經濟視角下智能化技術在機械工程自動化中的應用探討

（北京水木源泉科技有限公司，北京 100071）

1 智能化機械工程的概述

1．1 智能化機械工程

所謂智能化機械工程，就是將新的智能化技術與傳統意義上的機械制造相結合所形成的的一種新型的綜合性的機械制造技術，該技術將生產過程中的加工、設計和管理等環節有效地融為一體，并且具有高度的柔性和集成性?，F階段，智能化機械工程較機械工程自動化更為前沿，是適應整個社會智能化需求的產物，同時有效地推動了機械生產產業的發展進步。

1．2 機械工程自動化與機械工程智能化的關系

目前，機械生產行業中最核心的內容就是機械工程自動化及智能化，其自動化及智能化的水平直接體現了國民經濟乃至國家工業的發展水平。機械工程自動化主要是指產品的自動化生產和設備的自動化運行。自動化作為一種生產條件被應用在機械生產過程中，顯著提升了工作效率，但是機械工程自動化的運行仍然需要借助大量的人力和物力，產品的銷售和生產計劃的制定等生產環節，仍然離不開人為的控制與操作。而機械工程智能化的出現則使機械生產在一定程度上完全脫離人工，利用智能化系統對生產過程中的一系列過程進行自動采集、分析和處理，實現生產效率最大程度上的提高。機械工程智能化最終將取代機械工程自動化。

2 機械工程智能化應用特點

2．1 高精度和高效率

現在納米技術在機械工程中應用已經很多了。目前，納米技術的出現以及在機械工程領域的應用，使得機械工程在精密化和微型化方向的發展成為現實。同時，納米技術的實踐應用結果，也充分肯定地證明了該技術在機械工程發展過程中所起的積極的推動作用，并逐步推動機械工程朝著更加微型、高速和高精度的方向發展。

2．2 更高的自動化和智能化程度

機械工程智能化對于提高生產效率和優化生產質量等，起到的作用是毋庸置疑的。同時，對于一些工作性質比較惡劣、工作環境比較艱苦的工作來說，機械工程智能化可以逐步代替人工操作，降低生產事故的發生。智能化機械所能實現的工作逐步從簡單向復雜過渡，使得機械工程自動化的應用范圍逐步擴大。

2．3 高層次的復合多軸化程度

智能化典型的特征表現之一，就是高層次的復合多軸化程度。因此，機械工程智能化的復合加工能力相比較與以往的機械生產具有顯著提升，這對于機械生產各方面的提升具有關鍵性的作用。同時，為了滿足社會各個行業的生產需求，相關人員需要進一步加強多軸化的研究。例如，對于數控機床的智能化應用，就是在同一臺機床上通過自動換刀、轉臺、旋轉主軸頭等多種工序的自動切換，來實現對工件的復合加工，整個加工制造過程只需要進行一次裝夾即可完成。

2．4 更高的圖形化程度

機械工程生產過程中需要借助一定的圖形手段來實現機械數控系統和用戶之間的溝通，圖形化的用戶界面使得機械生產加工操作控制更加方便清晰。通常情況下，操作人員只需要對其中的關鍵按鍵進行控制，就可以準確地把控生產流程，完成相應的生產工作。圖形化的界面使得生產過程中的生產數據信息更為完善，并在計算機的作用下進行合理分析與利用。圖形化的手段更加有利于生產操作和管控，即使是非專業人士也可以熟練靈活地掌握機械工程生產。

2．5 高層次的科學計算可視化程度

科學計算可視化是在計算機技術的基礎上，利用圖形學的基本原理實現對機械工程的科學運算，其運算結果不僅僅局限于文字這種單一的表達方式，通過將圖形、圖像以及動畫等可視信息運用到科學運算結果中，使信息的表達方式更加豐富直觀，方便理解與溝通?？茖W計算的可視化可以被應用到不同的領域，如CAD制圖、環境技術等。機械工程科學計算的可視化，有利于工作人員在機械工程的設計和生產過程中進行全面而又實際的管控，能夠有效減少設計周期、降低生產成本投入以及提高生產產量等，具有積極的管控作用。

2．6 機械工程的柔性化

人們日益增長的社會需求使得社會企業需要不斷調整產品品質和產業內容，以滿足社會的發展需求和人們的生活需求。機械工程作為一個生產系統必須具有一定的柔性，以不斷調整適應加工制造的自由度。同時，機械工程中的生產人員也要具有一定的柔性，即能夠適應不同程度的生產任務，并保證能夠按時按質地完成生產任務。所謂智能柔性，就是根據實際的生產需求來調整相應的生產流程，以將機械工程生產系統的生產成效最大程度地發揮出來。

2．7 機械工程的集成化模塊化

機械工程智能化很大一部分取決于控制系統所使用的CPU、芯片和集成電路等。而機械工程的集成化和模塊化，主要是針對機械工程的數控系統而言。集成化就是將半導體與表面安裝技術進行有機的結合，這樣就能夠使集成電路的密度有效降低，進而在提升產品性能的基礎上降低產品成本，同時，也能在一定程度上壓縮產品體積，提升產品空間的有效利用率。模塊化是將復雜的系統有效組合和分解成多個模塊，模塊的劃分是按照系統屬性進行有機組合，以完成系統功能。每個模塊均具有自身的接口、功能、邏輯和狀態，以將模塊的有效特性充分地反映出來。不同模塊的組合方式可以實現不同的系統功能。因此，數控系統的集成化和模塊化程度決定了數控系統的品質水平，進而體現了機械工程的智能化水平。

2．8 機械工程的網絡化

隨著網絡化在社會各個領域的應用越來越廣泛，機械工程也需要充分利用網絡化這種先進的科學工具。以計算機技術為基礎，將機械工程中的各個子計算機以及相應的數控系統等，按照網絡協議有機地組合在一起，這樣就能夠實現資源信息的有效共享，便于機械生產系統的管理與控制，也為機械產品的設計、生產和銷售等方面拓寬了渠道，顯著提升了企業的經濟效益。

3 智能化技術在機械工程中的應用價值

3．1 生產設備智能化

機械工程生產過程從人工操作逐步發展成流水線的生產形式，在降低人工成本的同時提高了生產效率，而且也降低了生產質量事故發生的概率，有效保障了產品質量。而機械工程智能化的應用，使得整個機械生產流水線完全采用智能化的管理系統，流水線上各個生產環節所產生的的生產數據被管理系統自動的收集、分析和處理，進而相應地調整生產流程，以提升生產效率。智能化的生產流水線大部分生產內容完全由機械設備自行生產與調度，只需要個別技術人員在必要的時候進行技術調整。同時，智能化的機械工程設備的穩定性和安全性具有顯著提高，這是因為機械設備在智能系統的控制下能夠自行采取相應的措施來排除故障或者報警，避免生產事故的擴大化，能夠在最短的時間內保證智能流水線的順利進行。

3．2 生產管理智能化

企業的發展和完善離不開成功的企業管理，而傳統的機械生產管理中，產品的設計、生產和銷售等環節都是需要管理人員來進行決策操作的，同時，管理人員還需要負責市場調研和售后管理等生產內容。因此，管理人員所負責的內容和所需要承擔的責任都相當大。此外，一般情況下需要人員參與的工作往往會出現滯后的現象，一旦生產過程中需要調整生產計劃，很難做到及時有效的處理，以至于影響產品的生產與銷售。而智能化的管理系統對于產品的生產和銷售等環節，都能夠自行收集產品數據并作出及時有效的調整，同時，智能化的管理系統是以計算機技術為基礎，具有資源共享的特性，因此，智能化的管理更加公開透明，而且高效。

3．3 機械產品智能化

機械產品的智能化是指機械工程產品不再僅僅只是單純的物品，它能夠根據用戶的使用需要來發揮自身的使用性能，同時，智能化產品最終是一種服務設備，可以根據用戶的需求進行個性化定制，進而增強用戶的體驗效果。

4 結語

智能化機械工程不僅能夠推動其他相關的社會行業的進步與發展，而且能夠改善現有工業環境污染，過度消耗能源的現狀。智能化機械工程在社會各個領域的應用，有效地推動了企業乃至整個社會的可持續發展。同時，相關人員也需要進一步加強智能化技術的研究應用，以提升國民經濟水平，提升國家的綜合實力。