機械工程智能化的發展現狀及未來趨勢

郝超 馮世達 侯彥帥

摘 要：科技的進步，促進工程建設事業得到快速發展。隨著當前社會的不斷的發展，以往的機械工程生產工作方式已經難以適應當前社會發展的現狀，實現智能化發展是機械工程領域發展的必由之路。提升機械工程的智能化水平不僅可以滿足社會發展對于機械工程領域生產工作效率以及質量提升的客觀要求，同時也能提升生產工作過程中的安全性，對于機械工程領域的發展具有重要意義。本文就機械工程智能化的發展現狀及未來趨勢展開探討。

關鍵詞：機械工程;優勢;智能化;發展趨勢

在智能化技術的輔助下，機械工程工作人員的工作壓力以及工作難度都能夠得到有效緩解，可以通過遠程控制智能設備的方式進行工程操作，避免產生較高的人生安全威脅。并且，智能化技術的實施具備較高的精準性以及準確性，能夠有效彌補傳統人工操作中，由于疏忽而產生的施工問題，有效提高整體的工程質量，強化工程效益。

1 機械工程智能化發展的優勢

1）提升生產質量和效率。機械工程的智能化發展就是利用各項智能化技術和設備替代傳統的人工操作，同時將生產工作的各個環節進行整合，形成有機的整體，從而便于進行管理和控制。機械工程的智能化發展可以極大的解放勞動力，以智能化操作代替人工操作，可以有效降低生產工作過程中的失誤，提升生產工作質量。同時智能化發展相較于傳統的生產工作模式，其效率更高，對于機械工程領域的發展具有極大的積極意義。

2）提高制造企業的生產效益。隨著機械設備自動化程度越來越高，很多機械設備對加工工藝和加工流程能夠進行有效監督和分析，通過相關智能傳感器對于產品的相關參數進行一定的檢測，從而判斷產品在該環節的加工制造是否達到相關的要求。很多由于加工設備精度問題使得產品加工存在著一定的誤差，但是通過大數據挖掘技術分析這些誤差背后的規律，制定科學合理的誤差插補算法，在加工過程中對于這些誤差進行一定的補償，從而保障產品每一個環節都能得到相關的標準。另外通過應用相關機器視覺的技術將產品維護以及檢測通過相關智能算法進行判斷，這樣不僅可以有效避免人為誤差，同時還能提高產品生產效率。目前很多產品加工制造環節都可以通過工業機器人進行完成，但是在一些產品加工環節串聯過程中還需要人的參與，然而隨著自主機器人不斷發展，未來這些工作都可以通過機器人來完成，通過自主導航技術和三維重建技術，機器人可以輕松完成這些工作，那么這樣就可以進一步提高產品加工生產效率。

3）節能降耗。由于環境問題日益突出，節能降耗已經成為一種共識，我國政府也在積極倡導各行各業實現節能減耗。機械工程的智能化發展可以提升生產工作過程中各項資源的使用效率，降低能源消耗，從而實現綠色發展，這與我國當前的發展理念高度契合，也是機械工程領域發展的重要方向。

2 機械工程智能化的發展現狀

在當前的社會中，我國對于機械工程智能化發展的關注程度比較高，不僅投入了較大的資金，同時也會對國外的相關領域進行借鑒以及學習，也引進了一些科學有效的先進設備以及先進技術。此外，在我國很多相關專業的高校中，也紛紛建立了與機械工程相關的仿真實訓中心以及智能化研究實驗中心，整體的科研力度在不斷提高。總體來說，我國屬于一個工業大國，機械行業對于國家經濟的發展也會形成至關重要的影響。近年來，隨著全球經濟形勢的不斷變化，我國機械工程領域工作人員的壓力以及工作難度都出現了較大的提高。在這樣的狀態下，工作人員們若想要加強行業的競爭力，穩固行業的發展地位，就需要對傳統的工作方式以及技術進行調整，將工業與機械行業的實際發展需求進行有機融合，對內部的一些問題進行處理。雖然當前我國對機械工程所進行的研究已經呈現出了一定的成績，也取得了大部分的進步，但由于起步較晚，研究時間較短，所以相比于其他發達國家來說，我國仍舊存在著較大的缺陷。例如在應用高端機械設備時，技術無法形成滿足，在進行機械產品加工時，產品精度無法得到保障等等，這些問題的存在導致我國機械工程智能化的發展受到了嚴重的制約。

3 工程機械智能化發展未來趨勢

1）智能化和信息化。隨著工業4.0的發展，要求在工業界需要建立工業以太網，未來工業機械發展朝著信息化和智能化發展，很多操作都是在上層進行操作即可，不需要太注重于低層發展，很多應用會以上位機形式進行設計和監控，這種模式和傳統模式相比具有很大優勢。傳統工程機械發展是以加工制造為主，各項設計、加工、維護以及檢測主要依靠人的經驗，工人經驗能力大小決定了最終加工精度和加工質量。但是隨著物聯網技術、人工智能技術以及云計算技術被廣泛應用機械制造行業，使得很多的生產制造環節逐步被工業機器人和相關先進技術所代替，這樣就保障了機械行業不斷朝著智能化和信息化方向發展。另外智能化技術快速發展使得相關軟件和硬件技術得到進一步發展，智能化硬件出現擺脫了傳統集總線系統弊端，很多信息沒有必要上傳到終端進行分析，然后發布決策最終到達末端，但是這種效率及其低下，同時系統過于復雜，某一環節出現將對整個系統造成很大的干擾。但是目前智能化硬件將信息搜集以及決策都集成在裝置上，這樣就保證了決策的及時性和有效性。隨著5G通信技術快速發展，為工業機械行業通信發展奠定了堅實基礎，使得設備通信以及設備和終端通信速度和效率大大提高，保障信息傳遞高效快速。另外，軟件技術也獲得了空前發展，大數據技術以及云計算技術為軟件數據處理奠定了堅實技術基礎。尤其隨著EDA工具智能化發展，機械產品設計、仿真水平越來越高，新型工業化產品研發應用的周期不斷被縮短，大大促進了工業化進度推進。未來智能化、信息化發展是工程機械發展必然趨勢。

2）集成化。機械工程智能化發展的重要特點之一就是高度的集成化，智能化機械工程所涉及的不僅僅是一種技術和設備，而是需要自動化、遠程編程、信息技術等多種技術設備的協調配合。集成化發展就是實現對機械工程中所涉及的各項技術設備協調管理，使各項技術設備在協調統一的基礎上高效運行，從而促進生產效率的提升，此外，集成化的發展趨勢也便于實現智能化管理，可以有效減少人為管理造成的失誤。

3）虛擬化。注重虛擬化和機群控制的多技術融合，有利于獲得理想參數，制定出最優方案。促進工程機械技術向智慧化和信息化方向發展，有利于提高機械設備的生產效率和精準率。

4）智能化。機械設備的智能化技術本身代表著特殊意義，它意味著機械可以在一定程度上進行自主處理問題或信息。智能化技術的關鍵對于信號和數據信息的處理，智能化技術本身有著一定的分析手段可以對于信息進行分析和加工，而且在工作模式和工作效率上有著獨特的優勢。現在，各個領域系統都已經廣泛采取了智能化處理技術，這為機械領域進行智能化改革提供了寶貴的先進經驗。從目前的發展趨勢來看，智能化技術必然能夠在機械領域得到廣泛的應用和發展，在機械設備中融入智能化技術能大幅提高工作效能，發揮重要的作用，也是未來的研究方向和發展方向。

4 結語

綜上所述，機械工程的智能化發展是社會發展的必然趨勢，智能化的發展可以改變機械工程領域生產工作的模式，促使機械工程領域實現更好的發展。雖然我國在這方面的起步較晚，但是通過近幾年的發展，機械工程領域的智能化水平得到了大幅的提升，未來必然還會獲得更大的發展。

參考文獻

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作者簡介

郝超，男，漢，山東省鄒城市，鄭州大學。

馮世達，男，漢，河南省長垣市，鄭州大學。

侯彥帥，男，漢，河南省焦作市溫縣，鄭州大學。