李 峰

(黑龍江農業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院，黑龍江 牡丹江 157041)

0 引言

機械加工制造行業(yè)是社會發(fā)展的基礎性行業(yè)，隨著社會經(jīng)濟水平和科學技術水平的不斷提升，機械加工行業(yè)面臨著技術優(yōu)化、精度提升、效率提高等眾多要求，機械行業(yè)的轉型升級成為了新時期的重要工作也是必須工作。從20世紀80年代開始，我國的機械制造技術開始進入快速發(fā)展時期，隨著數(shù)控制造設備的引進，機械加工行業(yè)的制造效率和制造能力得到了快速提升，如今我國的機械加工行業(yè)已經(jīng)基本上實現(xiàn)了數(shù)控化生產(chǎn)，但與發(fā)達國家的生產(chǎn)水平相比，在制造環(huán)節(jié)、生產(chǎn)管理、人力資源等方面仍存在較大的差距，從機械加工業(yè)的世界技術來看，智能化機械加工已成為當前的主流，利用信息收集、智能處理、仿真模擬、柔性加工、數(shù)據(jù)共享等先進技術，能夠有效提高機械加工的效率，使機械加工的能力更上一個臺階。

1 機加行業(yè)的智能化水平現(xiàn)狀

近年來，我國機械行業(yè)自動化加工技術的發(fā)展較快，先進的生產(chǎn)機床能夠根據(jù)數(shù)控程序完成復雜的零件制造任務，但是自動化設備的制造過程仍必須由人工進行參與和決策，導致生產(chǎn)的效率較低，且產(chǎn)品的品質受到操作人員的影響較大。機械智能加工技術是在機械自動加工技術的基礎上發(fā)展而來的，具備工業(yè)4.0的技術特點，其應用能夠通過智能技術替代人力決策，有效提高生產(chǎn)效率和質量。只是我國的機械智能加工技術起步較晚，直到21世紀初，智能加工技術才在我國進行重點的研究與應用，如今我國很多先進的制造生產(chǎn)線，已經(jīng)具備了智能加工技術的雛形，例如汽車智能生產(chǎn)線、食品智能生產(chǎn)線、零件柔性制造生產(chǎn)線等，在我國的一流企業(yè)中已經(jīng)得到廣泛應用。

隨著國家對于機械加工制造行業(yè)的支持力度加大，機械制造及其相關行業(yè)的智能化水平得到了較大提升，但受到傳統(tǒng)生產(chǎn)習慣和生產(chǎn)模式的影響，智能化技術在機械加工行業(yè)的普及效率仍不盡人意，很多企業(yè)仍然堅持著傳統(tǒng)的單一生產(chǎn)模式，而大批量生產(chǎn)制造對于部分行業(yè)已不適用，采用智能化和柔性化的生產(chǎn)技術來迎合市場對機械制造產(chǎn)品的需求是現(xiàn)階段企業(yè)應當做的工作，但是受限于企業(yè)的經(jīng)營成本和勞動密集型的生產(chǎn)模式，智能加工技術與我國現(xiàn)代制造業(yè)的融合仍有很多的工作要做。

2 機械加工智能化轉型的關鍵技術

2.1 自動控制技術

自動控制技術是機械智能化的基礎性技術，是機械裝備通過電氣控制實現(xiàn)自動動作執(zhí)行的關鍵技術，自動控制技術通過特定的程序編制來控制電機、液壓開關、氣泵開關等裝置，從而實現(xiàn)相關動作的自動化執(zhí)行。自動化技術的執(zhí)行過程還需要依靠多種傳感器進行檢測，用于準確控制相關動作執(zhí)行的時間、檢測動作是否執(zhí)行到位等。通過自動控制技術能夠有效替代傳統(tǒng)機械加工過程中的重復單調的人力行為，并規(guī)避人工操作的危險因素，有利于形成高效率的自動化生產(chǎn)線，從而有效提高生產(chǎn)制造的效率。

2.2 人工智能技術

人工智能技術是機械加工智能化實施的大腦，人工智能技術的關鍵點在于計算機技術的發(fā)達程度，通過計算機程序來實現(xiàn)計算機類似人類的思維和邏輯判斷能力，并逐漸實現(xiàn)自動學習、知識存儲等功能。人工智能還必須配合圖像識別、信息識別、語音識別等功能，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)輔助判斷，并利用機器人技術進行相關動作的實施。人工智能技術的發(fā)展與社會的科學技術水平直接相關，現(xiàn)階段來看，智能制造業(yè)已經(jīng)可以通過機械生產(chǎn)的智能管理系統(tǒng)來實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)與個性化定制的需求，但這也只位于智能機械加工技術應用的初級階段，人工智能所能適應的工作條件是全方位的，其在機械加工領域的應用還有較多的功能和方向可以優(yōu)化。

2.3 云計算技術

傳統(tǒng)的人工智能的計算能力受到程序制造者和設計者的能力限制，其實施中常存在著一定的不合理因素，而云計算雖然也是分步式計算的一類，但其具備著顯著的網(wǎng)絡化特征，能夠利用網(wǎng)絡實現(xiàn)效用計算、負載均衡、并行計算等復合式運算，云計算能夠將原本復雜的計算程序分解成為多個小計算程序，再通過眾多的網(wǎng)絡服務器計算后進行反饋，從而實現(xiàn)在極短的時間內完成大量數(shù)據(jù)的計算處理。計算技術在機械加工利用的應用不僅優(yōu)化了智能加工過程的運算能力，還降低了計算機服務器等設備的購置成本，使智能技術的計算能力擴展實現(xiàn)了無限提升的可能。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是在傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)和信息網(wǎng)絡的基礎上發(fā)展而來，意在通過網(wǎng)絡技術實現(xiàn)人與物、物與物之間的相互聯(lián)系。在機械加工領域，物聯(lián)網(wǎng)技術主要依靠GPS技術、傳感器技術、條碼錄入技術、掃描技術等獲取加工產(chǎn)品的相關信息，使機械產(chǎn)品加工過程稱為可在網(wǎng)絡上被感知和處理的智能化過程。機械加工中的互聯(lián)網(wǎng)應用主要包括信息獲取、信息傳輸、信息處理、信息效能發(fā)揮等功能，使機械產(chǎn)品生產(chǎn)的過程不再是傳統(tǒng)的封閉環(huán)境和大批量訂單式模式，而是具備顯著柔性化特點的生產(chǎn)模式，能夠實現(xiàn)機械制造產(chǎn)品的最大適用性發(fā)揮，并縮短定制周期和降低制造成本。

2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡技術

神經(jīng)網(wǎng)絡技術是一種復雜信息處理的先進技術，其通過模仿人類神經(jīng)網(wǎng)絡行為特征來建設解決問題的算法模型。在機械加工過程中，很多零件的制造具有復雜性特點，例如復雜結構、曲面、光潔度、刀具選擇、加工順序等，這需要強大且快捷的信息處理速度，通過神經(jīng)網(wǎng)絡技術進行向量乘法模式的運算，使模型算法的最終結構無限接近于人類最科學的思維結構，且在此過程中具有良好的容錯性、并行性特點，有利于機械加工做成自動決策的實施，顯著提升機械加工作業(yè)效率和實際品質。

3 機加行業(yè)智能化發(fā)展趨勢

智能加工技術依托了傳統(tǒng)的機械制造、自動化等技術，但其實施形式與傳統(tǒng)的機械加工存在著明顯的差異性，這要求機加行業(yè)在進行智能化升級的過程中必須積極轉變傳統(tǒng)觀念，使機加過程逐漸與智能技術相融合，逐漸實現(xiàn)全面智能化的應用。

(1)轉變傳統(tǒng)生產(chǎn)與管理理念。機械加工智能技術的快速普及需要不斷提升機加行業(yè)從業(yè)人員、管理人員的思想認識，使企業(yè)明確機械加工行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，了解智能技術在加工領域應用的優(yōu)勢所在，使其也能夠主動引進先進的智能加工技術和設備。同時生產(chǎn)的技術工人、管理者也要定期技能培訓和理念升級，為機械加工行業(yè)向智能制造、智能管理方向發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

(2)豐富制造方式，實現(xiàn)技術升級。隨著智能加工技術的應用，對于加工適用性的需求顯著提升，在智能化控制和生產(chǎn)制造的過程中，由于采用無人化管理，針對客戶復雜的產(chǎn)品需求，生產(chǎn)制造的能力也必須大幅提升。在金屬切割等傳統(tǒng)的制造模式基礎上，積極引進3D打印、反求技術等先進的生產(chǎn)技術，使傳統(tǒng)的減材制造與新式的增材制造相結合，探索出成本與效率的最佳匹配關系，使智能加工的適用面不斷拓寬。

(3)突破地理條件限制，實現(xiàn)優(yōu)勢資源共享。在智能加工和網(wǎng)絡技術的支持下，未來的加工行業(yè)也將不局限于單一車間、生產(chǎn)線的制造模式，而是向著網(wǎng)絡化優(yōu)勢資源共享的模式發(fā)展。機加行業(yè)能夠通過網(wǎng)絡自動選擇全國各地的適合機械進行產(chǎn)品制造，不僅減少生產(chǎn)場地、生產(chǎn)線的建造成本，還能有效提高加工品質。

4 結語

智能機械加工技術的發(fā)展對于我國機械及其相關行業(yè)的工作實施提供了強有力的助力，眾多先進技術的應用不僅解放了工業(yè)生產(chǎn)力，還使設計、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)形成有效銜接，使生產(chǎn)技術與生產(chǎn)設備實現(xiàn)最佳化融合，顯著提高機械加工行業(yè)的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)資源、環(huán)境、成本、效率、人員的最佳化匹配。

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