智能化技术在机械工程自动化中的应用研究

刘晓东

摘 要：现在，越来越多的地方政府和制造企业将智能制造确定为重要的战略发展机遇，开始规划与实施智能制造工程，促进制造业的智能化转型升级。以数控机床机器人为代表的自动化，可以很大程度的减少对人的依赖，将人们从重复、枯燥的生产中解放出来，人们可以从事更有价值的工作，明显提升工作品质与生活质量。

关键词：智能化;机械自动化;工程应用

智能化技术是一项科技含量较高的新兴技术，使用的范围及领域都是比较广泛的。与信息化发展的速度成正比，智能化技术在先进的生产领域得到了很好的运用。尤其是机械工程中，运用了智能化技术的机械工程不但提高了产品质量同时也提高了生产效率。智能化机械是一种在传统基础上的创新，机械自动化技术与智能化技术相结合，可以比机械自动化更好的完成生产计划。智能化技术促进机械工程行业的发展，极大程度上提高了生产的安全性和效率，产品的合格率。

一 智能机械化与机械自动化

机械自动化是在传统人工手动操作机械的基础上进行改进的，运用机械运转取代人工操作，机械自动化的发明结合了生产经验和科学理论，是科学技术的进步。机械自动化的生产方法脱离了人工操作带来的不确定因素，使生产效率有很大的提升。

不同于机械自动化主要由自动化的设备进行生产加工，智能机械化是通过智能化技术把生产设备、人工和信息软件结合起来进行统一管理，使得生产更进一步的加大生产效率，提升产品合格率，智能化技术让机械自动化得到了优化，在设备互联互通的基础上，通过MES在车间范围内打通人、机、物之间的数据流动，实现制造新模式。

二、智能化技术的优点与优势

（一）机床等生产设备是企业进行智能制造的主要工具，通过设备网络化改造，实现数据在设备、服务器、信息化系统之间自由有序流动。通过专业的设备物联网系统，将数控机床、热处理设备、机器人、自动化生产线等各类数字化设备进行联网，实现设备的互联互通，发挥设备集群控制的优势，实现集约化、网络化、柔性化的生产模式。通过对设备数据的远程自动采集，可采集到每台设备的实时状态，实现设备状态透明化的、实时化的管理。在设备出现故障之前就得到及时预警、保养、维修，为设备健康、经济、高效的运行提供保障。

（二）对于生产过程效率提高。为了提高机械工程的精准度和效率，在机械自动化技术的基础上加入智能化技术，对于传统系统的芯片进行升级替换。由CPU芯片和RISC芯片组成的智能化芯片，系统处理能力得到了很大改善。机械工程自动化系统也添加多个CPU来进行操控，与智能化技术结合，使得数据得到快速的处理。对于数据的分析能更加精确，智能化技术使得生产效率在自动化基础上有了非常大的提升。

（三）在技术快速进步的今天，智能制造又可以很好的促进精益生产的落地与进一步发展。维持与改善是精益生产实践过程中两个永恒的主题。比如识别浪费是精益改善的重要组成部分，除了传统的精益方法，通过设备物联网系统采集设备稼动率、待机原因等，能夠准确的识别出设备利用等方面的浪费，通过MES对物料、工具等进行精益化库存管理，可以明显减少库存的浪费。此外，对生产优化、均衡化，品质稳定性等都有相关的技术，精益生产的理念与手段也随着智能制造的发展而发展。

三、机械工程自动化中的智能化技术的运用

（一）生产设备的智能化。生产设备是指直接参与生产过程的设备，在车间中，常见的数字化生产设备主要有数控机床、热处理设备、3D打印设备、自动生产线、柔性生产线等。作为智能制造的重要一环，智能的设备及系统就应该能做到“四能”即“能听话、能说话、能思考、能执行”，即通过数字化生产设备的分布式网络化通信、程序集中管理、设备状态实时监控、大数据分析与可视化展现，实现数据在设备与信息化系统之间的自由流动，使“聋哑傻”设备变得“耳聪目明”，充分发挥数字化、网络化、集群化的协同工作优势。

（二）生产管理的智能化。实现设备的集中管理与控制，设备由以前的信息孤岛转变为信息节点，实现数字化设备的网络化管理。节约固定资产投资，减少计算机等方面的频繁投资。生产过程中实现对加工程序的跟踪管理，提高加工程序的规范化管理水平，提高生产状况透明度程度，企业管理者可实时获知设备是在开机中、空闲中、还是在故障中，以及正在生产的产品种类及数量，便于企业及时、准确制定和调整生产计划。对于工人来说，明显降低相关人员劳动强度，操作者不用离开机床就能完成程序的远程调用、远程上传等工作，明显降低了操作者因程序传输东奔西走的辛苦。

（三）生产的产品智能化。工业4.0智能制造时代是一个智能化系统支撑下的个性化定制时代，消费者挑选余地增多以及消费者需要解决特定需求等情况，消费者个性化需求也相应明显增多。这种新的制造模式，从需求端看是个性化，从供应端看就是定制化。比如对于安装了自动导航系统等数字化装置的拖拉机，驾驶员操纵更舒适，通过精准控制方向、深度和间距等，工作质量变得更高，效率更高。再比如在设备上安装各种采集传感器来检测土壤的成分数据，在云端对这些数据进行大数据分析后，可以计算出每一块土地中的土壤成分、所需化肥品种、适合种植的植物种类，以及灌溉计划等。

四、预测计算机机械设计制造以及自动化行业在未来的发展趋势

随着时代的不断发展和进步，我国的科技水平也在不断的提高，尤其是在机械制造业以及自动化生产这两方面，但是相对于西方的一些发达国家来说，起步比较晚，基于此，我国在这方面就处于一直在追赶先进国家的状态，为了能够达到理想化的计算机机械设计制造以及自动化行业的运行状态，就要在这方面花费大量的精力，投入大量的专业人才去进行探究。

在未来计算机机械设计制造以及自动化行业的发展过程中需要遵循以下几个方面的基本理念，首先要遵循制造物品重量轻，更加轻便的理念，在任何机械制造业的发展过程中，都只有一个共同的理念就是体积更小、更轻;其次要遵循智能化以及自动化的理念，随着计算机水平不断发展和进步，人们更加追求智能化以及自动化给人们生活以及生产过程所带来的便利;最后要积极的应用网络集成化，同样的，这也是在未来信息社会人们生产以及生活的重要需求，可以说是社会的大势所趋。

五、结束语

中国制造业面临巨大的压力，对外，面临着高端制造业回归美国等发达国家，低端制造业向东南亚等低成本国家转移的“双重挤压”;对内，面临着人力成本快速上升，人口红利逐渐消失、产业结构不合理以及粗放型发展模式不可持续等问题。寻找经济发展新动能，实现新旧动能转换，实现传统制造业转型升级，是中国经济迫在眉睫的大事，“中国制造2025”是我国实现制造大国向制造强国的转变、中国制造向中国创造的转变、中国产品向中国品牌转变的国家级战略。智能化技术与机械自动化技术的完美结合，使得机械工程企业得到了良好的发展前景，通过智能化的思维与手段，在技术、管理、产品、营销、服务、生态等方面进行创新，提升企业的竞争层次与竞争力。

参考文献：

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