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摘要:近年來隨著科技的快速發展進步,制造業作為國民支柱產業之一,也開始迎來了飛速發展的時期,特別是新一輪科技革命機工業革命的影響之下,智能制造開始逐漸發展成全世界制造業的主要發展方向。智能制造是新提出的一種新型工業模式,在信息技術等依托下,貫穿于產品設計、工業管理及生產等領域中,形成了嶄新的工業制造加工模式。本文主要從智能制造本質、機械加工領域智能制造技術的特點、機械制造與加工現狀及以后的發展對策等方面進行深入分析,供大家參考。
關鍵詞:智能;機械制造;加工模式;創新
0引言
創新為社會發展注入了動力源泉,為時代進步奠定了基石,一個民族缺乏創新技術的支持,其經濟發展就會止步不前。隨著近年來制造技術與制造技術的快速發展,機械加工領域對于機器加工各方面加工的要求越來越高,這種情況下必須實現高可靠性、高精度以及全天候智能化加工。智能制造技術與系統在機械加工領域中的應用主要是利用計算機技術與網絡技術,實現對于各零部件加工工藝、智能制造加工等資源、信息的共享,從而達到加工制造自動化、智能化及高效化的目標。下面主要從不同角度,針對智能機械制造與加工模式的創新及轉變進行深入分析,旨在為我國智能制造領域發展起到推動性作用。
1智能制造的本質
1.1智能制造的概念
很早以前智能制造的概念就已經被提出了,從廣義上來說,智能制造是由機器、人類智慧結合形成的任意一體化機械制造系統,該系統被人們稱之為智能制造,在智能制造過程中可以充分利用其分析、判斷及決策等行為實現智能化制造。以智能機器為依托,可以從最大程度上在制造過程中講專家的腦力勞動解放出來,有效發揮出人類的智慧,用于開發新型系統,不斷推動整個人類社會的進步及發展。換句話說,正因為有了智能制造的概念,才有效的推動了機械自動化的發展,進而將自動化的發展水平集成到智能化、柔性化以及集成化的程度上。具體來說,智能制造的概念主要體現在智能制造系統與機械制造兩個領域,在機械制造及加工過程中,應用智能制造系統可以不斷的學習,對化境信息、系統自身信息等進行不斷的搜集、分析,并基于此給出正確的判斷、決策,進而對自身各項行為進行規劃,這樣一來即可為智能制造技術的發展提供有效指導。
1.2智能制造對于制造業的影響
隨著近年來世界智能化、數字化的快速發展,智能制造發展的水平已成為整個行業的共識,在整個傳統制造領域中,機械制造及加工主要依靠非智能設備與人類勞動來實現生產目的,但是原料不斷發展變化,設備的實時負荷也在發生變化,而傳統工業設備在其加工制造過程中并不能做出自動的調整,這種情況下工人在測定能耗、記錄分析過程中就會出現一些誤差,因此制造出的工業產品很難滿足實際應用需求,致使生產成本遠遠要高于需求的成本,因此會出現很大的浪費。近年來很多國家都在大力倡導節能減排,這方面的執法嚴厲度也越來越大,這種情況下很多制造企業開始引進智能化設備來解決一線生產上存在的高能耗問題,大量實踐證實,應用智能制造技術可以顯著降低整體能耗。比方說制造業的智能管理軟件的應用,近年來為機械制造與加工企業管理工作帶來了無窮的便利,充分實現了企業規范化管理目標,利用該軟件可以對人和網絡數據進行互聯,這樣一來信息世界和現實世界就可以融為一體,極大的擴展了管理層對數據的認識。具體來說,其有益效果體現為以下幾方面:①極大的提升了產品成品率,提升了對設備的綜合利用率;②通過對各項工藝過程進行優化,可以對設備的運行狀態進行實時監控,同時還能提升產品質量及生產的效率;③智能管理實現以后,大大降低了跨廠區、跨地域的遠程監控與管理;④企業管理人員可以在短時間內掌握設備資產的利用情況,從而實現最優化的管理目標;⑤實現智能管理后,生產流程管理具備了及時性、信息化等特征,這樣管理人員即可提前預見發生的問題,從而充分實現對各項設備的透明化管理;⑥在大數據支持下,不同設備情況、不同時段的匯總分析即可實現,同時直觀的將其展示出來,這樣一來管理人員就可以更加科學地對設備與人員進行管理,從而促進企業整體效益的提升。
2機械加工領域智能制造技術的特點
機械制造與機械設計是國民經濟的重要支柱性產業,機械制造與機械設計如果取得發展,將會帶動其他相關產業的快速發展??v觀我國機械制造與機械設計行業發展情況,傳統設備的引進與再吸收方式很顯然已經不能滿足社會發展,這種情況下必須在機械制造與機械設計中融入一些創新元素,以不斷提升我國機械制造與加工行業的創新能力,進而顯著提高機械產品質量,同時降低機械產品生產的成本,這是現階段機械制造與加工產業發展的必由之路。
2.1人機一體化
依托人工智能發展而來的智能制造系統,它具有自動化、高效化及智能化等一系列特征,而智能化制造設備根據具體加工步驟,實現推理、判斷及預測等相關活動,單純依靠數據邏輯思維能力,根本體現不出靈感與思維。而人機一體化出現之后,多形態混合型智能系統開始走進人們的視野,該系統在機械制造與加工領域的應用,不僅大大突出了加工制造過程中人的主體性地位,同時在人的配合之下,智能制造與加工設備很多未被充分利用的潛能也能得到很好的發揮和利用,這樣一來,二者就可以在不同水平上、不同領域中發揮其功能與作用,達到相得益彰的效果。
2.2自學習與自維護能力
智能制造加工設備在其應用中,主要以原來的知識儲備作為基礎和前提,在具體制造與加工過程中實現了自主學習的目的,同時系統知識庫也能不斷完善和更新,并對知識庫中的錯誤信息進行過濾、刪減,在此基礎上達到不斷完善和優化知識庫的目的。與此同時,該系統還能針對設備系統故障進行自診斷、故障排除以及修復等。
2.3自組織
從運行方式、結構形式等方面來看,智能制造系統可以結合工作任務要求,利用各組成單元控制系統組織成最愛的結構和系統,并根據最有話的方式來運行。在智能制造領域中,自組織可以作為智能制造系統的重要標志存在。
2.4自律能力
在實際運用過程中,應用智能制造系統可以按照其作業情況實時反饋相關信息,并對其狀態進行分析、判斷及監測,在此基礎上采取措施進行處理,實現根據結構自動調節控制,最終給出最佳的、最高效的制造與加工方案。在整個智能制造系統中,由于自律能力的存在使其人性化功能得以充分展現。
2.5模擬加工技術
在智能制造與加工過程中,模擬加工技術在運用計算機技術的基礎上,利用專業的圖形處理軟件可以對產品及其制造與加工過程進行模擬,這樣就可以從視覺上感受到機械制造與加工的過程,從而有效減少次品率。在智能制造領域中,應用人機結合智能界面,體現了智能制造的顯著特征與優勢。
3機械制造與加工領域智能制造的應用現狀與問題
機械制造在我國應用至今,已經逐漸朝著機械設計制造自動化的方向轉型,目前自動化技術在機械制造行業的諸多領域均發揮著不可替代的作用。機械制造技術是我國龐大經濟體系中的一項核心技術產業,目前已經融入到人們生活、生產的方方面面。雖然目前我國自動化技術已經應用于機械制造領域中,并且智能制造也開始成了制造企業的主要發展方向,但是因為這一行業的起步比較晚,從整體上來看其發展還非常緩慢,發展速度遠遠不及世界上很多先進國家。西方發達國家,機械制造領域中智能制造的應用主要體現在機械制造的集成化、智能化以及數據化三方面上,因為西方發達國家在這三個方面均起步較早,并很早就開始了大力推廣,因此西方國家機械制造與加工行業中智能制造的普及速度遠遠領先于我國。而我國機械制造與加工則主要體現在集成這一方面上,而虛擬化與智能化上的應用還要落后很多,因此直接造成了我國機械制造領域發展的不均衡問題。中國制造企業深諳“笨鳥先飛”這一道理,近年來開始在智能領域發力,從工業產品定制化供應、智能控制系統以及創新下游應用驅動模式等領域快速發展,具體來說體現為以下幾方面:①生產制造與加工過程中,當前智能化、高度集成化的智能制造系統早已取代了傳統生產制造與人工制造設備,一些機械設計制造企業還開始在產品設計、生產過程中應用智能制造的相關理念,并為企業管理及各項工業服務等活動環節服務。除此之外,不僅是裝備智能化,生產的智能化、方案設計的智能化以及轉變制造業模式的智能化等方面,也開始陸續有企業嘗試著進行智能化轉型的努力。②在政府引導下、政策導向下、龍頭企業帶頭下,傳統機械制造與加工企業在一段時間內得到了平穩發展,但是其體量非常龐大,系統也比較冗雜,經常需要有大量資金支持才能順利運轉。隨著政府倡導推廣和運用智能制造的理念,一大批社會企業開始將目光投向了機械制造與加工企業,包括互聯網企業在內。同時眾多機械設備應用的廠商也逐漸認識到了加大對核心技術研發投入是多么的重要。在如此風潮的引領之下,傳統機械制造與加工企業也逐漸朝著智能制造方向轉型。隨著生產過程中成本不斷增加,機械制造企業對智能制造裝備的要求也發生了巨大變化,目前智能制造裝備正朝著協作化、小型化以及精密化方向發展,主要體現為智能機器人、精密無人飛行器及數字化精密機床等,我國眾多機械制造及加工企業也開始逐漸認識到了這一方面的重要性,從多方面改良、更新技術,以更好的適應下游企業不斷衍生的新型需求,但是因為我國企業這方面的起步比較晚,目前與發達國家相比始終存在一定差距。
4我國機械制造與加工模式向智能制造發展的對策
從機械制造行業發展為智能制造方向,是目前我國工業發展的一項重要挑戰,同時也是我國工業領域重新崛起的機遇。我國機械制造及加工領域企業應認識到我國企業與發達國家的差距,積極總結自身在生產、設計等方面存在的不足和弊端,并積極借鑒國外相關企業的經驗,采取措施對自身發展方向進行快速調整,并加大在機械制造與加工上的投入,加大產品研發的力度,緊緊抓住智能制造帶來的機遇,不斷推動我國工業技術的更新與升級,這樣才能盡快實現從制造業到新型智能制造的一個重要轉型,不斷促進我國制造業的快速發展。下面就具體對策進行分析。
4.1政府應增加政策上的扶持力度
我國政府應該充分認識到政策的重要性,進一步在政策上的扶持力度,從這一點上來說,《“十三五”規劃綱要》、《中國制造2025》等政策的出臺中,都對引領、助推智能制造業的快速發展起到了重要作用,在傳統行業的影響下,我國工業轉型升級期間將會持續很長一段時間,在這期間政府應從最大程度上制定出對智能制造與加工產業的相關政策,利用這些政策細分產業的相關工作,對產業發展起到引導作用。但是,這里需要注意的一點是,產業規劃引導發展的工作也要適時的、分時期的更新、執行,這樣才能根據實際情況推動機械制造與加工產業朝著智能制造領域發展。
4.2實現智能制造信息集成
目前,智能制造已經被全世界范圍內的制造業認為是其發展的必然方向,這里比較典型的國家有英國、美國、日本等東西方發達國家,這些國家均已明確其智能制造可以解決信息集成過程中的核心問題,信息集成的實現,需要制定出規范性的、統一的全世界化標準,而我國作為全球第二大經濟體,必須在短時間內形成一套國內行業標準體系,這樣一來,才能與全球各國一同,相互協作,推動智能制造領域的快速發展,與此同時,在建設全世界智能制造體系標準化過程中,爭取獲得更多話語權。
4.3龍頭企業應加大技術研發力度
與發達國家相比,我國整體制造業的差距體現在多方面,集中起來主要分布在核心技術、關鍵零部件制造兩方面,所以,機械制造與加工領域不僅需要政府的大力扶持,同時還要國內龍頭企業充分發揮出自身優勢,加大對機械制造與加工技術的研發力度,同時還要積極與科研機構及高校之間的合作,這樣一來即可進一步加速智能制造轉型期間高薪技術產品的轉化,從而在短時間內趕超西方發達國家。
4.4主張綠色與可持續發展理念
在經歷了多年粗獷經濟發展模式以后,資源短缺、環境惡化等問題開始成為限制和影響我國制造業發展的重要因素,這種情況下可持續發展理念開始提出來,并在短時間內遍布各行各業,制造業也是如此,當前綠色與可持續發展成了機械制造與加工領域實現發展的必由之路。所以,在制造業進行智能制造轉型的重要階段,我國機械制造領域應充分認識到目前我國所面臨的行業發展現狀,從整體上朝著環保型、節約型企業方向轉型,最終轉變成為生態型的智能制造企業。
4.5追求發展模式的創新與突破
很明顯,如果智能制造的發展僅局限在機械生產加工的智能化上,企業要想在發展模式上追求過高,是不可能實現的。因此,機械制造企業應該將眼界放開、放長遠,不僅關注機械生產過程加工的智能化,同時還要從發展模式上下大力氣,追求發展模式的創新與突破,充分運用智能化、信息化系統,對上下游產業形成的大數據進行總結與分析,從而有效加速企業從粗獷式到智能化的轉型,最終發展成為面向市場的智能制造企業。
5結語
綜合以上,智能制造是新時期出現的新的制造模式,在傳統加工巨頭行業中,機械加工行業中智能制造是其未來的主要發展方向。制造業是我國經濟的主體,同時也是國民經濟的重要支柱,因此從傳統模式朝著智能制造轉變顯得非常必要。隨著信息技術、計算機技術以及制造加工技術的快速發展,如何將各方面相互銜接起來,將會是機械制造與加工企業未來一段時間內急需解決的重要問題,隨著我國經濟創新改革工作如火如荼的進行,未來將會有更多資金投入到智能制造的相關研究之中,智能制造將會成為機械加工領域以后發展的必然目標。
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作者:馮靜娟 單位:硅湖職業技術學院