從智能化角度淺析計算機科學在機械工程中的應用前景

余萬成

摘 要：隨著國家的發展、社會的進步、“互聯網+”的深化，計算機技術的應用愈發廣泛，其在國家第二、三產業中扮演角色也越來越重要。機械工程領域是第二產業的重中之重，它的智能化不僅會帶來生產力的革命，而且能創造巨大的生產效益。基于此，本文以機械工程的智能化為切入點，對未來計算機智能化技術在機械工程中的應用前景和發展方向進行淺析，探討計算機智能化在計算機工程領域中的巨大作用。

關鍵詞：智能化；機械工程；計算機技術

中圖分類號：S216.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0181-02

1 簡述智能化的機械工程

建國以來，我國的機械制造業由于多方面的原因，發展較為緩慢。直至十一屆三中全會鄧小平同志提出“科學技術是第一生產力”指導思想以后，中國的第二產業中的機械制造業進入飛速發展的時期，其在管理、生產方面取得了長足的進步。但是，由于我國“基礎差、底子薄”的現實情況，距追上制造業大國還有很大的差距。

什么是智能化呢？智能化就是計算機技術發展至今，將計算機網絡和通信等技術智能結合，由自動化升華為智能化，并將之運用到生產與生活中，用于改變、提升和方便人類的生活方式。而在機械工程的生產方面，已有之前的機械自動化往機械智能化方面飛速的發展。機械與計算機技術的有機結合就是現代的智能機械。

現代機械已經邁入智能化的時代，相對于別的產業，計算機智能化技術能與機械良好的契合。幾十年前，機械自動化帶來了機械工程的革命，自動化的出現改變了機械設備的全人工模式，給機械行業帶來了大大的便利，很大程度上提高了生產效率，而如今機械智能化在自動化的基礎上，帶來了生產力的更大解放和突破。機械工程的前景必定在智能化，它不僅會更大的提高生產效率，在其他方面也會帶來更多的便利和精確服務。例如，設計，生產，仿真模擬減少生產事故等等。

2 傳統技術在機械工程中的應用分析

人類進入現代的標志是各種現代工具的誕生。從石器時代的石斧，石錘等簡單粗糙的工具，慢慢演變到現在由多個零部件組成的現代器械，在幾千年的發展歷程中，盡管發展并不迅速，但留下了非常豐厚的經驗及知識。傳統的機械工作中，機械制造大部分是依靠個人能力，通過人力來完成，生產成果往往依據跟人的經驗和水平，無法完成統一和標準化。人為因素在其中所占的比重就非常大，這樣導致生產的穩定性和可靠性較差，批量做加工質量就不穩定，且精度不高，而且這樣會消耗大量的勞動力，也不易大量復制，所以無法用于大規模生產。這樣就大大降低了生產率和生產效率，且成本還高，也就是生產力的極大浪費。

當前我國機械制造業中的一些問題。當前我國的機械制造業的發展遠不如國外，產品的生產制造工作是建立在對于機械設備的自如運用上的。而現在我國的機械制造業發展還不夠完善，還有很多問題亟待解決。

（1）機械設備的問題。機械設備與生產產品的要求達到設備、功能一致，這樣才能使生產過程順利且高效地進行。由于機械企業都是獨立的個體，其生產和應用的機械設備的選擇和配置往往不同，因此，題不對號的事情并不鮮見。

（2）我國機械企業的創新意識不強。由于我國的機械產業發展的落后及滯后性，決定了我國機械企業一方面是企業對機械產品的創新意識不足，另一方面企業對設備的創新意識也較薄弱。而想要研發和設計出更好的產品，就需要不斷的壯大自己，不論是技術、設備還是管理，以求達到更為理想的狀態和更高的效率。

（3）機械企業的設備維修和維護的難度大。許多企業的領導者往往較為短視，他們只注重眼前所能得到的利益，卻選擇性地忽視了機械設備的日常養護，使機械的壽命達不到預期。企業搶進度，趕時間是常有狀態，導致機械設備常常處于超負荷狀態，機械設備的嚴重磨損與老化也是意料之中。

3 計算機在機械工程中的應用現狀

計算機技術在機械工程領域中，不管是有關民生的輕工業還是關于國防的重工業，其應用愈發的不可替代。計算機在機械產品的設計、制造、生產、試驗等各個環節都起著不可忽視的作用。計算機圖形學被用來在機械結構和產品設計方面，包括汽車，飛機，船舶的外行及其內部各種零部件，電子線路，電子器件等。

3.1 設計方面

目前，計算機輔助技術在整個機械制造業設計中起到很大的輔助作用，機械設計就是圖形的設計，計算機技術幫助設計師突破了手工繪圖的限制，使機械設計取得了大踏步發展。其在繪圖速度、圖形的描繪、設計圖紙的保管方面的應用，使工作變得極為便利和簡單。而現在圖形軟件的進一步發展完善，在提高質量，減輕疲勞強度，縮短周期，提高生產率等方面都起到很大作用。在許多工業生產設計中，計算機軟件CAD系統能完成各種產品的設計、整體和模擬，包括其外形、內部零件的設計安裝和檢驗等。

3.2 制造方面

在機械制造領域，計算機數控技術的發展有效的降低了生產的成本，而且提高了生產的加工效率和精度；而計算機模擬數控加工技術的應用，可以對加工程序進行實時圖形仿真，有助于生產實時監控。

3.3 生產方面

計算機模具CAD/CAM技術，在模具的自動化生產方面已經被廣泛運用于包括飛機，汽車，電子，機械甚至服裝，建筑等。通過計算機可以在制模前研究模具設計的好壞，提供可靠的數據和逼真的場景，為生產帶來便利，同時可以對各種生產過程進行監控和控制。

4 計算機技術在機械工程的應用前景

隨著社會生產的飛速發展，國家“十二五”規劃對機械制造業提出的新的智能化標準：柔性化生產，自動化，數字化等。智能制造是“中國工程制造”努力的目標。新的以“數字化智能制造”為核心的第三次工業革命浪潮已經到來，是機遇也是挑戰。必須把握住時代的脈搏和主題，智能化是未來各產業發展的必然趨勢。機械工程的智能化，其發展前景十分廣闊，其帶來的良性影響不僅是能促進生產設備的安全且高效的運行，為社會生產力帶來強勁的生命力，還能有效的減少工業生產為環境帶來的不良影響。endprint

4.1 目前智能化在機械工程中的應用

當前，隨著機械工程的愈發智能化，其產品也是層出不窮。眾所周知，機械產品離不開人。但是，機械工程的智能化，使機械產品能脫離人的桎梏。例如汽車，普通車輛通過人駕駛，駕駛員的人為因素占了很大的比重（駕駛員的經驗，精神狀態等），而機械工程智能化的發展促使了無人車的出現。智能系統相當于給車裝上了“眼睛”、“大腦”、“腳”的電視攝像機，電子計算機等的裝置，實現以技術彌補人為缺陷因素的無人駕駛車，還有時下興起的無人機甚至智能大廈。同樣生產中也運用了各種智能技術，如智能生產控制系統、虛擬企業、智能制造系統、智能數據庫等等。

這些工程機械的改變和進步都離不開計算機技術的應用。計算機技術在工業化生產中能極大的節省生產力，提高工作效率，減輕人工的勞動負擔。例如在許多智能化設備中用到的傳感技術。通過計算機強大的數據采集和數據處理及數據清洗能夠幫助機械工程產業實時有效的傳遞信息，提高機械處理信息數據的能力，半智能和全智能的脫離人為的影響。

4.2 機械工程智能化的發展趨勢

4.2.1 機械功能的發展方向

機械工程的工作與普通工作相比，大多工作量極大。因此，機械工程的智能化的發展方向肯定是高效化、多樣化以及綜合化。在新時代“互聯網+”的背景下，要加強中國工業的競爭力必須進行變革，機械的智能化在機械產業鏈上的應用只會越來越多。工廠機器人化，機器人將大規模代替人力，越來越多的智能家電，智能儀器將越來越受市場的歡迎。隨著科學技術的發展，機械工程的智能化會迎來井噴式的發展。各種機器人、無人駕駛等智能機械的創新必然為機械工程的發展帶來新的機遇。

4.2.2 機械管理朝著智能化的方向發展

計算機智能化不僅對技術帶來了革新，對機械的管理也帶來了很大進步。在機械管理中，機械智能化也慢慢的影響著機械的管理方式。市場變化難以預測、產品的周期日益縮短、資金回籠的速度加快以及產品的創新速度更迭都促使著機械智能化向個性化、多樣化和實時化發展。生產者必須適應人們對產品的多樣化需求，應用計算機技術大力創新和變革，以滿足人們對美好生活的熱忱追求。機械工程智能化的應用使企業的生產模式和管理模式發生了巨大的改變，企業的生產不在是單一的只面向產品，而是開始面向客戶、面向服務和面向需求；企業的生產要素轉向知識及科學技術；企業的生產不在是單品種固定式、流水線式和自動線式的規模生產而是并行式、多品種和智能化集約生產。相應的管理模式也向能充分適應市場需求、智能化的分布式網絡合作生產管理系統轉變；不在是以前低效率的管理模式。由人力管理轉變為機械管理，應用智能化的管理模式可以更好的幫助企業預測市場的變化、規避風險，所以管理模式朝著智能化的方向是必然趨勢。

5 結語

機械智能化的應用能夠有效的改善機械工作的環境，對機械的工作狀態進行實時監控，能有效的提高工作效率和生產率，避免生產事故的發生。將計算機技術融入機械工程中，是未來機械工程發展的必然方向。與傳統的機械技術相比，機械智能化有它天然的優勢，系統性、準確性和效率性以及綜合利用各種信息統籌一系列的先進生產模式，必然會帶來機械行業的巨大變革、推動社會生產力的發展以及極大提高社會的生活水平。

參考文獻

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