智能制造時代機械設計制造及其自動化的現狀及創新

李博 李安寧

摘 要 在科學技術的不斷推動下人類逐步進入"智能制造"時代。社會中的各個行業都與"智能制造"的發展息息相關。作為信息化時代衍生物的智能制造行業在當代社會受到越來越多人的重視，被認為是拉動經濟增長推動社會發展的關鍵性因素之一。為滿足社會不斷增長的生產需求，我們需要將傳統制造與現代科技相結合，發揮人類聰明才智，對傳統行業進行多樣化技術創新，保證機械行業發展的可靠穩定與社會經濟的繁榮進步。

關鍵詞 智能制造時代； 機械設計制造及其自動化； 現狀； 創新

1 智能制造的發展不可逆轉

1.1 含義

智能制造，是科學家為適應時代發展，將信息化與制造業相結合，降低人工成本，適應市場變化需求而產生的人工智能的產物。它由知識和智力這兩方面組成，前者是智能制造的基礎，后者是分析解決問題的能力。它表示在一些領域智能制造可代替人類進行腦力勞動，形成人機一體化。在一定程度上已經成為新的工業革命的象征，是未來影響制造業經濟發展的不可或缺的重要決定性因素。

1.2 發展歷史

縱覽世界工業發展史，我們可以分為四個階段：1.0蒸汽化、2.0電氣化、3.0信息化、4.0智能工廠。智能概念最初由德國在2011年的漢諾威工業博覽會中提出，并被德國納入重點發展項目。與此對應我國在2015年提出了《中國制造2025》，同年，工信部批準了46個智能制造試點示范項目和94個智能制造專項，發布了國家智能制造標準體系建設指南作為中國實施制造強國的第一個十年行動綱領，以此實現到2025年從"制造大國"變身為"制造強國"，2035年趕超德國和日本的目標。

1.3 智能制造的當前狀態與發展前景

以機器人產業為例，工業機器人具有人力成本低，高效率，工作效果與與穩定性均勻良好的特點，已經逐漸步入各個企業工廠。近年來，我國機器人市場快速發展。2014年，中國工業機器人銷量達到5.6萬臺，成為全球第一大工業機器人市場。預計到2020年銷量將達到15萬臺，保有量達到80萬臺；到2025年銷量將達到26萬臺，保有量達到180萬臺。這一數據較為直觀的顯現了當前市場對智能制造的強烈需求。消費反作用于生產，真正表示我國智能制造時代的發展已拉開帷幕，將在未來的發展中綻放更強烈的光彩。

目前我國制造業還多處于工業3.0早期階段，在手機、汽車等高新技術產業自動化程度顯著提高，處于領先水平，但相應的，由于我國工業發展起步較晚，雖說發展前景廣闊，發展速度不慢，即使努力追趕，在一些高技術產業方面受制于技術、人才儲備等方面，因此我們的信息化程度較弱，與西方發達國家仍有較大差距。雖然引進了許多海外的科技人才以及先進技術，但這不足以推動中國快速向前，走向世界的前端。

2 機械設計制造及其自動化

機械設計是根據使用要求對零件進行加工，組合，拆裝。自動化則是按照已制定的程序進行生產，分為電氣化和機械化。機械設計制造及其自動化這一技術在生活中處處可見，大到航空、飛機、造船，小到洗衣機，冰箱都體現了它的應用，是一個以機械結構的設計、加工、制造為基礎，融入自動控制技術、信息技術、計算機科學技術的交叉應用類學科。

2.1 優勢

2.1.1 提高了生產效率

傳統的機械生產方式需要大量的勞動力，人力成本高，但生產效率極低，現階段的自動化模式有效的提高了勞動效率，降低了生產成本。新型機械化保障了自動化技術的成熟，能夠滿足不同產業對不同產品的需求，有效的利用了機器的準確性的特點，精準的控制操作生產的產品，彌補了人力制造質量良莠不齊的缺點，保障了產品高質量平均化。推動了機械自動化技術的發展。

2.1.2 保證了生產過程中的安全性

傳統的人力制造經常會因各種原因而引發安全問題，給多方都造成了很大的傷害，機械制造則可以把危險程度降到最低，避免意外造成的損失而這種新型機械自動化生產模式設定有既定的工作程序，可以有效的減產自身，規避風險。

2.1.3 促進了社會的發展

隨著機械化模式在生活中的逐步推廣，人們擁有了更加便捷的生產方式，在一些領域通過自動化解放了大量的勞動力。在制造業中智能機器人對生產流水線工人的替代、自動化信息系統對手工作業的替代等。在這個過程不僅可以把更多的勞動力從重復無趣的生產工作中解放出來，而且可以減少錯誤、提高質量與速度、有助于提升生產力。還在一些地方降低了一些工作的危險性，用機械化自動化填補了高風險崗位或短缺崗位，特別是采掘、高空、探險及其他危險性很高的作業。

2.2 劣勢

（1）綠色可持續發展是科學發展觀的基本要求之一，在機械化生產過程中，它不可避免的會對環境造成一些不好的影響，因此應注意機械發展綠色化，謀求長遠利益，為后世謀福祉。

（2）因缺乏實踐經驗，我國機械制造管理方法比較落后，企業本應在技術運轉方面采取更加先進的管理方式，但現實并非如此，技術的進步并沒有帶來與之相對的配套管理，這在一定程度上影響了使用效果。

（3）為應對日益復雜的市場環境，許多企業推廣發展了機械化，并實現了生產經營的自動化，這推動了企業的升級進步，但是，機械設計制造及自動化缺乏多樣性，比較單一，應提高技術含量，進行創新，帶來機械產業多元化發展。

2.3 對機械制造及其自動化的認識

自機械自動化出現之初就形成了一個討論"他是解放了勞動力還是讓人的勞動能力下降".我認為機械自動化的發展只是單純的解放了勞動力，短暫來看有很多人因此事業，但從長遠來看是更多新興產業的發展，就比如對機械制造業進行監控，進行情報采集與分析，這些都需要有人去做，這些都是由此產生的新興崗位，產生了很多新的就業機會。這是對雙手的解放，但并非是讓人退化，因為人腦在這過程中要高速運轉，進行科技創新。這一新型技術的真正意義，應該是做到人類做不到的事情，在此基礎上，我們人類自身也應不斷進步與學習，不斷提高自己的素養、豐富自己思維。我們要正確看待他們對人類就業的沖擊，它解放了勞動力，使人類社會從工業領域向智能領域轉變，推動社會的發展。