智能機械制造和加工模式創(chuàng)新

時間:2022-10-17 11:03:41

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智能機械制造和加工模式創(chuàng)新

摘要:制造業(yè)作為我國經濟的支柱產業(yè),是現代工業(yè)化和經濟發(fā)展的主導力量,常被認為是衡量國家或地區(qū)經濟發(fā)展水平和國際競爭力的重要指標。發(fā)達的制造業(yè)很大程度上也是國家安全的保障。進入21世紀以來,隨著世界科技的進步和經濟的飛速發(fā)展,原有的機械制造和加工模式已經成為阻礙國民經濟和工業(yè)日益發(fā)展的障礙,為了滿足日益增長的工業(yè)需求,智能制造也就應運而生。而決定智能制造發(fā)展程度的,正是人們關注最廣泛的科技創(chuàng)新,科技創(chuàng)新程度決定了智能制造發(fā)展的高度。因此智能制造想要快速的發(fā)展,應從以下方面著手:首先,加快工業(yè)技術和軟件技術的研發(fā),協(xié)調軟硬件共同發(fā)展;其次,整體生產工藝深度融合,尤其注重提升工業(yè)智能化水平;另外,還要加大政府支持力度,增加智能制造行業(yè)資金投入;最重要的是人才的培養(yǎng),應當培育和引進人才兩手抓,強化智能制造行業(yè)的人才隊伍建設,包括技術型人才、管理型人才,同時鼓勵大眾創(chuàng)業(yè),扶持初創(chuàng)企業(yè),優(yōu)化產業(yè)發(fā)展環(huán)境。

關鍵詞:智能制造;機械制造;機械加工模式

0引言

隨著科技的進步和經濟的發(fā)展,作為國民支柱產業(yè)的制造業(yè)也迎來了飛速發(fā)展。尤其在新一輪科學技術革命與工業(yè)產業(yè)變革的影響下,以新型信息技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造加工模式為主要特征的智能制造逐漸成為全球制造業(yè)的發(fā)展趨勢。智能制造作為新提出來的一種新型工業(yè)模式,是基于新興起的信息技術,貫穿包括產品設計、生產,工業(yè)管理、技術服務等制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)的新型工業(yè)制造加工模式。這種新型工業(yè)模式具有智能優(yōu)化自決策、信息深度自感知、精準控制自執(zhí)行等功能[1]??v觀人類工業(yè)發(fā)展史,傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)達國家都經歷了三個工業(yè)發(fā)展階段,即機械化、電氣化、數字化,目前逐漸具備了向智能化轉型的趨勢。未來的工業(yè)制造必然是依托于集成化和智能化的智能化制造系統(tǒng),從而取代傳統(tǒng)制造也中的傳統(tǒng)制造模式,最終實現制造乃至整個工業(yè)行業(yè)的自動化和智能化。制造業(yè)作為我國實體經濟的主體、國民經濟的支柱,尤其考慮到我國人口最多的實際國情,吸納勞動力最多的制造業(yè)已然成為我國的興邦之器、立國之本、強國之基。因此,研究機械制造和機械加工由傳統(tǒng)模式向智能制造的轉變顯得尤為重要。本文將從智能制造的本質、在機械制造和機械加工方面存在的問題以及未來的發(fā)展方向進行深入探討,以期能夠對我國智能制造的發(fā)展起到一定的借鑒作用。

1智能制造的本質

1.1智能制造的概念

智能制造(IntelligentManufacturing,IM)的概念很早就提出來了,廣義上講一種由人類智慧和機器智能結合而成的人機一體化機械制造系統(tǒng)就可以被稱為智能制造,在制造過程中,智能制造系統(tǒng)可以通過諸如分析、判斷和決策等智能活動進行智能化制造。依托于智能機器,可以最大程度地解放人類專家在制造過程中的腦力勞動,進而把人類的智慧最大化的發(fā)揮在開發(fā)新型系統(tǒng)的方面,進一步促進人類社會的發(fā)展和進步??梢哉f,智能制造更新了機械自動化的概念,將自動化擴展到集成化、柔性化和智能化。智能制造的概念包含智能制造技術和智能制造系統(tǒng)兩個方面。智能制造系統(tǒng)可以在機械制造和加工過程中不斷地進行學習,主要包括搜集與分析所處環(huán)境信息和系統(tǒng)自身的信息,然后進行判斷和決策,進而規(guī)劃自身行為,這樣就可以進一步指導智能制造技術的發(fā)展。

1.2智能制造對制造業(yè)的影響

當前,隨著全球制造業(yè)數字化、智能化的發(fā)展,智能制造的發(fā)展程度就是制造業(yè)競爭力的大小已經成為行業(yè)共識。在傳統(tǒng)的制造行業(yè)中,機械制造和加工模式主要是靠非智能工業(yè)設備和人類勞動來完成生產,但是由于傳統(tǒng)的工業(yè)設備在加工制造工程中不能隨原料的變化和設備的實時負荷自動調整,生產工人包括設備操作者在進行能耗測定和記錄分析時或多或少的存在誤差,這就造成了工業(yè)產品難以滿足多樣化的應用需求,同時生產成本遠高于需求成本,造成了極大浪費。隨著近些年國家大力推進節(jié)能減排,執(zhí)法越來越嚴厲,有一部分制造企業(yè)逐步引進先進的智能制造設備,以此來解決目前生產一線存在的高能耗等問題,智能制造技術的應用也確實實現了整體能耗的降低。例如制造業(yè)智能管理軟件,就為機械制造和加工企業(yè)的規(guī)范化管理提供了很大的便利。智能智造管理軟件將人與網絡數據進行互聯,把信息世界與現實世界融為一體,擴展了現有網絡的功能和管理層對數據的認識與分析。具體到應用中,有如下有益效果:提高產品成品率和生產效率,提升設備綜合利用率;通過優(yōu)化工藝過程,實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài),通過優(yōu)化工藝過程,提高產品質量和生產效率;通過智能管理,跨地域、跨廠區(qū)遠程監(jiān)控管理成本將大大降低;公司管理人員還能夠及時精確掌握設備資產利用率,進行最優(yōu)化管理;由于生產流程管理的信息化和及時性,管理者能夠提前預見并即時發(fā)現問題,實現設備運轉的透明化管理;有了實時大數據的支持,通過對不同時段、不同設備情況的匯總分析,并以直觀展示,使管理人員能夠更加科學的進行決策和管理.增加整體效益。

綜上所述,智能制造對于機械制造和加工有著重大意義,從方方面面都可以為制造業(yè)解決了許多,提升生產效率。智能制造依托于大數據分析,還可以降低成本,節(jié)約能耗。另一方面,智能制造在機械加工制造方面的應用也為產品提供了保證。產品的質量是企業(yè)生的核心競爭力,采用智能制造來進行質量管理的制造企業(yè),是對所生產產品負責任的一種體現。在大數據時代,制造企業(yè)抓住智能制造快速發(fā)展的東風,充分發(fā)掘沉睡在數據背后的巨大價值,提升產品品質,降低質量成本,以期在激烈的市場競爭中脫穎而出。

2智能制造在機械制造和機械加工方面的應用現狀以及存在的問題

我國的機械制造發(fā)展至今,已經逐步開始向機械設計制造自動化轉型?,F階段自動化技術已經在很多的機械制造行業(yè)發(fā)揮了不可替代的作用。作為我國龐大經濟體系中的核心技術產業(yè),機械制造技術已經融入到社會發(fā)展的方方面面。雖然現階段我國自動化技術已經開始在機械制造技術有所應用,智能制造也成為了制造企業(yè)的發(fā)展方向,但是由于整體行業(yè)起步較晚、發(fā)展還比較緩慢,與世界上的機械行業(yè)的先進國家相比,還有很長的路要走。在西方發(fā)達國家,智能制造在機械制造上的應用主要體現在這三方面:包括集成化機械制造、智能化機械制造和數據化機械制造。由于西方發(fā)達國家在這三個方面普遍起步較早并大力的推廣,西方的智能制造在機械制造加工行業(yè)的普及程度遠遠領先于我國。相比較而言,我國機械制造更多是體現在集成化上,在智能化與虛擬化中應用卻落后很多,從而導致了機械制造業(yè)結構層次發(fā)展的不均衡。熟知笨鳥先飛這一道理的中國制造企業(yè)也開始發(fā)力,在智能控制系統(tǒng)、下游應用驅動模式創(chuàng)新、工業(yè)產品定制化供應等幾方面中國智能制造已經開始快速發(fā)展,主要表現為:

①在生產制造過程中,高度集成化和智能化的智能制造系統(tǒng)已經逐步開始取代傳統(tǒng)人工制造和生產制造設備。部分機械設計制造企業(yè)已經開始將智能制的造理念貫穿于產品設計、生產于企業(yè)管理、工業(yè)服務等制造活動環(huán)節(jié)中。另外,在裝備的智能化之外,在生產過程、設計方案、制造業(yè)模式轉變等方面,有部分企業(yè)也開始實現智能化轉型。

②傳統(tǒng)機械制造加工行業(yè)發(fā)展主要由政府引導,政策導向,龍頭企業(yè)帶頭,體量龐大,系統(tǒng)冗雜,需要大量的資金支持。而隨著政府開始大力推廣智能制造的應用,包括互聯網企業(yè)在內的一批社會企業(yè)開始大量投資該領域,同時眾多機械設備應用廠商也紛紛認識到對于核心技術研發(fā)的投入的重要性。在這樣的風潮下,傳統(tǒng)的機械制造和加工企業(yè)被迫向智能制造轉型。由于不斷增加的生產過程成本,機械制造企業(yè)對于智能制造裝備的需求正在向小型化、精密化和協(xié)作化轉變,包括精密無人飛行器、只能機器人、數字化精密機床、微型高靈敏傳感器等。我國機械制造和加工企業(yè)也逐步認識到這一點,不斷地去適應下游企業(yè)的新型需求。但是,整體仍然起步較晚、與發(fā)達國家仍然有不小的差距。

3促進我國機械制造及加工模式向智能制造發(fā)展的對策

機械制造行業(yè)向智能制造發(fā)展是我國工業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)也是一個重新崛起的機遇。我國機械制造行業(yè)應該認清差距,積極總結自身不足并且借鑒國外企業(yè)的先進經驗,迅速調整發(fā)展方向,加大資金投入和產品研發(fā),抓住智能制造帶來的基于,推動我國工業(yè)技術的升級,最終實現制造業(yè)向新型智能制造的快速轉型,推動我國制造業(yè)的整體向前發(fā)展。具體對策表述如下:

①首先,我國政府應該加大政策扶持力度。在這一點上,我國《中國制造2025》及《“十三五”規(guī)劃綱要》等眾多國家政策已經出臺來引領和助推智能制造的發(fā)展。由于我國傳統(tǒng)行業(yè)的影響,工業(yè)轉型升級階段將會是一段相當長的時間,期間,政府應不遺余力制定相應細分產業(yè)的引導政策,產業(yè)規(guī)劃引導發(fā)展也要分時期進行更新,以促進機械制造產業(yè)向智能制造的快速發(fā)展。

②其次,智能制造已經被認為是全球制造業(yè)發(fā)展的必然方向,包括英、美、德、日等東西方發(fā)達國家均明確智能制造的核心問題是實現信息集成。實現信息集成,就需要指定統(tǒng)一、規(guī)范的全球化標準。我國作為世界第二大經濟體,應當在國內盡可能早的形成一套自己的行業(yè)標準體系,才能與世界各國一道,協(xié)作推動智能制造的發(fā)展,并在全球智能制造體系標準化建設的過程中取得更多的話語權。

③我國整體制造業(yè)相比較發(fā)達國家,差距主要體現在核心技術和關鍵基礎零部件制造上。因此,除了政府扶持以外,國內相應龍頭企業(yè)應該立足自身優(yōu)勢加大技術研發(fā)。同時,企業(yè)還要增強與高校、科研機構的的合作,加速高新技術產品轉化在智能制造的轉型階段對西方發(fā)達國家進行趕超。

④另外,在經歷多年的粗獷式經濟發(fā)展之后,環(huán)境惡化和資源短缺逐漸成為我國制造業(yè)發(fā)展的限制因素。綠色、可持續(xù)發(fā)展已經成為機械制造和加工行業(yè)的必行之路。因此,在智能制造轉型期間,我國機械制造行業(yè)要整體向節(jié)約型、環(huán)保型企業(yè)進行轉型,成為生態(tài)型智能制造企業(yè)。

⑤智能制造的發(fā)展不能僅著眼于機械生產過程加工的智能化,機械制造企業(yè)更要在發(fā)展模式方面尋求創(chuàng)新和突破。利用智能信息化系統(tǒng)整合上下游產業(yè)的大數據進行匯總、分析,加速企業(yè)智能化轉型,成為面向市場的智能制造企業(yè)。

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作者:周漢 單位:??诳萍紝W院