機械加工智能化發展趨勢研究分析

鄭將

摘要：在機械制造智能化過程中要有效運用計算機信息系統發展智能化技術，不斷克服傳統機械制造中存在的問題，進而提高我國機械制造業的高精密度、高競爭力及產業化發展大勢。同時，在新環保的大旗下，減少環境污染，實現低碳經濟。

關鍵詞：機械加工;智能化;分析

1 前言

目前我國在機械加工智能化建設上有兩種途徑：（1）對國外比較成熟的產品技術進行引入，結合我國實際情況進行消化吸收和創新。（2）自主研發國內已經初具基礎的機械加工技術，集成形成先進適用技術和產品，以智能化技術引領提升我國裝備與設施智能化水平。

2 機械制造智能化發展的必然性

2.1 機械加工智能化決定著經濟現代化水平和程度

馬克思曾經說過，不同的社會時期之間的差別不在于到底生產了什么，而在于利用什么進行生產以及怎么生產，這才是主要的，也是說生產技術決定一切。近年來機械制造日益呈現智能化、精細化趨勢，數控技術更是目前先進制造技術的代表，數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，是我國機械加工制造行業最核心的智能化生產技術。在我國生物技術產業、國防航空產業以及信息技術產業中都大行其道，數控技術引入到機械加工制造行業后也顯著的提高了機械制造的能力和水平，增強了企業適應不斷變化是市場競爭需要。很多發達國家都將數控技術和裝備作為本國重要的戰略能源，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，包括機械制造技術，信息處理、加工、傳輸技術，自動控制技術，伺服驅動技術，傳感器技術，軟件技術等。發達國家一方面保護本國的數控技術，控制技術服務出口。另一方面加強對數控產業和技術的投資，尤其在一些“高精尖”數控關鍵技術方面更是重中之重，也對其他國家實行封鎖和限制政策，來使其該項技術能夠一直占據科技的最前沿，為其帶來豐厚的商業利益。對于我國而言，要充分認識到一點，機械加工智能化不僅僅關乎到機械產品質量和生產效率，更是關乎到國家制造產業的發展戰略和發展前景，也是提高一個國家綜合能力和國家地位的重要體現。

2.2 機械加工智能化滿足市場的需要

機械加工行業生產的產品具有雙重屬性，既可以看作使得生產資料，也可以當作各種消費產品。消費者的消費需求是機械加工智能化的動力。當今社會，包括手機、電腦等智能化產品已經走入千家萬戶，作為機械加工企業要迅速適應這種變化，把握住市場消費動向，不斷加強科技進步，對原有生產工藝和設備進行智能化改造，只有這樣才能大大減少產品從研發到投入市場的時間，機械加工企業智能化可以使產業研發速度加快十幾倍，對于追求消費個性化、多樣化的消費者而言，具有很大的吸引力。另外，傳統的機械加工行業主要是勞動密集型企業，需要大量的人力資源，隨著我國人口紅利的逐漸消失，工人工資大幅上漲，企業用工面臨巨大的壓力和挑戰。而且機械加工環境比較危險，工傷事故難以避免，一旦出現事故，對工人的人身傷害以及對企業的社會形象力都帶來惡劣影響，在此前提下，大力發展機械智能化加工就可以節約大量的勞動力，企業管理從低效率、多人力管理模式轉變成智力，由勞動密集型企業向技術密集型企業過渡，企業生產過程也由單品種、自動線式轉變為多品種、并行式、智能化模式。

3 機械加工智能化發展應該遵循的原則和應用

3.1 機械加工智能化發展應該遵循的原則

（1）價值產出原則。機械制造智能化不是形象工程，是機械加工企業提高效率、降低成本、提高企業利潤的重要舉措，因此企業在智能化建設過程中要充分考慮企業的實際情況，從投入和產出兩方面進行考慮，本著遵循科技發展規律的原則，不斷提高其智能化水平。（2）信息化原則。信息就是指資源，未來的機械加工是指智能化的集約生產，未來企業最主要的生產要素就是信息，信息化水平對機械制造企業智能化發展起著關鍵作用，信息技術就是對信息進行收集整理、存儲傳輸、識別轉換等各種處理的整合過程，智能化的實現為提高企業生產水平生產效率以及生產競爭力提供了重要保障。當前，人工智能研究的焦點就是人工智能和分布式計算相結合，用智能化來充實、改進、提升機械加工企業的信息化、網絡化，實現高效率和高質量。

3.2 機械加工智能化發展的應用

下面以人工神經網絡為例，對機械加工智能化的具體應用進行了分析。人工神經網絡是由一些簡單的元件及其層次組織的大規模并行連接構造的網絡，在機械加工領域的應用十分廣泛，已滲透到機械加工領域的方方面面，人工神經網絡在機械加工中的具體應用有：（1）應用人工神經網絡選擇零件定位基面。如何選擇零件定位基面一直是工程設計中的難點所在，以前設計人員在確定零件定位基面時要認真研究零件的幾何特征，然后根據幾何特征來進行定位基面的選擇，在這個過程中必須作為定量化分析、計算出具體數值。事實上，采用人工神經網絡可以很好的解決這一難題，運用人工神經網絡可以實現從幾何形狀到編碼之間的影射。其次，對零件的幾何特征進行編碼。利用人工神經網絡對機械零件幾何特點進行編碼可以起到重要作用。對應每一個位置碼設置類型碼和定位碼的方法實現對零件的幾何特征的編碼。

（2）人工神經網絡在加工參數優化中的應用。所謂加工參數就是在機械加工之前，設計人員根據工程加工要求以及各方面條件來確定機械加工參數。從以往經驗來看，加工參數與加工之間呈現正相關關系，加工參數制定正確，可以有效的提高加工效果，而人工神經網絡是解決加工參數優化的有效途徑。

（3）變切削條件下鉆頭磨損的監控。在自動生產線上，為了實現在線連續監控，對刀具的磨損量不能采用停車直接檢測法，而是采用在線間接檢測法，即通過測量一系列反映加工狀態的動態參數來推算刀具的磨損量。而動態參數和刀具磨損量之間存在著相當復雜的非線性關系，且無法用確切的數學模型加以描述。而人工神經網絡正擅長處理這類輸人輸出關系不明確的映射關系，因而可用來實現刀具磨損量的在線監控。

4 總結

綜上，在機械制造智能化過程中要有效運用計算機信息系統發展智能化技術，不斷克服傳統機械制造中存在的問題，進而提高我國機械制造業的高精密度、高競爭力及產業化發展大勢。同時，在新環保的大旗下，減少環境污染，實現低碳經濟。

參考文獻

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[2]張發壘. 智能化制造在工程機械 行業的應用現狀、發展趨勢及影響[J]. 中國設備工程，2018（5）.

（作者單位：沈陽沈飛旭達建筑安裝工程有限責任公司）