浅述智能化制造

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【摘 要】随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革。现代机械制造业面临着不同方面的发展要求：最大程度地和计算机技术、信息技术相结合以实现智能化、同时达到高产高效、低能耗和无污染的目标。而智能化无疑是未来制造技术发展的核心。本文将对于制造技术的发展，尤其智能化发展制造进行探讨。

【关键词】机械制造；智能化

一、现代机械制造技术的发展

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验。但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。现代制造技术是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

质量、成本和效率是推动现代机械制造技术发展的三个主题，同时，环保和服务业渐渐成为人们关注的目标。为实现这些目标，现代机械制造技术的总趋势是向自动化、最优化、柔性化、集成化、精密化、高速化、清洁化和智能化方向发展。

当前，机械制造技术的发展主要沿着三条主线进行：

1、机械制造工艺方法进一步完善与开拓，除了传统的切削与磨削技术仍在不断发展和完善以外，各种特种加工方法也在不断产生并得到快速发展。

2、加工技术向高精度方向发展，出现了”精密工程”与”纳米技术”。

3、加工技术向自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展，正在沿着数控技术（NC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、智能制造系统（IMS）的台阶向上攀登。

二、理解智能化

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控 制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行 智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性 （适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全 性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。

三、我国机械制造发展的情况

与发达国家相比，我国企业信息化的应用规模、范围、深度还有较大差距。机械工业信息化的差距对企业国际竞争力影响很大。与欧美发达国家相比，其开发产品的周期是3到6个月，我国是1到2年。在开发过程中，发达国家技术研发更新比例是90%，我国只有40%。产品的更新换代速度直接影响市场经济的新陈代谢速度。在机械工业领域， 我国每年进口大约1400亿美元，其中80%购买生产设备和自动化装备，而出口的1800亿美元中，90%都是原材料和初级产品。加工手段和工艺水平都比较落后，高质量、低能耗生产线只占10%，装备成套能力也不强。

经过近60年的发展，我国机械制造业有了很大的发展。改革开放以来，我国充分利用国内外的资金和技术，做大规模的技术改造，使制造技术水平、产品质量和经济效益有了很大提高，为推动国民经济发展起了重要作用。

面对激烈的国际竞争环境，我国机械制造业面临着严峻的挑战。在技术、资金，资源、管理体制等方面存在许多问题，急需改进和完善。由于物料品种规格多，多数企业属于多品种小批量生产，生产断断续续，给企业管理带来很大难度。生产控制模式复杂多样，客户需求也多变。市场需求品种规格繁多，生产、采购复杂。需要一个完整的供应链管理，才能快速响应客户需求，满足市场需求。由于机械产品结构复杂，工艺路线长，成本核算需要采集 大量信息。因此成本核算也难做到准确。

但另一方面，随着我国改革开放的不断深入，为我国机械制造业的振兴和发展提供了良好条件。我国机械制造企业的信息化建设已开始启动，并已显示出一定效果，但其应用规模、范围、深度与发达国家相比还有较大差距。为了使我国机械企业尽快实现产业与产品的调整和升级换代，提高企业的竞争力，必须加快和加大实施企业信息化的力度，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

四、我国的智能化制造发展

我国工程机械行业中超过25%的企业处于智能化制造的未起步建设阶段，43%的企业处于智能化制造的单项覆盖阶段，22%的企业处于智能化制造的集成提升初期阶段或过渡阶段，只有不足10%的企业处于智能化制造技术较全面突破性应用阶段。主要问题在于：

1、制造装备自动化程度不高：西方发达国家都沿袭机械化、电气化、自动化的发展历程。而中国是赶超型工业，工业自动化平均水平严重偏低。

2、制造过程信息化水平不高：许多企业的信息化系统效果发挥不出来，没能有效集成提升将制造执行系统（EMS）与经营管理系统（ERP）整合，智能化缺少基础。

智能制造是“中国制造”努力的目标。中国是制造大国，如今国内外形势变化，加上劳动力成本上升，中国工程机械行业转型升级迫在眉睫。而探讨智能化制造技术如何在该领域的应用并付之行动已成为当务之急。

“十二五”规划对工程机械行业的发展提出了更高的要求，柔性化生产、自动化、数字化等为基础的智能化制造将成为行业的新标准。预计，2015年我国工程机械行业固定资产投资达1000亿元，其中对智能化制造方面的投入将高达300亿元。这将使国内工程机械行业的整体智能化制造水平在十二五末迈上一个新台阶。

五、结语

机械制造技术是一个世界性的技术。20世纪80年代以来，随着全球市场的形成，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资 本，使得市场竞争变得越来越激烈，为适应这种激烈的市场竞争，一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平， 应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

对于我国来说，做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。因此，我们要立足于我国的实际情况，在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。同时，也要瞄准国际先进水平，努力追赶，跨越式发展，尽快在国际上形成我们独特的竞争力，为我国的现代化事业和“中国梦”的实现注入推动力。

参考文献：

[1] 李佳.计算机辅助设计与制造.天津大学出版社

[2] 邬建忠.高等教育出版社.机械制造技术

[3] 程景范.现代实用机械制造新工艺、新技术与新标准.当代中国出版社