徐振麗

摘?要：機(jī)械工程技術(shù)是現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)日漸成熟，機(jī)械工程技術(shù)也正向自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。針對(duì)現(xiàn)階段智能機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用情況，總結(jié)了機(jī)械工程智能化發(fā)展的實(shí)踐特點(diǎn)，指明了其主要發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)與智能化發(fā)展相關(guān)眾多學(xué)科之間的關(guān)系，說(shuō)明了學(xué)科交融發(fā)展的必要性。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;智能化;發(fā)展趨勢(shì);學(xué)科交融

中圖分類號(hào)：TV60文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.005

機(jī)械工程技術(shù)是人類社會(huì)發(fā)展的重要技術(shù)，其廣泛應(yīng)用于制造、冶金、汽車、制藥等各個(gè)行業(yè)，隨著我國(guó)科技水平的不斷進(jìn)步，也要求機(jī)械工程的發(fā)展符合更高效率要求。在傳統(tǒng)的機(jī)械工程技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展機(jī)械產(chǎn)業(yè)的智能化，能夠顯著提高機(jī)械產(chǎn)品的使用效率，簡(jiǎn)化人工操作流程，同時(shí)減少資源浪費(fèi)和不必要的環(huán)境污染。尤其在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)交融的前提下，機(jī)械行業(yè)也早已開(kāi)始了技術(shù)轉(zhuǎn)型，智能化機(jī)械工程技術(shù)的誕生有力支撐了各個(gè)行業(yè)的優(yōu)化升級(jí)，符合時(shí)代要求并具有顯著意義。

1?智能機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用情況

目前，智能化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于機(jī)械工程行業(yè)之中，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，很多先進(jìn)的智能機(jī)械技術(shù)已接近或處于行業(yè)先進(jìn)水平。但從總體上講，我國(guó)的機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)仍處于發(fā)展階段，整體水平仍存在很大的發(fā)展空間。主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合度不高;產(chǎn)品功能單一，復(fù)合功能產(chǎn)品缺失;檢測(cè)設(shè)備、控制設(shè)備、通信設(shè)備應(yīng)用較少。

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制造企業(yè)而言，要完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品或機(jī)械加工過(guò)程的智能化，還有很長(zhǎng)的路要走。但就目前來(lái)看，行業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)已將相關(guān)研究向智能化方向發(fā)展，盡管現(xiàn)階段的研究?jī)H在產(chǎn)品的局部實(shí)現(xiàn)智能化，但總體的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)確定，相信機(jī)械工程的智能化發(fā)展會(huì)像智能數(shù)碼設(shè)備一樣，很快替代傳統(tǒng)市場(chǎng)，展示出更高的生機(jī)和活力。

2?智能機(jī)械工程技術(shù)特點(diǎn)

2.1?以自動(dòng)化技術(shù)為依托

現(xiàn)階段的很多機(jī)械裝備和相關(guān)產(chǎn)業(yè)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，機(jī)械自動(dòng)化主要用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工勞動(dòng)過(guò)程中長(zhǎng)期重復(fù)的勞動(dòng)內(nèi)容，能夠顯著降低工作人員的體力負(fù)擔(dān)，可以看做是傳統(tǒng)機(jī)械工程向智能化發(fā)展的過(guò)渡階段。而機(jī)械工程的智能化的終極目標(biāo)是與機(jī)械工程相關(guān)的全過(guò)程均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)，智能化能夠極大程度的減少人力投入，且生產(chǎn)效率達(dá)到最佳。

2.2?滿足全行業(yè)高質(zhì)量要求

在機(jī)械工程的智能化發(fā)展中，能夠優(yōu)化傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的掌控，由于避免了傳統(tǒng)人工操作過(guò)程中的差異化和其他因素影響，機(jī)械產(chǎn)品和相關(guān)行業(yè)的經(jīng)營(yíng)質(zhì)量和科學(xué)性顯著增強(qiáng)，推動(dòng)機(jī)械工程及相關(guān)行業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

2.3?增加機(jī)械行業(yè)的安全性

由于機(jī)械產(chǎn)品制造的各個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了精確化的控制，機(jī)械產(chǎn)品的故障率顯著降低，可靠性的提升保證了產(chǎn)品使用安全性的增強(qiáng)。同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中人力資源的最小化降低了機(jī)械產(chǎn)品使用中對(duì)人身安全的威脅，使機(jī)械工程相關(guān)行業(yè)的運(yùn)營(yíng)安全性得到可靠保證。

3?機(jī)械工程智能化發(fā)展趨勢(shì)

3.1?機(jī)械制造技術(shù)的智能化

機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展支撐著整個(gè)機(jī)械工程行業(yè)。近年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)基本由數(shù)控加工制造技術(shù)替代了傳統(tǒng)機(jī)床的人工操作。盡管工作人員的體力勞動(dòng)量顯著降低，但在制造工藝、產(chǎn)品質(zhì)檢、廢料處理、特殊零件制造等方面自動(dòng)化程度仍比較低。因此，機(jī)械制造技術(shù)要實(shí)現(xiàn)發(fā)展，應(yīng)重視整體智能化水平的提升，在實(shí)現(xiàn)主要加工過(guò)程智能化的基礎(chǔ)上，豐富機(jī)械制造輔助性工作的自動(dòng)化和智能化水平。

3.2?機(jī)械產(chǎn)品裝備的智能化

機(jī)械產(chǎn)品的智能化是現(xiàn)階段機(jī)械相關(guān)企業(yè)的追求目標(biāo)，以與我們生活最為相關(guān)的汽車行業(yè)為例，其技術(shù)的發(fā)展是日新月異的。傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器汽車駕駛過(guò)程十分繁雜，駕駛員的手腳需要不斷配合，而隨之發(fā)展的自動(dòng)變速器，使駕駛過(guò)程更為簡(jiǎn)單，在一定程度使汽車向半自動(dòng)化進(jìn)步，而未來(lái)的汽車產(chǎn)品利用信息技術(shù)、定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)高度安全的無(wú)人駕駛，這就使汽車產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化要求。其他機(jī)械產(chǎn)品也是如此，工程機(jī)械、生產(chǎn)線機(jī)械、煤炭機(jī)械等機(jī)械產(chǎn)品和裝備將會(huì)利用監(jiān)測(cè)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人作業(yè)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)便捷的故障檢測(cè)與處理。在機(jī)械智能化批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，智能系統(tǒng)還能根據(jù)客戶的需求提供模塊化的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)的顯著提升。

3.3?機(jī)械控制技術(shù)的智能化

控制技術(shù)是機(jī)械工程智能化的關(guān)鍵，其主要包括了編程技術(shù)、通信技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、識(shí)別技術(shù)等?？刂萍夹g(shù)智能化發(fā)展的主要目的是替代傳統(tǒng)人工控制機(jī)械的過(guò)程，使機(jī)械制造、產(chǎn)品使用的過(guò)程更加規(guī)范化，程序之間的銜接更加流暢化，有利于提高設(shè)備的使用效率和使用價(jià)值?？刂萍夹g(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依靠編程技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，來(lái)自于傳統(tǒng)機(jī)械工程的理論經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝備的主動(dòng)判斷、程序選定、信息輸送和控制執(zhí)行，此過(guò)程需要依靠檢測(cè)設(shè)備和識(shí)別設(shè)備獲取環(huán)境、機(jī)械動(dòng)作、機(jī)具位置、生產(chǎn)制造情況等眾多信息，以此實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)合理的控制，真正實(shí)現(xiàn)智能機(jī)械裝備的無(wú)人化作業(yè)。

4?機(jī)械工程與多學(xué)科交融特點(diǎn)

4.1?機(jī)電液一體化需求增加

隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)電液一體化已經(jīng)逐漸成為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科，成為了傳統(tǒng)獨(dú)立專業(yè)學(xué)科的復(fù)合體，并表現(xiàn)出了明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。機(jī)電液一體化是一個(gè)復(fù)雜的學(xué)科，其主要以機(jī)械、電子、液壓技術(shù)為主，三大學(xué)科的融合有效提高了傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部組件的匹配程度，提升了生產(chǎn)效率和實(shí)際質(zhì)量。從傳統(tǒng)觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)電液一體化仍屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，傳統(tǒng)學(xué)科的融合有利于對(duì)機(jī)械實(shí)現(xiàn)便捷控制，使機(jī)械能夠更加精確地執(zhí)行動(dòng)作或完成其他要求。

4.2?信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合

信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合形成了智能化控制的軟件基礎(chǔ)，對(duì)于機(jī)械工程而言，在機(jī)械裝備使用過(guò)程中存在著大量的重要信息，例如顏色、形狀、材質(zhì)、功能、溫度、強(qiáng)度等，這些信息的獲取、處理、傳輸能有效掌握集聚的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、實(shí)時(shí)狀態(tài)，是機(jī)械工程技術(shù)向智能化發(fā)展所必需的。信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合，是信息獲取、傳輸、處理之間的結(jié)合，有利于機(jī)械產(chǎn)品相關(guān)信息的識(shí)別、轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)、共享。

4.3?光學(xué)與影像學(xué)的融合

要實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的智能化，離不開(kāi)對(duì)外界環(huán)境的感知，因此需要多種傳感器技術(shù)和其他信息獲取技術(shù)的加入。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)依靠眾多的光學(xué)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，光學(xué)傳感器能夠用來(lái)判斷零部件位置、統(tǒng)計(jì)數(shù)量、檢測(cè)零件表面質(zhì)量等，是機(jī)械使用過(guò)程信息獲取的主要載體，隨著技術(shù)的進(jìn)步，要真正實(shí)現(xiàn)智能化，還必須在傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)基礎(chǔ)上融入視覺(jué)技術(shù)，幫助獲取更豐富的影像，并結(jié)合計(jì)算機(jī)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的動(dòng)作執(zhí)行。

4.4?機(jī)械工程與管理學(xué)的深度融合

對(duì)于生產(chǎn)制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)而言，機(jī)械工程產(chǎn)品的使用還需配合規(guī)范的管理進(jìn)行，在機(jī)械工程向智能化發(fā)展的過(guò)程中，傳統(tǒng)的管理方式也影響著信息化與智能化轉(zhuǎn)變，基礎(chǔ)的管理決策由計(jì)算機(jī)軟件完成，復(fù)雜的管理決策由專業(yè)管理人員通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，使管理過(guò)程達(dá)到配合的最優(yōu)化。

5?結(jié)論

機(jī)械工程技術(shù)由自動(dòng)化向智能化進(jìn)步是時(shí)代發(fā)展的新要求，其不僅能夠給生產(chǎn)、制造、加工等產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益，也能顯著提高社會(huì)整體的技術(shù)實(shí)力。機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以現(xiàn)階段良好自動(dòng)化技術(shù)水平為基礎(chǔ)，更多的結(jié)合尖端技術(shù)，打破不同學(xué)科之間的壁壘，促進(jìn)智能化的機(jī)械工程技術(shù)不斷完善和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊帥， 焦禹萃. 機(jī)械工程學(xué)科的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 科技資訊， 2014（28）：139.

[2] 陳志強(qiáng). 機(jī)械原理學(xué)科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 中國(guó)科技信息， 2006（8）：300-300.

[3] 唐健. 機(jī)械工程智能化發(fā)展的現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件， 2019（1）：217-218.

[4] 劉翥寰. 智能化工程機(jī)械機(jī)群狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研究[D]. 天津：天津大學(xué)， 2005.