機械工程技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢及學科交融特點

王立剛

摘要：機械工程技術(shù)是現(xiàn)代化社會發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著傳統(tǒng)機械技術(shù)日漸成熟，機械工程技術(shù)也正向自動化和智能化方向發(fā)展。針對現(xiàn)階段智能機械工程技術(shù)應(yīng)用情況，總結(jié)了機械工程智能化發(fā)展的實踐特點，指明了其主要發(fā)展趨勢，結(jié)合傳統(tǒng)機械專業(yè)與智能化發(fā)展相關(guān)眾多學科之間的關(guān)系，說明了學科交融發(fā)展的必要性。

關(guān)鍵詞：機械工程技術(shù);智能化;發(fā)展趨勢;學科交融

中圖分類號：TV60? ? ? ? 文獻標識碼：A

1智能化機械工程特征

機械工程智能化重點強調(diào)的是高效、智能。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量。智能化管理與智能化技術(shù)之間存在著緊密的聯(lián)系，前者是后者的技術(shù)依托，更為注重全面化、規(guī)范化的設(shè)計，以提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，實現(xiàn)資源的合理利用。如果在生產(chǎn)管理中應(yīng)用智能化系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源，提高管理的效率，有效實現(xiàn)了資源的集約化，使得各個要素，機械、軟硬件與人員之間可以實現(xiàn)良好的溝通與協(xié)調(diào)。從智能化技術(shù)的應(yīng)用效果來看，其有著其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)：（1）智能化技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的高效、高精度特征，在技術(shù)的應(yīng)用中，通過RISC 芯片與 CPU 芯片，系統(tǒng)的運行效率大大提升，即使在受到外部干擾因素的影響，其依然可以保持高精度的運行狀態(tài)。（2）智能化技術(shù)的應(yīng)用可以充分發(fā)揮多個系統(tǒng)的控制功能，使得系統(tǒng)的功能更為完善，該技術(shù)的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)控制手段下的缺陷，使得控制更為便捷與高效，因此，大大提升了機械工程的運行效率。（3）智能化控制技術(shù)在數(shù)據(jù)處理方面具有優(yōu)勢，其在應(yīng)用中可以實時存儲與處理系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)信息，當數(shù)據(jù)處理結(jié)束以后，智能化技術(shù)以語言文字、圖像動畫等形式來進行數(shù)據(jù)處理結(jié)果的呈現(xiàn)，使得管理人員在有關(guān)數(shù)據(jù)的分析上能夠直接獲得更為直觀的結(jié)果。

機械工程自動化、智能化都可以促進機械行業(yè)的發(fā)展，因此機械行業(yè)的發(fā)展與自動化、智能化技術(shù)存在相互促進的關(guān)系。機械生產(chǎn)自動化主要是借助于自動化的生產(chǎn)設(shè)備來加以生產(chǎn)的，此過程表現(xiàn)為生產(chǎn)該工作的自動化。自動化生產(chǎn)提高了生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，在自動化過程中，依然需要人力來完成相應(yīng)的操作，尤其是一些機械生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)工作仍然需要由人來實現(xiàn)控制與生產(chǎn)。而機械工程智能化大大減少了人力資源，解決了生產(chǎn)中出現(xiàn)的諸多問題，智能化完善了自動化的功能。

2機械工程智能化發(fā)展趨勢

2.1 機械制造技術(shù)的智能化

機械制造技術(shù)的發(fā)展支撐著整個機械工程行業(yè)。近年來，我國的機械制造技術(shù)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)基本由數(shù)控加工制造技術(shù)替代了傳統(tǒng)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(chǎn)品質(zhì)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(shù)要實現(xiàn)發(fā)展，應(yīng)重視整體智能化水平的提升，在實現(xiàn)主要加工過程智能化的基礎(chǔ)上，豐富機械制造輔助性工作的自動化和智能化水平。

2.2? 生產(chǎn)設(shè)備智能化

機械工程智能化是在自動化基礎(chǔ)上的補充與完善，其主要是應(yīng)用一定的科學技術(shù)來實現(xiàn)的。在機械行業(yè)發(fā)展中，有些企業(yè)逐步引入了智能化系統(tǒng)，使得在機械設(shè)備的生產(chǎn)過程中，智能化設(shè)備可以對整個流水線起到良好的智能控制作用。另外，智能化系統(tǒng)具備較強的數(shù)據(jù)分析與處理能力，其能夠在系統(tǒng)的運行中自動進行機械設(shè)備生產(chǎn)與運行數(shù)據(jù)的收集。通過這種數(shù)據(jù)收集與處理的方式，實現(xiàn)了對機械設(shè)備生產(chǎn)全過程的控制，使得生產(chǎn)調(diào)度等的執(zhí)行與實施更為便捷與高效，因此，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用大大提升了生產(chǎn)的效率，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的精度，使得產(chǎn)品可以達到生產(chǎn)的規(guī)范性要求。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，智能化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用是對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式、控制程序的完善，其在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用推動了行業(yè)的進步。在機械工程生產(chǎn)與運行中，智能化系統(tǒng)的引入減少了人力投入，人力操作與控制常常會由于人為因素導(dǎo)致出錯等，而智能化技術(shù)的應(yīng)用提高了控制的精度與準度，降低了錯誤率，保證了正常的生產(chǎn)活動。

2.3機械控制技術(shù)的智能化

控制技術(shù)是機械工程智能化的關(guān)鍵，其主要包括了編程技術(shù)、通信技術(shù)、檢測技術(shù)、識別技術(shù)等。控制技術(shù)智能化發(fā)展的主要目的是替代傳統(tǒng)人工控制機械的過程，使機械制造、產(chǎn)品使用的過程更加規(guī)范化，程序之間的銜接更加流暢化，有利于提高設(shè)備的使用效率和使用價值。控制技術(shù)的實現(xiàn)主要依靠編程技術(shù)來實現(xiàn)，來自于傳統(tǒng)機械工程的理論經(jīng)驗和科學分析，實現(xiàn)機械裝備的主動判斷、程序選定、信息輸送和控制執(zhí)行，此過程需要依靠檢測設(shè)備和識別設(shè)備獲取環(huán)境、機械動作、機具位置、生產(chǎn)制造情況等眾多信息，以此實現(xiàn)更加科學合理的控制，真正實現(xiàn)智能機械裝備的無人化作業(yè)。

3機械工程與多學科交融特點

3.1 機電液一體化需求增加

隨著時代的發(fā)展，機電液一體化已經(jīng)逐漸成為一個獨立的學科，成為了傳統(tǒng)獨立專業(yè)學科的復(fù)合體，并表現(xiàn)出了明顯的技術(shù)優(yōu)勢。機電液一體化是一個復(fù)雜的學科，其主要以機械、電子、液壓技術(shù)為主，三大學科的融合有效提高了傳統(tǒng)機械系統(tǒng)內(nèi)部組件的匹配程度，提升了生產(chǎn)效率和實際質(zhì)量。從傳統(tǒng)觀點來看，機電液一體化仍屬于機械工程領(lǐng)域，傳統(tǒng)學科的融合有利于對機械實現(xiàn)便捷控制，使機械能夠更加精確地執(zhí)行動作或完成其他要求。

3.2信息技術(shù)與計算機技術(shù)的融合

信息技術(shù)和計算機技術(shù)的融合形成了智能化控制的軟件基礎(chǔ)，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(zhì)、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(guī)律、實時狀態(tài)，是機械工程技術(shù)向智能化發(fā)展所必需的。信息技術(shù)與計算機技術(shù)的融合，是信息獲取、傳輸、處理之間的結(jié)合，有利于機械產(chǎn)品相關(guān)信息的識別、轉(zhuǎn)換、處理、存儲、共享。

3.3光學與影像學的融合

要實現(xiàn)機械產(chǎn)品的智能化，離不開對外界環(huán)境的感知，因此需要多種傳感器技術(shù)和其他信息獲取技術(shù)的加入。機械自動化技術(shù)依靠眾多的光學傳感器來實現(xiàn)，光學傳感器能夠用來判斷零部件位置、統(tǒng)計數(shù)量、檢測零件表面質(zhì)量等，是機械使用過程信息獲取的主要載體，隨著技術(shù)的進步，要真正實現(xiàn)智能化，還必須在傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)基礎(chǔ)上融入視覺技術(shù)，幫助獲取更豐富的影像，并結(jié)合計算機處理技術(shù)實現(xiàn)更復(fù)雜的動作執(zhí)行。

3.4機械工程與管理學的深度融合

對于生產(chǎn)制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)而言，機械工程產(chǎn)品的使用還需配合規(guī)范的管理進行，在機械工程向智能化發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)的管理方式也影響著信息化與智能化轉(zhuǎn)變，基礎(chǔ)的管理決策由計算機軟件完成，復(fù)雜的管理決策由專業(yè)管理人員通過計算機完成，使管理過程達到配合的最優(yōu)化。

結(jié)束語

械工程技術(shù)由自動化向智能化進步是時代發(fā)展的新要求，其不僅能夠給生產(chǎn)、制造、加工等產(chǎn)業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益，也能顯著提高社會整體的技術(shù)實力。機械工程技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以現(xiàn)階段良好自動化技術(shù)水平為基礎(chǔ)，更多的結(jié)合尖端技術(shù)，打破不同學科之間的壁壘，促進智能化的機械工程技術(shù)不斷完善和發(fā)展。

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