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探討機械工程智能化的發(fā)展趨勢

2014-10-28 00:39:57馬成家
企業(yè)導(dǎo)報 2014年16期
關(guān)鍵詞:機械工程探討發(fā)展趨勢

馬成家

摘 要:機械工程是隨著機械制造工業(yè)的發(fā)展而逐漸興起的一項科學(xué)技術(shù),機械工程技術(shù)的應(yīng)用加快了社會及生產(chǎn)力的發(fā)展。機械工程所涉及的領(lǐng)域較廣,包括機械開發(fā)與設(shè)計、制造與安裝、使用及維護等多方面的內(nèi)容,機械工程的興起與發(fā)展大大加快了勞動效率,同時也提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本文分析了智能化機械工程的特征,包括高品質(zhì)、高效率、四流交匯、四維集成、節(jié)能與環(huán)保。同時對機械工程智能化的發(fā)展趨勢進行了探討,包括網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展趨勢,集成化與自動控制化發(fā)展趨勢,產(chǎn)品智能化與人工智能化發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞:智能化;機械工程;發(fā)展趨勢;探討

智能化機械工程是繼傳統(tǒng)機械工程技術(shù)發(fā)展起來的一種自動化控制技術(shù),智能化機械工程主要由現(xiàn)代機械設(shè)備組成,機械裝置具有復(fù)雜性與精巧性的特征,也能夠制造出更為精確的產(chǎn)品,因此可以在理論創(chuàng)新與實際問題的解決方面發(fā)揮重要作用[1]。本文簡單探討了機械工程智能化的發(fā)展趨勢問題,旨在為智能化機械工程實現(xiàn)進一步推廣提供參考依據(jù)。

一、智能化機械工程的特征

機械工程的智能化發(fā)展指的是采用智能化管理方法、設(shè)備及技術(shù),有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機械工程,使傳統(tǒng)機械工程實現(xiàn)智能化運作與發(fā)展。智能化機械工程具有以下特征:(1)高品質(zhì)、高效率。在機械工程中應(yīng)用智能化技術(shù)能夠減少生產(chǎn)能耗,并可以延長生產(chǎn)鏈,如從機械生產(chǎn)延伸至生產(chǎn)管理、產(chǎn)品銷售及再回收等過程,同時保證高效率生產(chǎn)產(chǎn)品及提高產(chǎn)品的品質(zhì)。(2)四流交匯、四維集成。人、機、硬件、軟件相互交流與集成是智能化機械工程的基本特征,四流交匯與四維集成保證了智能化機械工程的高效性與智能性,這對于機械工程的發(fā)展有著非常重要的作用[2]。(3)節(jié)能與環(huán)保。節(jié)能環(huán)保是機械工程發(fā)展的重要趨勢之一,利用傳統(tǒng)機械工程技術(shù)的過程中難免會產(chǎn)生污染,且污染產(chǎn)生后治理難度較大。智能化機械工程中所使用的技術(shù)與設(shè)備均具有節(jié)能環(huán)保的特點,能夠減少污染物的排放,避免以犧牲環(huán)境作為發(fā)展機械工程的代價。

二、機械工程智能化的發(fā)展趨勢分析

(一)網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展趨勢。網(wǎng)絡(luò)化與信息化是機械工程朝智能化方向發(fā)展的主要趨勢。就信息化發(fā)展趨勢而言,與機械工程相關(guān)的企業(yè)正在不斷改革自身管理體系,并注重通過智能化技術(shù)改善內(nèi)部管理環(huán)境及利用外部環(huán)境,確保機械工程能夠在信息化管理環(huán)境中實現(xiàn)進一步發(fā)展。目前EPR(企業(yè)資源計劃系統(tǒng))及MRPII(制造資源計劃)等在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用為智能化機械工程的信息化發(fā)展提供了有利條件,同時也能夠使機械工程在虛擬企業(yè)、動態(tài)聯(lián)盟、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)物流等領(lǐng)域中發(fā)揮非常重要的作用。機械工程在信息化管理領(lǐng)域中的應(yīng)用也能夠加快智能化機械工程的信息化發(fā)展。例如,在對機械工程中的機電產(chǎn)品進行研發(fā)時,通常會應(yīng)用到信息技術(shù),在選擇機械加工設(shè)備時,通常會優(yōu)先考慮數(shù)控式加工機床等含有智能化信息技術(shù)的機械設(shè)備。商業(yè)化智能機械研發(fā)機構(gòu)的出現(xiàn)也為機械工程的信息化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了必要條件,目前已有研發(fā)機構(gòu)成功利用智能CAD(計算機輔助設(shè)計)技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)等設(shè)計及開發(fā)新型機械產(chǎn)品,并逐漸朝CAM(計算機輔助制造)、CAPP(計算機輔助工藝過程設(shè)計)等方向發(fā)展[3]。此外,機械工程生產(chǎn)體系的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢尤為明顯。智能化機械制造系統(tǒng)以人機結(jié)合為主要特征,目前制造模式已經(jīng)得到了優(yōu)化,生產(chǎn)體系注重以人為本,并確保機器智能與人類的智能能夠?qū)崿F(xiàn)有效結(jié)合,因此可保證調(diào)度計劃與生產(chǎn)計劃能夠組成智能化控制網(wǎng)絡(luò),確保機械工程的智能化控制系統(tǒng)具有可重構(gòu)性。例如,可以重構(gòu)路線調(diào)度數(shù)量品種,適應(yīng)機械加工設(shè)備及組成方案等。

(二)集成化與自動控制化發(fā)展趨勢。隨著機械工程智能化研究的不斷深入,智能化機械應(yīng)用集成化與自動化控制技術(shù)的趨勢也表現(xiàn)得越來越明顯。在機械工程領(lǐng)域中,基于單機集成與智能控制的自動化換擋系統(tǒng)已經(jīng)得到了推廣與應(yīng)用,自動化換擋系統(tǒng)主要分為液壓式換擋系統(tǒng)與電液式換擋系統(tǒng),應(yīng)用以上兩種系統(tǒng)后不但可以改善機械設(shè)備的使用性能,提高機械工作效率及作業(yè)質(zhì)量,同時還能夠使機械操作人員的勞動強度得以減輕。另一方面,機械工程中所使用的監(jiān)控技術(shù)、檢測技術(shù)、遠程診斷技術(shù)及維護技術(shù)等也已經(jīng)逐步實現(xiàn)了智能化,并具有明顯的集成化與自動化控制的發(fā)展趨勢。例如,智能化電子診斷技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線智能檢測、預(yù)報及檢測機械設(shè)備的運行工況,同時還可以自動將故障診斷及維修數(shù)據(jù)發(fā)送給機械操作人員,方便操作人員集成化控制工程機械。近些年國外部分廠家已經(jīng)可以在電子監(jiān)控裝置當(dāng)中安裝數(shù)據(jù)輸出接口與數(shù)據(jù)存儲接口,這就能夠為機械工程中故障數(shù)據(jù)的記錄提供有效的物質(zhì)基礎(chǔ),當(dāng)?shù)贸龉收蠑?shù)據(jù)后,機械維護或操作人員便可以根據(jù)故障代碼輸出結(jié)果分析故障情況,因此有利于精確確定機械故障類型及故障點。此外,集成化與自動化控制的發(fā)展趨勢還體現(xiàn)在了網(wǎng)絡(luò)機群方面。網(wǎng)絡(luò)機群是機械工程智能化的具體體現(xiàn),實施網(wǎng)絡(luò)機群管理能夠優(yōu)化配置多機種及高性能機械,確保各類機械充分發(fā)揮協(xié)同作用。

(三)產(chǎn)品智能化與人工智能化發(fā)展趨勢。在機械工程本身不斷實現(xiàn)智能化的同時,機械工程中的產(chǎn)品也逐漸朝智能化的方向發(fā)展,同時在機械工程領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能化及計算機科技技術(shù)的發(fā)展趨勢也變得越來越明顯。智能化、多樣化及個性化的機械產(chǎn)品能夠更好地滿足消費者的需求,其中智能化機械產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。例如,索尼公司開發(fā)的智能化娛樂機器狗(愛寶)投入到市場后受到了廣大消費者的歡迎,同時也帶來了巨大經(jīng)濟效益。機械工程領(lǐng)域中的智能化產(chǎn)品多能夠模擬人類大腦所具有的控制功能、分析功能,因此可以實現(xiàn)共同控制與定時控制。在機械產(chǎn)品中安裝位置、壓力及溫度傳感裝置等,不但可以高效感知與分析外界信號,同時還能夠及時處理信號。例如,機械產(chǎn)品中的分級控制可以通過電子電路、SCM( 供應(yīng)鏈管理)及顯示管等的靈活配置實現(xiàn)。人工智能化與計算機科技技術(shù)的應(yīng)用也加快了機械工程智能化的發(fā)展進程。現(xiàn)代科技技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用之間的周期正在不斷縮短,機械工程中應(yīng)用的人工智能化技術(shù)也變得越來越多,人工智能與計算機智能的結(jié)合已經(jīng)成為機械工程技術(shù)研究中的熱點,研究的關(guān)鍵點在于解決知識節(jié)點劃分與模塊共享之間存在的技術(shù)難題,以便可以協(xié)調(diào)人工智能、產(chǎn)品智能與計算機智能之間的關(guān)系。此外,機械工程智能化知識資源為智能軟件的設(shè)計提供了必要依據(jù),如MAS技術(shù)(移動代理服務(wù)器)、DPS技術(shù)(數(shù)據(jù)保護)等的應(yīng)用不但提高了機械工程的人工智能化水平,同時還能夠提升機械產(chǎn)品的制造質(zhì)量,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。因此能夠加快機械工程的智能化發(fā)展。

結(jié)束語:綜上所述,機械工程在人類文明發(fā)展的過程中起到了非常重要的作用,智能化機械工程的出現(xiàn)將機械工程帶入了一個嶄新的發(fā)展紀(jì)元。機械工程智能化的發(fā)展趨勢是多樣化的,包括網(wǎng)絡(luò)化、信息化、人工智能化與產(chǎn)品智能化等,只有把握好機械工程智能化的發(fā)展趨勢,才能夠豐富機械工程領(lǐng)域的內(nèi)涵,并由此加快機械工程的發(fā)展。

參考文獻:

[1] 皮劍.致力提高施工效率——山河智能雙動力頭強力多功能鉆機助力大連城市建設(shè)[J].工程機械與維修,2012(8):178.

[2] 謝溪凌,汪俊亮,鄭衛(wèi)剛.基于SolidWorks軟件應(yīng)用的多傳感技術(shù)智能輪胎的仿真設(shè)計[J].機械制造,2012,50(4):44-45.

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