淺談機械制造智能化技術的發展及其應用

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引言

信息技術、自動化技術以及現代化的集成電路技術極大地促進了機械制造的智能化發展，機械制造的生產設備、生產過程的管理以及機械產品本身的性能都因為智能化技術的應用而得到了很大的改進和提升。智能化技術在機械制造領域的發展中還存在著模塊化、集成化、信息化以及柔性化等趨勢。

1 概述

現代化的機械產品在結構復雜性、加工難度以及加工成本等方面較之過去都有很大的提升，而這些復雜的機械產品在制造過程中基本上都需要使用數字化、信息化以及智能化的加工設備來完成加工、裝配以及測試等。例如，汽車加工行業中可以使用信息化、智能化的機械臂來完成各個部件的組裝任務，在復雜機械產品的加工中則需要使用智能化水平較高的數控車床來提升其精細度。將智能化技術應用于現代化的機械制造產業中可以大幅度提高制造效率和質量，而且這些智能化技術的應用在部分領域甚至可以做到24小時無間斷作業，企業的人力成本和時間成本將會因此得到大幅度的壓縮且企業的經濟效益也更加顯著[1]。

2 應用情況

（1）生產設備智能化。機械制造的智能化發展首先需要通過采用一系列可以在某些場景下完成自動化作業的生產設備來提升工作效率。將現代化的自動控制技術、編程技術以及信息技術綜合在一起就可以實現機械設備的自動化生產和作業。人們只需要將某個實際的生產場景分解成不同的步驟和流程并在此基礎上利用機器設備來自動化地完成一定的操作，這樣就可以將一個復雜的生產場景通過機械設備來實現自動化地生產。例如，工程技術人員針對工廠中的機械焊接作業開發出一種可在特定場景下實現自動化焊接的機械臂或者機器人系統，這樣就可以在確保質量的情況下節省相關的人力成本以及提升生產效率[2]。

（2）生產過程智能化。個別生產設備的自動化和智能化發展并還不能全面地提升某種生產過程的效率和質量，只有將生產過程中更多的場景實現智能化生產和管理才能在最大限度上提升生產速度和經濟效益。因此，將現代化的智能技術應用于機械制造過程的一個重要途徑是將整個生產過程進行劃分，然后針對每一個環節設計出一些可以大幅度提高效率的智能化設備，通過這些機械設備的綜合應用可以大幅度提升整個機械生產和制造過程的智能化水平，排除各種制約因素。例如，在汽車加工行業就已經實現了從零件加工、各部件的組裝、噴漆等一系列生產活動的智能化作業，雖然整個生產過程中還需要一定的人力來進行配合，但整體的效率較之上一代的生產技術還是提升了很多[3]。

（3）產品的智能化。除了將智能化技術應用于生產設備之外還可以借助這些技術來提升機械產品本身的自動化和智能化水平。技術的發展是為了提升效率、提高經濟效益以及更好地為人們服務，各種機械產品在人工智能技術、機器學習技術等現代化信息技術的支持下也變得越來越智能化。在物流企業中可以通過智能化的機器人來實現快遞件的分揀、包裝以及配送等活動。機動駕駛技術則是利用智能化的傳感器和車載軟件系統來自動化的控制汽車的運行并確保行人和乘客的安全。包括用于加工和生產各種機械產品的設備本身也是一種智能化的機器產品，數據表明國內的生產型機器人產品消耗量在全球都排在了非常靠前的位置且這些數字還在快速地增長中。這些都是將智能技術應用于機械產品的典型例子。

3 發展趨勢

（1）模塊化和集成化發展。第一，機械生產設備的自動化和智能化發展通過集成電路設計以及專業化的芯片變得更加智能化和集成化，這些技術的應用可以讓生產設備完成更加復雜的機械加工和生產活動且設備本身的多功能性也變得更強。因而在未來的發展中智能化的機械加工和生產設備應該朝著功能集成化的方向來發展，這樣就可以大大減少企業購買設備的成本并提高智能化機械生產設備的適應性和生命力。第二，模塊化的發展趨勢是指通過在設備基礎上配置不同的軟硬件系統來使其具備完成不同生產任務的能力，這種發展思路可以節約設計成本和制造成本以及提升產品的多功能性。

（2）信息化。智能化技術在機械制造過程中的應用還需要重視信息化的發展方向，也就是說人們在使用這些智能化的生產設備和智能化的機械產品時應該獲得便捷、簡單的體驗。將信息技術應用于智能化的制造過程可以讓相關的生產人員通過簡單的電腦控制或者按鈕控制來完成生產任務。智能化的生產設備在工作過程中可以通過信息化手段來感知周邊的工作環境并實現精確定位和精準控制。因而在未來的發展中應該通過信息化技術的應用來提升各種智能化機械生產設備的環境感知能力、通信能力以及可操控性[4]。

（3）柔性化。傳統的機械設備生產線定型后就只能生產某些具有特定功能的產品且難以改造成其他產品的生產線。在機械制造的智能化發展中還需要重視柔性化的發展模式，也就是說相關的企業通過簡單的改裝或者組合就可以將原來的智能化生產設備用于生產一些新設計的產品。實際上也是一種具有重要經濟價值和發展潛力的思路。一旦生產設備具備了這種能力就可以更好地提升其自身的適應性、擴展應用場景以及降低企業的升級改造成本。

4 結束語

現代化的機械制造過程呈現出復雜化、高精度以及自動化等一系列特點。將智能化技術應用于機械制造過程可以大幅度提升生產效率、生產質量以及企業的經濟效益。機械制造設備、生產過程的管理以及機械產品中都在加大對智能化技術的應用力度，而且智能化技術在機械制造中的應用還呈現出模塊化、集中化、柔性化等一系列趨勢。