基于创新转变视角下的智能机械制造和加工模式研究

王 皓

(中北大学，山西 太原 030051)

0 引言

工业产业模式在经历了电气化发展历程之后，如今正在向着数字化的模式迈进，特别是在高科技技术的加持下，工业管理模式以及制造水平已经具备了向着智能化转型的条件。而智能机械制造作为一种新兴的工业化生产模式，充分融合了智能化信息技术的优势，对机械制造的设计、生产以及服务等全过程进行智能化的升级和改造，这样不仅可以提升我国机械制造行业的整体制造水平，而且对于推动我国工业领域向着智能化的方向发展也具有十分积极的意义。

1 智能机械制造概述

智能机械制造指的是利用现代化的计算机技术、人工智能技术以及互联网+技术等先进技术和机械制造模式相结合，以实现机械制造智能化生产和加工的目的。从技术角度的层面上分析，智能机械制造技术可以划分为制造技术和制造系统两大部分。首先制造技术指的是以机械制造加工生产为基础，综合机械制造的经济效益、设备性能等方面来进行设计和研发的；而机械制造系统则是一种具体的机械制造行业内终端应用软件，由于机械制造行业具有产能不固定的特点，而且工件的加工工艺都较为复杂，因此为了能够满足客户的要求，机械制造系统也随着科技的发展不断的进行升级和优化。机械制造系统不断升级和优化的依据是对其制造生产过程中的数据进行采集和汇总，并在对这些数据计算和分析的基础之上，来对自身的系统进行优化。

2 智能化模式对传统机械制造行业的影响

智能制造模式采用的是人机一体化的机械制造系统，该种制造模式充分整合了机器智能和人类智慧的优势。在实际的使用过程中，智能化模式通过对机械制造系统的相关决策进行分析和判断，来实现该过程中的智能加工，并在系统优化升级以及系统研发等方面，最大限度地应用人类现代的科学技术，不断地对其进行改造，以适应现代社会发展的快节奏，推动我国的社会主义现代化建设。从大的方面来看，机械制造和加工模式的智能化是对我国工业领域机械化以及电气自动化生产模式的改革和升级，是向着数字化工业发展的重要标志。

在传统的机械制造行业中，其加工模式主要利用的是传统的工业生产加工设备以及人工操作相结合的方式来开展对工件的加工和生产的[1]。在这种传统的机械制造和加工模式中，如果生产过程中的原材料或者机械生产设备的参数发生了改变，操作人员是无法第一时间对加工系统进行调整的，这就会导致该制造加工系统出现了较大的偏差，生产出来的产品质量不符合要求，造成原材料、人工成本等的巨大浪费，如此一来只能够重新对系统设备参数进行调整之后重新进行生产，但这样无疑会大大提高了产品的生产制造成本，降低了企业的经济效益。传统机械制造的流程如图1所示。

而采用智能化的机械加工制造模式，则能够利用人工智能技术、信息化技术等先进的技术对机械制造加工系统中的各个环节进行实时的监控和测量，如此一来，就可以有效地避免因在生产过程中设备参数或者原材料出现变化而造成的生产浪费现象[2]。不仅如此利用智能化的模式来对机械加工制造过程中各个环节的调整和优化，还可以在最大程度上降低机械制造过程中存在的各种偏差，有效提升产品的合格率，使得机械制造的质量与效率都有了明显的提升，进一步降低了企业进行加工制造的成本投入，大大提高了企业的经济效益。

3 智能化制造在机械制造和加工模式中的应用现状

3.1 智能模式受资金和技术的掣肘

在不同的社会时期，其科学技术水平和经济水平的不同导致了生产力存在着很大的差异，而生产效率的决定性因素便是生产技术水平。在当今信息化的社会，我国的机械制造与加工正在朝着更加精细化和智能化的方向发展，并将最终实现机械制造的完全智能化。但在该过程当中，数控技术在机械制造行业中的应用，推动了该行业的快速发展，而数控设备则是机械制造行业中一项十分重要的智能化产品，它可以有效地对机械制造以及信息化技术进行融合和统一，实现真正的智能化制造。但在实际的企业生产过程中，受限于自身资金和技术不足，在对机械制造进行智能化模式的升级和改造过程中，还存在着很大的阻力，尤其是在技术方面，还存在着很大的缺陷。

3.2 受传统机械制造模式的影响较大

从本质上来讲，使用智能化机械制造与加工模式进行生产的产品既可以是工业产品，也可以是生产加工的资料[3]。随着我国社会经济的不断发展和科学技术的进步，机械制造所生产出来的产品已经成为了人们日常生产和生活当中不可或缺的重要产品，而机械加工企业也会结合社会发展的实际需求来精准地把握市场的发展方向，投入大量的资金和技术来对机械加工的生产工艺进行优化和改造。但在对机械制造和加工模式进行智能化升级过程中，传统的机械加工仍然占据着绝大部分的比例，这些企业在实际的生产过程中仍然会采用传统的机械制造模式进行生产，这就直接导致了生产过程中的产品质量无法得到有效保证，且该种模式下的各个生产环节漏洞百出，危险性也大大增加，因此很难实现对机械加工技术的密集型转变，因此也就无法实现对智能机械制造和加工模式的有效推广。

4 智能机械制造和加工模式的发展方向

在当代信息化社会中，传统的机械制造行业面临着转型升级的巨大挑战，而机械制造只有在保留技术特征的同时，积极进行该行业与当代的各种先进技术的融合，来对机械制造进行升级，才能够实现其未来的良好发展。而纳米技术在机械制造行业中的应用，在很大程度上提升了加工工件的精度，对于机械制造的发展起到了积极的推动作用，而随之出现的纳米加工技术以及纳米装配技术，使得纳米技术的应用范围得到了很大的推广[4]。对于当前阶段的机械制造技术来讲，其主要向着精密工程技术、高度自动化机械制造等方向发展，前者的代表技术主要有纳米技术、超精密加工技术等等，这些技术的应用正在逐步的将机械加工制造推进微型机器人和电子技术时代中；而后者的代表技术则是敏捷制造和CIMS。在实现机械制造与加工模式智能化的过程中，原材料应用与能源消耗之间的传统矛盾得以解决，产品的开发成本以及生产周期都得到了大幅度的缩减，与此同时生产工艺的进步使得机械制造对于环境保护也更加的友好，突出了绿色生产的主题，从而更加利于企业的可持续化发展。智能机械制造和加工的发展方向主要体现在以下几个方面：

4.1 精密成形技术

精密成形技术指的是和机械加工行业中的塑性加工以及焊接铸造等相关的技术。具体来讲，精密成形技术又可以细分为精密焊接切割、精密锻压、精密塑性等。

4.2 无形切削加工

在智能机械制造与加工模式下，该技术的广泛应用不仅可以对生产加工工艺进行优化，而且还能够随之降低企业生产加工的成本，并同时规避因企业进行生产而产生的废液、废气等方面的问题。

4.3 快速成形技术

RPM技术在智能机械制造和加工模式当中的广泛应用，能够充分发挥出累积与添加原则的优势，来取代传统的机械制造加工过程中无处材料，这种模式下常用的有FDM、LOM等技术。

5 基于创新转变视角下智能机械制造与加工模式的创新发展路径

5.1 优化和完善信息集成系统

站在全局的角度来看，当前阶段智能机械制造业已经成为全球制造业发展的主要趋势。而在西方等发达国家在推进智能化机械制造的过程中都多多少少的遭遇了信息集成方面的困扰，而作为智能机械制造行业中的一个核心问题，只有对其进行优化和完善，建立起一个统一的标准，才能够彻底解决该问题[5]。因此，对于我国的智能机械制造与加工模式来讲，也应在建设的过程中给予信息集成问题更多的关注和重视，并结合我国制造业的发展现状和未来的发展趋势来科学、合理地制定符合我国社会发展的标准体系。

对于智能化的机械制造和加工模式的信息集成系统来讲，我们对其进行优化和完善的过程中应从以下几方面入手：首先，应构建起标准化的智能机械制造信息系统，积极推动机械制造企业各个环节之间的无缝对接，从而将智能机械制造的科研成果与信息系统进行充分的融合，以实现提升机械制造精度与质量的目标；其次，当地政府应积极牵头，带领不同行业内的机械制造企业来进行相互配合，共同完成对互联网信息平台的搭建，并同时正确引导企业之间进行信息化资源的共享，在诸如智能机械制造的研发设计、生产加工等环节之中加强交流合作，充分发挥出自身的优势，实现智能化的加工制造；最后，在当前市场经济中发展良好的制造企业应积极和我国的互联网信息企业建立合作关系，并共同完成对工业互联网体系的构建，通过强强联合的方式来对智能制造和加工模式进行深入研究，结合互联网技术的优势来优化和升级智能制造的集成系统，以便在市场当中获得优势。

5.2 坚持可持续发展原则

几年来，我国政府坚持贯彻可持续化发展的原则，在发展经济的过程中也不忘对生态环境的保护，最终实现经济与环境的和谐发展。而在智能机械制造和加工模式的创新发展过程中，我们不仅要关注生产工艺的升级以及生产质量与效率的提升，同时也应给予智能机械制造和加工模式下的资源节约以及生态环境保护。在此过程中我们应始终坚持着绿色、环保、节能的原则，充分体现出智能机械制造和加工模式所具有的生态环保优势，实现企业的可持续化发展。例如：在企业生产的过程中，应利用智能机械制造技术的优势来最大程度上保证生产的效率和质量，并在此基础之上降低企业的资源消耗和成本投入，实现机械制造企业的高效节能化发展[6]。这种模式也是在当代节能减排大环境下，社会发展和生态环境保护对于智能机械制造和加工模式的要求。

5.3 加强创新和突破

智能机械制造和加工模式的创新发展是一个系统性的工程，并非一朝一夕就可以完成，而是一个漫长的发展过程，因此，机械制造企业只有不断地在实际生产的过程中进行创新研究，才能够取得最终的成功。具体来讲，企业中的技术人员和科研人员首先应具备投入该系统研究的准备和思想，将对智能机械制造和加工模式的研究作为自身工作当中的核心部分。其次，伴随着信息化技术的发展，在对其进行研究的过程中，还应积极引入人工智能、信息化技术等先进的科学技术，通过利用企业产业数据链整合，信息数据的优化分析等，来对智能机械制造和加工模式进行创新和优化[7]。例如：在对智能机械制造和加工模式的创新发展中，采用新型的精密成形技术实现对该系统的创新。但从当前我国机械制造行业的发展现状来说，仍然具有很大的发展上升空间，因而只有不断进行创新发展，才能够实现智能机械制造和加工模式的突破。

5.4 加强创新人才培养

对于企业来讲，人才是其得以创新发展的根本，而对于智能机械制造和加工模式来讲同样如此，只有具有了足够的高素质专业技能人才，才能够实现企业的良好发展。但从实际情况来看，我国大部分机械制造企业都存在着人才严重不足的情况，针对此问题，我们应结合国家政府的政策指引和企业实际情况，通过采取和高校、科研机构加强交流合作的方式来培养专业的技能型人才。一方面，相关的院校应积极促进机械制造专业的跨学科融合发展，并构建起完善的人才培养体系，重视在机械制造教学过程中对于信息化技术、计算机技术等学科的交流学习，以此来培养适合企业发展的复合型人才。另一方面对于企业来讲，应重视在职员工的职业教育工作，通过采取校企合作、产教融合的培训模式来建立起职业人才的发展通道，从而为企业进行智能机械制造和加工模式的创新发展培养专业的技能人才[8]。此外，还应不断对企业内部的培训体系进行更新和完善，积极鼓励企业内部专业人才参与至智能机械制造的培训中来，以提升对于企业人才资源的优化配置，提升人才的综合素养，以便为企业的发展打下坚实的基础。

6 结语

综上所述，在当今互联网技术、信息化技术高度发达的时代背景下，机械制造行业正在从传统的人工制造模式向着智能化制造的模式转变，这不仅能够在很大程度上提升机械制造的质量与效率，而且还可以极大地加快机械制造行业的发展速度。但从现阶段来看，智能机械制造技术在制造业中的应用还处在初期阶段，未来还将有很大的发展空间，这就需要我们结合企业实际发展现状，通过采取优化信息集成系统、坚持可持续发展以及加强创新和人才培养等方式来有效解决在进行智能机械制造和加工模式建设过程中所遇见的问题，从而不断推动我国制造业向前发展。