機械加工領域中智能制造技術與系統可行性研究

羅華進

（廣西理工職業技術學校， 廣西 南寧 530000）

引言

所謂智能制造技術（IMT），是指利用計算機模擬、分析，對智能信息收集、存儲、完善、共享的先進技術，它在機械加工領域中的應用，既有利于營造一個智能化機械加工環境，又有利于提高生產效率，實現高度集成化、高度柔性化地生產加工目標。以下就是對智能制造技術（IMT）與系統可行性方面問題的詳細闡述。

1 我國機械加工領域智能制造發展現狀

智能制造是“中國制造2025”主攻方向，在現代化社會快速發展背景下，國家政府機構先后頒布了《中國制造2025》和《國家智能制造標準體系建設指南（2015年版）》，以柔性化、智能化生產模式建立了多個智能制造試點示范項目。我國智能制造起步較晚，對于工業傳感器、數字伺服電機等關鍵技術的開發不太理想，智能設備應用種類較少，且運行可靠性不強，制約了機械加工領域智能制造的發展步伐[1]。進入到21世紀以后，我國機械加工行業初步建立了智能制造技術（IMT）與系統產業化體系，推行了一批擁有自主知識產權的智能制造裝備。在智能制造行業扶持方面，國家部署了一系列戰略，并在這個方面投入了一定量的研究資金。

2 IMT與系統的特點、內容與目標

2.1 特點

我國機械加工領域中智能制造技術（IMT）與系統有著人機一體化、自學能力、自組織、自律能力和模擬加工技術等多個特點。人機一體化，是指智能制造技術（IMT）與系統是人機一體化智能系統，它能夠運用自身具備的形象思維、邏輯思維和敏銳靈感，從而獨立分析、判斷、決策任務。在人機一體化運行環境下，人與機械之間保持著互相協作的關系，可通過相互配合更好地完成加工制造任務。而智能制造技術（IMT）與系統的自學能力主要體現于智能制造加工設備會不斷進行自主學習，完善系統知識庫，利用知識庫對系統故障進行診斷、修復，排除錯誤信息，達到設備自維護目的。自組織，是指智能制造技術（IMT）與系統會根據工作任務將控制系統中各個單元組成最優的結構和運行方式，以便于實現高效率的智能制造[2]。自律能力，是指智能制造技術（IMT）與系統具備自我分析、反饋、判斷、監測、處理的功能，以人性化的運行方式科學控制系統作業情況。模擬加工技術，是指智能制造技術（IMT）與系統在產品生產加工之前，將借用計算機技術和圖形處理軟件，模擬真實的加工過程，不斷優化產品制造方案，降低機械加工中的次品率。

2.2 研究內容

本文關于機械加工領域中智能制造技術（IMT）與系統可行性研究內容主要是智能設計、智能工藝過程編制和智能監測等等。從智能設計上來看，在機械加工中，可利用IMT，建構一個以“機械制造”為主的資源共享中心，用數據模擬生產過程[3]。同時，在控制器中設置標識單元，主要用于存儲生產鏈中供應商提供的批次分析運行狀態等數據，當信號感應指示燈由綠變為紅時，安排專業人員及時對設計方案作出調整，待信息反饋恢復正常之后，繼續進行智能設計。在機械加工智能設計環境下，工作人員可利用智能系統上電子機械操控板塊分析產品質量，監控產品設計過程，模擬產品制造工藝。這種智能設計方式將進一步提高機械加工領域整體生產水平。從智能工藝過程編制角度來看，在機械加工中，可利用IMT技術優化設計智能工藝過程。以空心軸加工為例，可利用3D打印(增材制造)技術與銑削加工技術的結合，編制智能化生產中零件工藝，確定定位基準、裝夾方式、表面加工方法、機床選擇、刀具選擇、切削用量、工藝路線、加工順序、工藝卡片、工藝過程和數控加工工序等等步驟，通過智能工藝過程的編制提升機械加工質量。

2.3 研究目標

關于機械加工領域中智能制造技術（IMT）與系統可行性研究目標是用智能取代部分腦力勞動，以人機一體化的智能加工優化制造過程。俗話說：“工欲善其事，必先利其器”[4]。在機械加工領域中把智能制造作為載體，以智能化、網絡分布式管理方式管控機械加工過程，用高檔數控機床與機器人、增材制造裝備（3D打印機）等智能設備進行生產管理，可促進各個生產環節的協同加工。同時，因計算機設備具備工程物理仿真、工藝仿真等功能，可降低機械加工中次品率。

關于機械加工領域中智能制造技術（IMT）與系統可行性的研究目標還在于構建一個可適應市場，有著經濟性、集成性、開放性、兼容性的生產系統。

3 機械加工領域中智能制造面臨的問題

在機械加工領域智能制造中仍然將面臨一些問題。首先，從市場應用角度來看，在機械加工領域實際發展過程中，為了真正實現對智能制造技術（IMT）與系統的應用，既需要在前期投入大量資金，又對人員專業技能提出了更高的要求。因而，投資者更傾向于傳統成熟且穩定機械加工行業的投資，對投入產出比例不高的智能制造興趣不大，機械加工領域智能制造需要進行進一步的完善。其次，從技術上來看，機械加工領域將面臨著利用先進制造技術提高原料訂購、產品加工、產品銷售、產品開發等各個環節集成自動化水平的問題。再次，從研究方向角度來看，對于智能決策、智能加工系統等的研究將成為機械加工行業智能制造發展最大挑戰，這是一個非常值得深思的問題。

智能制造與傳統機械加工行業相比，有著獨特的優勢，可實現高效化、高質化、智能管控目標，但其前期投入要比傳統機械加工行業高。在這一背景下，我國機械加工領域應圍繞這一問題積極探求可行性的問題解決措施，迎合現今信息化時代發展趨勢，不斷優化機械加工中的智能系統，努力營造一個良好的智能制造環境，讓人們更加青睞智能制造。

4 結語

在21世紀背景下，智能制造技術（IMT）將成為機械加工領域賴以行進的基本軌道。而如何在機械加工智能制造中融合計算機技術、制造加工技術、信息技術等，將成為亟待解決的問題。在未來，機械制造領域應投入更多的精力研究智能制造技術（IMT）與系統可行性，不斷增強實踐生產中的智能制造水平，提高機械加工領域整體競爭實力。