智能化技術在機械工程自動化中的應用研究

劉曉東

摘 要：現在，越來越多的地方政府和制造企業將智能制造確定為重要的戰略發展機遇，開始規劃與實施智能制造工程，促進制造業的智能化轉型升級。以數控機床機器人為代表的自動化，可以很大程度的減少對人的依賴，將人們從重復、枯燥的生產中解放出來，人們可以從事更有價值的工作，明顯提升工作品質與生活質量。

關鍵詞：智能化;機械自動化;工程應用

智能化技術是一項科技含量較高的新興技術，使用的范圍及領域都是比較廣泛的。與信息化發展的速度成正比，智能化技術在先進的生產領域得到了很好的運用。尤其是機械工程中，運用了智能化技術的機械工程不但提高了產品質量同時也提高了生產效率。智能化機械是一種在傳統基礎上的創新，機械自動化技術與智能化技術相結合，可以比機械自動化更好的完成生產計劃。智能化技術促進機械工程行業的發展，極大程度上提高了生產的安全性和效率，產品的合格率。

一 智能機械化與機械自動化

機械自動化是在傳統人工手動操作機械的基礎上進行改進的，運用機械運轉取代人工操作，機械自動化的發明結合了生產經驗和科學理論，是科學技術的進步。機械自動化的生產方法脫離了人工操作帶來的不確定因素，使生產效率有很大的提升。

不同于機械自動化主要由自動化的設備進行生產加工，智能機械化是通過智能化技術把生產設備、人工和信息軟件結合起來進行統一管理，使得生產更進一步的加大生產效率，提升產品合格率，智能化技術讓機械自動化得到了優化，在設備互聯互通的基礎上，通過MES在車間范圍內打通人、機、物之間的數據流動，實現制造新模式。

二、智能化技術的優點與優勢

（一）機床等生產設備是企業進行智能制造的主要工具，通過設備網絡化改造，實現數據在設備、服務器、信息化系統之間自由有序流動。通過專業的設備物聯網系統，將數控機床、熱處理設備、機器人、自動化生產線等各類數字化設備進行聯網，實現設備的互聯互通，發揮設備集群控制的優勢，實現集約化、網絡化、柔性化的生產模式。通過對設備數據的遠程自動采集，可采集到每臺設備的實時狀態，實現設備狀態透明化的、實時化的管理。在設備出現故障之前就得到及時預警、保養、維修，為設備健康、經濟、高效的運行提供保障。

（二）對于生產過程效率提高。為了提高機械工程的精準度和效率，在機械自動化技術的基礎上加入智能化技術，對于傳統系統的芯片進行升級替換。由CPU芯片和RISC芯片組成的智能化芯片，系統處理能力得到了很大改善。機械工程自動化系統也添加多個CPU來進行操控，與智能化技術結合，使得數據得到快速的處理。對于數據的分析能更加精確，智能化技術使得生產效率在自動化基礎上有了非常大的提升。

（三）在技術快速進步的今天，智能制造又可以很好的促進精益生產的落地與進一步發展。維持與改善是精益生產實踐過程中兩個永恒的主題。比如識別浪費是精益改善的重要組成部分，除了傳統的精益方法，通過設備物聯網系統采集設備稼動率、待機原因等，能夠準確的識別出設備利用等方面的浪費，通過MES對物料、工具等進行精益化庫存管理，可以明顯減少庫存的浪費。此外，對生產優化、均衡化，品質穩定性等都有相關的技術，精益生產的理念與手段也隨著智能制造的發展而發展。

三、機械工程自動化中的智能化技術的運用

（一）生產設備的智能化。生產設備是指直接參與生產過程的設備，在車間中，常見的數字化生產設備主要有數控機床、熱處理設備、3D打印設備、自動生產線、柔性生產線等。作為智能制造的重要一環，智能的設備及系統就應該能做到“四能”即“能聽話、能說話、能思考、能執行”，即通過數字化生產設備的分布式網絡化通信、程序集中管理、設備狀態實時監控、大數據分析與可視化展現，實現數據在設備與信息化系統之間的自由流動，使“聾啞傻”設備變得“耳聰目明”，充分發揮數字化、網絡化、集群化的協同工作優勢。

（二）生產管理的智能化。實現設備的集中管理與控制，設備由以前的信息孤島轉變為信息節點，實現數字化設備的網絡化管理。節約固定資產投資，減少計算機等方面的頻繁投資。生產過程中實現對加工程序的跟蹤管理，提高加工程序的規范化管理水平，提高生產狀況透明度程度，企業管理者可實時獲知設備是在開機中、空閑中、還是在故障中，以及正在生產的產品種類及數量，便于企業及時、準確制定和調整生產計劃。對于工人來說，明顯降低相關人員勞動強度，操作者不用離開機床就能完成程序的遠程調用、遠程上傳等工作，明顯降低了操作者因程序傳輸東奔西走的辛苦。

（三）生產的產品智能化。工業4.0智能制造時代是一個智能化系統支撐下的個性化定制時代，消費者挑選余地增多以及消費者需要解決特定需求等情況，消費者個性化需求也相應明顯增多。這種新的制造模式，從需求端看是個性化，從供應端看就是定制化。比如對于安裝了自動導航系統等數字化裝置的拖拉機，駕駛員操縱更舒適，通過精準控制方向、深度和間距等，工作質量變得更高，效率更高。再比如在設備上安裝各種采集傳感器來檢測土壤的成分數據，在云端對這些數據進行大數據分析后，可以計算出每一塊土地中的土壤成分、所需化肥品種、適合種植的植物種類，以及灌溉計劃等。

四、預測計算機機械設計制造以及自動化行業在未來的發展趨勢

隨著時代的不斷發展和進步，我國的科技水平也在不斷的提高，尤其是在機械制造業以及自動化生產這兩方面，但是相對于西方的一些發達國家來說，起步比較晚，基于此，我國在這方面就處于一直在追趕先進國家的狀態，為了能夠達到理想化的計算機機械設計制造以及自動化行業的運行狀態，就要在這方面花費大量的精力，投入大量的專業人才去進行探究。

在未來計算機機械設計制造以及自動化行業的發展過程中需要遵循以下幾個方面的基本理念，首先要遵循制造物品重量輕，更加輕便的理念，在任何機械制造業的發展過程中，都只有一個共同的理念就是體積更小、更輕;其次要遵循智能化以及自動化的理念，隨著計算機水平不斷發展和進步，人們更加追求智能化以及自動化給人們生活以及生產過程所帶來的便利;最后要積極的應用網絡集成化，同樣的，這也是在未來信息社會人們生產以及生活的重要需求，可以說是社會的大勢所趨。

五、結束語

中國制造業面臨巨大的壓力，對外，面臨著高端制造業回歸美國等發達國家，低端制造業向東南亞等低成本國家轉移的“雙重擠壓”;對內，面臨著人力成本快速上升，人口紅利逐漸消失、產業結構不合理以及粗放型發展模式不可持續等問題。尋找經濟發展新動能，實現新舊動能轉換，實現傳統制造業轉型升級，是中國經濟迫在眉睫的大事，“中國制造2025”是我國實現制造大國向制造強國的轉變、中國制造向中國創造的轉變、中國產品向中國品牌轉變的國家級戰略。智能化技術與機械自動化技術的完美結合，使得機械工程企業得到了良好的發展前景，通過智能化的思維與手段，在技術、管理、產品、營銷、服務、生態等方面進行創新，提升企業的競爭層次與競爭力。

參考文獻：

[1]劉阿玲，蔡昱燦.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用研究[J].南方農機，2019，50（15）：217.

[2]李士發.經濟視角下智能化技術在機械工程自動化中的應用[J].現代營銷（經營版），2019（08）：153.

[3]張寶.新時期下智能化技術在機械工程自動化中的應用研究[J].現代商貿工業，2019，40（22）：187.

[4]張海奎.智能化技術在機械工程自動化中的應用研究[J].中國管理信息化，2019，22（12）：129-130.