yuǎn)發(fā)展有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張文康，杜永綱，曹貽選.論述機(jī)械工程的智能化發(fā)展趨勢[J].中國設(shè)備工程，2018，（17）：208-209.

[2] 張海東.新形勢下機(jī)械工程智能化的現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討[J].山西農(nóng)經(jīng)，2017，（3）：112-113.

[3] 王昊.“互聯(lián)網(wǎng)+”下的農(nóng)業(yè)工程機(jī)械智能化發(fā)展研究[J].農(nóng)民致富之友，2016，（16）：229+281.

Development Status and Trend of Mechanical Intelligence

WANG Zhi-cong

（Liaocheng Foreign Language School ， Liaocheng Shandong? 252000）

Abstract： In recent years， intelligent technology has been more and more widely used in various fields of society， For mechanical engineering， its intelligent development is the general trend. This paper briefly analyzes the development status of mechanical intelligence， and discusses the future development trend of mechanical intelligence.

Key words： mechanical engineering; intellectualization; status quo