□ 徐晨輝

上海公路橋梁(集團)有限公司 上海 200435

1 時代背景

當前,技術(shù)高速發(fā)展,創(chuàng)新成為推動經(jīng)濟發(fā)展、提高核心競爭力的主要因素之一,智能化技術(shù)得到普遍應(yīng)用。作為社會發(fā)展運行的重要組成部分,機械工程同樣在進行智能化革新和創(chuàng)新性發(fā)展。機械工程的智能化發(fā)展具有重要性與必要性。一方面,智能化機械工程已取得一定成果,生產(chǎn)出的高質(zhì)量產(chǎn)品成為相關(guān)領(lǐng)域開展工程活動的重要保證。另一方面,機械工程的智能化發(fā)展代表未來的方向,有利于進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。筆者介紹我國機械工程智能化現(xiàn)狀與發(fā)展方向。

2 機械工程智能化概述

2.1 機械工程

機械設(shè)備是社會生產(chǎn)的必要工具和基礎(chǔ)保證,機械工程則是基于對相關(guān)技術(shù)和市場需求進行研究,為客戶制造和提供所需機械設(shè)備的工程,是體現(xiàn)機械設(shè)備應(yīng)用價值的條件,也是與機械生產(chǎn)效率和水平密切相關(guān)的組成部分。隨著科學技術(shù)的進步,機械設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代。同時,市場對機械設(shè)備的運行效率和產(chǎn)品質(zhì)量也提出了更高的要求。為了合理運用先進技術(shù)和機械設(shè)備,保證機械生產(chǎn)活動的正常推進,應(yīng)當結(jié)合實踐經(jīng)驗加強機械工程的相關(guān)研究,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,促進經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

2.2 智能化

作為現(xiàn)代科學技術(shù)的主要產(chǎn)物和重要體現(xiàn),智能化技術(shù)對于生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、操作便利具有大幅度提升作用,在各行各業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用,并且與不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的結(jié)合不斷深入,受到較高認可。進一步促進智能化技術(shù)的發(fā)展和完善,可以使其繼續(xù)發(fā)揮獨特的應(yīng)用價值,便利人們的日常生活。與此同時,在工業(yè)生產(chǎn)、機械制造等領(lǐng)域進一步推動社會生產(chǎn)力提高和科學技術(shù)進步,應(yīng)當繼續(xù)以發(fā)展智能化技術(shù)作為主要方向,以開發(fā)更大的潛力。

3 機械工程智能化特點

實踐經(jīng)驗表明,機械工程智能化主要有節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高幾大特點。

首先,機械工程智能化有利于同步提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。機械工程在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都具有重要作用,將智能化技術(shù)與機械工程相融合,有利于提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平。具體而言,作為智能化技術(shù)的核心優(yōu)勢,將操作人員、設(shè)備硬件、程序軟件相結(jié)合,有利于突破傳統(tǒng)模式禁錮,發(fā)揮智能化技術(shù)的各方面優(yōu)勢。例如,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化工生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用智能化技術(shù),有利于克服技術(shù)屏障、提高生產(chǎn)效率,從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益的增長。

其次,機械工程智能化有利于節(jié)約能源。在傳統(tǒng)機械工程生產(chǎn)中,人們對于節(jié)約能源理念不夠重視,或者對于節(jié)能手段不夠熟悉,往往無法以最佳方案和配比進行生產(chǎn),造成大量資源浪費,不利于實現(xiàn)機械工程生產(chǎn)的可持續(xù)性。通過機械工程智能化,有利于優(yōu)化資源配比,提升對資源的利用效率,進而節(jié)約資源,實現(xiàn)綠色經(jīng)濟目標。

再次,機械工程智能化有利于保護環(huán)境。我國環(huán)境污染嚴重的現(xiàn)狀在很大程度上是由工業(yè)生產(chǎn)造成的,為了改變這一現(xiàn)狀,需要追求工業(yè)生產(chǎn)的綠色環(huán)保和可持續(xù)性,同時日益提高人們對環(huán)保的重視程度。不同于傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中排放大量污染物及有害物質(zhì)的特點,機械工程智能化技術(shù)能夠通過對污染物進行智能化處理,控制污染物的排放量,同時降低污染物的危害程度,進而實現(xiàn)企業(yè)的健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。

4 機械工程智能化發(fā)展現(xiàn)狀

第一,智能化核心技術(shù)的引進和創(chuàng)新有階段性成果。機械工程智能化技術(shù)最初起源于國外,我國在改革開放之后,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)需求,開始與國際先進企業(yè)進行合作,引進包括智能化技術(shù)在內(nèi)的大量高新科學技術(shù),在當時時代背景下對推動我國經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展,提高人們生活水平和生活質(zhì)量起到了重要作用。隨著我國綜合國力的不斷提升和科學技術(shù)水平的不斷進步,我國的工業(yè)生產(chǎn)也得到了迅猛發(fā)展,這其中有機械工程智能化的積極作用,同時也推動機械工程智能化的進一步發(fā)展和應(yīng)用。在機械工程智能化技術(shù)的發(fā)展過程中,我國不斷向合作企業(yè)學習,引進和改造智能化技術(shù)。為了進一步發(fā)揮機械工程智能化的應(yīng)用價值,我國在越來越廣泛的范圍內(nèi)進行實踐探索和研究,逐漸實現(xiàn)了中國特色工業(yè)智能化階段性成果,形成了完善的機械工程智能化知識體系,擁有了具有競爭力的機械工程智能化核心技術(shù)。為了滿足智能化技術(shù)日益擴大的市場需求,我國在當前經(jīng)濟發(fā)展進入高質(zhì)量發(fā)展階段的背景下,以機械工程智能化作為發(fā)展重心和方向,加強對智能化技術(shù)的研究和探索,促進機械工程智能化融入更多行業(yè)和領(lǐng)域,在機械生產(chǎn)、物流運輸、信息管理等領(lǐng)域發(fā)揮更大價值和作用,進而提升綜合國力。在這一過程中,應(yīng)當明確創(chuàng)新性發(fā)展道路,從以引進和改造為主轉(zhuǎn)向自主創(chuàng)新和個性化定制,促進我國智能化核心技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。應(yīng)當將培養(yǎng)高質(zhì)量專業(yè)人才作為主要手段,通過開設(shè)相關(guān)專業(yè),對相關(guān)專業(yè)投入更多人力物力,完善人機交互智能系統(tǒng)等方式,優(yōu)化我國高校的機械工程智能化人才培養(yǎng)體系,進而加速我國機械工程智能化發(fā)展。

第二,企業(yè)通過機械工程智能化獲得核心競爭力。市場競爭是和平年代的主戰(zhàn)場,隨著我國持續(xù)對外開放,國內(nèi)企業(yè)面臨的競爭不僅來自于國內(nèi)企業(yè),而且來自于國外尖端企業(yè)。為了在激烈競爭中擁有立足之地,獲得經(jīng)濟效益,企業(yè)必須通過技術(shù)創(chuàng)新和升級、體制優(yōu)化和發(fā)展,獲得核心競爭力。在機械生產(chǎn)行業(yè),技術(shù)的先進性是核心競爭力的重要保障。首先,應(yīng)當正視技術(shù)研發(fā)工作的重要性。其次,應(yīng)當理論結(jié)合實踐,從實踐中暴露的問題、市場發(fā)展規(guī)律、消費者訴求等方面出發(fā),不斷優(yōu)化升級技術(shù)水平,改革創(chuàng)新組織模式和管理體制,以保證智能化技術(shù)在機械工程中發(fā)揮重要作用,進而提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率,提高企業(yè)的核心競爭力,以應(yīng)對市場競爭壓力。

第三,智能化技術(shù)瓶頸有待突破。隨著我國科學技術(shù)的不斷進步,機械工程智能化已經(jīng)初具成果和規(guī)模,相關(guān)技術(shù)也獲得了一定積累和發(fā)展。但在實踐中不難發(fā)現(xiàn),由于我國基礎(chǔ)性研究相對落后于發(fā)達國家,基礎(chǔ)性技術(shù)水平的不足在一定程度上限制了機械工程智能化技術(shù)的應(yīng)用和提高。例如,科研單位或企業(yè)在進行機械工程智能化設(shè)備的加工生產(chǎn)時,部分關(guān)鍵零部件的加工生產(chǎn)受技術(shù)所限無法獨立完成,還需要在不同程度上依賴于產(chǎn)品進口或技術(shù)進口。這些關(guān)鍵零部件包括但不限于電子控制器、高壓液壓元件、變速器等。為了解決上述問題,真正實現(xiàn)智能化技術(shù)和生產(chǎn)的獨立與提升,應(yīng)當全面深入基礎(chǔ)性研究工作,著力突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸和難關(guān),不斷加強短板領(lǐng)域的研究,進而促進機械工程智能化水平的全面提升。

第四,機械工程信息化管理有待完善。實踐經(jīng)驗表明,在實際應(yīng)用機械工程智能化技術(shù)過程中,高效的信息管理有利于智能化技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮。但在現(xiàn)階段,部分企業(yè)由于戰(zhàn)略規(guī)劃不詳盡、發(fā)展目標不清晰、信息化管理水平不足,造成無法實現(xiàn)發(fā)展的可持續(xù)和市場份額的維持。為了解決上述問題,企業(yè)應(yīng)當正視技術(shù)更新和信息化管理的重要性,合理配置資源,在實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時推動信息化管理水平的提高。機械工程信息化管理有利于降低工作人員的工作量,便利用戶使用,滿足用戶需求。機械工程的智能化可以促進用戶界面實現(xiàn)圖形化發(fā)展,通過圖形化界面進行系統(tǒng)與用戶的交流,有利于更好地滿足用戶不同需求,便利用戶操作使用,同時還能降低工作人員的工作負擔和壓力,提升工作效率和質(zhì)量。機械工程信息化管理還有利于實現(xiàn)科學計算的可視化。通過科學計算的可視化發(fā)展,提升數(shù)據(jù)處理的速度,進而滿足人們對于信息交流質(zhì)量和速度的需求,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。

第五,生產(chǎn)設(shè)備及系統(tǒng)的智能化。在目前機械工程智能化的進程中,生產(chǎn)設(shè)備及管理系統(tǒng)的智能化發(fā)展是重要環(huán)節(jié),也是很多生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)展方向。智能化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及系統(tǒng)中,有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率。通過智能化技術(shù)在機械工程企業(yè)中的廣泛應(yīng)用,并結(jié)合實踐經(jīng)驗進行不斷完善和改進,智能化技術(shù)能及時向工作人員反映設(shè)備參數(shù),提供設(shè)備運行狀況等。工作人員可以根據(jù)參數(shù)隨時進行調(diào)整,以保證設(shè)備運行處于正常、最優(yōu)狀態(tài)。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障,智能化系統(tǒng)能夠根據(jù)客觀情況進行分析,及時采取有效措施,將損失降至最低,同時保障工作人員安全。

5 機械工程智能化發(fā)展方向

5.1 網(wǎng)絡(luò)化與信息化

進入信息時代后,互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)得到了長足發(fā)展,機械工程智能化的發(fā)展同樣應(yīng)當順應(yīng)時代潮流。應(yīng)當不斷推動機械工程與計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合,實現(xiàn)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的同步提升,進而實現(xiàn)智能化發(fā)展目標。在現(xiàn)階段的實踐中,機械工程智能化的網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展受到各種因素的阻礙和限制。經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn),人才匱乏是阻礙技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的主要原因。為了解決上述問題,企業(yè)和院校應(yīng)當注重人才培養(yǎng)和培訓工作,引進計算機技術(shù),推動人工智能技術(shù)結(jié)合,保證與技術(shù)研究和升級匹配的人才儲備,同時通過組建技術(shù)研究部門對技術(shù)難關(guān)和瓶頸進行攻關(guān),實現(xiàn)機械工程的網(wǎng)絡(luò)化與信息化。

5.2 集成化與自動化

實現(xiàn)集成化與自動化,同樣是機械工程智能化未來發(fā)展的方向之一,有利于提高我國機械工程的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。近年來,我國汽車行業(yè)發(fā)展迅猛,市場迅速擴大,為了滿足市場需求,把握市場機遇,車企加強對核心發(fā)動機技術(shù)的創(chuàng)新和改革。在研發(fā)生產(chǎn)汽車自動換擋系統(tǒng)時,通過應(yīng)用智能化技術(shù),有利于優(yōu)化零部件的配合和性能,進而減少零部件的磨損,提升汽車駕駛體驗和耐用性。除了集成化與自動化方向外,智能化技術(shù)在未來還可能朝診斷技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、遠程控制技術(shù)等方向發(fā)展,進一步優(yōu)化資源配置,升級技術(shù)和系統(tǒng),提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,實現(xiàn)機械工程智能化水平的突飛猛進。

5.3 產(chǎn)品人工智能化

實現(xiàn)機械工程產(chǎn)品人工智能化,有利于更好滿足市場需求,也有利于提升機械工程行業(yè)整體水平?；趯κ袌稣{(diào)研結(jié)果的整合和市場發(fā)展方向的分析,人工智能產(chǎn)品符合市場消費趨勢,既能作為工作輔助,又具有娛樂、養(yǎng)生等功能。通過設(shè)定合理目標,深入挖掘智能化技術(shù),合理應(yīng)用信息化技術(shù),可以實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化和自動化。

5.4 智能調(diào)平控制系統(tǒng)

建立和完善機械工程智能調(diào)平控制系統(tǒng),有利于實現(xiàn)信息的快速共享傳遞,提高機械設(shè)備的即時定位能力,充分發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)用價值,優(yōu)化整體工作效率。智能調(diào)平控制系統(tǒng)由傳感器、接收器、處理器等部分組成,用于在生產(chǎn)不同機械設(shè)備時根據(jù)不同需求和技術(shù)參數(shù)進行智能化設(shè)備調(diào)平,進而提高生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率。在進行汽車機械設(shè)備的安裝加工時,通過智能調(diào)平系統(tǒng)進行仿真模擬駕駛,有利于充分、及時收集數(shù)據(jù),基于對數(shù)據(jù)的分析和判斷下達計算機指令。進行汽車發(fā)動機與變速器的程序連接時,應(yīng)用智能調(diào)平控制系統(tǒng)進行調(diào)平,有利于保證安裝質(zhì)量和平穩(wěn)駕駛。

5.5 設(shè)備故障智能化檢測

隨著機械工程智能化的不斷發(fā)展,設(shè)備故障檢測技術(shù)的智能化水平和檢測質(zhì)量不斷提高,人工智能故障檢測技術(shù)實際應(yīng)用會產(chǎn)生重要成果。目前,實踐中主要有專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩種模式。應(yīng)用專家系統(tǒng)時,通過前期對系統(tǒng)的重復(fù)性訓練,獲得數(shù)據(jù)指標。神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要用于模擬人腦,通過構(gòu)建和完善診斷網(wǎng)絡(luò),引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)圖譜深度學習,實現(xiàn)檢測。設(shè)備故障智能化檢測有利于提高檢測質(zhì)量和效率,提高機械設(shè)備運行的安全性和可靠性,應(yīng)當大力發(fā)展。

6 結(jié)束語

隨著智能化技術(shù)的引進和創(chuàng)新,我國企業(yè)通過推動機械工程智能化發(fā)展提高自身核心競爭力,同時促進相關(guān)行業(yè)取得階段性成果。但是,我國機械工程行業(yè)目前仍面臨技術(shù)瓶頸有待突破,信息化和智能化管理有待完善。對此,筆者認為應(yīng)當在明確機械工程智能化重要性與必要性的前提下,把握發(fā)展方向,集中優(yōu)勢力量,通過強化機械工程的網(wǎng)絡(luò)化與信息化、集成化與自動化,以及控制和檢測系統(tǒng)智能化等,助力實現(xiàn)工業(yè)強國目標。