楊升，呂愛(ài)英

（棗莊職業(yè)學(xué)院，山東 棗莊 277800）

近些年隨著工業(yè)4.0 概念的提出，智能制造作為其中的關(guān)鍵因素被越來(lái)越多的人重視起來(lái)，智能制造業(yè)也成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中一個(gè)較為重要的組成部分。而要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能制造的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)，尤其是先進(jìn)數(shù)控技術(shù)的提升變得尤為重要，伴隨著數(shù)控技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用和發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)進(jìn)步創(chuàng)造了必要的條件。筆者結(jié)合多年數(shù)控工作經(jīng)驗(yàn)，先是對(duì)我國(guó)智能制造的基本概念和綜合特征以及當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了論述，并重點(diǎn)分析了數(shù)控技術(shù)在智能制造中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、注意問(wèn)題及發(fā)展前景。

1 智能制造的基本概念和綜合特征

智能制造是由工業(yè)4.0 進(jìn)一步提出的概念，是智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)的統(tǒng)稱。具體地說(shuō)是一種有智能機(jī)械和專業(yè)人員共同組成的人機(jī)一體化制造系統(tǒng)，它完美的融合在制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性和集成的方式，借由計(jì)算機(jī)模擬專業(yè)人員操作的自動(dòng)化活動(dòng)，在其運(yùn)行過(guò)程中自主的進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，全面取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，同時(shí)，又可以進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、改進(jìn)、共享、繼承和發(fā)展專業(yè)人員的制造能力。這種制造模式，有效突出了知識(shí)在制造活動(dòng)中的價(jià)值地位，是未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，直接影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。智能制造與傳統(tǒng)制造業(yè)相比具有以下特征：一是，智能制造具有非常強(qiáng)的自律能力，即收集和理解自身和周邊環(huán)境信息，并針對(duì)性的分析判斷進(jìn)而規(guī)劃自身行為的能力。在一定程度上表現(xiàn)高速獨(dú)立、自主且具有個(gè)性，強(qiáng)有力的知識(shí)庫(kù)和知識(shí)的模型讓其有著非同一般的自律能力。二是，人機(jī)一體化的和諧統(tǒng)一，基于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)水平，完全智能化還不能實(shí)現(xiàn)，需要將智能機(jī)器的超強(qiáng)邏輯思維和形象思維與人類專家的靈感思維有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，突出人在智能制造系統(tǒng)中的核心地位，利用智能機(jī)械的配合，更好的發(fā)揮出人的潛能，使兩者在不同層次上各顯其能，相輔相成。三是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，在智能制造中虛擬制造是前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的重要步驟，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，融合信號(hào)的處理、動(dòng)畫技術(shù)、智能推理和預(yù)測(cè)等多媒體技術(shù)融為一體，借助各種傳感設(shè)備，虛擬展示現(xiàn)實(shí)中的各種生產(chǎn)過(guò)程和物品，按照人們的意愿進(jìn)行任意變化，這種人機(jī)結(jié)合的智能操作方式，是智能制造發(fā)展的一個(gè)顯著特征。四是，自主學(xué)習(xí)和維護(hù)能力，智能制造系統(tǒng)能夠在實(shí)際工作中不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和補(bǔ)充，具有一定的自我學(xué)習(xí)能力，同時(shí)，在自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，智能機(jī)械具有自行故障檢測(cè)的能力，具備對(duì)故障自行排除、自行維護(hù)的能力。這個(gè)特征可以使智能制造系統(tǒng)適應(yīng)更加復(fù)雜的工作環(huán)境，提高實(shí)際工作和生產(chǎn)的效率。

2 當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)是國(guó)家現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，其技術(shù)水平的優(yōu)劣直接表現(xiàn)出國(guó)家基礎(chǔ)制造能力的高低。我國(guó)數(shù)控技術(shù)的起步較晚，其發(fā)展經(jīng)歷不同于其他國(guó)家，前后共經(jīng)歷了五個(gè)階段，在這過(guò)程中我國(guó)逐漸克服了諸如技術(shù)封鎖、不平等購(gòu)買協(xié)議等等問(wèn)題，可以說(shuō)已經(jīng)掌握了數(shù)控領(lǐng)域的現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，并且在不斷的發(fā)展中積累了大量不同層次的專業(yè)數(shù)控技術(shù)人員，初步形成了我國(guó)自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)鏈條。但是，從現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)來(lái)看，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比還是存在著較大的差距。如，在產(chǎn)品性能上，國(guó)外先進(jìn)數(shù)控技術(shù)穩(wěn)定性更好，單位時(shí)間內(nèi)的效率更高，占有國(guó)內(nèi)數(shù)控產(chǎn)品的大量份額。所以說(shuō)，當(dāng)前雖然我國(guó)的數(shù)控機(jī)床數(shù)量是全世界最多的，但是在機(jī)床的數(shù)控化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。另外，我國(guó)數(shù)控技術(shù)整體表現(xiàn)為缺乏創(chuàng)新能力，對(duì)現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)能力較差，始終落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家?？偟膩?lái)說(shuō)，我國(guó)雖然已經(jīng)熟練掌控?cái)?shù)控技術(shù)，但是還有很大的提升和發(fā)展空間，我們需要不斷努力創(chuàng)新，為提高我國(guó)數(shù)控技術(shù)，增加高端數(shù)控成果做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

3 數(shù)控技術(shù)在智能制造中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，現(xiàn)代制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)是智能制造的重要基礎(chǔ)，而智能制造又是數(shù)控技術(shù)的拓展延伸，兩者是相互依存共同發(fā)展的。在智能制造中數(shù)控技術(shù)有著非常突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在具體的應(yīng)用中，合理的應(yīng)用數(shù)控技術(shù)可以將我國(guó)智能制造系統(tǒng)提升到一個(gè)新的高度，更進(jìn)一步的提升其智能化的水平。另外，智能制造中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)必須滿足一些特定的標(biāo)準(zhǔn)要求，由此才能使智能制造的整體智能化水平快速提升。而數(shù)控技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用效果突出的表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：首先，數(shù)控技術(shù)可以進(jìn)行高度靈活的操控，在各種智能操作系統(tǒng)中均可以有效應(yīng)用，保障智能系統(tǒng)內(nèi)部處理、分析、采集和模擬信息數(shù)據(jù)的高效性。其次，數(shù)控技術(shù)極大的簡(jiǎn)化了操作流程，工作人員只需要數(shù)控程序提前預(yù)設(shè)好，便可以使用數(shù)控機(jī)床自主工作，保證其在生產(chǎn)和控制過(guò)程中開(kāi)充分發(fā)揮其自主性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)管控集中化，極大的減少操作人員的工作量，提升工作效率。最后，數(shù)控技術(shù)有利于提升制造加工的工作效率。在智能制造的全過(guò)程中，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用非常普及，在具體機(jī)床操控上，數(shù)控技術(shù)可以結(jié)合智能系統(tǒng)使機(jī)床做到自主工作、自主判斷、自主診斷問(wèn)題、自主數(shù)據(jù)分析等工作，使得智能制造的效率極大的提升。同時(shí)，在高自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中降低了那些高精度加工的難度，縮短了制造生產(chǎn)的時(shí)間，確保了高精度零件的質(zhì)量。另外，數(shù)控技術(shù)的另一應(yīng)用就是可以結(jié)合計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化，在產(chǎn)品研發(fā)和升級(jí)中有著巨大的積極作用?？傊?，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高智能制造的生產(chǎn)效率，為實(shí)現(xiàn)人類工業(yè)4.0 打下良好基礎(chǔ)。

4 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在智能制造中的需要注意的要點(diǎn)

4.1 合理應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

數(shù)控技術(shù)在具體的機(jī)械加工方面表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)是加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定，這是智能制造中非?？粗氐哪芰ΑＫ?，在搭建智能制造系統(tǒng)和平臺(tái)時(shí)，應(yīng)該合理應(yīng)用數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢(shì)，集中應(yīng)用在高精度要求和高質(zhì)量要求的工序中，在加上對(duì)數(shù)控技術(shù)加工標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)苛控制，數(shù)控技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用價(jià)值就可以全面發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而保障智能制造的高效率。

4.2 數(shù)控技術(shù)對(duì)人員專業(yè)水平要求較高

數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在智能制造中雖然具有較高的生產(chǎn)效率，但是在開(kāi)始的信息輸入方面對(duì)操作人員的專業(yè)水平要求較高，需要操作人員非常熟練和靈活的運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行數(shù)控編程。所以，在未來(lái)智能制造平臺(tái)搭建時(shí)，需要重視優(yōu)化數(shù)控技術(shù)的操控流程，避免讓信息輸入效率限制產(chǎn)品生產(chǎn)的效率。只有進(jìn)一步的優(yōu)化數(shù)控操作流程，減少人員輸入難度，才能保證生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中能夠提高其準(zhǔn)確率，更加合理的應(yīng)用生產(chǎn)資源，并將其作用充分發(fā)揮出來(lái)。

4.3 需要不斷的升級(jí)現(xiàn)有的機(jī)械數(shù)控機(jī)床

現(xiàn)如今，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到智能制造中，但是在這其中大部分都是低端的經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床，高精尖的數(shù)控機(jī)床依舊屬于少數(shù)。所以，國(guó)家和企業(yè)應(yīng)該重視數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新和升級(jí)，在不斷引進(jìn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，利用新技術(shù)來(lái)升級(jí)原有的低端數(shù)控機(jī)床，進(jìn)而使我國(guó)的智能機(jī)械制造加工產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代。另外，在這全面改造升級(jí)過(guò)程中，企業(yè)可以通過(guò)不斷摸索來(lái)控制精密零件的制作成本，提高制作效率，進(jìn)而有效的拉升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

5 數(shù)控技術(shù)在智能制造中的發(fā)展方向

要想加快智能制造全面化的進(jìn)程，需要對(duì)數(shù)控技術(shù)進(jìn)一步的研究，在未來(lái)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方面主要有以下幾點(diǎn)：首先，向高速度、高精度方向發(fā)展。速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、和在市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。其次是向柔性化、功能集成化方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床需要更高效的進(jìn)行復(fù)雜加工，原本單一的性能需要高度集成，現(xiàn)在出現(xiàn)的多軸加工中心就是其具體表現(xiàn)。第三是向智能化方向發(fā)展。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷的滲透，數(shù)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展的需求逐漸增大，這對(duì)提升產(chǎn)品加工效率及新產(chǎn)品的研發(fā)有著非常重要的作用。最后就是想可靠性方向發(fā)展，即采用更高集成度的控制芯片，采用更大規(guī)模的集成電路，以減少電器元件數(shù)量來(lái)有效提高機(jī)械的可靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從我姑當(dāng)前工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，智能制造的大力推行是必然的結(jié)果，對(duì)現(xiàn)有各大工業(yè)體系實(shí)行智能化改造，可以有效的提升產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。所以必須要對(duì)數(shù)控技術(shù)更加合理的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，不斷深入研究，力求發(fā)揮出其功能的優(yōu)勢(shì)，確保智能制造超更好的方向發(fā)展。