我國機械制造企業(yè)必須加快和加大實施機械制造的智能化技術(shù)，緊跟世界潮流，快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的調(diào)整和升級換代，讓機械制造的智能化技術(shù)充分運用到企業(yè)的生產(chǎn)中去，提高企業(yè)的生存能力與發(fā)展能力，才能能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
機械制造業(yè)國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它在國民經(jīng)濟GDP所占的比例以及對其他產(chǎn)業(yè)的感應(yīng)系數(shù)都很重。機械制造業(yè)的發(fā)展直接影響到我國國民經(jīng)濟各部門的發(fā)展，影響到我國國計民生和國防力量的強大。放眼全球，制造業(yè)，特別是機械制造業(yè)和高技術(shù)的關(guān)系中，有兩種發(fā)展趨勢，一是智能化科技極大地改變著制造業(yè)，二是制造業(yè)正在全方位地走向智能化技術(shù)。當前我國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，而機械制造業(yè)技術(shù)卻相對薄弱。
一、機械智能化技術(shù)的概念與應(yīng)用
機械智能化技術(shù)就是指將傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)與現(xiàn)代科學技術(shù)相結(jié)合，通過信息技術(shù)滲透、新產(chǎn)品的研制與開發(fā)，設(shè)計與制造、管理與銷售等各個領(lǐng)域，形成以精密成型與加工技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)等為豐要范疇的先進制造技術(shù)，高度柔性與高度集成的方式是機械智能化技術(shù)的特征，通過計算機和模擬人類專家的智能活動，進行分析，判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集，存儲，完善，共享，繼承與發(fā)展。通過集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)，機器人視覺和機器人控制對制造工人的技能與人類專家知識進行建模，以使智能機器能夠在沒有人干預(yù)的情況下進行小批量生產(chǎn)是制造智能的目的。機械智能化技術(shù)能大力提高產(chǎn)品的制造精度以及產(chǎn)品的質(zhì)量與效率，讓生產(chǎn)更現(xiàn)代化，生產(chǎn)成本最低化。
現(xiàn)代機械制造系統(tǒng)，數(shù)控技術(shù)是最關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)控技術(shù)具有高精度、高效率，柔性自動化等特點，數(shù)集微電子、計算機、信息處理，自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一身對機械制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化作用甚大。當前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨向是由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式。數(shù)控系統(tǒng)大多已經(jīng)超薄型，超小型化，以集成化為基礎(chǔ)，綜合了計算機，多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種科學科技術(shù)，來實現(xiàn)高速、高精、高效控制。同時在加工過程中能夠自動修正，調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)在線診斷和智能化故障處理。
二、我國機械制造業(yè)的現(xiàn)狀
當前，我國機械制造業(yè)總體技術(shù)水平處于一個較低的水平，產(chǎn)品自主開發(fā)能力和研究創(chuàng)新能力相對薄弱。研制開發(fā)資金投入欠缺，企業(yè)技改力度不足，制造技術(shù)落后，生產(chǎn)資料等基礎(chǔ)配套跟不上等一系列因素影響到機械產(chǎn)品的質(zhì)量和機械智能化水平的提高。同時機械產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)工藝的有機配合不夠，這大大影響到機械產(chǎn)品的使用效果。當然，中國機械制造業(yè)也有它自己的專長優(yōu)勢，譬如中國市場不斷增長所帶來的機遇遠遠大干其他國家，這旺盛的地區(qū)需求大大了促進中國機械行業(yè)的快速發(fā)展，同時中國勞動力使成本相對低，2001年末，中國加入WTO后，與國外發(fā)達機械企業(yè)的合作更加日益頻繁，經(jīng)濟技術(shù)交流取長補短，在競爭中尋求共同發(fā)展的市場空間。這大大促進中國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，逐步從縮小與歐美等一些發(fā)達國家之間的差距。
三、智能化技術(shù)發(fā)展趨勢與發(fā)展方向
一個技術(shù)與管理先進的機械制造業(yè)，是將物料、能源、設(shè)備，資金、技術(shù)、信息和人力等一系列制造資源，通過先進的制造技術(shù)以及先進的管理技術(shù)和先進的制造過程變?yōu)槿祟惿钇鹁又兴枨螽a(chǎn)品，產(chǎn)出高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品是機械智能化技術(shù)的愿景與發(fā)展趨勢。
1、智能化技術(shù)發(fā)展趨勢
（1）高速高精度高效化
現(xiàn)代化機械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一是精密加工，超精密加工技術(shù)，微型機械。精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復合加上（如機械化學研磨，超聲磨削和電解拋光等）三大范疇。目前，納米技術(shù)己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用，納米技術(shù)大大促進了機械科學、光學科學、測最科學和電子科學的發(fā)展。而超精密加工技術(shù)正朝著納米技術(shù)發(fā)展。譬如美國1997年首次制造出直徑僅為60μm的靜電微型電機，以及幾十微米的微型齒輪、彈簧及微型機構(gòu)。武漢大學研制成納米級超微電極，將其插入活體細胞后首次測出細胞內(nèi)部神經(jīng)遞質(zhì)的動態(tài)信息。這些事例表明，納米技術(shù)與微型機械會逐漸成為21世紀的核心技術(shù)，機械制造業(yè)智能化技術(shù)將迎來微型機械電子技術(shù)和微型機器人的高速高精度高效化時代。
（2）自動化智能化
近幾十年來自動化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，大大提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。同時一些先進的機械設(shè)備可以代替人去完成危險場合的工作。機械制造業(yè)早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用主要是如何實施調(diào)度任務(wù)，確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而自動化智能化則是用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為的技術(shù)，讓實時系統(tǒng)和人工智能相互融合起來，具有了實時響應(yīng)的、更現(xiàn)實的領(lǐng)域發(fā)展，向智能行為的、更加復雜的應(yīng)用發(fā)展。
(3)柔性化
當前科學技術(shù)飛速發(fā)展，人民生活水平逐步提高，這就要求現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品要不斷的換代升級。具備一定的生產(chǎn)柔性來滿足市場多變的需要。柔性的概念就是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力。它與系統(tǒng)方案，人員和設(shè)備有關(guān)，系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。柔性制造自動化的形式很多，譬如如美國提出的敏捷制造(AM)其主線就是高柔性生產(chǎn)。機械制造業(yè)的智能柔性化采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大。可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求，能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(4) 工藝復合性多軸化
機械制造業(yè)智能化正在向工藝復合性多軸化發(fā)展，主要目是增強復合加工，即減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)工序、生產(chǎn)輔助時間的。正朝著多軸，多系列控制功能方向發(fā)展。譬如某一臺數(shù)控機床的智能化加工，把工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀，旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。
2、機械智能化技術(shù)功能發(fā)展方向
（1） 向用戶界面圖形化發(fā)展
用戶界面的概念是通過數(shù)控系統(tǒng)來實現(xiàn)與使用者之間的對話接口。圖形化用戶界面比較直觀，操作也更簡單。大多情況下，用戶只需要通過鼠標的單擊就能完成任務(wù)，計算機系統(tǒng)會以窗口或者對話框的形式顯示相應(yīng)信息。圖形化用戶界面是個統(tǒng)稱，包括許多元素，如圖標，窗口，菜單，對話框等。圖形用戶界面大大地方便了非專業(yè)人士的使用。操作工可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程，三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。
（2）向科學計算可視化發(fā)展
科學計算可視化的基本概念是運用計算機圖形學或者一般圖形學的原理和方法，將科學與工程計算等產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，圖象，以直觀的形式表示出來?？梢暬夹g(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計，參數(shù)自動設(shè)定，刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示它涉及計算機圖形學、圖像處理、計算機視覺，計算機輔助設(shè)計及圖形用戶界面等多個研究領(lǐng)域，已成為當前計算機圖形學研究的重要方向，科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語育表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本具有重要意義。因此，科學計算可視化是機械制造業(yè)智能化發(fā)展的重要方向。
（3）向高性能PLC與多媒體技術(shù)結(jié)合應(yīng)用發(fā)展
PLC是公共有限公司、電源線車等的名稱縮寫。主要是指數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，用于控制機械的生產(chǎn)過程。高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能，用戶町在標準PLC用戶程序基礎(chǔ)上進行編輯修改，極大方便用戶建立自己的應(yīng)用程序。而多媒體技術(shù)集計算機，聲像和通信技術(shù)于一身，讓計算機具有綜合處理聲音，文字、圖像和視頻信息的功能。在智能化機械制造業(yè)中。應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化，對實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的作用。
3、集成化
高度集成化CPU，RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片等控制系統(tǒng)，大大提高了機械制造業(yè)智能化的性能，同時LED平板顯示技術(shù)，具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點。機械制造業(yè)智能化控制系統(tǒng)向集成化發(fā)展是將半導體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度，減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
（1） 模塊化
模塊化是指解決一個復雜問題時自頂向下逐層把系統(tǒng)劃分成若干模塊的過程，有多種槿性，分別反映其內(nèi)部特性，每個模塊完成一個特定的子功能，所有的模塊按某種方法組裝起來，成為一個整體，完成整個系統(tǒng)所要求的功能。模塊具有以下兒種基本屬性：接口、功能、邏輯、狀態(tài)，功能，狀態(tài)與接口反映模塊的外部特性，邏輯反映它的內(nèi)部特性。在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，模塊是可組合，分解和更換的單元。機械制造業(yè)智能化采用硬件模塊化，能使數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化，根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器，位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
（2）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分布在不同地點的計算機及各類電子終端設(shè)備互聯(lián)起來，按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以達到所有用戶都可以共享軟件，硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計，物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，加速技術(shù)信息的交流、加強產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學習，近幾年計算機聯(lián)網(wǎng)形成了巨大的浪潮，它使計算機的實際效用得到大大的提高。機械制造業(yè)智能化采用網(wǎng)絡(luò)化機可進行遠程控制和無人化操作，通過聯(lián)網(wǎng)，對加工產(chǎn)品進行編程，設(shè)定、操作、運行。推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。
四、結(jié)論語
制造的智能化技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成，是國家機械制造業(yè)的水平的重要標志，更是是國家工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱。因此，我們應(yīng)在了解械制造的智能化技術(shù)發(fā)展趨勢，讓我國現(xiàn)代機械制造業(yè)與世界發(fā)達國家站在同一起跑線上。
