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新时代背景下机械智能制造现状研究论文

发布时间:2022-06-15 13:47:44 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):

  摘要:新时期背景下,智能技术的广泛普及,为机械制造行业进一步发展提供了强大的技术支撑,促进机械制造技术愈加成熟,在一定程度上提高了社会生产水平,为国家经济建设奠定了良好基础。基于此,本文将针对新时代背景下我国机械制造与智能制造现状进行分析,深入探索机械智能制造的特点和意义,并对机械智能制造技术展开研究,希望能够为专业人士提供参考、借鉴。

  关键词:新时代;机械制造;智能制造;现状;智能技术

  我国机械智能制在造理论研究和实际操作方面起步较晚,加上受经济、科技以及文化等因素的制约,导致制造水平与发达国家相比存在较大差距,这也是造成我国综合生产力发展缓慢的主要原因。虽然近年来,我国在机械智能制造方面加大了人力、物力、财力投入力度,但结合机械产品制造效果来看,依然存在集成化水平不高等缺陷,需要及时通过创新技术加以改善。对此,从业人员必须立足可持续发展战略,充分利用现代化科学技术,优化机械智能制造手段,以此来强化我国智能制造综合水平,为机械制造行业创新发展奠定良好基础。

  1新时代背景下机械智能制造现状

  1.1智能制造的起源

  人工智能实际上就是智能制造的起源。所谓人工智能,就是科学技术发展到一定程度衍生而言的技术,通过模拟人的思维、意识和行为,是技术在应用过程中能够模仿人类,并与相关事务和信息作出相关反应,从而达到以智能技术代替人工操作的目标。新时期背景下,科学技术发展迅速,人工智能技术也得到一定优化和完善,并且应用范围越来越广泛。其中包括智能机器人、图像识别、文字识别等。而智能制造,则是人工智能在制造行业应用衍生出的一种技术。主要通过人工与智能机器人有效配合的方式,减少人工工作强度和脑力劳动。智能制造包括两部分内容,分别为智能制造技术和职能制造系统。可以看出,“智能”包含的范围较广,涉及到理解、分析、判断等各种功能。新时期,智能制造已经成为制造行业改革创新的大势所趋,同时也是企业强化核心竞争力的主要手段。这也使得世界范围内越来越多专家和学者将研究重点放在智能制造上,为推动智能制造业发展奠定良好基础。

  1.2机械制造现状

  以上提到,我国相对于发达国家而言,在机械智能制造方面起步较晚,所以智能化水平普遍不高。但值得肯定的是,机械制造业在我国国民经济建设中发挥主导作用,可以对信息数据进行收集、整理和规划。新时期背景下,机械制造业发展水平已经成为衡量一个国家综合实力的重要标准。然而,随着时代不断进步,我国也逐渐进入社会经济转型期,使得传统机械制造中存在的问题日益凸显,具体体现在机械制造集成化水平不高、无法实现数据信息实时共享等方面,不能满足新时期国民经济建设需求。基于此,需要机械制造行业立足发展现状,对传统机械制造中存在的问题进行分析,对制造技术进行深化改革。同时积极响应国家提出的绿色发展战略,引入绿色制造理念,在夯实机械制造技术基础的同时构建系统化机械制造平台,全面提高机械产品质量,为机械制造行业稳步发展奠定基础。

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  1.3智能制造现状

  智能化制造最早起源于20世纪末期的德国,“工业4.0”计划就是智能制造的典型代表。所谓“工业4.0”,实际上就是第四次工业革命。自该理念提出后,便在世界各国广泛关注。越来越多国家认识到科学技术融合的重要性,并在机械制造中将网络空间模拟技术与信息通信技术有机结合,促进机械制造行业逐渐向智能化、数字化、信息化方向发展。工业互联网作为一种全球化、开放化网络系统,能够将机械、人力以及数据信息有效融合,并在此基础上利用物联网技术制造机械产品,促进机械制造产业快速升级。在智能时代背景下,我国也进一步加大了机械智能制造水平,并提出“中国制造2025战略”。强调遵循以人文本、绿色发展、创新驱动基本原则,对机械制造行业进行优化改革,全面提高我国机械智能制造水平,尽快实现机械制造强国梦。

  2机械智能制造的特征及重要意义

  2.1机械智能制造特征

  机械智能制造相对于传统机械制造而言,在产品种类、产品功能、产品性能等方面,均逐渐向多元化趋势发展。其特征可以归纳为以下几点:第一,精准度较高。机械智能制造需要依赖于计算机系统,在制造前要准确计算机械产品各项参数,同时明确制造程序以及制造技术,而后将相关信息录入计算机软件系统,按照设置好的流程生产制造,相对于传统手工机械制造方式而言能够有效规避人为误差,从而提高机械产品精准度。另外,在制造过程中,如果出现问题和隐患,计算机软件系统会及时发出报警信号,有利于从业人员第一时间查找问题原因并调整,如此既能够提高机械产品精度,又能够加快产品生产速度。第二,节约资源。机械智能制造引入了绿色发展理念,在保证机械产品质量的同时,有效减少了不必要的资源浪费。并且采用三维仿真技术对机械零配件进行检查,能够及时判断零配件之间是否存在彼此干涉问题,有利于提高资源利用率。第三,便捷性特点。机械智能制造采用了现代化化生产手段和设施设备,能够有效降低人工工作强度,只需准确输入指令,制造设备就能够保质保量完成机械制造任务。

  2.2机械智能制造重要意义

  经济全球化背景下,国家面临的市场竞争压力与日俱增,机械制造水平作为衡量一个国家综合实力的重要指标,其发展状况与国民经济建设息息相关。具体来说:第一,上文提到,机械智能制造引入了绿色发展理念,能够充分满足党中央提出的可持续发展战略需求,在实际制造过程中本着节能降耗原则,优先使用绿色材料,一方面能够提高机械产品环保性,另一方面能够为机械制造行业稳定发展奠定良好基础。第二,机械智能制造控制管理更加灵活。智能化机械制造离不开先进技术和网络系统的支撑,只需从业人员准确输入制造参数、工艺流程等,就能够由制造设备自主完成制造任务,并且自动化监测制造过程,有利于提高机械制造安全性和时效性。第三,机械智能制造能够利用互联网、大数据等技术,在用户需求和供给方之间建立联系。同时以消费者需求为核心,实现个性化、定制化机械产品智能制造目标。充分满足显示器个性化市场发展需求。与此同时,机械制造企业可以在线生产用户所需的机械制造服务,不仅包括机械产品,也包括产品相关服务,可以充分满足生产要素合理配置需求。另外,在互联网技术、物联网技术基础上构建机械智能制造模式,能够降低制造成本,提供人性化产品,满足消费者需求。

  3新时代背景下机械智能制造技术研究

  3.1对资源进行合理分类

  机械智能制造就是利用智能化技术对机械产品进行改革和优化,这也说明产品与技术之间存在密切联系。具体来说:第一,智能化系统通过识别机械制造参数和流程,能够有序完成生产指令,并形成以机械制造为主的资源共享平台。另外,智能系统中还包括控制识别系统,主要用来储存机械制造生产链,同时按照供应商提出的机械产品生产规格分析运行状态。如果在智能化制造过程中存在问题,那么控制识别系统会及时发出信号,意味着机械智能制造方案与制造需求不相符,需要从业人员重新设置生产质量。如果未出现信息预警,那么说明运行状态良好,可以批量生产机械产品。第二,通过电子信息控制模块能够对机械产品质量进行准确分析,通过搜集产品生产数据信息,并录入监控系统,能够对机械运行速度进行实施监督和管理,同时可以模拟机械制造过程,并判断运行状态是否正常。

  第三,机械智能制造系统在选择材料过程中,能够优先考虑材料的环保型和重复使用率。并在保证产品质量和生产周期的情况下对资源进行合理计算、科学分类。

  3.2引入人工智能技术

  人工智能技术与机械制造业融合,创造了机械智能制造新业态。随着科学技术不断进步,人工智能逐渐向2.0阶段发展,也就是建立在互联网基础上,构建出一套系统性、完整性智能系统,用以生产机械产品。从机械制造业长远发展角度来看,引入人工智能技术对行业进行改革升级,能够实现行业实体经济与先进技术的深度融合目标,这也是行业发展的一大亮点。在这一背景下,各种智能服务、智能工厂以及智能装备应运而生,可以充分满足机械智能制造自动化发展需求。当前,我国人工智能机械制造产业规模正在不断扩大,已经超出400亿。尤其新时期背景下,科技发展迅速,人工智能产业蓬勃发展,具中国信通院数据分析可以看出,从2015年~2018年,我国人工智能机械制造产业规模增长率为54.6%,站全球平均水平36%左右。并且2018年智能机械制造产业规模已经超出415亿元。其中机械智能制造集成化技术、关键技术以及智能制造方案研究发展势头迅猛。结合我国人工智能新一代发展战略研究院最新发布的《中国新一代人工智能科技产业发展报告》数据信息统计来看,截止到2019年2月,人工智能产业已经覆盖了18个产业,其中机械制造产业占比最高。

  3.3机械智能制造引入绿色发展理念

  改革开放后,我国高度重视经济建设,虽然在短短几十年间一跃成为全球第二大经济体,但随之而来的也有资源能源的严重短缺,以及生态环境的大规模污染。在这一背景下,我国为了进一步协调好经济与生态之间的关系,提出绿色发展战略需求,为智能机械制造指明了发展方向。绿色发展理念的出现,在一定程度上转变了人们的生活方式和工作模式,使得节能环保理念融入到社会发展方方面面。在智能机械制造中,绿色发展理念主要体现在两个层面:第一,在机械智能制造过程中,要优先使用环保材料,在保证产品质量的同时,充分考虑材料的重复使用率。第二,在机械产品制造时,要考虑产品本身的回收价值,同时分析产品失去应用价值时,是否会对生态环境和人类身体健康造成不良影响,以此来提高机械产品环保效益。3.4采用激光切削技术提高产品精度激光切削技术常见于机床产品制造中。当前,金属切削机床在总机床销售量中占据一半以上比重。其不仅能够广泛应用到船舶、航弹航空以及电力领域,还能够在新能源、汽车等行业发挥作用。我国机械制造业在经历过2011~2017经济市场动荡风波后,行业景气度不断下滑,固定资产投资速度停滞不前。导致机床制造量和销售量严重萎缩。一直到2018年,金属切削机床同比下降24%。激光加工技术作为一种效率较高、精度较高的加工工艺,随着科技不断进步,其激光设备也得到了一定优化和完善,在一定程度上拓展了激光加工技术的应用范围。相对于传统机械制造中的刀具切削技术而言,不仅能够提高产品制造精度,还能够加快产品制造效率。

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  3.5在机械智能制造中应用3D打印技术

  3D打印技术是新时期机械制造行业逐渐崛起的一种制造技术,其不仅具备炫酷的前沿科技,而且能够为机械制造业技术革新提供保障。该技术集合了机械制造批量生产、高效生产、手工生产等多种优势,具有灵活性特点,能够适用于机械制造各个环节,可以有效降低机械产品制造成本,提高制造效率,是机械制造行业未来发展的必然趋势。近年来,我国逐渐看清了3D打印行业的发展前景,并不断加大力度发展3D打印行业,从2013年~2018年行业发展规模来看,已经由最初3.2亿美元逐渐上升到23.6亿美元。短短五年增长率高达49.1%。

  当前,我国在机械制造过程中应用的3D打印核心零部件依然依赖于国外进口,国内在自主生产制造方面依然有很大进步空间。尤其新时期,我国汽车、航空航天等领域发展水平不断提升,机械零件结构也日益复杂,并且对性能、精确度提出更高要求,导致传统金属切削加工方式不再适用。而3D打印技术相对于传统制造工艺而言,不仅能够减少材料使用量,还能够确保复杂零部件加工一次成型,是机械制造领域近年来极具代表性和颠覆性的制造技术。但是,由于我国3D打印技术应用和研究起步较晚,即便发展速度较快,但依然存在企业数量少、规模小等问题,使得很多接卸制造中应用的核心部件和新材料依然依赖于国外进口,导致制造关键技术受制于人。

  4机械智能制造未来发展趋势

  我国机械制造行业相对于发达国家而言起步较晚,由于技术较为落后,所以迫使国内机械制造业积极寻求各种转型升级措施。只有掌握先进技术,才能够切实转变机械制造劳动密集型这一产业特点。上文提到,智能制造已经成为世界范围内机械制造业改革创新的大势所趋。其特征主要体现在以下方面:第一,智能制造具备独立性、自主性特征,同时相互之间不仅能够相互协调,还能够彼此制约。第二,机械制造系统中,实现人机一体化是智能制造的主要表现。在智能机器与人工劳动相互配合的情况下,人的潜能也会被充分激发。与此同时,采用虚拟现实技术。第三,机械化制造不仅能够有效提高机械制造效率和质量,还能够真正解放生产力。现阶段,我国机械制造产业已经将智能制造技术和系统作为行业发展的主要方向。

  机械智能制造的发展方向体现在以下几个方面,其中任意一个方面都涉及到两个相应的领域。真正意义上的机械智能制造,需要贯穿于机械产品生产、服务去哪过程。具体来说:第一,机械产品生产方式智能化。在生产方式上,采用智能工厂、智能设备,能够有效提高生产效率和质量,从而实现智能生产目标。

  第二,机械产品智能化主要体现在机械视觉、传感器、芯片等人工智能领域。与此同时,机械产品的定制化生产,以及产品追溯,将会成为机械制造领域最新的业态模式,有利于提高机械制造企业管理能力。第三,服务智能化。具体体现在机械产品在线监测、远程诊断等服务方面。由此可见,机械智能制造在未来发展中,实现智能化生产需要体现在三个方面,即从智能化工程到数字化工厂,最后发展为自动化工厂。

  在未来发展进程中,随着科学技术不断进步,我国机械智能制造还会逐渐向节能化、信息化、集成化以及自动化趋势不断进步。其中节能化主要体现在机械产品设计、制造、运输、包装、报废处理等各个环节,能够尽可能减少机械产品对生态环境造成的不良影响,同时充分发挥企业经济效益和社会效益。信息化主要体现在机械产品生产技术方面,包括传感器技术、计算机技术、软件技术等先进技术的应用,有效挺高机械产品性能能和智能化水平。集成化主要体现在接卸产品生产工艺、软硬件设施、应用技术等方面,可以通过新能源技术、纳米技术跨学科高技术集成方式,促进机械产品不断改革升级。自动化主要体现在机械产品高度适应性等方面,能够结合客户需求完成机械产品生产过程自动化,同时对制造环境有较高适应能力,实现制造过程全面优化目标。

  另外,机械智能制造的全生命周期管理水平也会不断提高,需要贯穿于机械产品设计、生产、销售、应用、维护、报废处理全方面。面向全生命周期以及所有环节对机械智能制造进行管理,是制造企业改革创新管理模式和方法的大势所趋,有利于提高智能制造企业核心竞争力。另外,应用智能制造技术,能够为机械产品管理和服务模式提供保障,实现智能产品全生命周期管理、服务目标,一方面能够满足群众需求,另一方面能够激发企业活力。例如:陕鼓动力有限公司在机械智能化制造中,提出了集智能化设计、智能制造以及智能服务三位一体的服务理念。并设置了机械智能制造和绿色制造试点。在这一服务理念支撑下,300多台机械产品以高效率、高质量服务完成了检测诊断工作。这种主动为用户提供智能服务的方式,不仅提高了用户满意度,还强化了机械产品全周期智能制造水平,有利于为企业转型升级奠定基础。

  5结语

  综上所述,科技的飞速发展,促进机械制造技术更新换代速度不断加快,推动机械制造行业逐渐向智能化、信息化趋势发展。在一定程度上提高了机械产品制造精度和制造效率,同时降低了不必要的材料、资源消耗,节约了机械制造成本,为机械制造行业进军国际市场奠定良好基础。 
 
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