機(jī)械智能化與信息化發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用探討

陳星寧

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002）

通俗來講，機(jī)械的智能化與信息化就是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)有效融合，使其能夠更高效地工作。世界各國和地區(qū)都非常看重機(jī)械的智能化與信息化，這是機(jī)械發(fā)展的重要方向之一。在國家政策的大力支持下，國內(nèi)企業(yè)加大了對(duì)智能化和信息化的投入，以促進(jìn)我國機(jī)械的發(fā)展，進(jìn)一步提高我國的智能化和信息化水平，努力推動(dòng)我國機(jī)械技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，以此改善我國機(jī)械化發(fā)展程度低，在關(guān)鍵領(lǐng)域被人“卡脖子”的現(xiàn)實(shí)境況。

1 機(jī)械智能化與信息化國內(nèi)外發(fā)展概況

在國外，機(jī)械智能化與信息化始于機(jī)械的出現(xiàn)，其中最早的是以蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)為代表的機(jī)械工具。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)讓人類邁入工業(yè)社會(huì)，開啟了工業(yè)發(fā)展時(shí)代。隨著時(shí)代的進(jìn)步，大部分國家都已實(shí)現(xiàn)了基本的機(jī)械自動(dòng)化，開始追求機(jī)械的智能化與信息化[1]。美國等國家以及歐洲等地區(qū)的機(jī)械智能化、機(jī)械自動(dòng)化已經(jīng)發(fā)展到了很高的水平。

相較于發(fā)達(dá)國家，我國在機(jī)械方面的發(fā)展起步較晚。直到20世紀(jì)60年代，我國機(jī)械的智能化與信息化才開始進(jìn)入初期發(fā)展階段，在此后的發(fā)展中一直以借鑒學(xué)習(xí)其他國家的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)為主，前后引進(jìn)和學(xué)習(xí)了許多技術(shù)才逐步跟上機(jī)械化大國的步伐，總體來說是起步晚、基礎(chǔ)薄弱、發(fā)展水平低，但是在奠定良好的基礎(chǔ)之后獲得了較快的發(fā)展。隨著新形勢(shì)下我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械智能化與信息化發(fā)展步入正軌，我國開始自主研發(fā)核心技術(shù)，并取得了一定的突破。國家對(duì)機(jī)械智能化與信息化的重視與相關(guān)政策和資金的支持進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)械的智能化與信息化發(fā)展，近年來我國的機(jī)械智能化與信息化發(fā)展速度更是邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。

2 機(jī)械智能化與信息化的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 產(chǎn)品智能化

現(xiàn)階段，所有企業(yè)的生產(chǎn)幾乎都要依靠機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行，時(shí)代的發(fā)展使得企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的性能有了更高的要求，對(duì)于產(chǎn)品的需求也更加多元化。因此，為了迎合市場與消費(fèi)者，企業(yè)必須不斷提高產(chǎn)品的智能化程度。機(jī)械的智能化能夠很好地集成信息，利用計(jì)算機(jī)的微控制器對(duì)外界的動(dòng)態(tài)信息做出反應(yīng)，能夠?qū)Σ僮髡甙l(fā)出的指令進(jìn)行操作，達(dá)到控制的目的；也可以根據(jù)客戶不同的需求與產(chǎn)品的特點(diǎn)來進(jìn)行配置，采用不同的方式生產(chǎn)和加工產(chǎn)品，既能滿足客戶的需求，也有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率[2]。

2.2 管理智能化

如今企業(yè)想要在激烈的市場競爭中占有一席之地，就必須生產(chǎn)出滿足消費(fèi)者需求的高性價(jià)比產(chǎn)品。機(jī)械智能化與信息化的出現(xiàn)推動(dòng)著企業(yè)管理模式的智能化。這種方法讓企業(yè)的管理更有效率，也可以幫助企業(yè)充分借助網(wǎng)絡(luò)來對(duì)未來市場發(fā)展情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，及時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判并提出詳細(xì)的解決方案，從而更快地占領(lǐng)市場，在市場競爭中占據(jù)有利位置。

2.3 信息化建設(shè)

智能化的特征要求以海量的信息作為堅(jiān)實(shí)的支撐。機(jī)械智能化使得企業(yè)朝著信息化建設(shè)的方向發(fā)展，企業(yè)必須依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)，只有不斷提高自身技術(shù)水平才能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的管理。此外，企業(yè)利用信息化手段進(jìn)行生產(chǎn)，可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，更好地把控企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)方向，推動(dòng)機(jī)械智能化與信息化技術(shù)的普及應(yīng)用。

3 機(jī)械智能化與信息化的技術(shù)應(yīng)用

3.1 傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感技術(shù)可以對(duì)機(jī)械工作速度、壓力、溫度等進(jìn)行檢測(cè)，一般而言傳感技術(shù)適用于一些安全隱患較大的工作場所，如在對(duì)油田進(jìn)行壓裂的過程中可以利用傳感技術(shù)和智能控制的搭配來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。這樣不僅能保證檢測(cè)工作的效率和準(zhǔn)確率，也能保證壓裂作業(yè)的安全和工作人員的生命安全，降低工作風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 信息的傳遞轉(zhuǎn)化

雖然機(jī)械設(shè)備能夠識(shí)別信號(hào)，但只能識(shí)別弱信號(hào)而不能識(shí)別強(qiáng)信號(hào)，因此在工作中需要將強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為弱信號(hào)。這種轉(zhuǎn)化具有一定的難度，在一定程度上影響著設(shè)備的使用[3]。為了使信息的傳遞更快速精確，許多國家在機(jī)械智能化與信息化過程中選用了高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備和信息處理技術(shù)，將一些機(jī)械設(shè)備無法識(shí)別的信號(hào)轉(zhuǎn)化為弱信號(hào)，提高了機(jī)械設(shè)備識(shí)別信號(hào)的效率，保障了設(shè)備的正常工作。

3.3 數(shù)據(jù)的智能化處理

機(jī)械的智能化發(fā)展還體現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)的智能化處理上。目前，高性能的CPU和RISC芯片已經(jīng)被陸續(xù)運(yùn)用到了現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備中，多CPU控制、人機(jī)交互等多樣化的系統(tǒng)也被使用。這些軟件和硬件的搭配應(yīng)用不僅大大降低了機(jī)械的操作難度，而且提高了機(jī)械的操作精度。以油田壓力測(cè)試為例，通過使用智能設(shè)備，工作人員可以對(duì)傳動(dòng)箱油面的高度進(jìn)行智能分析，精準(zhǔn)地檢測(cè)出壓力車的工作狀態(tài)，減少了企業(yè)的人力和物力投入，大大降低了成本，提高了收益。

3.4 智能控制技術(shù)

除了以上3種應(yīng)用外，智能控制技術(shù)在機(jī)械中的應(yīng)用也備受矚目。人工智能的應(yīng)用是智能控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是未來機(jī)械的發(fā)展方向。在實(shí)際應(yīng)用中，智能控制技術(shù)能夠保護(hù)機(jī)械的整體組成，保證機(jī)械設(shè)備在工作時(shí)處于一個(gè)較為安全的工作環(huán)境，消除工作人員在工作過程中存在的安全隱患，提高工作的安全性。例如，智能變速技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械中，工作人員通過計(jì)算機(jī)和編程可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)換擋功能。

4 我國機(jī)械智能化與信息化發(fā)展存在的問題

4.1 缺乏對(duì)先進(jìn)技術(shù)的綜合利用

一直以來，我國都在不斷地學(xué)習(xí)西方發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)，以尋求自身機(jī)械智能化與信息化的突破，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)不同設(shè)備的不同特點(diǎn)開展了多種形式的研發(fā)和創(chuàng)新，并且已經(jīng)有了一定的自主研發(fā)成果。但是在機(jī)械的綜合控制方面依然有許多漏洞，顯示出我國的機(jī)械智能化與信息化仍然存在較大問題，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中缺乏對(duì)先進(jìn)技術(shù)的綜合利用，導(dǎo)致機(jī)械發(fā)展只能零碎化，難以形成系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)[4]。

4.2 缺乏相關(guān)人才支持

對(duì)任何企業(yè)來說，人才都是至關(guān)重要的，這是企業(yè)能夠在激烈的市場競爭中獲勝的關(guān)鍵。同樣，在機(jī)械的發(fā)展中，人才也是不可或缺的，其直接影響著企業(yè)機(jī)械智能化與信息化的發(fā)展。多年來，我國一直非常注重教育的發(fā)展，但大多數(shù)高校培養(yǎng)出來的人才只懂得一些理論知識(shí)，缺乏實(shí)際的操作技能，對(duì)于沒有接觸過的設(shè)備上手很慢且缺乏創(chuàng)新能力，對(duì)于前沿技術(shù)的認(rèn)知存在很大偏差，并不能為機(jī)械智能化與信息化發(fā)展帶來太多幫助。除此之外，許多企業(yè)不重視人才的引進(jìn)和培養(yǎng)。一些企業(yè)管理者認(rèn)為機(jī)械發(fā)展依賴的是設(shè)備與信息化技術(shù)，與人才無關(guān)。為了節(jié)省成本，一些企業(yè)把大部分資金投入到產(chǎn)品生產(chǎn)中，忽視了人才對(duì)于企業(yè)發(fā)展的重要作用。

4.3 對(duì)相關(guān)研究的投入不足

許多企業(yè)為了能夠快速獲益忽視了對(duì)信息化技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)增加投入。西方發(fā)達(dá)國家的大型機(jī)械企業(yè)都擁有自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并且有充足的資金投入對(duì)研發(fā)工作予以支持。顯然，國內(nèi)企業(yè)忽視了這一點(diǎn)，認(rèn)為對(duì)智能化、信息化技術(shù)和設(shè)備的投入有去無回。機(jī)械項(xiàng)目的資金投入較大，在短期內(nèi)并不能為企業(yè)帶來豐厚收益，如果沒有政府以及有關(guān)政策的支持，或者僅僅依靠自身的資金投入，企業(yè)很難開展自主研發(fā)，對(duì)于中小企業(yè)而言更是有心無力，長此以往會(huì)導(dǎo)致國內(nèi)的機(jī)械智能化與信息化技術(shù)停滯不前。

5 機(jī)械智能化與信息化發(fā)展問題的解決策略

5.1 加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的綜合利用

現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的要求很高，要求設(shè)備擁有多樣化的功能，從而滿足生產(chǎn)過程中不同客戶的要求。因此企業(yè)特別需要注意加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，發(fā)揮智能化與信息化的相互協(xié)調(diào)作用，強(qiáng)化獨(dú)立自主創(chuàng)新，積極開發(fā)有關(guān)產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)械技術(shù)的持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展。另外，企業(yè)在實(shí)現(xiàn)機(jī)械智能化與信息化發(fā)展過程中要注意發(fā)展遠(yuǎn)程控制技術(shù)，這不僅能夠從根本上降低企業(yè)在人力方面的投入，還能大大提高工作人員的工作安全性。

5.2 建立完善的控制管理系統(tǒng)

機(jī)械類企業(yè)應(yīng)該大力開發(fā)能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的系統(tǒng)，使工作人員能夠在工作中對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)應(yīng)定期更新設(shè)備，強(qiáng)化機(jī)械管理，保證企業(yè)各環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行。企業(yè)管理者要立足于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，而不是只注重短期利益，要組織員工定期學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)，要求員工具備能夠診斷自己操作的設(shè)備是否出現(xiàn)問題以及判斷設(shè)備工作狀態(tài)的能力，能夠了解設(shè)備的詳細(xì)情況，并具有一定的維修技能。企業(yè)可以對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的不同問題設(shè)置不同的警報(bào)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)警報(bào)響起，維修人員能很快辨別問題并及時(shí)維修。

5.3 加強(qiáng)對(duì)人才的支持與資金投入

機(jī)械類企業(yè)嚴(yán)重缺乏專業(yè)人才，可以通過跟一些高校簽訂合同，讓高校根據(jù)企業(yè)的需求針對(duì)性地培養(yǎng)人才，也可以定期組織員工到學(xué)校進(jìn)行專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，以提升員工的職業(yè)技能，培養(yǎng)出適合企業(yè)發(fā)展的綜合性專業(yè)人才，為企業(yè)更好地發(fā)展機(jī)械智能化、信息化奠定人才基礎(chǔ)[5]。同時(shí)，企業(yè)要積極利用當(dāng)?shù)氐恼吲c銀行貸款支持，豐富和拓寬自身的資金來源渠道，為企業(yè)發(fā)展提供充足的資金支持。

6 結(jié)束語

我國的機(jī)械智能化與信息化發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，但仍然存在著不能對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行綜合利用，缺乏人才引進(jìn)和對(duì)相關(guān)研究的投入等問題，需要企業(yè)在發(fā)展過程中注重對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的綜合利用，建立起完善的控制管理體系，加強(qiáng)對(duì)人才的支持與資金的投入，從而不斷提高自身的生產(chǎn)水平，降低生產(chǎn)成本，在激烈的市場競爭中占有一席之地。