探讨机械工程智能化的发展趋势

马成家

摘 要：机械工程是随着机械制造工业的发展而逐渐兴起的一项科学技术，机械工程技术的应用加快了社会及生产力的发展。机械工程所涉及的领域较广，包括机械开发与设计、制造与安装、使用及维护等多方面的内容，机械工程的兴起与发展大大加快了劳动效率，同时也提高了产品质量。本文分析了智能化机械工程的特征，包括高品质、高效率、四流交汇、四维集成、节能与环保。同时对机械工程智能化的发展趋势进行了探讨，包括网络化与信息化发展趋势，集成化与自动控制化发展趋势，产品智能化与人工智能化发展趋势。

关键词：智能化；机械工程；发展趋势；探讨

智能化机械工程是继传统机械工程技术发展起来的一种自动化控制技术，智能化机械工程主要由现代机械设备组成，机械装置具有复杂性与精巧性的特征，也能够制造出更为精确的产品，因此可以在理论创新与实际问题的解决方面发挥重要作用[1]。本文简单探讨了机械工程智能化的发展趋势问题，旨在为智能化机械工程实现进一步推广提供参考依据。

一、智能化机械工程的特征

机械工程的智能化发展指的是采用智能化管理方法、设备及技术，有效转变传统机械工程，使传统机械工程实现智能化运作与发展。智能化机械工程具有以下特征：（1）高品质、高效率。在机械工程中应用智能化技术能够减少生产能耗，并可以延长生产链，如从机械生产延伸至生产管理、产品销售及再回收等过程，同时保证高效率生产产品及提高产品的品质。（2）四流交汇、四维集成。人、机、硬件、软件相互交流与集成是智能化机械工程的基本特征，四流交汇与四维集成保证了智能化机械工程的高效性与智能性，这对于机械工程的发展有着非常重要的作用[2]。（3）节能与环保。节能环保是机械工程发展的重要趋势之一，利用传统机械工程技术的过程中难免会产生污染，且污染产生后治理难度较大。智能化机械工程中所使用的技术与设备均具有节能环保的特点，能够减少污染物的排放，避免以牺牲环境作为发展机械工程的代价。

二、机械工程智能化的发展趋势分析

（一）网络化与信息化发展趋势。网络化与信息化是机械工程朝智能化方向发展的主要趋势。就信息化发展趋势而言，与机械工程相关的企业正在不断改革自身管理体系，并注重通过智能化技术改善内部管理环境及利用外部环境，确保机械工程能够在信息化管理环境中实现进一步发展。目前EPR（企业资源计划系统）及MRPII（制造资源计划）等在企业中的广泛应用为智能化机械工程的信息化发展提供了有利条件，同时也能够使机械工程在虚拟企业、动态联盟、电子商务、网络物流等领域中发挥非常重要的作用。机械工程在信息化管理领域中的应用也能够加快智能化机械工程的信息化发展。例如，在对机械工程中的机电产品进行研发时，通常会应用到信息技术，在选择机械加工设备时，通常会优先考虑数控式加工机床等含有智能化信息技术的机械设备。商业化智能机械研发机构的出现也为机械工程的信息化与网络化发展提供了必要条件，目前已有研发机构成功利用智能CAD（计算机辅助设计）技术、智能数据处理技术等设计及开发新型机械产品，并逐渐朝CAM（计算机辅助制造）、CAPP（计算机辅助工艺过程设计）等方向发展[3]。此外，机械工程生产体系的网络化发展趋势尤为明显。智能化机械制造系统以人机结合为主要特征，目前制造模式已经得到了优化，生产体系注重以人为本，并确保机器智能与人类的智能能够实现有效结合，因此可保证调度计划与生产计划能够组成智能化控制网络，确保机械工程的智能化控制系统具有可重构性。例如，可以重构路线调度数量品种，适应机械加工设备及组成方案等。

（二）集成化与自动控制化发展趋势。随着机械工程智能化研究的不断深入，智能化机械应用集成化与自动化控制技术的趋势也表现得越来越明显。在机械工程领域中，基于单机集成与智能控制的自动化换挡系统已经得到了推广与应用，自动化换挡系统主要分为液压式换挡系统与电液式换挡系统，应用以上两种系统后不但可以改善机械设备的使用性能，提高机械工作效率及作业质量，同时还能够使机械操作人员的劳动强度得以减轻。另一方面，机械工程中所使用的监控技术、检测技术、远程诊断技术及维护技术等也已经逐步实现了智能化，并具有明显的集成化与自动化控制的发展趋势。例如，智能化电子诊断技术与监控技术能够实现在线智能检测、预报及检测机械设备的运行工况，同时还可以自动将故障诊断及维修数据发送给机械操作人员，方便操作人员集成化控制工程机械。近些年国外部分厂家已经可以在电子监控装置当中安装数据输出接口与数据存储接口，这就能够为机械工程中故障数据的记录提供有效的物质基础，当得出故障数据后，机械维护或操作人员便可以根据故障代码输出结果分析故障情况，因此有利于精确确定机械故障类型及故障点。此外，集成化与自动化控制的发展趋势还体现在了网络机群方面。网络机群是机械工程智能化的具体体现，实施网络机群管理能够优化配置多机种及高性能机械，确保各类机械充分发挥协同作用。

（三）产品智能化与人工智能化发展趋势。在机械工程本身不断实现智能化的同时，机械工程中的产品也逐渐朝智能化的方向发展，同时在机械工程领域中应用人工智能化及计算机科技技术的发展趋势也变得越来越明显。智能化、多样化及个性化的机械产品能够更好地满足消费者的需求，其中智能化机械产品具有广阔的市场前景。例如，索尼公司开发的智能化娱乐机器狗（爱宝）投入到市场后受到了广大消费者的欢迎，同时也带来了巨大经济效益。机械工程领域中的智能化产品多能够模拟人类大脑所具有的控制功能、分析功能，因此可以实现共同控制与定时控制。在机械产品中安装位置、压力及温度传感装置等，不但可以高效感知与分析外界信号，同时还能够及时处理信号。例如，机械产品中的分级控制可以通过电子电路、SCM（ 供应链管理）及显示管等的灵活配置实现。人工智能化与计算机科技技术的应用也加快了机械工程智能化的发展进程。现代科技技术从研发到应用之间的周期正在不断缩短，机械工程中应用的人工智能化技术也变得越来越多，人工智能与计算机智能的结合已经成为机械工程技术研究中的热点，研究的关键点在于解决知识节点划分与模块共享之间存在的技术难题，以便可以协调人工智能、产品智能与计算机智能之间的关系。此外，机械工程智能化知识资源为智能软件的设计提供了必要依据，如MAS技术（移动代理服务器）、DPS技术（数据保护）等的应用不但提高了机械工程的人工智能化水平，同时还能够提升机械产品的制造质量，降低产品生产成本。因此能够加快机械工程的智能化发展。

结束语：综上所述，机械工程在人类文明发展的过程中起到了非常重要的作用，智能化机械工程的出现将机械工程带入了一个崭新的发展纪元。机械工程智能化的发展趋势是多样化的，包括网络化、信息化、人工智能化与产品智能化等，只有把握好机械工程智能化的发展趋势，才能够丰富机械工程领域的内涵，并由此加快机械工程的发展。

参考文献：

[1] 皮剑.致力提高施工效率——山河智能双动力头强力多功能钻机助力大连城市建设[J].工程机械与维修，2012（8）：178.

[2] 谢溪凌，汪俊亮，郑卫刚.基于SolidWorks软件应用的多传感技术智能轮胎的仿真设计[J].机械制造，2012，50（4）：44-45.