機械工程技術的智能化發展趨勢及學科交融特點

徐振麗

摘?要：機械工程技術是現代化社會發展的基礎，隨著傳統機械技術日漸成熟，機械工程技術也正向自動化和智能化方向發展。針對現階段智能機械工程技術應用情況，總結了機械工程智能化發展的實踐特點，指明了其主要發展趨勢，結合傳統機械專業與智能化發展相關眾多學科之間的關系，說明了學科交融發展的必要性。

關鍵詞：機械工程;智能化;發展趨勢;學科交融

中圖分類號：TV60文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.005

機械工程技術是人類社會發展的重要技術，其廣泛應用于制造、冶金、汽車、制藥等各個行業，隨著我國科技水平的不斷進步，也要求機械工程的發展符合更高效率要求。在傳統的機械工程技術基礎上發展機械產業的智能化，能夠顯著提高機械產品的使用效率，簡化人工操作流程，同時減少資源浪費和不必要的環境污染。尤其在信息技術和網絡技術與各行各業實現交融的前提下，機械行業也早已開始了技術轉型，智能化機械工程技術的誕生有力支撐了各個行業的優化升級，符合時代要求并具有顯著意義。

1?智能機械工程技術應用情況

目前，智能化技術已經廣泛的應用于機械工程行業之中，經過多年的發展，很多先進的智能機械技術已接近或處于行業先進水平。但從總體上講，我國的機械工程自動化技術仍處于發展階段，整體水平仍存在很大的發展空間。主要表現在機械產品與先進技術結合度不高;產品功能單一，復合功能產品缺失;檢測設備、控制設備、通信設備應用較少。

對于傳統的機械制造企業而言，要完全實現機械產品或機械加工過程的智能化，還有很長的路要走。但就目前來看，行業領先的企業和科研機構已將相關研究向智能化方向發展，盡管現階段的研究僅在產品的局部實現智能化，但總體的發展趨勢已經確定，相信機械工程的智能化發展會像智能數碼設備一樣，很快替代傳統市場，展示出更高的生機和活力。

2?智能機械工程技術特點

2.1?以自動化技術為依托

現階段的很多機械裝備和相關產業都實現了機械自動化，機械自動化主要用來代替傳統人工勞動過程中長期重復的勞動內容，能夠顯著降低工作人員的體力負擔，可以看做是傳統機械工程向智能化發展的過渡階段。而機械工程的智能化的終極目標是與機械工程相關的全過程均實現自動化，包括設計、制造、安裝、運輸、倉儲等各個環節，智能化能夠極大程度的減少人力投入，且生產效率達到最佳。

2.2?滿足全行業高質量要求

在機械工程的智能化發展中，能夠優化傳統機械行業中的各個環節，使其能夠實現更精確的掌控，由于避免了傳統人工操作過程中的差異化和其他因素影響，機械產品和相關行業的經營質量和科學性顯著增強，推動機械工程及相關行業整體競爭力的提升。

2.3?增加機械行業的安全性

由于機械產品制造的各個環節都實現了精確化的控制，機械產品的故障率顯著降低，可靠性的提升保證了產品使用安全性的增強。同時，生產過程中人力資源的最小化降低了機械產品使用中對人身安全的威脅，使機械工程相關行業的運營安全性得到可靠保證。

3?機械工程智能化發展趨勢

3.1?機械制造技術的智能化

機械制造技術的發展支撐著整個機械工程行業。近年來，我國的機械制造技術得到了飛速發展，已經基本由數控加工制造技術替代了傳統機床的人工操作。盡管工作人員的體力勞動量顯著降低，但在制造工藝、產品質檢、廢料處理、特殊零件制造等方面自動化程度仍比較低。因此，機械制造技術要實現發展，應重視整體智能化水平的提升，在實現主要加工過程智能化的基礎上，豐富機械制造輔助性工作的自動化和智能化水平。

3.2?機械產品裝備的智能化

機械產品的智能化是現階段機械相關企業的追求目標，以與我們生活最為相關的汽車行業為例，其技術的發展是日新月異的。傳統的手動變速器汽車駕駛過程十分繁雜，駕駛員的手腳需要不斷配合，而隨之發展的自動變速器，使駕駛過程更為簡單，在一定程度使汽車向半自動化進步，而未來的汽車產品利用信息技術、定位技術、網絡技術將會實現高度安全的無人駕駛，這就使汽車產品實現了智能化要求。其他機械產品也是如此，工程機械、生產線機械、煤炭機械等機械產品和裝備將會利用監測技術、信息技術、自動化技術實現無人作業，同時還實現便捷的故障檢測與處理。在機械智能化批量生產的基礎上，智能系統還能根據客戶的需求提供模塊化的服務，實現用戶體驗的顯著提升。

3.3?機械控制技術的智能化

控制技術是機械工程智能化的關鍵，其主要包括了編程技術、通信技術、檢測技術、識別技術等?？刂萍夹g智能化發展的主要目的是替代傳統人工控制機械的過程，使機械制造、產品使用的過程更加規范化，程序之間的銜接更加流暢化，有利于提高設備的使用效率和使用價值?？刂萍夹g的實現主要依靠編程技術來實現，來自于傳統機械工程的理論經驗和科學分析，實現機械裝備的主動判斷、程序選定、信息輸送和控制執行，此過程需要依靠檢測設備和識別設備獲取環境、機械動作、機具位置、生產制造情況等眾多信息，以此實現更加科學合理的控制，真正實現智能機械裝備的無人化作業。

4?機械工程與多學科交融特點

4.1?機電液一體化需求增加

隨著時代的發展，機電液一體化已經逐漸成為一個獨立的學科，成為了傳統獨立專業學科的復合體，并表現出了明顯的技術優勢。機電液一體化是一個復雜的學科，其主要以機械、電子、液壓技術為主，三大學科的融合有效提高了傳統機械系統內部組件的匹配程度，提升了生產效率和實際質量。從傳統觀點來看，機電液一體化仍屬于機械工程領域，傳統學科的融合有利于對機械實現便捷控制，使機械能夠更加精確地執行動作或完成其他要求。

4.2?信息技術與計算機技術的融合

信息技術和計算機技術的融合形成了智能化控制的軟件基礎，對于機械工程而言，在機械裝備使用過程中存在著大量的重要信息，例如顏色、形狀、材質、功能、溫度、強度等，這些信息的獲取、處理、傳輸能有效掌握集聚的運動規律、實時狀態，是機械工程技術向智能化發展所必需的。信息技術與計算機技術的融合，是信息獲取、傳輸、處理之間的結合，有利于機械產品相關信息的識別、轉換、處理、存儲、共享。

4.3?光學與影像學的融合

要實現機械產品的智能化，離不開對外界環境的感知，因此需要多種傳感器技術和其他信息獲取技術的加入。機械自動化技術依靠眾多的光學傳感器來實現，光學傳感器能夠用來判斷零部件位置、統計數量、檢測零件表面質量等，是機械使用過程信息獲取的主要載體，隨著技術的進步，要真正實現智能化，還必須在傳統的傳感器技術基礎上融入視覺技術，幫助獲取更豐富的影像，并結合計算機處理技術實現更復雜的動作執行。

4.4?機械工程與管理學的深度融合

對于生產制造相關產業而言，機械工程產品的使用還需配合規范的管理進行，在機械工程向智能化發展的過程中，傳統的管理方式也影響著信息化與智能化轉變，基礎的管理決策由計算機軟件完成，復雜的管理決策由專業管理人員通過計算機完成，使管理過程達到配合的最優化。

5?結論

機械工程技術由自動化向智能化進步是時代發展的新要求，其不僅能夠給生產、制造、加工等產業帶來更好的經濟效益，也能顯著提高社會整體的技術實力。機械工程技術的發展應以現階段良好自動化技術水平為基礎，更多的結合尖端技術，打破不同學科之間的壁壘，促進智能化的機械工程技術不斷完善和發展。

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