馮聰 孫忠海 張春振

沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 遼寧 沈陽 110850

引言

隨著全球化和技術(shù)革新的不斷推進(jìn)，信息化技術(shù)已成為推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅僅限于提高生產(chǎn)效率，還包括優(yōu)化設(shè)計(jì)流程、增強(qiáng)產(chǎn)品功能和改善市場響應(yīng)速度。當(dāng)前，機(jī)械制造業(yè)正經(jīng)歷著由傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型，這一轉(zhuǎn)型過程中信息技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，了解和分析信息化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，對于把握行業(yè)發(fā)展趨勢和推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新具有重要意義。

1 機(jī)械制造與信息技術(shù)現(xiàn)狀

機(jī)械制造業(yè)正處于關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型升級階段，面臨著信息技術(shù)高速發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。當(dāng)前，該行業(yè)正專注于優(yōu)化人機(jī)交互界面、提升生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本等關(guān)鍵領(lǐng)域。盡管這一行業(yè)在某些領(lǐng)域已經(jīng)取得顯著進(jìn)步，如智能制造和自動(dòng)化技術(shù)的引入，但在全面實(shí)現(xiàn)大規(guī)模信息化方面仍然存在一定的局限。這主要是由于缺乏完善的信息化基礎(chǔ)設(shè)施和行業(yè)內(nèi)部的技術(shù)不平衡。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，機(jī)械制造業(yè)正在不斷地吸收和融合新興技術(shù)，例如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算，這些技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)流程和更精準(zhǔn)的市場需求分析。此外，通過采用先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)工具和仿真技術(shù)，機(jī)械制造過程變得更加精細(xì)和高效，大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。然而，為真正實(shí)現(xiàn)信息化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的深度融合，還需解決行業(yè)內(nèi)的技能不足、標(biāo)準(zhǔn)化不足以及安全問題[1]。

2 信息技術(shù)與機(jī)械制造領(lǐng)域的相互影響

2.1 機(jī)械制造行業(yè)支持下的信息技術(shù)進(jìn)步

機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展對信息技術(shù)的進(jìn)步具有深遠(yuǎn)影響，尤其是在推動(dòng)計(jì)算技術(shù)的演進(jìn)方面。最初，計(jì)算機(jī)技術(shù)以電子管數(shù)字機(jī)的形式出現(xiàn)，這些機(jī)器占據(jù)大約150m2的空間，計(jì)算能力也相對有限。然而，隨著機(jī)械制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是精密加工和微型化技術(shù)的突破，大規(guī)模集成電路（IC）開始取代傳統(tǒng)的電子管，從而引發(fā)計(jì)算技術(shù)的一次重大變革。這一變化不僅能極大縮減計(jì)算設(shè)備的體積，從龐大的機(jī)房設(shè)備演變?yōu)楝F(xiàn)在的掌上電腦和智能手機(jī)，而且計(jì)算速度也得到質(zhì)的飛躍，從最初的每秒幾千次運(yùn)算提高到現(xiàn)在的每秒幾十億次。這一飛躍不僅是硬件技術(shù)的突破，也得益于機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)Σ牧峡茖W(xué)、電子學(xué)以及微納加工技術(shù)的貢獻(xiàn)。如今，這些技術(shù)的融合已經(jīng)成為推動(dòng)信息技術(shù)革新的重要?jiǎng)恿?，特別是在提高計(jì)算效率、降低能耗以及增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力方面。機(jī)械制造業(yè)的這些進(jìn)步對信息技術(shù)的發(fā)展起到至關(guān)重要的支撐作用，為信息時(shí)代的到來奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 信息技術(shù)對機(jī)械制造業(yè)的促進(jìn)作用

信息技術(shù)對機(jī)械制造業(yè)的推動(dòng)作用體現(xiàn)在多個(gè)方面，尤其是在突破交流限制和優(yōu)化設(shè)計(jì)流程方面的貢獻(xiàn)尤為顯著。首先，信息技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)和其他通信手段有效地消除地理空間上的障礙，使得人與人之間的交流更為便捷和高效。這種無界限的信息交流為機(jī)械制造行業(yè)帶來全球化的合作機(jī)遇，使得設(shè)計(jì)思路和創(chuàng)新解決方案能夠跨越地域界線，快速傳播。其次，計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件工程的進(jìn)步為機(jī)械制造業(yè)提供強(qiáng)大的工具。現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件使得設(shè)計(jì)師能夠在虛擬環(huán)境中精確地創(chuàng)建機(jī)械零部件的三維模型，這不僅能提高設(shè)計(jì)的精確度，還能極大地縮短產(chǎn)品從概念到原型的開發(fā)周期。此外，這些技術(shù)還允許復(fù)雜的模擬和分析，在物理制造之前就能預(yù)測和優(yōu)化產(chǎn)品性能。這種設(shè)計(jì)的精確性和預(yù)測能力，再結(jié)合數(shù)字化的生產(chǎn)流程，如數(shù)控加工和3D打印，使得從設(shè)計(jì)到制造的過程更加無縫和高效，能極大提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量[2]。

3 信息技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 集成機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中信息技術(shù)的運(yùn)用

在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，信息技術(shù)的應(yīng)用正變得日益重要，特別是在集成機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中。隨著對移動(dòng)通信終端和電子機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量要求不斷提高，集成化的設(shè)計(jì)和制造成為實(shí)現(xiàn)高性能產(chǎn)品的關(guān)鍵。集成化不僅指的是物理組件的整合，更涉及數(shù)據(jù)和流程的整合。例如，在移動(dòng)通信設(shè)備的設(shè)計(jì)中，集成化不僅體現(xiàn)在硬件的緊湊排列，還包括軟件的優(yōu)化和系統(tǒng)的協(xié)同工作。信息技術(shù)在這一過程中扮演著核心角色，通過先進(jìn)的計(jì)算工具和軟件平臺，設(shè)計(jì)師能夠在早期設(shè)計(jì)階段對產(chǎn)品的性能進(jìn)行模擬和測試，從而確保最終產(chǎn)品能夠滿足嚴(yán)格的性能要求。

此外，信息技術(shù)在提高機(jī)械制造精度和總體產(chǎn)品質(zhì)量方面的作用不容忽視。通過采用精密的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)，機(jī)械制造過程變得更加精確和可控。這些系統(tǒng)能夠生成詳細(xì)的設(shè)計(jì)藍(lán)圖和指導(dǎo)，以確保制造過程中每一步驟的準(zhǔn)確執(zhí)行。例如，在復(fù)雜機(jī)械部件的生產(chǎn)中，通過使用這些高級的信息技術(shù)工具，可以確保零部件的尺寸和形狀符合極其嚴(yán)格的公差標(biāo)準(zhǔn)。這種精確度的提升不僅能減少生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤和廢品率，還能提高整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。因此，信息技術(shù)在集成機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用，不僅能優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程，也為滿足市場對高質(zhì)量產(chǎn)品的需求提供可靠保證[3]。

3.2 信息技術(shù)的推廣與應(yīng)用

自20世紀(jì)80年代以來，信息技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，但初期由于技術(shù)限制并未能充分發(fā)揮其潛在價(jià)值。這一時(shí)期，盡管計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）等技術(shù)開始被引入，但它們的應(yīng)用受限于當(dāng)時(shí)的硬件和軟件能力，以及信息化普及程度的不足。會(huì)導(dǎo)致信息技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用并未達(dá)到預(yù)期的效果，其潛力被大幅度地限制。進(jìn)入90年代，隨著計(jì)算能力的增強(qiáng)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，中國開始制定針對機(jī)械制造領(lǐng)域信息化應(yīng)用的相關(guān)政策，旨在推廣和加強(qiáng)這一領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用。政府對信息技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用給予重點(diǎn)支持，包括為試點(diǎn)企業(yè)提供必要的資源和指導(dǎo)。

然而，要真正實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的深度應(yīng)用和價(jià)值發(fā)揮，關(guān)鍵在于相關(guān)人才的培養(yǎng)和知識普及。因此，開辦專門的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，定期邀請信息技術(shù)領(lǐng)域的專家和權(quán)威人士進(jìn)行講座和交流，成為推動(dòng)這一轉(zhuǎn)型的重要手段。此外，企業(yè)內(nèi)部需要定期舉辦專題研討會(huì)，通過分享成功案例和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)員工對信息技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用的理解和掌握。這樣的實(shí)踐不僅能增強(qiáng)企業(yè)員工的技術(shù)能力，也能提高整個(gè)行業(yè)對信息技術(shù)的認(rèn)知和應(yīng)用水平。通過這些努力，信息技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成熟，為生產(chǎn)效率的提升、產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)以及新產(chǎn)品開發(fā)的加速提供強(qiáng)大的技術(shù)支持和創(chuàng)新動(dòng)力。

3.3 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造過程中的信息技術(shù)應(yīng)用

在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程中，信息技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)快速、高效、可靠的生產(chǎn)至關(guān)重要。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）和計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）等高新技術(shù)，機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造的全過程數(shù)字化。CAD技術(shù)允許設(shè)計(jì)師在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建精確的三維模型，從而減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加快設(shè)計(jì)過程。CAM技術(shù)則轉(zhuǎn)化這些設(shè)計(jì)為制造指令，直接指導(dǎo)數(shù)控機(jī)床和其他制造設(shè)備的操作，顯著提高加工效率和精度。CAE技術(shù)在設(shè)計(jì)階段通過模擬分析幫助評估產(chǎn)品性能，如強(qiáng)度測試和熱分析，確保設(shè)計(jì)的可行性和可靠性。CAPP技術(shù)則優(yōu)化生產(chǎn)過程，通過自動(dòng)生成和管理工藝路線和工藝卡片，提高生產(chǎn)過程的組織效率。

此外，工業(yè)4.0的興起標(biāo)志著智能制造的新時(shí)代，將信息化生產(chǎn)提升到一個(gè)新的水平。在這個(gè)框架下，智能工廠通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)編程軟件實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的高度自動(dòng)化和智能化。這意味著生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)收集和分析數(shù)據(jù)，從而自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)流程以提高效率和質(zhì)量。例如，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量，智能工廠能夠及時(shí)預(yù)測和防止設(shè)備故障，確保生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)分析，企業(yè)能夠更精確地預(yù)測市場需求和優(yōu)化庫存管理，從而降低成本并提高市場反應(yīng)速度[4]。

3.4 創(chuàng)建適宜的信息技術(shù)應(yīng)用環(huán)境

隨著中國計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，信息技術(shù)得到迅速的推廣和應(yīng)用，這對制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)的信息化進(jìn)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。信息技術(shù)的發(fā)展不僅能促進(jìn)制造業(yè)向更高的技術(shù)層面發(fā)展，而且也能推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向轉(zhuǎn)型。以汽車零部件制造為例，應(yīng)用信息化技術(shù)使得從設(shè)計(jì)、原型制作到批量生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都變得更加高效和精確。信息技術(shù)的應(yīng)用還意味著在整個(gè)制造過程中可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集和分析，從而為決策提供更加準(zhǔn)確的依據(jù)。這不僅能提高生產(chǎn)效率，還能確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性。此外，通過信息技術(shù)，制造過程中的不同環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)同，優(yōu)化資源配置，減少浪費(fèi)。

為充分發(fā)揮信息技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的作用，創(chuàng)建一個(gè)適宜的應(yīng)用環(huán)境至關(guān)重要。這一環(huán)境應(yīng)包括計(jì)算、通信、控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，以促進(jìn)各種機(jī)械設(shè)備的信息化運(yùn)行。信息技術(shù)在這里發(fā)揮著將虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界相互聯(lián)系的關(guān)鍵作用。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，機(jī)械設(shè)備可以實(shí)時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)診斷和預(yù)測維護(hù)需求，從而減少停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。此外，借助先進(jìn)的通信技術(shù)，遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)成為可能，使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)可以無縫對接，提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈活性。最終，通過創(chuàng)造這樣的信息技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，機(jī)械制造業(yè)能夠更好地適應(yīng)市場變化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競爭力，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。

3.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息化實(shí)施中的核心作用

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械制造企業(yè)的信息化實(shí)施中起著核心作用，它貫穿于企業(yè)內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理以及業(yè)務(wù)流程和組織重構(gòu)。研發(fā)信息化特別重要，它不僅涉及基礎(chǔ)技術(shù)研究，還包括產(chǎn)品的具體研發(fā)過程。在這一過程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得信息和數(shù)據(jù)能夠在不同部門和團(tuán)隊(duì)之間快速、有效地流動(dòng)，從而加速研發(fā)進(jìn)程，提高創(chuàng)新效率。例如，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)快速訪問到最新的研發(fā)數(shù)據(jù)和市場反饋，從而更快地調(diào)整設(shè)計(jì)方案。此外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也支持遠(yuǎn)程協(xié)作和云計(jì)算服務(wù)，使得團(tuán)隊(duì)成員即使不在同一地點(diǎn)也能共同工作。

此外，機(jī)械制造企業(yè)還需要結(jié)合自身的生產(chǎn)和信息化實(shí)際情況，建設(shè)一個(gè)全面的信息網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，企業(yè)可以構(gòu)建自己的內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流程的高效管理和外部資源的有效整合。內(nèi)部網(wǎng)支持設(shè)計(jì)、加工和管理系統(tǒng)之間的無縫連接，促進(jìn)信息共享和流程優(yōu)化。外部網(wǎng)則使得企業(yè)能夠更有效地與供應(yīng)商、客戶和合作伙伴進(jìn)行交流和合作。此外，借助計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，企業(yè)還能開展電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)營銷、網(wǎng)上采購等業(yè)務(wù)，有效地減少不必要的中間環(huán)節(jié)，降低成本，提高市場競爭力。

4 結(jié)束語

總而言之，信息化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用已成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。從精確的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)到高效的生產(chǎn)過程，再到綜合的管理和運(yùn)營，信息化技術(shù)的融入為機(jī)械制造業(yè)帶來革命性的變革。這些技術(shù)不僅能提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還能增強(qiáng)市場適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能化系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)正逐步向更高級別的自動(dòng)化和智能化邁進(jìn)。這一轉(zhuǎn)型不僅能優(yōu)化傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程，也為企業(yè)提供新的業(yè)務(wù)模式和市場機(jī)會(huì)。因此，持續(xù)探索和深化信息化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，將是未來該行業(yè)競爭力和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。