王浩

【摘 要】機械制造的智能化技術(shù)主要是指把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合到傳統(tǒng)意義上的機械制造技術(shù)中去，通過對信息技術(shù)進行有效的滲透，在開發(fā)、研制、設(shè)計、制造、管理、銷售新產(chǎn)品的各個領(lǐng)域中，逐漸形成以自動化技術(shù)、加工技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、先進設(shè)計技術(shù)為主要特點的具有先進性的制造技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】信息化；機械制造；智能化

【中圖分類號】TD406 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0150-01

智能制造系統(tǒng)是指基于智能制造技術(shù)，利用計算機綜合應(yīng)用人工智能技術(shù)（如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）、智能制造機器、代理技術(shù)、材料技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和系統(tǒng)工程理論和方法，在國際標(biāo)準(zhǔn)化和互換性的基礎(chǔ)上，使整個企業(yè)制造系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)分別智能化，并使制造系統(tǒng)形成又網(wǎng)絡(luò)集成的、高度自動化的一種制造系統(tǒng)。通過對制造軟件的各個系統(tǒng)、相關(guān)的知識工程、機器人視覺、制造工人的相關(guān)技能以及人類專家的先進知識進行一定的集成和建模，使得智能機器可以在沒有任何人為因素干預(yù)的條件下進行小批量生產(chǎn)，這就是制造業(yè)智能化技術(shù)的主要目的。機械制造的智能化技術(shù)能夠使得產(chǎn)品在生產(chǎn)效率、產(chǎn)量、制造精度方面得到大量提高，使得生產(chǎn)的過程更加具有現(xiàn)代化，有效降低生產(chǎn)的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1、機械制造中智能化發(fā)展的必然性

數(shù)控技術(shù)是機械制造發(fā)展的必然。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體。要想實現(xiàn)上述目標(biāo)，計算機信息技術(shù)的運用則是必不可少的。機械制造精密度發(fā)展的必然需要?，F(xiàn)代的機械制造往往對具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。這些特點在人工制造的過程中又容易產(chǎn)生一些必不可少的誤差。正是基于這樣的分析，計算機信息技術(shù)運用于機械制造中則是必不可少的。機械制造的整體效能性發(fā)展的需要。在機械制造過程中，為了不斷提高機械制造的整體效能，需要對各項參數(shù)指標(biāo)予以不斷修正以及調(diào)整，以便能夠進行在線診斷和智能化故障處理。計算機信息智能化則是上述運用的最好幫助。

2、機械制造智能化的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，國際機械制造智能化以計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心，結(jié)合新型的加工方法，實現(xiàn)了學(xué)科和專業(yè)的交叉融合。相比于國際機械制造智能化水平，國內(nèi)機械制造也逐步向智能化的方向發(fā)展，如機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用。誠然，與發(fā)達(dá)國家相比，我國的機械制造智能化仍處于起步階段，仍然存在一系列的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1. 我國智能化處理技術(shù)層面較低

相比于國外常用的數(shù)控機床以及柔性制造系統(tǒng)，我國機械制造仍處于單機智能化和剛性智能化的層面，并沒有體現(xiàn)出技術(shù)的先進性。計算機輔助設(shè)計在機械設(shè)計中的運用并未普及，大多數(shù)機械設(shè)計人員在設(shè)計時仍采用圖紙設(shè)計，很少有人使用 CAD 等機械制圖軟件，這嚴(yán)重制約了機械制造行業(yè)的生產(chǎn)效率，難以滿足市場發(fā)展的需求。

2.2 我國機械制造智能化工藝和技術(shù)水平還很低和技術(shù)往往決定產(chǎn)品質(zhì)量，我國機械加工還停留在精細(xì)加工階段，智能化的加工手段還未能大規(guī)模地引進和嘗試，在一定程度上制約了我國機械制造加工效率和工藝水平的提高。以占據(jù)機械制造技術(shù)體系核心地位的數(shù)控技術(shù)為例，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)融合了計算機、自動控制、信息技術(shù)等高新技術(shù)，呈現(xiàn)出高效率、高精度、自動化等特點，其智能化的趨勢也尤為明顯。當(dāng)前，先進的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了超小型化以及超薄化，并將模糊控制、計算機、智能計算等領(lǐng)域的最新研究成果引入數(shù)控技術(shù)的研究中，使得控制系統(tǒng)的精度、效率等有了明顯提高，智能化診斷以及故障處理水平有了很大提高，但是，在中國，類似的應(yīng)用還很少，還需進一步加快研發(fā)和應(yīng)用步伐。

3、機械制造智能化技術(shù)的發(fā)展方向

機械制造智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢就是生產(chǎn)出質(zhì)量高、效率高、柔性高、成本低、勞動力消耗低、規(guī)格全、品種多的產(chǎn)品。在未來，智能化的操作系統(tǒng)將呈現(xiàn)如下趨向：

3.1 高智能化、高自動化

近幾年以來，自動化技術(shù)得到了不斷的發(fā)展和應(yīng)用，其生產(chǎn)的效率得到了很大提高，產(chǎn)品的質(zhì)量不斷得到保證。此外，越來越多的先進機械設(shè)備能夠替代人類去進行危險的工作。在早期，機械制造業(yè)系統(tǒng)在很多情況下所針對的是那些比較簡單的環(huán)境，其存在的主要目的是對調(diào)度任務(wù)進行有效實施，在規(guī)定期限內(nèi)全面完成任務(wù)。而機械制造的自動化、智能化主要是指通過先進的計算機模型對人類智能行為進行模擬，實現(xiàn)人工智能和實時系統(tǒng)的有機結(jié)合。以確保其能夠具有更現(xiàn)實、更實時的發(fā)展領(lǐng)域，更好的朝著智能行為、應(yīng)用行為的方向進行發(fā)展。

3.2 柔性化

所謂柔性主要是指制造系統(tǒng)應(yīng)該具有一定的能力來應(yīng)對生產(chǎn)條件所出現(xiàn)的各種變化，它與人員、系統(tǒng)方案、設(shè)備密切相關(guān)。其中系統(tǒng)方案中的柔性則主要是指對不同零件進行加工的自由程度。人員具有柔性是指企業(yè)的操作人員應(yīng)能夠確保加工任務(wù)的完成，并且在完成的時間和數(shù)量方面具備一定的變換能力。設(shè)備具有柔性主要是指在短時期內(nèi)機床能夠?qū)π铝慵母鞣N加工能力進行有效適應(yīng)。機械制造的智能化技術(shù)應(yīng)朝著柔性化的趨勢進行發(fā)展，在發(fā)展的過程中進行模塊化的設(shè)計，增加功能的覆蓋范圍，增強其可裁剪性，從而對不同用戶的需求進行滿足。根據(jù)生產(chǎn)流程中出現(xiàn)的不同要求，對信息流和物料流進行有效的動態(tài)化調(diào)整，使得群控系統(tǒng)效能得到最大化的發(fā)揮。

3.3人機交互將更加完善

機械智能化通過計算機提供人機交互的接口，計算機的可視化能方便數(shù)據(jù)處理，同時為操作人員提供必要的解釋，使得信息的交流更加快捷和方便。機械設(shè)計逐步采用 CAD 等計算機軟件制圖技術(shù)取代傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計方法，有效縮短了設(shè)計周期，同時還能保證設(shè)計精度。在多媒體技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，界面的圖形化也是機械智能化的一個發(fā)展趨勢，通過圖形化的界面，設(shè)計者就可以很方便地與客戶進行溝通，有效地提高了工作效率。此外，多媒體強大的聲像、圖文處理等功能，也為實時監(jiān)控和故障檢測等智能化處理提供了方便，在生產(chǎn)和管理方面具有很大的優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

在未來，隨著技術(shù)的進步，更多的新技術(shù)也必將應(yīng)用到機械制造系統(tǒng)當(dāng)中，比如上述案例中的 MES 系統(tǒng)，目前已經(jīng)有眾多學(xué)者開始研究Agent 在此系統(tǒng)中的應(yīng)用，并且系統(tǒng)在自治性、柔性等多方面的性能都得到了極大提升，這也是未來的一種發(fā)展趨勢。相信在不久的將來，制造業(yè)系統(tǒng)將達(dá)到一種“生物”智能化的程度，也將更好地服務(wù)于人類。制造的智能化技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成，是國家機械制造業(yè)的水平的重要標(biāo)志，更是是國家工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱。因此，我們應(yīng)在了解械制造的智能化技術(shù)發(fā)展趨勢，讓我國現(xiàn)代機械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國家站在同一起跑線上。

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