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智能机械制造和加工模式创新

摘要:制造业作为我国经济的支柱产业,是现代工业化和经济发展的主导力量,常被认为是衡量国家或地区经济发展水平和国际竞争力的重要指标。发达的制造业很大程度上也是国家安全的保障。进入21世纪以来,随着世界科技的进步和经济的飞速发展,原有的机械制造和加工模式已经成为阻碍国民经济和工业日益发展的障碍,为了满足日益增长的工业需求,智能制造也就应运而生。而决定智能制造发展程度的,正是人们关注最广泛的科技创新,科技创新程度决定了智能制造发展的高度。因此智能制造想要快速的发展,应从以下方面着手:首先,加快工业技术和软件技术的研发,协调软硬件共同发展;其次,整体生产工艺深度融合,尤其注重提升工业智能化水平;另外,还要加大政府支持力度,增加智能制造行业资金投入;最重要的是人才的培养,应当培育和引进人才两手抓,强化智能制造行业的人才队伍建设,包括技术型人才、管理型人才,同时鼓励大众创业,扶持初创企业,优化产业发展环境。

关键词:智能制造;机械制造;机械加工模式

0引言

随着科技的进步和经济的发展,作为国民支柱产业的制造业也迎来了飞速发展。尤其在新一轮科学技术革命与工业产业变革的影响下,以新型信息技术代替传统制造加工模式为主要特征的智能制造逐渐成为全球制造业的发展趋势。智能制造作为新提出来的一种新型工业模式,是基于新兴起的信息技术,贯穿包括产品设计、生产,工业管理、技术服务等制造业的各个环节的新型工业制造加工模式。这种新型工业模式具有智能优化自决策、信息深度自感知、精准控制自执行等功能[1]。纵观人类工业发展史,传统工业发达国家都经历了三个工业发展阶段,即机械化、电气化、数字化,目前逐渐具备了向智能化转型的趋势。未来的工业制造必然是依托于集成化和智能化的智能化制造系统,从而取代传统制造也中的传统制造模式,最终实现制造乃至整个工业行业的自动化和智能化。制造业作为我国实体经济的主体、国民经济的支柱,尤其考虑到我国人口最多的实际国情,吸纳劳动力最多的制造业已然成为我国的兴邦之器、立国之本、强国之基。因此,研究机械制造和机械加工由传统模式向智能制造的转变显得尤为重要。本文将从智能制造的本质、在机械制造和机械加工方面存在的问题以及未来的发展方向进行深入探讨,以期能够对我国智能制造的发展起到一定的借鉴作用。

1智能制造的本质

1.1智能制造的概念

智能制造(IntelligentManufacturing,IM)的概念很早就提出来了,广义上讲一种由人类智慧和机器智能结合而成的人机一体化机械制造系统就可以被称为智能制造,在制造过程中,智能制造系统可以通过诸如分析、判断和决策等智能活动进行智能化制造。依托于智能机器,可以最大程度地解放人类专家在制造过程中的脑力劳动,进而把人类的智慧最大化的发挥在开发新型系统的方面,进一步促进人类社会的发展和进步。可以说,智能制造更新了机械自动化的概念,将自动化扩展到集成化、柔性化和智能化。智能制造的概念包含智能制造技术和智能制造系统两个方面。智能制造系统可以在机械制造和加工过程中不断地进行学习,主要包括搜集与分析所处环境信息和系统自身的信息,然后进行判断和决策,进而规划自身行为,这样就可以进一步指导智能制造技术的发展。

1.2智能制造对制造业的影响

当前,随着全球制造业数字化、智能化的发展,智能制造的发展程度就是制造业竞争力的大小已经成为行业共识。在传统的制造行业中,机械制造和加工模式主要是靠非智能工业设备和人类劳动来完成生产,但是由于传统的工业设备在加工制造工程中不能随原料的变化和设备的实时负荷自动调整,生产工人包括设备操作者在进行能耗测定和记录分析时或多或少的存在误差,这就造成了工业产品难以满足多样化的应用需求,同时生产成本远高于需求成本,造成了极大浪费。随着近些年国家大力推进节能减排,执法越来越严厉,有一部分制造企业逐步引进先进的智能制造设备,以此来解决目前生产一线存在的高能耗等问题,智能制造技术的应用也确实实现了整体能耗的降低。例如制造业智能管理软件,就为机械制造和加工企业的规范化管理提供了很大的便利。智能智造管理软件将人与网络数据进行互联,把信息世界与现实世界融为一体,扩展了现有网络的功能和管理层对数据的认识与分析。具体到应用中,有如下有益效果:提高产品成品率和生产效率,提升设备综合利用率;通过优化工艺过程,实时监控设备的运行状态,通过优化工艺过程,提高产品质量和生产效率;通过智能管理,跨地域、跨厂区远程监控管理成本将大大降低;公司管理人员还能够及时精确掌握设备资产利用率,进行最优化管理;由于生产流程管理的信息化和及时性,管理者能够提前预见并即时发现问题,实现设备运转的透明化管理;有了实时大数据的支持,通过对不同时段、不同设备情况的汇总分析,并以直观展示,使管理人员能够更加科学的进行决策和管理.增加整体效益。

综上所述,智能制造对于机械制造和加工有着重大意义,从方方面面都可以为制造业解决了许多,提升生产效率。智能制造依托于大数据分析,还可以降低成本,节约能耗。另一方面,智能制造在机械加工制造方面的应用也为产品提供了保证。产品的质量是企业生的核心竞争力,采用智能制造来进行质量管理的制造企业,是对所生产产品负责任的一种体现。在大数据时代,制造企业抓住智能制造快速发展的东风,充分发掘沉睡在数据背后的巨大价值,提升产品品质,降低质量成本,以期在激烈的市场竞争中脱颖而出。

2智能制造在机械制造和机械加工方面的应用现状以及存在的问题

我国的机械制造发展至今,已经逐步开始向机械设计制造自动化转型。现阶段自动化技术已经在很多的机械制造行业发挥了不可替代的作用。作为我国庞大经济体系中的核心技术产业,机械制造技术已经融入到社会发展的方方面面。虽然现阶段我国自动化技术已经开始在机械制造技术有所应用,智能制造也成为了制造企业的发展方向,但是由于整体行业起步较晚、发展还比较缓慢,与世界上的机械行业的先进国家相比,还有很长的路要走。在西方发达国家,智能制造在机械制造上的应用主要体现在这三方面:包括集成化机械制造、智能化机械制造和数据化机械制造。由于西方发达国家在这三个方面普遍起步较早并大力的推广,西方的智能制造在机械制造加工行业的普及程度远远领先于我国。相比较而言,我国机械制造更多是体现在集成化上,在智能化与虚拟化中应用却落后很多,从而导致了机械制造业结构层次发展的不均衡。熟知笨鸟先飞这一道理的中国制造企业也开始发力,在智能控制系统、下游应用驱动模式创新、工业产品定制化供应等几方面中国智能制造已经开始快速发展,主要表现为:

①在生产制造过程中,高度集成化和智能化的智能制造系统已经逐步开始取代传统人工制造和生产制造设备。部分机械设计制造企业已经开始将智能制的造理念贯穿于产品设计、生产于企业管理、工业服务等制造活动环节中。另外,在装备的智能化之外,在生产过程、设计方案、制造业模式转变等方面,有部分企业也开始实现智能化转型。

②传统机械制造加工行业发展主要由政府引导,政策导向,龙头企业带头,体量庞大,系统冗杂,需要大量的资金支持。而随着政府开始大力推广智能制造的应用,包括互联网企业在内的一批社会企业开始大量投资该领域,同时众多机械设备应用厂商也纷纷认识到对于核心技术研发的投入的重要性。在这样的风潮下,传统的机械制造和加工企业被迫向智能制造转型。由于不断增加的生产过程成本,机械制造企业对于智能制造装备的需求正在向小型化、精密化和协作化转变,包括精密无人飞行器、只能机器人、数字化精密机床、微型高灵敏传感器等。我国机械制造和加工企业也逐步认识到这一点,不断地去适应下游企业的新型需求。但是,整体仍然起步较晚、与发达国家仍然有不小的差距。

3促进我国机械制造及加工模式向智能制造发展的对策

机械制造行业向智能制造发展是我国工业发展的挑战也是一个重新崛起的机遇。我国机械制造行业应该认清差距,积极总结自身不足并且借鉴国外企业的先进经验,迅速调整发展方向,加大资金投入和产品研发,抓住智能制造带来的基于,推动我国工业技术的升级,最终实现制造业向新型智能制造的快速转型,推动我国制造业的整体向前发展。具体对策表述如下:

①首先,我国政府应该加大政策扶持力度。在这一点上,我国《中国制造2025》及《“十三五”规划纲要》等众多国家政策已经出台来引领和助推智能制造的发展。由于我国传统行业的影响,工业转型升级阶段将会是一段相当长的时间,期间,政府应不遗余力制定相应细分产业的引导政策,产业规划引导发展也要分时期进行更新,以促进机械制造产业向智能制造的快速发展。

②其次,智能制造已经被认为是全球制造业发展的必然方向,包括英、美、德、日等东西方发达国家均明确智能制造的核心问题是实现信息集成。实现信息集成,就需要指定统一、规范的全球化标准。我国作为世界第二大经济体,应当在国内尽可能早的形成一套自己的行业标准体系,才能与世界各国一道,协作推动智能制造的发展,并在全球智能制造体系标准化建设的过程中取得更多的话语权。

③我国整体制造业相比较发达国家,差距主要体现在核心技术和关键基础零部件制造上。因此,除了政府扶持以外,国内相应龙头企业应该立足自身优势加大技术研发。同时,企业还要增强与高校、科研机构的的合作,加速高新技术产品转化在智能制造的转型阶段对西方发达国家进行赶超。

④另外,在经历多年的粗犷式经济发展之后,环境恶化和资源短缺逐渐成为我国制造业发展的限制因素。绿色、可持续发展已经成为机械制造和加工行业的必行之路。因此,在智能制造转型期间,我国机械制造行业要整体向节约型、环保型企业进行转型,成为生态型智能制造企业。

⑤智能制造的发展不能仅着眼于机械生产过程加工的智能化,机械制造企业更要在发展模式方面寻求创新和突破。利用智能信息化系统整合上下游产业的大数据进行汇总、分析,加速企业智能化转型,成为面向市场的智能制造企业。

参考文献:

[1]黄腾辉,孙正东,彭宁涛.智能制造技术在工业自动化中的应用研究[J].内燃机与配件,2018(10):237-238.

[2]栗鹏飞.机械制造及其自动化发展浅析[J].科技风,2018(16):138-139.

[3]王继征.协同创新加速布局智能制造[N].中国纺织报,2018-06-06(005).

作者:周汉 单位:海口科技学院

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