機械工程技術的智能化發展趨勢及學科交融分析

張從升

摘要： 機械工程對我國的建設和發展非常重要，其發展過程與整個社會的發展趨勢息息相關。機械設備是各行各業的生產核心，因此機械工程生產的總體狀態決定了機械設備的質量。因此，為了有效地促進各行業的發展，機械工程行業也必須積極順應時代，整合時代因素，引進先進技術，推動機械工程向智能化現代化發展。目前研究只有部分產品達到智能化，但總體發展趨勢已經顯現。機械智能數字設備技術的發展將迅速取代傳統市場，并將顯示出更大的活力。

Abstract： Mechanical engineering is very important for the construction and development of China， its development process and the development trend of the whole society is closely related to the mechanical equipment is the core of the production of all walks of life， so the overall state of mechanical engineering production determines the quality of mechanical equipment Therefore， in order to effectively promote the development of various industries， the mechanical engineering industry must also actively comply with the times， integrate the factors of the times， introduce advanced technology， and promote the development of mechanical engineering to intelligent modernization The development of mechanical intelligence digital device technology will rapidly replace the traditional market and will show greater vitality.

關鍵詞： 機械工程技術;智能化;學科交融

Key words： mechanical engineering technology;intelligent;disciplines blend

中圖分類號：T-1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）24-0167-03

0? 引言

隨著信息時代的到來，為機械工程提供了模式轉換的可能性。隨著現階段機械化生產的推廣，勞動生產率的顯著提高，這是與智能化融合的優先體現。因此，未來機械工程的發展已經是為了加強信息工程與機械工程的有效融合，應該不斷探索機械工程的智能化發展。根據這一要求，智能機械工程的發展可以消除機械工程對實現機械工程可持續發展的一些負面影響。因此，智能化機械化將成為未來社會生產發展的必然趨勢。

1? 機械工程智能化應用現狀

今天，智能技術的應用，特別是在機械制造方面，改變了傳統的生產方式，大大提高了生產率，為機械工程的發展提供了巨大的機會。在傳統的機械制造業中，隨著我國工業的發展，工作量增加，工作困難度也大幅度增加。為保障職工的工作狀態和個人的人身安全，需要不斷提高生產的安全性，避免職工在生產中出現疲勞現象。因此，利用智能機械代替人工生產方式，完全符合安全性和提高生產效率的要求。另一方面，智能機械在工程項目施工中得到了廣泛的應用。在工程施工中，挖掘機是使用頻率最高的機器。將鏟斗原理應用于挖掘機可以改變施工中遇到的阻力，提高挖掘機的工作效率，并確保整個施工現場的效率都有明顯提高。還可以通過智能技術達到省油的目的，這對機器維修也很有幫助。另一個例子是智能焊接技術在平板焊接機上的應用。平板焊接機是凈水器水路板焊接的關鍵工藝設備。傳統的焊接需要焊接前對焊接材料的特性預先進行焊接測試，根據材料厚度數據，焊接面積等制定焊接參數，并進行多次的模擬焊接。由于不同機型的差異，焊接水路的設計不同，造成焊接效率低下，穩定性不高。智能技術在焊接機上的應用，是焊接機根據焊接材料進行科學分析，得出最佳的焊接工藝方案，并根據焊接表面的條件字形自行調整，使焊接應用非常簡單，工藝效率也大大提高。隨著機械工程的智能化發展，將極大地改善人們的生活，同時，智能生活方式的改變和智能技術的發展將極大地促進我國社會經濟的快速發展。因此，機械化的發展是我國未來機械制造業的發展方向，也是機械制造業發展的必要趨勢。

2? 機械工程智能化特征及重要性

智能機械制造的特點主要表現為高質量、高效、經濟、環保。在機械制造中引進先進的智能技術不僅可以降低運行過程中的能耗，也能長期提高工作效率，最終保證產品具有更好的質量。現代智能技術在機械制造領域可以節約大量資源，減少污染物排放，同時提高機器制造效率，也在我國的環境保護方面發揮作用。機械工業的發展與自動化和智能技術是相輔相成的，機械制造自動化主要是通過自動化生產手段實現的，這一過程通過生產自動化來表達。生產自動化提高了生產效率和質量，在自動化過程中，仍然需要人力資源來完成相應的任務，特別是生產一些機器設備，仍然需要人類的控制和生產。巧妙的機械工程智能化有效降低了人力資源的消耗，解決了許多生產問題，而且智能化可以使自動化技術變得更加巧妙。

改革開放以來，國家不斷制定以經濟建設為目標的法律法規，有效促進了工業社會的發展。特別是在機械工程領域，相關研發工作也在不斷完善，取得了許多令人滿意的成果。無論當前行業的性質如何，發展都必須建立在過程自動化的基礎上，這可以代替人工勞動，從而大大提高工作效率。如今，世界上許多國家都將智能技術應用于機械制造。但是，必須指出，雖然機械工程確實改變了人們的生活，提供了很多機會，但其存在和發展也導致了非常嚴重的污染問題。特別是在許多經濟發展水平較低的國家，過于重視經濟的發展，將發達國家淘汰的陳舊機械應用到工業建設中，從而導致污染問題的發生。我國目前正面臨著這些挑戰。現在的重點是研究如何在減少污染的背景下，在實現節能目標的同時，利用智能技術提高工作效率，從而促進有效國民經濟和社會的發展和進步。

3? 智能化技術的優勢

社會的進步與機械工程密不可分。機械工程是一門綜合性很強的工程，需要整合不同的技能，結合不同學科的知識。智能技術的使用可以大大改善工作氛圍。在機械工程中引入智能裝備，使得智能化技術的優勢比以往的制造工藝更加突出，非常準確、全面，能夠很好地整合各個領域的知識，共同獲得一個完整的生產系統。無論是信息收集、后續處理，還是生產質量安全，都會起到很好的推動作用。因此，我國的研究人員正將全部精力投入到機械智能化的研究中。

首先，簡化數據，通過快速準確的智能技術對所需數據進行科學處理。同時，該技術可以通過在動畫中顯示數據或將復雜數據轉換為圖像，在必要時完成數據轉換為文本形式，智能技術的優勢體現在結果的變化上。

其次，智能技術包括多個控制系統，因此，結合機械制造自動化，可以利用高速CPU和RISC晶體來控制各種任務，使機器制造業能夠以非常高的運行速度運行，大大提高了工作效率，產品精度也在智能工程中實現了質的飛躍，符合自動控制新時代潮流的高要求。

最后對系統進行了改進。換言之，同步操作是通過配備智能技術的多個系統進行的，以顯示操作過程的一致性和簡化。雖然有些系統看似獨立，但可以做到相互依存、相互促進，人員與機器的合作越來越默契，智能技術應用的控制水平也在不斷提高。

4? 機械工程智能化發展趨勢

4.1 智能化的核心機械制造技術

機械工程最顯著的特點是技術集成，由于機械工程技術涉及多個專業，這些專業一起是機械工程的關鍵要素，以保持行業的發展和進步，有助于機械工程的高效運行，并在有效工業發展的關鍵驅動力中發揮重要作用。近年來，隨著社會的發展，信息技術已經滲透到我們的生活中，產生了眾多的機械制造技術。在這個新時代，機械技術與傳統機械技術相結合，從根本上改變了機械工業的整體生產方式，形成了新的機械工程系統。在數字化技術的沖擊下，機械制造業從根本上改變了傳統的機械制造方式，采用數字式機床控制技術，大大提高了機械行業的生產自動化水平和自動化的成就。但是，這些特性只在機械制造中表現出來，特別是在產品質量控制和廢物處理方面仍然是手工處理，可能會導致整體工作效率下降。在此基礎上，為促進我國機械工業的未來朝著智能化方向發展，在機械制造技術和其他工作流程的生產過程中，應積極引入智能化技術，實現整個生產過程的自動化，完全取代了人工勞動力。這項智能技術的巧妙應用將大大提高我國機械制造業的生產率，以及機械工業的經濟效益水平。

4.2 智能化的機械設備

未來機械制造的發展也可以擺在機械產品面前，促進機械產品的自動化和智能化，在人民群眾的生產生活中提供更高水平的服務，使人們的生活條件更加舒適。例如，火車是人們日常出行的必要交通工具。在我國傳統鐵路列車中，實際運行、售后服務、定期維護等環節都是人工操作，因此，軌道交通中需要配置大量的駕駛員、機務人員、修理人員、故障排除人員等。在所有方面，對相關職位的要求都相對較高。此外，在機械制造領域也存在著許多未知和不可預測的風險，而人們的過度干預必然會導致一定的干預和風險的增加。在機械制造的發展過程中，由于智能自動化的普及，各種智能裝置、智能組件和智能技術應運而生，并很好地支持項目，更有效支持機械產品的運行、維護等流程。比如現代無人機技術，可以由駕駛員和乘務員通過有效的自動化通信控制來代替，提供了機器的智能運行效率和智能停車，大大避免了人為干擾，大大提高了整體可靠性。目前軌道交通已完全融入自主適應、自主補償等智能技術。對存在的缺陷進行綜合處理和驗證，將有效降低鐵路的故障率，節省大量的維修和時間。

4.3 機械控制技術的智能化

機械制造的核心技術是機械控制技術，因此，機械控制技術的智能化程度影響著整個機械制造領域未來的發展趨勢。智能控制技術通常包括智能傳感器技術、通信技術等，有效地替代了人的潛力來控制機械設備，使機器的控制完全自動化，這也是智能機械設備的實現。綜合運用智能控制方法，使機械設備在運行過程中更符合規范和標準，為了使機械設備在運行過程中能充分利用實際機會，使不同過程之間的連接成為可能，顯著提高各行業的勞動生產率。采用智能控制技術時，在設備開始運行前通過相應的計算機程序調整技術，當設備正式使用時，機械設備按規定程序自動啟動，還利用通信技術，在傳統機器控制的基礎上派出指令，按命令操作相關設備。這種智能控制系統可以大大提高設備的工作質量，是未來機械領域的重要發展方向。

4.4 產品智能化與人工智能化

隨著人們生活水平的提高，對機械加工產品的要求大大提高，目前，越來越多的客戶希望獲得智能產品，企業必須滿足這些客戶的需求，才能快速銷售產品，實現穩定的客戶合作和高利潤。智能機器制造的進步賦予了產品智能化的特點。這類產品具有巨大的潛力，將提供深受客戶歡迎的新體驗，體現企業理念日新月異。例如，新開發的智能凈水器，不僅可以充分過濾水中的各種雜質，而且可以實現和人的人機互動，根據用戶語音進行交互，實現取水量以及取水溫度的需求，產品上市后，獲得用戶的一致好評，企業不僅擴展了產品線，而且也大大提高了經濟效益。智能工程產品可以模擬人腦的分析和控制功能，需要安裝溫度、壓力等傳感器，來測試和分析外部信號以滿足人們的需求。近年來，人工智能技術在機械工程中的應用非常流行，成為機械工程領域的一個重要研究方向。機械工程智能資源可以有效地支持智能編程，如移動代理技術，應用數據保護技術，大大提高人工智能機械工程水平，降低了生產成本，因此智能技術的有效應用促進了機器制造的進步。此外，將智能技術應用于機械設備，如果設備在運行過程中出現故障，智能系統可以及時響應，使工作人員迅速作出反應，確保施工安全，并盡可能避免施工事故。

4.5 管理工作向著智能化方向邁進

在這種情況下，將智能化融入機械控制任務時，控制措施和方法發生了無形的變化。在過去只依靠管理人員開展管理工作的形式改為階梯式管理，從人力管控更改為設備管理。通過智能控制，在發生緊急情況時，可以對設備的生產和銷售進行全面控制，可第一時間反饋，做出理性決策，指導后續行動，可以使用此控制系統使信息更加透明。同時，可以大大提高工作效率，防止資源浪費，大大節約人力物力，減少人為失誤對企業的負面影響。

隨著智能管理和機械化的全面發展，可以使用智能控制系統可以幫助人們更好地預測市場發展方向和預測風險。這比人工判斷方法更科學、準確、適應性強。向智能化方向發展管理任務是必然的發展趨勢，也是提高企業的工作效率的重要途徑。建立良好管理模式將避免因疏忽造成的工作問題，開展市場趨勢預測工作，獲取企業實際發展信息，提高機械制造企業的管理能力，創新管理模式，致力于情報研究創新。我國政府相繼制定了很多政策是支持機械工業的發展。因此，機械制造的智能化發展是主要趨勢。為了更好地管理信息和數據，提高機械行業的自動化水平，必須提高員工的生產動機，提高工作效率，規范企業管理模式，提高企業的經濟發展能力，必須采取節約成本和控制措施。

4.6 模塊化

模塊化是一個系統工程，說到機器智能，產品種類很多，制造商也很多，不管是什么制造商的機器產品，自動化和智能化的產品單元都是非常復雜和重要的，包括設計許多接口，例如：機械接口、動力接口及電氣接口等。還包括集成減速、智能減速和電機的動力單元。以及視覺、圖像處理、距離測量等多項功能的智能集成，同時需要各種能夠完成相應操作的機械裝置支持，只有這樣才可以實現基于標準單元的新產品快速研發和生產規模的擴大。模塊化設計可以實現自動化產品設計開發的標準化和系列化，無論是機械產品制造商，還是標準智能和自動化設備制造商，模塊化都會推動進一步的發展，由此可見，模塊化是機械智能化的重要發展趨勢。

4.7 工程機械智能化檢測與相關技術

隨著傳統制造業的提升，工程機械智能化在項目建設過程中的監控和事故診斷方面發揮著重要作用。在發生事故時，智能操作可以讓員工遠程執行任務，及時維護和修理故障設備，從而防止工程事故進一步升級。隨著微型機械的發展，智能工程機械開始在該領域得到廣泛應用。例如，在現代醫療和軍工行業，很多儀器設備都需要非常精密的靈敏度和精密的做工。如果只有人工操作，微型儀表、傳感器等微型機械工具將難以達到標準要求。智能施工機械的引入將能夠彌補這些缺點。在設備監控方面，微型機械產品工程機械智能化優勢得到極大提升。通過在機械設備中安裝電子監控設備，可以保證對工程機械的實時監控和管理，在機器出現故障時分析事故原因，從而最大限度地減少企業的損失。

5? 機械工程與多學科交融特點

5.1 機電液一體化需求增加

隨著時間的推移，機電一體化和液壓一體化的融合成為一個越來越獨立的學科和傳統獨立職業的綜合體，技術優勢顯而易見。機電液壓一體化是一門復雜的學科，主要通過機械、電子和液壓技術，三個學科的融合有效地提高了傳統機械系統內部要素的融合和生產效率。從傳統的角度來看，機電一體化和液壓一體化仍然屬于機械工程領域，而傳統部門的集成有助于確保機器易于控制，使機器能夠更準確地執行任務或其他要求。

5.2 信息技術與計算機技術的融合

智能技術是現代信息時代的產物，在實際應用過程中，計算機技術與信息技術相結合產生了功能性程序，使機械設備的安裝更加科學。因此，在智能設備的實際運行中，必須有效地收集相關信息和數據，進行綜合分析和處理，以及設置結果的命令。這樣的過程是一個重要的基礎，可以在很大程度上代表機械設備的智能化使用。這種智能處理和分析能夠有效地識別和轉換機器設備信息，充分體現了在機械工程和計算機學科的融合。

5.3 光學和圖像集成

為了有效地促進機械工程的智能化發展，對外界感知至關重要，因此，在機械工程的發展過程中，將安裝各種傳感器來獲取外部信息。由于機械設備的性質較為龐大，實現自動控制的過程依賴于大量的傳感器，光學傳感器能夠滿足這些機器的要求，有效地收集和處理信息。此外，隨著社會的發展和發展，傳感器技術越來越先進，現有的傳感器可以集成到視覺技術中，在獲取相關圖像信息時更容易感知外部因素，從而更加精準的實現機械設備的控制。

5.4 機械工程與管理學的深度融合

對于制造相關行業，機械工程產品的使用必須與標準化管理相協調，隨著機械工程向智能化發展，傳統的管理方式也影響到信息化、智能化和基礎管理決策。計算機軟件優化管理流程，協調復雜的管理決策，由專業管理人員通過計算機完成。

6? 結論

總的來說，智能機械技術的發展目前有一個很好的趨勢，目前智能化已經完全滲透到機械工程領域，但在未來，除了生產過程中滲透智能化技術，其他工作流程也需要集成智能化和自動化，使智能機械技術貫穿于機器制造的整個生產過程中，以完全取代手工勞動。同時，由于智能自動化的廣泛流行，基于各種智能手段、部件和智能技術，在機器產品的設計、等待、操作、維護和定期維修等方面給予了很好的支持。最后，在傳統機械控制的基礎上，根據指令下達相關設備的管理指令。這樣的智能控制系統可以大大提高設備的運行質量。因此，機械制造業的發展前景廣闊，相關科研人員應高度重視，帶動各領域的高質量發展。

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