探討機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)

馬成家

摘 要：機(jī)械工程是隨著機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展而逐漸興起的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)，機(jī)械工程技術(shù)的應(yīng)用加快了社會(huì)及生產(chǎn)力的發(fā)展。機(jī)械工程所涉及的領(lǐng)域較廣，包括機(jī)械開發(fā)與設(shè)計(jì)、制造與安裝、使用及維護(hù)等多方面的內(nèi)容，機(jī)械工程的興起與發(fā)展大大加快了勞動(dòng)效率，同時(shí)也提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本文分析了智能化機(jī)械工程的特征，包括高品質(zhì)、高效率、四流交匯、四維集成、節(jié)能與環(huán)保。同時(shí)對(duì)機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，包括網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展趨勢(shì)，集成化與自動(dòng)控制化發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)品智能化與人工智能化發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能化；機(jī)械工程；發(fā)展趨勢(shì)；探討

智能化機(jī)械工程是繼傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)化控制技術(shù)，智能化機(jī)械工程主要由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備組成，機(jī)械裝置具有復(fù)雜性與精巧性的特征，也能夠制造出更為精確的產(chǎn)品，因此可以在理論創(chuàng)新與實(shí)際問(wèn)題的解決方面發(fā)揮重要作用[1]。本文簡(jiǎn)單探討了機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)問(wèn)題，旨在為智能化機(jī)械工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步推廣提供參考依據(jù)。

一、智能化機(jī)械工程的特征

機(jī)械工程的智能化發(fā)展指的是采用智能化管理方法、設(shè)備及技術(shù)，有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機(jī)械工程，使傳統(tǒng)機(jī)械工程實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)作與發(fā)展。智能化機(jī)械工程具有以下特征：（1）高品質(zhì)、高效率。在機(jī)械工程中應(yīng)用智能化技術(shù)能夠減少生產(chǎn)能耗，并可以延長(zhǎng)生產(chǎn)鏈，如從機(jī)械生產(chǎn)延伸至生產(chǎn)管理、產(chǎn)品銷售及再回收等過(guò)程，同時(shí)保證高效率生產(chǎn)產(chǎn)品及提高產(chǎn)品的品質(zhì)。（2）四流交匯、四維集成。人、機(jī)、硬件、軟件相互交流與集成是智能化機(jī)械工程的基本特征，四流交匯與四維集成保證了智能化機(jī)械工程的高效性與智能性，這對(duì)于機(jī)械工程的發(fā)展有著非常重要的作用[2]。（3）節(jié)能與環(huán)保。節(jié)能環(huán)保是機(jī)械工程發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，利用傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)的過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生污染，且污染產(chǎn)生后治理難度較大。智能化機(jī)械工程中所使用的技術(shù)與設(shè)備均具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，能夠減少污染物的排放，避免以犧牲環(huán)境作為發(fā)展機(jī)械工程的代價(jià)。

二、機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)分析

（一）網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)化與信息化是機(jī)械工程朝智能化方向發(fā)展的主要趨勢(shì)。就信息化發(fā)展趨勢(shì)而言，與機(jī)械工程相關(guān)的企業(yè)正在不斷改革自身管理體系，并注重通過(guò)智能化技術(shù)改善內(nèi)部管理環(huán)境及利用外部環(huán)境，確保機(jī)械工程能夠在信息化管理環(huán)境中實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。目前EPR（企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）及MRPII（制造資源計(jì)劃）等在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用為智能化機(jī)械工程的信息化發(fā)展提供了有利條件，同時(shí)也能夠使機(jī)械工程在虛擬企業(yè)、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)物流等領(lǐng)域中發(fā)揮非常重要的作用。機(jī)械工程在信息化管理領(lǐng)域中的應(yīng)用也能夠加快智能化機(jī)械工程的信息化發(fā)展。例如，在對(duì)機(jī)械工程中的機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)時(shí)，通常會(huì)應(yīng)用到信息技術(shù)，在選擇機(jī)械加工設(shè)備時(shí)，通常會(huì)優(yōu)先考慮數(shù)控式加工機(jī)床等含有智能化信息技術(shù)的機(jī)械設(shè)備。商業(yè)化智能機(jī)械研發(fā)機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)也為機(jī)械工程的信息化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了必要條件，目前已有研發(fā)機(jī)構(gòu)成功利用智能CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)等設(shè)計(jì)及開發(fā)新型機(jī)械產(chǎn)品，并逐漸朝CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)）等方向發(fā)展[3]。此外，機(jī)械工程生產(chǎn)體系的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)尤為明顯。智能化機(jī)械制造系統(tǒng)以人機(jī)結(jié)合為主要特征，目前制造模式已經(jīng)得到了優(yōu)化，生產(chǎn)體系注重以人為本，并確保機(jī)器智能與人類的智能能夠?qū)崿F(xiàn)有效結(jié)合，因此可保證調(diào)度計(jì)劃與生產(chǎn)計(jì)劃能夠組成智能化控制網(wǎng)絡(luò)，確保機(jī)械工程的智能化控制系統(tǒng)具有可重構(gòu)性。例如，可以重構(gòu)路線調(diào)度數(shù)量品種，適應(yīng)機(jī)械加工設(shè)備及組成方案等。

（二）集成化與自動(dòng)控制化發(fā)展趨勢(shì)。隨著機(jī)械工程智能化研究的不斷深入，智能化機(jī)械應(yīng)用集成化與自動(dòng)化控制技術(shù)的趨勢(shì)也表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。在機(jī)械工程領(lǐng)域中，基于單機(jī)集成與智能控制的自動(dòng)化換擋系統(tǒng)已經(jīng)得到了推廣與應(yīng)用，自動(dòng)化換擋系統(tǒng)主要分為液壓式換擋系統(tǒng)與電液式換擋系統(tǒng)，應(yīng)用以上兩種系統(tǒng)后不但可以改善機(jī)械設(shè)備的使用性能，提高機(jī)械工作效率及作業(yè)質(zhì)量，同時(shí)還能夠使機(jī)械操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度得以減輕。另一方面，機(jī)械工程中所使用的監(jiān)控技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、遠(yuǎn)程診斷技術(shù)及維護(hù)技術(shù)等也已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了智能化，并具有明顯的集成化與自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)。例如，智能化電子診斷技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線智能檢測(cè)、預(yù)報(bào)及檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行工況，同時(shí)還可以自動(dòng)將故障診斷及維修數(shù)據(jù)發(fā)送給機(jī)械操作人員，方便操作人員集成化控制工程機(jī)械。近些年國(guó)外部分廠家已經(jīng)可以在電子監(jiān)控裝置當(dāng)中安裝數(shù)據(jù)輸出接口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接口，這就能夠?yàn)闄C(jī)械工程中故障數(shù)據(jù)的記錄提供有效的物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)贸龉收蠑?shù)據(jù)后，機(jī)械維護(hù)或操作人員便可以根據(jù)故障代碼輸出結(jié)果分析故障情況，因此有利于精確確定機(jī)械故障類型及故障點(diǎn)。此外，集成化與自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)還體現(xiàn)在了網(wǎng)絡(luò)機(jī)群方面。網(wǎng)絡(luò)機(jī)群是機(jī)械工程智能化的具體體現(xiàn)，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)機(jī)群管理能夠優(yōu)化配置多機(jī)種及高性能機(jī)械，確保各類機(jī)械充分發(fā)揮協(xié)同作用。

（三）產(chǎn)品智能化與人工智能化發(fā)展趨勢(shì)。在機(jī)械工程本身不斷實(shí)現(xiàn)智能化的同時(shí)，機(jī)械工程中的產(chǎn)品也逐漸朝智能化的方向發(fā)展，同時(shí)在機(jī)械工程領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能化及計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)也變得越來(lái)越明顯。智能化、多樣化及個(gè)性化的機(jī)械產(chǎn)品能夠更好地滿足消費(fèi)者的需求，其中智能化機(jī)械產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。例如，索尼公司開發(fā)的智能化娛樂(lè)機(jī)器狗（愛(ài)寶）投入到市場(chǎng)后受到了廣大消費(fèi)者的歡迎，同時(shí)也帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械工程領(lǐng)域中的智能化產(chǎn)品多能夠模擬人類大腦所具有的控制功能、分析功能，因此可以實(shí)現(xiàn)共同控制與定時(shí)控制。在機(jī)械產(chǎn)品中安裝位置、壓力及溫度傳感裝置等，不但可以高效感知與分析外界信號(hào)，同時(shí)還能夠及時(shí)處理信號(hào)。例如，機(jī)械產(chǎn)品中的分級(jí)控制可以通過(guò)電子電路、SCM（ 供應(yīng)鏈管理）及顯示管等的靈活配置實(shí)現(xiàn)。人工智能化與計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的應(yīng)用也加快了機(jī)械工程智能化的發(fā)展進(jìn)程。現(xiàn)代科技技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用之間的周期正在不斷縮短，機(jī)械工程中應(yīng)用的人工智能化技術(shù)也變得越來(lái)越多，人工智能與計(jì)算機(jī)智能的結(jié)合已經(jīng)成為機(jī)械工程技術(shù)研究中的熱點(diǎn)，研究的關(guān)鍵點(diǎn)在于解決知識(shí)節(jié)點(diǎn)劃分與模塊共享之間存在的技術(shù)難題，以便可以協(xié)調(diào)人工智能、產(chǎn)品智能與計(jì)算機(jī)智能之間的關(guān)系。此外，機(jī)械工程智能化知識(shí)資源為智能軟件的設(shè)計(jì)提供了必要依據(jù)，如MAS技術(shù)（移動(dòng)代理服務(wù)器）、DPS技術(shù)（數(shù)據(jù)保護(hù)）等的應(yīng)用不但提高了機(jī)械工程的人工智能化水平，同時(shí)還能夠提升機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。因此能夠加快機(jī)械工程的智能化發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，機(jī)械工程在人類文明發(fā)展的過(guò)程中起到了非常重要的作用，智能化機(jī)械工程的出現(xiàn)將機(jī)械工程帶入了一個(gè)嶄新的發(fā)展紀(jì)元。機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)是多樣化的，包括網(wǎng)絡(luò)化、信息化、人工智能化與產(chǎn)品智能化等，只有把握好機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)，才能夠豐富機(jī)械工程領(lǐng)域的內(nèi)涵，并由此加快機(jī)械工程的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 皮劍.致力提高施工效率——山河智能雙動(dòng)力頭強(qiáng)力多功能鉆機(jī)助力大連城市建設(shè)[J].工程機(jī)械與維修，2012（8）：178.

[2] 謝溪凌，汪俊亮，鄭衛(wèi)剛.基于SolidWorks軟件應(yīng)用的多傳感技術(shù)智能輪胎的仿真設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造，2012，50（4）：44-45.