李偉強 冀強

摘 要：隨著制造技術(shù)和高精尖制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，機械加工領(lǐng)域中對機器的加工性能要求愈來愈高，即要求能實現(xiàn)高精度、高可靠性、易操作和全天候智能自動化加工。機加工領(lǐng)域中的智能制造技術(shù)與系統(tǒng)是利用計算機網(wǎng)絡(luò)和控制管理技術(shù)將具體零部件的加工工藝順序和智能制造加工成型設(shè)備有機銜接和資源共享，達(dá)到零部件加工制造過程的智能化、自動化和高效高質(zhì)化。筆者根據(jù)自身實際經(jīng)驗主要分析智能制造系統(tǒng)在現(xiàn)代制造加工背景下的發(fā)展應(yīng)運及面臨挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：制造技術(shù);機械加工;智能制造

一、我國機械加工領(lǐng)域中智能制造化產(chǎn)生的背景

先進(jìn)的機加工制造設(shè)備如果離開了數(shù)據(jù)信息的輸入的支持就無法實現(xiàn)爭產(chǎn)運轉(zhuǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)機加工行業(yè)面臨的是一個市場訂單需求個性化和日新月異化的國內(nèi)國際競爭環(huán)境，欲在這樣的市場環(huán)境中立謀求發(fā)展，必須從產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、時間、等方面提高自身的競爭力，以快速響應(yīng)市場激烈的變化。這就要求機加工領(lǐng)域制造系統(tǒng)不但要具備柔性，而且還要具有智能。智能制造正是適應(yīng)這種情況而得以發(fā)展的。機械加工行業(yè)作為我國的傳統(tǒng)制造加工行業(yè)必然在在智能制造的大趨勢中被淹沒。如何將先進(jìn)的計算機技術(shù)和制造技術(shù)應(yīng)運于該行業(yè)，傳統(tǒng)的方法不能有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題，這就促使我們要把傳統(tǒng)制造技術(shù)、計算機技術(shù)與人工智能等技術(shù)集成起來，發(fā)展一種新型的機械加工制造模式———智能制造。

二、我國機械加工領(lǐng)域中智能制造發(fā)展現(xiàn)狀

（一）我國機加工行業(yè)智能制造的研究起步較晚。

進(jìn)入21 世紀(jì)以來的智能制造系統(tǒng)的應(yīng)運在我國迅速發(fā)展，尤其在機械加工行業(yè)中智能制造技術(shù)的發(fā)展也初具規(guī)模。

（二）機加工行業(yè)中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化體系初步形成。

隨著計算機信息技術(shù)與先進(jìn)機械加工制造技術(shù)的快速發(fā)展，我國的機加工智能制造設(shè)備的發(fā)展深度和廣度日益提升，一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機加工智能制造裝備實現(xiàn)突破。

（三）國家對機械加工智能制造行業(yè)的扶持力度不斷加深。

近幾年，國家戰(zhàn)略部署中對機加工智能制造的發(fā)展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金也大幅增長。

三、機械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)的構(gòu)成

機械加工領(lǐng)域中智能制造系統(tǒng)是依托智能化設(shè)備和技術(shù)工人相互融合，有效利用一切知識性活動和經(jīng)驗總結(jié)，通過比對數(shù)據(jù)庫、知識庫、計算機和通信網(wǎng)絡(luò)，柔性地把設(shè)計、生產(chǎn)的全部活動集成起來，力求整體效率提高的生產(chǎn)系統(tǒng)。

隨著制造技術(shù)和高精尖制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，機械加工領(lǐng)域中對機器的加工性能要求愈來愈高，即要求能實現(xiàn)高精度、高可靠性、易操作和全天候智能自動化加工。機加工領(lǐng)域中的智能制造技術(shù)與系統(tǒng)是利用計算機網(wǎng)絡(luò)和控制管理技術(shù)將具體零部件的加工工藝順序和智能制造加工成型設(shè)備有機銜接和資源共享，達(dá)到零部件加工制造過程的智能化、自動化和高效高質(zhì)化。筆者根據(jù)自身實際經(jīng)驗主要分析智能制造系統(tǒng)在現(xiàn)代制造加工背景下的發(fā)展應(yīng)運及面臨挑戰(zhàn)。

四、機械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)的特點

（一）人機一體化：基于人工智能的智能制造具有高效高質(zhì)化、自動化、智能化等優(yōu)勢，而智能化制造設(shè)備的也只能根據(jù)具體加工進(jìn)行推理、判斷、預(yù)測，僅僅具有數(shù)據(jù)邏輯思維能力，做不到靈感思維。而人機一體化，是一種多形態(tài)混和型智能系統(tǒng)，一方面突出人在加工制造過程中的主體地位，同時也可以使智能制造設(shè)備的在人的配合下更好地發(fā)揮出更多潛能，使二者在不同的層次上各顯其能，互相配合，相得益彰。

（二）自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力：智能制造加工設(shè)備能以原有的知識存儲為基礎(chǔ)，在實際加工中不斷進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完善系統(tǒng)知識庫，并分析過濾知識庫中的錯誤信息知識進(jìn)行刪減，使知識庫不斷完善優(yōu)化。同時，還具備對智能設(shè)備的系統(tǒng)故障進(jìn)行自診斷、自修復(fù)和排除故障等功能。

（三）自組織：智能制造系統(tǒng)在運行方式上和結(jié)構(gòu)形式上能夠跟據(jù)工作任務(wù)的要求，通過各組成單元的控制系統(tǒng)自行組織成一種最佳結(jié)構(gòu)，并按照最優(yōu)的方式運行。自組織是智能制造系統(tǒng)的一個重要標(biāo)志。

（四）自律能力：智能制造系統(tǒng)根據(jù)自身作業(yè)狀況信息及時的進(jìn)行反饋、分析、判斷、監(jiān)測和處理，并分析結(jié)果自行調(diào)整控制，以達(dá)到最佳最高校的加工實施方案。自律能力使整個智能制造系統(tǒng)更具擬人性化功能。

（五）模擬加工技術(shù)：模擬加工技術(shù)是以計算機為基礎(chǔ)，通過專業(yè)的圖形處理軟件來模擬產(chǎn)品及其制造的實際加工過程，使操作技工直接從視覺上獲得真實的加工過程，從而減少次品率。這種人機結(jié)合的智能界面，是智能制造的一個顯著特征。

五、機械加工中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)主要研究內(nèi)容及目標(biāo)

（一）機械加工中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)主要研究內(nèi)容

智能設(shè)計;智能工藝過程編制;智能監(jiān)測、診斷及補償;加工過程

中的智能控制;智能加工質(zhì)量的控制。

（二）機械加工中智能制造技術(shù)與系統(tǒng)主要研究目標(biāo)

實現(xiàn)加工過程的智能化，在實際的制造系統(tǒng)中，以機器智能取代人的部分腦力勞動作為主要目標(biāo)，同時強調(diào)人機一體的集成功能。信息和制造智能強調(diào)智能型的集成自動化。同時實現(xiàn)將市場適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、人的重要性、智能制造的開放性和兼容能力等融合在一起的生產(chǎn)系統(tǒng)。

六、機械加工領(lǐng)域中智能制造面臨的問題

從市場應(yīng)用看，由于智能制造技術(shù)與系統(tǒng)的前期投入大，對技工技術(shù)人員專業(yè)技能要求高，在很長時間之內(nèi)難于在市場份額中占有一席之地，而傳統(tǒng)的機加工行業(yè)又相對成熟和穩(wěn)定，投入產(chǎn)出比很高，投資者的實力和興趣還是一邊倒的態(tài)勢。智能系統(tǒng)在這樣一種氛圍中有待進(jìn)一步的發(fā)展和優(yōu)化，相信智能制造在未來的機加工行業(yè)中會越來越受到青睞。

從技術(shù)角度看，機械加工的零部件從產(chǎn)品設(shè)計、原料訂購與處理、制造加工、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品開發(fā)等環(huán)節(jié)彼此相互影響，而各環(huán)節(jié)的集成自動化水平?jīng)Q定著該過程的自動化程度，同時也影響著該系統(tǒng)的自組織能力的相對實現(xiàn)，這是對機加工行業(yè)制造智能的最大挑戰(zhàn)。智能加工制造技術(shù)主要研究制造過程中的智能決策、智能加工系統(tǒng);智能加工制造的發(fā)展核心是智能化和集成化，集成是智能的基礎(chǔ)，智能促使進(jìn)一步集成。二者相輔相成，互為整體，從市場反饋和技術(shù)層面來講，智能制造有著高效化、高質(zhì)化、和智能管控能力，然其最大特點仍是高投入，從更深層的意義上講，智能制造是從現(xiàn)今信息化時代走向未來智能化時代面臨的第一個亟待解決的課題。

總之，智能制造是21 世紀(jì)的制造模式，機械加工行業(yè)作為傳統(tǒng)的加工巨頭行業(yè)更是智能制造的未來的發(fā)展方向。作為智能制造特征的I2（IntegrationandIntelligence），將是21 世紀(jì)機械制造業(yè)賴以行進(jìn)的基本軌道。在計算機技術(shù)、信息技術(shù)、制造加工技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境之中，如何有機的進(jìn)行各方面的相互銜接和配合是未來一段時間亟待解決的問題。伴隨我國經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新的改革，也會有越來越多的資金投入到智能制造的研究中來。制造智能必定會是機械加工行業(yè)未來的發(fā)展必然目標(biāo)。

（作者單位：河北省保定市長城汽車徐水蜂巢傳動分公司）