智能制造技术的特征范文
时间：2023-07-19 17:37:57
导语：如何才能写好一篇智能制造技术的特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
焊接工艺是在三千年以前发明的，但是将焊接工艺做为一种技术应用并开始发展的时期是在一九五零年左右，直至现在，焊接技术的发展时间已经超过了六十年，并且随着科学技术的不断发展，焊接技术也一直得到不断地发展和创新，尤其是现阶段的焊接工艺，更是物理、化学、冶金、电子、机械等不同学科、工艺交叉融合后的产物，而且目前的焊接工艺已有数十种接连问世，其材料、设备的领域更是称为制造业不可缺少的基本制造技术之一。
1.焊接技术的国内外发展
在焊接材料领域，进入21世纪以来，国内的知名焊材企业对钢材的发展迅速跟进，在提升传统产品的品质和开发与高品质钢种配套焊材品种方面做出了不少努力，但新型焊材的开发远远落后于钢种的发展，一些新型钢种的配套焊材尚需进口。高品质焊接材料附加值较高，目前约占我国焊接材料总量的20%左右，预计5年后能达到30%～40%。即使按20%计，其总量也可达60万t左右。近年来国外各著名焊材企业纷纷进入中国抢夺高端焊材市场，我国民族焊材工业在这方面存在明显差距。
例如国外已采用厂房密闭除尘换气的方式生产熔炼焊剂，国内仍是敞开式生产，对环境的污染大；烧结焊剂国外均采用先进的自动化设备生产，我国大部分焊剂的成形欠佳和颗粒强度不好。除此之外，在无铅焊接可靠性评价及寿命评估的机理研究上起步晚，只有少数科研院所在从事无铅可靠性领域的研究及检测工作。助焊剂和锡膏的研发与国际先进水平差距大。
2.智能化焊接技术的构成
基于计算机、控制等信息处理新技术，将人工智能与焊接工艺有机结合，实现焊接工艺制造的技术――称之为“智能化焊接技术”（Intelligentized Welding Technology，IWT）。智能焊接技术的提法含义为：利用机器模拟和实现人的某些智能行为实施焊接工艺制造的技术。
智能化焊接的主要技术构成如图1-1所示。包括采用智能化途径进行焊接工艺规划、焊接设备、传感与检测、信息处理、知识建模、焊接过程控制、机器人运动控制、复杂系统集成设计的实施。可见智能化焊接技术是多学科交叉综合在焊接技术领域的集成与升华。
图 1-1 智能化焊接技术的构成
3.焊接动态过程的视觉传感技术
视觉是人类感觉外部信息的主要功能之一。焊工感官对焊接过程接受的主要是视觉信息。因此，模拟焊工行为的基础技术之一是采用计算机将人类视觉的理解及其信息的处理有效地用于焊接过程传感。近年来，随着计算机视觉技术的发展，利用视觉正面直接观察焊接熔池，以反映焊接过程熔化金属的动态变化行为，通过图象处理获取熔池的几何形状信息实现焊接熔深、熔透以及成形的实时控制，已成为重要的研究方向。
脉冲GTAW的技术研究有以下几方面：熔池正反面同时同幅视觉传感系统，并获得了堆焊熔池正反面图象，对熔池图象二维特征尺寸的实时提取进行了较为系统的研究，为控制正反面熔宽提供了传感信息；对接填丝无间隙熔池图象的三维特征提取进行了的研究，获得了填充焊丝焊接过程中熔池表面凸出和下塌，部分熔透和全熔透状态下的图象。采用灰度分布的反射图方程计算恢复熔池的三维尺寸信息取得了初步的成功，为基于单目图象传感控制焊缝的余高提供了预测传感信息；多方位同时同幅熔池图象，基于对熔池前端图象处理实时提取间隙变化，为解决工程应用中变间隙焊接焊缝成形控制提供了传感信息。成功地提取铝合金熔池的动态特征并实现了对铝合金熔池尺寸的实时控制，实现机器人焊接过程中的熔池特征视觉传感与实时控制的结合技术。
4.焊接动态过程的实时智能控制方法
实现焊接动态过程的实时智能控制是智能化焊接制造过程的关键技术与难点所在。
由于焊接过程是一个多参数相互耦合的时变的非线性系统，影响焊缝成形质量的不确定因素众多，这使得基于精确数学模型的经典和现性控制理论方法的有效应用受到限制和挑战。而模拟焊工决策操作功能的智能控制则有可能在大范围的不确定性条件下实现较为满意焊接质量。因此，在焊接过程控制中引入智能控制，如模糊控制、人工神经网络学习控制和专家系统及其相互结合的智能控制方法的研究已经兴起。
如堆焊、无间隙对接焊、有间隙变化对接焊智能控制器设计的方法；无填丝和有填丝焊条件下正反面焊缝宽度、余高的实时智能控制的系列研究；对焊接速度与熔宽变化过程时滞不确定系统的预测补偿自学习模糊神经控制方法；单个神经元自学习控制器实现了对脉冲GTAW堆焊熔池背面熔宽的智能控制；系统控制和自学习模糊神经网络（焊接速度、电流）双变量控制器实现了对脉冲GTAW对接熔池背面熔宽的智能控制；自适应模糊神经网络控制器实现了对脉冲GTAW填丝熔池背面熔宽与正面余高的预测智能控制；前馈控制送丝速度和自学习模糊神经网络控制器实现了对变间隙脉冲GTAW填丝熔池背面熔宽与焊缝成形质量的智能控制等。
5.智能化焊接技术的未来发展
焊接工艺智能化的未来发展就是能够将焊接技术进行优化发展、智能识别工程制造操作环境、对焊接的质量自动进行检测、对焊接过程智能的进行控制以及对焊接中的纰漏进行自我的诊断和检查等。
目前的焊接制造由于不能感知焊接的操作环境、不能适应工艺条件的变化及波动的干扰，故而，还是以人员操作焊接为主，因此，焊接工艺近期的发展目标就是研发一种具有感知、具有判断能力、具有反馈和决策能力的智能焊接机器人。而智能焊接制造的最终目标是研发一款以智能、协调控制系统为基础，以柔性制造系统、敏捷制造系统为辅的智能化焊接生产线。
结束语：
综合全文的叙述，可以得出以下结论，智能焊接技术主要是由十大技术构成的，其中动态视觉传感以及智能控制过程是智能化焊接的主要研究对象，智能焊接的动态传感技术主要用于焊接的动态成像以及监测技术，而焊接的智能控制则是智能化焊接制造工程中的研究难点，由此可见，智能化焊接工程不仅是信息与科学技术的结合，更是焊接技术发展的又一大突破。
焊接工艺从刚开始的手工作业逐渐发展为机械作业，再发展为半自动化焊接，现今又向智能化焊接技术迈进，并且随着计算机的普及、人工智能技术的渗透，智能化的焊接制造工程将在不远的未来得以实现。
参考文献：
[1]陈善本，林涛，陈文杰，邱涛. 智能化焊接制造工程的概念与技术[J]. 焊接学报（2004）06：124-128+134.
[2]陈华斌，黄红雨，林涛，张华军，陈善本. 机器人焊接智能化技术与研究现状[J]. 电焊机（2013）04：8-15.
篇2
关键词：智能CAD技术；农业机械；设计应用
智能CAD技术作为新型应用技术，在当前农业机械设计当中起着重要作用，通过智能CAD技术应用能优化机械设计的环节，促进设计质量提高。通过从理论层面对农业机械设计中智能CAD技术的应用研究分析，就能从理论上位实际设计发展提供理论支持，保障机械设计的效率质量提高。
1农业机械设计的特征及智能CAD技术应用重要性
1.1农业机械设计的特征分析
农业机械设计过程中，传统的设计方法已经不能满足现阶段设计需求，机械设计的类型上比较多，型号也多样化。如对播种机械的设计方面，就有着精密播种机以及有条播机和穴播机等。根据机械工作原理的不同也能分成不同的种类，有气力式播种机以及机械式播种机。农业机械的功能结构相对比较稳定，在结构复杂程度上比较小[1]。农业机械试验方面会受到季节性的影响，所以在进行机械设计开发的周期就相应比较长。
1.2农业机械设计中智能CAD技术应用重要性
随着现阶段我国的农业改革的全面实施，在农业机械设计层面也要充分注重技术水平的提高，将智能CAD技术应用在机械设计当中就显得比较重要。传统的农业机械设计中，还存在着一些不足之处，在计算机技术的广泛应用下，对虚拟现实技术的应用，就减少了产品试行制作时间，在成本上也能大幅降低。智能CAD技术的应用对手工设计管理的方式有着改变，在数据资料发送产品概念应用下，对机械产品的设计效率也能有效提高，对机械设计的规范性得到了保证。
2农业机械设计中智能CAD技术的应用问题和具体应用
2.1农业机械设计中智能CAD技术应用问题
农业机械设计中对智能CAD技术的应用还存在着诸多问题有待解决，这些问题影响了机械设计的效率，有的应用人员仅仅是将智能CAD技术作为绘图工具，没有充分发挥其自身的价值。机械设计中对专业性计算机辅助设计软件的应用还比较少，软件的标准化以及正确的应用没有实现[2]。对机械设计当中计算和需要的数据查找工作没有加强，这就必然会影响机械设计的质量。再者，农业机械设计过程中，在智能CAD技术的网络化以及数据集成技术的应用还需要进一步优化。当前集成制造系统主要是诸多集成形式达到计算机辅助设计以及加工等目标，机械设计企业间的沟通不强，在资源方面不能有效达到共享。没有将智能CAD技术的网络资源共享的目标得以实现，这就会影响技术的作用发挥。对智能CAD技术的应用缺少长远的规划。智能CAD技术的应用过程中，在工作规范化层面没有加强重视。我国在机械设计的标准规范化层面和国际的创新改革步伐没有及时跟上，在智能CAD技术的信息交流以及设计标准上还存在着诸多问题有待解决，对这一技术的应用时，没有充分重视智能CAD技术的自身特性。这些问题的存在就必然会影响智能CAD技术的应用水平提高。
2.2农业机械设计中智能CAD技术具体应用
智能CAD技术在农业机械设计中多方面都能发挥积极作用，将智能CAD技术在农业机械模具当中进行应用就比较关键。农业机械设备生产中，机械模具是重要生产设施，也是机械设备零件生产的重要模具，所以模具的设计的精密性要能保证。采取传统的设计方式，就比较容易出现人为失误，造成设计上的差错[3]。通过智能CAD技术的应用，对模具设计的精确性就可有效保证。不仅能进行二维图形的设计，也能进行三维设计，从而保障了设计的精确，在外观设计效果比较突出。农业机械设计中对底盘的设计，也需要对智能CAD技术进行应用。底盘设计师机械中的重要组成，对机械产品质量有着决定性作用。实际设计过程中，从总体上通过模块化设计，注重模块间的联系以及数据的交换。智能CAD技术就能通过三维空间的布置，对零部件的位置加以明确化，从而构建整车坐标系和各部件的坐标。通过坐标点方法对总成装配目标加以实现。设计之后就要实施检查，对农业机械的动力性以及操纵稳定性等，都是比较重要的检查内容。在智能CAD技术的应用下，就能提高底盘设计的质量。机械设计中车身的设计方面应用智能CAD技术，也有助于满足实际设计要求。农业机械零部件设计后，需要对零部件实施组装，通过和机械的功能要求相结合，对机械的外观结构的美观性以及实用性要能加以呈现。其中机械机身的设计有着严格要求，在智能CAD技术的支持下，在PDM集成技术基础上就能将零部件进行组织起来，在合成设计的目标上就能得以实现[4]。应用中就涵盖着用户群体以及应用群体和系统环境处理等结合内容。智能CAD技术在数据处理能力上比较强，能满足实际工作的需求。机械设计中对各零部件的设计工作中，由于工作量比较大，对智能CAD技术的需求也比较大。零部件的设计要通过模型参数的建立，以表格的方式进行数据存储，智能CAD技术的应用就能完成这一目标。零部件的模型构建过程中，IBM以及DB2系统对零部件能参数化，对外部变量也有着促进作用[5]。在，智能化CAD的技术科学应用下，就能在零部件的设计质量上得以保证。
3结论
综上所述，加强农业机械设计的科学性，就要应用新的技术，在智能CAD技术的应用已经愈来愈广泛，这就能促进农业机械设计领域的大发展。通过从理论上对农业机械设计的研究分析，提出技术应用的问题以及具体的应用内容，希望同在这些理论的支持下，对实际机械设计可持续发展起到一定促进作用。
参考文献
[1]王丽敏,计小辈.模具设计制造中CAD/CAE/CAM技术的应用研究[J].现代制造技术与装备,2015(04).
[2]张海渠,张树杰.模具设计中最优布置问题的计算机解析方法[J].金属成形工艺,2014(02).
[3]杨洪旗.模具设计与CAD技术[J].计算机辅助设计与制造,2015(04).
[4]刘瑞玲,苟浩锋,杨喜娟.一种数字级进模具设计与制造的集成智能框架的研究[J].硅谷,2014(02).
篇3
【关键词】制造技术；生产模式；柔性；信息；对策
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（一）精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
（二）自动化
自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
（三）信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。
（四）柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
（五）集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。
（六）智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
（一）精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。
（二）敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长，并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是：（1）制造资源的集成性，企业间联作集成。充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。（2）具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。（3）充分发挥人的作用，不断提高企业职工素质和教育水平，优化人机功能分配。
虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。
（三）集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（一）人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域，更新教育内容与方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。
（二）加强政策与法规建设， 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生，要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
（三）发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
（四）建立与发展我国自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术，结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生产(LP)、智能制造( IM)等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，(如独立制造岛)以使企业适应市场经济的需要。
篇4
【关键词】 机械制造 发展方向
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国机械制造业有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与发达国家相比仍有很大差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与发达国家的差距，使我国的产品在质量上、效率上、品种上得到全面提升，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
1 机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此， 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：
（1）精密化。机械制造新工艺趋向精密化现代化机械制造技术发展的方向之一是特种加工、精密加工、超精密加工技术、微型机械。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。 （2）自动化。自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，也保证了产品质量，还代替了人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。（3）信息化。信息、物质与能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现.（4）集成化。计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：①工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。②管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM）、生产管理（PM）、物料管理（MM）、人事管理（LM）、财务管理（FM）等。③制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC）、加工中心（MC）、柔性制造单元（FMS）、工业机器人（Robot）、自动装配（AA）等。④质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助质量控制（CAQC）、三坐标测量机（CMM）等。（5）智能化。由于科学技术的迅猛发展，智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法、模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。诚然，使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。（6）人格化。未来的机械自动化更加注重产品与人的关系，机械自动化的人格化有两层含义。一层是机械自动化产品的最终使用对象是人，如何赋予机械自动化的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化，另一层是模仿生物机理、研制各种机械自动化产品，实事上，许多机械自动化产品都是受动物的启发研制出来的。
2 先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
2.1 精良生产（LP）与独立制造岛（AMI）
20世纪90年代美国麻省理工学院（MIT）提出精良生产（LP）概念。它的特征是：（1）重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。（2）重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自，运行企业文化。（3）精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。（4）精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时，必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是：以GT为基础，以NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径，它的推广对中国机械制造业转向市场机制，参与国际竞争意义重大。
2.2 集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造（CIM）的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心，这种集成不仅是物的集成，更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成，计算机是集成的工具，计算机和辅助各单元技术是集成的基础，信息交换是桥梁，信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造（IM）是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
3 存在差距和实施策略
改革开放以来，我国制造科技术有日新月异的变化，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，与先进国家相比有很大差距，其表现：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。
（1）培养人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要开发学科领域，及时更新教育内容和方法，培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才，加速先进制造技术的推广和实施，为市场经济服务。 （2）加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下，国家应该制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划，以及相应的法规政策。（3）发展适应我国国情的生产模式。相对于某些先进的制造技术和先进的制造模式，要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展，避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。（4）实用机械自动化技术结合生产实际注重实用发展机械自动化技术。同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对引进的并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、精良生产（LP）、智能制造（ IM）等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式，以便企业适应市场经济的需要。（5）提高制造业现代化管理水平。现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人才的培养同时与国际接轨，开展ISO9000系列管理体系认证，加快现代企业制度改革，为先进制造技术的发展奠定良好的基础。
参考文献：
[1]杨永良.先进制造技术与先进制造模式.商品与质量.
[2]侯如颖.谈先进制造技术与先进制造模式.大众科技.
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机电一体化技术需要一个智能化的控制系统来运转，为了更好的促进制造生产工艺的创新和发展，维持企业智能制造的稳步推进，开发人员设计并研发了应对各种情况的智能化控制系统，能够对生产制造进行管理和控制，极大的提高了生产效率。下面就介绍几种常用的控制系统。人工神经网络系统是一种模仿动物的神经网络的行为特征，将各种信息处理工作才去分布于网络中，并行进行处理的控制系统，这种系统的复杂程度很高，方便利用和调整其内部存在的大量神经节点之间的相互连接的关系，以此来处理信息，而且能够适应大多数生产制造过程中遇到的情况，可以自主记忆和学习。专家控制系统主要是指一个高智能的计算机程序系统，内部包含着大量的专业知识和积累下来的宝贵经验，比如制造加工的工艺和相关技术，就可以存储在该系统之中，系统在处理生产制造某个故障和问题时，就可以将以往的知识和经验方法拿出来，迅速有效的解决问题，而且可以解决很多的高难度问题，高效迅速，节省了大量的检修时间和工作量。
2机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用
2．1传感技术的应用。传感技术在智能制造过程中发挥着传递与接收信息信号的重要作用，在电子设备与机械设备之间需要做出指令和信息的传递时，传感器就可以凭借其极高的敏锐度和高效的传递信息的能力，在指挥生产制造中起到重要的连接作用，目前，很多制造企业为了加强这种联系，强化信息传递的能力和水平，使生产效率进一步加快，使用了更加具备系统化和规范化的传感网络，也就是专门用于传递接收信息的处理系统，加快了信息传递的速度，并且缩短了反应时间，能够在很短的时间内完成对信息的识别和判断，经过解析后再发出有效信息，以其先进的技术和极高的效率极大地促进了智能制造的快速发展和应用。2．2数控生产中的应用。数控机床在生产制造中属于最关键的设备之一，而数字化和智能化机床的进一步研发和应用，也促进了相应的机电一体化相关技术的发展，可以说数控生产也是智能制造发展过程中的重要部分，将电子智能化产品与生产机械完美的融合在一起，这本身就是一种机电技术相结合的创举，我国的数控机床的最尖端产品已经处于世界领先地位，这就是将机电结合，生产制造智能化的重要体现，随着数控机床所利用的机电技术愈来愈多，功能更加多样实用，“中国智造”并将获得更快的发展和更大的进步。2．3自动生产线与自动机械的应用。由于智能制造的发展理念更加深入人心，企业的制造生产过程为了应对快速发展带来的挑战和机遇，自动化的生产流水线被大量装备到企业的厂房中，通过智能机械设备代替大量人工，在各个生产环节中减少误差，有助于提高产品的精密度，从而提高制造能力和工艺水平，打造智能化生产线。2．4工业智能机器人。工业智能机器人是机电一体化技术在智能制造中最先进的应用，并结合多种先进技术，是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点，我国在其研究上已经取得了一定的成绩，并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现，在提高产品质量中发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高，可应用于军事生产制造中，受到社会各界的认可。
3机电一体化在企业的智能制造中的发展前景
智能化技术的发展从未有过像最近十年的发展速度，智能机器人的应用范围愈加宽广，中国资本一方面大力发展本国的智能技术的创新和应用，另一方面通过国家合作与资本收购其他先进智能制造产业来加快促进智能化建设，可谓双管齐下，发展速度极快。制造业的生产制造过程是核心，也是基础，而要将智能技术完美的融合进制造工艺之中，还必须有配套的技术和措施加以促进，这就是机电一体化技术，将拥有智能化的电子设备与企业的机械生产设备结合应用，就做到了制造业与智能制造的融合，机电一体化技术作为两者之间的重要联系纽带，也是目前国家制造业转型升级中的关键科学技术，其发展和技术上的突破，能够带动整个制造业的加速转型，为实现成为制造业强国的宏伟目标提供充足的动力源泉，无论是智能化的系统还是科学技术，为了增强制造加工的智能化水平，就必须借助发展机电一体化技术来促成，将每个生产设备和环节统一纳入到智能化管理和控制之中，制造企业的管理与生产将获得质的飞跃。
4结语
总而言之，机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术，将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义，必须引起我们高度的重视。此外，智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间，这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。
作者:王哲
参考文献:
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关键词：机电一体化；智能控制；应用；研究
中图分类号：F407文献标识码： A
(一)、关于机电一体化的概述
1、机电一体化的含义
所谓机电一体化，又称机械电子学，是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多只技术进行有机地结合，并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。
机电一体化的基本内容与组成要素及原则机电一体化的基本内容包括以下几项内容：一是计算机与信息技术；二是机械技术；三是自动控制技术；四是系统技术；五是传感检测技术。机电一体化的组成要素包括：一是结构组成要素；二是动力组成要素；三是运动组成要素；四是感知组成要素；五是职能组成要素。机电一体化的四大原则包括：一是运动传递；二是能量转换；三是结构耦合；四是信息控制。
（二）、关于智能控制
1、智能控制的含义
“智能控制”指的是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，现在已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念，是精密机械技术、微电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形势。它是机械技术、微电子技术及信息技术相互交叉、融合的产物。
2、智能控制系统的特点
智能控制常具有以下一种或几种基本特点：
（1）分层递阶的组织结构：智能控制系统的组织结构体现了“智能递增，精度递减”的原理。其协调层次越高，所体现的智能也越高。
（2）多模态控制：智能控制系统常采用具有开、闭环控制结合，定性决策与定量控制结合，数学模型和非数学广义模型结合的多态控制。
（3）自学习能力：一个系统如果能对一个过程或其环境的未知特征所固有的信息进行学习，并将得到的经验用于进一步的估计、分类、决策或控制，从而使系统的性能得到改善，那么就称该系统为学习控制系统。学习控制系统是智能控制系统的一种，智能控制系统的学习功能可能有低有高，低层次的学习功能主要包括对控制对象参数的学习，高层次的学习功能则包括知识的更新和遗忘。
（4）自适应能力：智能控制系统中的智能行为实质上是一种从输入到输出之间的映射关系，它可看成是不依赖模型的自适应估计。因此它具有很好的适应性能。当系统的输入不是已经学习过的例子时，由于系统具有插补功能，从而可给出合适的输出，甚至当系统中
3、智能控制系统类别形式
智能控制系统具有一定的智能行为，它是用来解决工程上难以用数学方法精确描述的、复杂的、随机的、模糊的、柔性的控制问题。这些问题的特点是非线性的，用普通的控制方法难以实现。当前采取的智能控制系统如下所述：
（1）分级控制系统
分级控制系统又称为分级阶梯控制系统，是由美国普渡大学提出的控制理论。它的理论是在自适应控制和自组织控制的基础上提出的理论。它主要由三个控制级组成，由高到低分为组织级、协调级、执行级。具体情况如下：
a．组织级：通过人机接口和用户进行交互，执行最高决策的控制功能，监视并指导协调级和执行级的行为。
b．协调级：该级分为控制管理分层和控制监督分层。
c．执行级：执行确定的动作，完成组织级分配的任务。
（2）学习控制系统
学习控制系统是通过对内部结构进行判别、认知、调整后，利用对信号循环输入和数据处理来保证良好的运行效果。它是一个能在其运行过程中逐步获得受控过程及环境的非预知信息，积累控制经验，并在一定的评价标准下进行估值、分类、决策和不断改善的自动控制系统。
（3）专家控制系统
专家控制系统是将人的经验、知识、技能融合进计算机的一种形式。在这个系统中，计算机数据库含有摸个领域专家水平的知识与经验，并且具有可以利用这些知识与经验解决该领域的高水平难题的特点，
（4）神经网络系统
神经网络是指由大量与生物神经系统的神经细胞相类似的人工神经元互联而组成的网络，或由大量象生物神经元的处理单元并联互联而成。智能网络结构形式主要运用了神经细胞、人工神经元模式。智能控制与模仿真人是神经网络的主要功能
（三）、智能控制发展的趋势
智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应，其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。
（四）、智能控制在机电一体化系统中的应用
1、智能控制在机械制造过程中的应用
机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数。在此过程中利用神经网络技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理，利用模糊系统所特有的模糊关系与模糊集合等特征，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。
2、智能控制在数控领域中的应用
随着科学技术的发展，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议；利用模糊系统技术可以将数控机械的加工过程进行优化，对一些模糊的参数进行调节，从而更加清晰地发现数控机械出现的故障，并找出相应的解决措施。
3、智能控制在机器人领域中的应用
机器人所具有非线性、强耦合、时变性的特征主要体现在动力系统中，在控制参数的系统中机器人具有多任务及多边变性的特征，这些特征适合智能控制技术的应用。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面：一是机器人手臂姿态及动作的智能控制；二是机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制；三是机器人在行走路径与行走轨迹跟踪方面的智能控制；四是通过模糊系统及专家控制系统对机器人的运动环境进行定位、监测、建模及规划控制等方面的探究。
4、智能控制在建筑工程中的应用
智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面：一是智能控制在建筑物照明系统中的应用，它主要通过通信与计算机控制的联网，对每一个时段的照明系统进行控制，主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制；二是对建筑物内的空调进行智能控制，通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置，可以智能地调节空调的风阀，在确保建筑内空气质量的同时，减少能量的浪费。
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关键词：机械制造；自动化技术；发展现状；应用趋势
机械制造业是我国的支柱性产业，在进过几十年的发展实践中也取得了一定成就。机械自动化技术作为机械制造工业发展的趋势和方向，其核心技术是实现机械加工工艺自动化、机械制造模式智能化。作为一项复杂的生产过程，机械制造企业在提升制造效率上，必然需要从时间、成本和技术创新上来强化竞争力。自动化技术作为机械制造创新的核心，迫切需要从自动化机械设备的应用中，利用人工智能操作来改变传统机械制造方式，推进了机械制造业的快速发展。
1机械制造技术特点
机械制造技术作为综合性工程学科之一，主要从产生生产质量及效率上来提升制造水平。其特点表现在三个方面：一是系统化，从现代机械制造实践中来看，随着计算机技术、新材料、新工艺的广泛应用，各类技术在融合过程中提升了自动化水平，而系统化成为机械制造的主要特点，也是贯穿整个现代机械制造生产实践的基本特征；二是综合化，从机械制造企业开展技术创新来看，提升制造生产率是增强企业综合效益的有效途径，无论是在加工技术、还是市场调研及售后服务上，围绕机械产品的综合化发展方向，体现机械制造的综合开发模式是创造更高经济效益的基础；三是一体化，所谓一体化，从机械制造企业生产率的提升上，迫切需要从产品成本、产品质量和加工制造时间三方面进行综合，突显成本、质量、时间一体化发展理念，也只有从三者的科学融合中来增强企业在市场竞争中的优势。
2自动化技术的发展现状
自动化技术是基于信息控制技术的发展而应用于机械制造中，特别是人工智能操作技术，缩短了生产时间、降低了人力成本，其发展现状表现在四个方面。一是信息自动化，通过计算机技术，依托软件工程师来构建一体化机械制造自动化平台，能够从图形设计、辅助制造等方面实现有效连接，以提升机械制造水平和产品质量。同时，信息化技术具有控制功能，借助于数控技术来完成机械生产流程的加工、控制，保障生产工艺现代化；另外，在信息自动化还表现在生产制造管理上，通过构建信息加工数据库，来完成对机械加工设备的有效管理，增强机械制造的自动化水平。二是生产自动化，机械制造自动化通常从原材料的选择、加工及生产设备的自动化中，代替人工方式来完成制造加工任务，在这个过程中，最大化的降低人工强度，最大化的提升生产质量和效率，特别是在生产自动化精度控制上，能够从生产缺陷及漏洞的防范上，提升加工精度，实现对机械制造业的规模化发展。三是机械设备自动化，机械加工中对各类机械设备的使用是完成制造的必要条件，而自动化设备通过对现场环境的调试，以满足机械加工自动化目标。如通过参数优化来调整加工流程，根据现场自动检测来完成设备维护；利用自动化软硬件控制单元来保障机械设备的正常稳定运行。四是物流自动化，物流自动化主要从生产设备自动化、运输设备自动化及自动化现场管理软件设计上，针对机械制造任务和工作流程，来实现机械加工、生产、物流等方面的衔接与配合，降低生产成本。
3自动化技术在机械制造中的应用
3.1自动化技术提升了机械制造的智能化水平
从机械制造智能化应用来看，人工智能、自动化技术及系统工程技术的融合，代表着机械制造智能化的发展趋向，而人工智能、电子智能的协同应用，增强了机械制造自动化水平。如各类机械制造智能程序的开发，都是基于机械制造现场生产实际，从系统分析、设计、流程优化和判断中增强智能化。智能化在机械制造中的渗透，围绕机械制造和人工智能的协同发展，改变了传统机械制造生产流程，也从更多的现场模拟中取代了传统机械制造过程。如通过对机械加工中各项技术标准的模拟，从现场测试及自动化监测中来优化机械加工方案，实现制造过程自动化。另外，通过智能化技术的应用，结合不同机械制造行业实践，开发出各类突发事件的加工优化程序，如通过对现场加工设备各项参数设置，来调整不同加工现场的工作状态，以适应机械制造工业环境。
3.2自动化技术实现了机械制造过程的虚拟化
以计算机技术、软件技术、信息技术、控制技术、多媒体技术为特征的现代自动化技术，能够实现系统建模和软件仿真环境，并从多种技术综合中来虚拟化机械制造过程。所谓机械制造虚拟化技术，就是对多种仿真技术和真实制造环境的模拟，并通过模拟仿真过程来实现机械加工过程的全程跟踪，及时发现和解决机械加工中出现的问题，并从虚拟化技术中来降低开发成本，缩短机械制造开发周期，增强机械制造企业的核心竞争力。
3.3自动化技术推进了机械制造集成化发展
以微电子、电子计算机技术为特征的自动化技术，在机械制造行业中的应用和发展，又促进了机械制造领域技术的创新。如数控加工技术、电子计算机辅助制造技术的出现，一方面促进了机械制造领域的技术分工与协作，另一方面也从不同机械制造系统开发中实现了集成化管理。每一项技术的创新都带来了机械制造管理模式的转变，在系统理论指导下，围绕信息技术来完成和优化机械制造自动化管理，特别是从制造过程重组和集约化管理中来实现制造过程精益管理。现代信息技术下的数据库技术，实现了机械制造集成化管理目标，特别是企业根据各生产要素及企业资源管理实际，引入柔性化机械制造生产管理模式，来降低机械制造成本，增强机械制造管理效率，实现企业战略发展目标。
3.4自动化技术促进了机械制造过程柔性化管理
随着现代控制理论和系统化管理理念在机械制造行业中的应用，越来越多机械制造企业需要从自身机械加工水平上，增强对客户需求的应变力，而柔性化自动化技术，旨在通过对客户需求的反馈分析，从技术革新上增强企业对外部市场的适应力，尤其是在机械制造加工中，利用柔性化自动化技术，来优化生产设备配置效率，改善机械加工协同关系，适时采用新技术来满足市场变化需要。机械制造柔性自动化技术，在人机智能化交互中，根据柔性生产需求来创建完善的信息管理体系，最大化的发挥企业现有资源。在柔性自动化机械制造过程中，普通机械加工设备与智能化设备共同协作，根据机械加工需求在某个环节设置人为控制，更好促进机械制造企业适应不同市场需求变化；同时，在柔性自动化技术中，借助于柔性加工技术、柔性制造技术、柔性管理理念来实现机械加工、机械生产、机械设备间的协同衔接，密切各资源条件，最大化的提升机械制造自动化水平。
4结语
当前，我国制造业迎来了新的经济转轨期，机械加工企业在拓宽市场空间，提升企业综合竞争力，更需要从自动化技术的应用中，提升企业制造集成度和智能化水平，增强企业对市场需求的适应力。同时，机械制造自动化作为未来行业发展的总体趋势，必然需要从引进技术人才，优化自动化流程等方面，保障机械制造设备的高可靠性和智能化水平，从产品质量、加工工艺、环境治理上来推进机械工业的可持续发展。
作者:朱泽珲 单位:湖南潇湘技师学院
参考文献：
[1]周修鹏.自动化技术在机械制造中的应用分析[J].装备制造，2014(S2).
[2]付兴娥.机械制造自动化技术特点与发展趋势[J].山东工业技术，2015(23).
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关键词：机械制造；系统监控；诊断技术；研究
在机械制造系统中，其监控和诊断技术的应用，对于确保整个生产活动的稳定性、可靠性、高效性来说，起到了至关重要的作用，而这方面的作用也对于整个经济体系的发展有着一定的影响。下文主要针对现代机械制造系统监控和诊断技术的研究以及发展进行了全面详细的探讨。
1 现代机械制造系统监视与诊断的目的
在传统及机械制造中，是以人为主体，由人来操作机床，完成工件的制造和加工。机械制造过程中的工作状态，人们可以很容易进行判断，当有故障时也很容易排除，对生产过程的自动监控和诊断的要求不是很高，但在现代机械制造过程中，随着柔性制造系统和集成制造系统的发展，整个机械制造过程是在计算机控制下自动进行的，没有或很少需要人对过程进行干预，因此，制造过程中的过程监控与故障诊断是系统正常运行的技术保证。
在现代机械制造系统中，车间、各类零件的制造系统、制造单元、机床设备、运输设备等各有自身的计算机控制系统，它是一个多级计算机控制网络，监控与诊断系统是网络的组成部分。在网络各层次中，由于各子系统的职能不同，监控诊断的内容就有差别。如图3所示，它是一个现代制造车间（工厂）的监控诊断系统，分为三级：第一级为设备监控诊断级，第二级为系统监控诊断级，第三级为车间（工厂）监控诊断级。
2 发展趋势
在我国当前计算机信息技术以及电子技术不断发展的过程中，现代机械制造技术将会在这一过程中面临更大的挑战和发展，尤其是其中所存在的监控和诊断技术，未来在对机械制造系统的监控、诊断技术进行研究和发展的过程中，其发展的趋势主要集中在以下几个方面：
2.1机械加工系统中的几何量及物理量
基本工况状态以及规律的识别研究，无论是对于传统形式的生产方式还是对于自动化的生产环境来说，实质上其基础级设备中所呈现出的物理量、几何量检测度，才是其中所存在的最为关键的问题，这方面的问题涉及到了信息来源问题，也就是说，脱离了基础信息源头，那么整个后续系统便极有可能会失去运行的依据。虽然说以往的研究工作量较大，但是在这大量的工作中，所存在的理论研究过多，再加上是在实验室试验，虽然说能够对于加工过程中的具体构成加以认识，但是要熟悉工况，就必须要机床的实际运行数据。所以，将实际需求相结合来看，加工系统之中所涉及到了的几何量、物理量快速检测和识别的方式，就是未来机械制造系统中监控和诊断技术的主要发展那趋势，同时也是研究的重点。
2.2多功能、柔性监控诊断系统研究与发展
虽然说我国目前对于机械制造过程中所涉及到的诊断技术已经进行了较为广泛的研究，但这其中依然存在着一个问题，那就是普遍的传感器落后现象、信息利用率低、监视应用范围单一、数据处理不及时、机床计算机控制接口兼容差等方面的问题。而在如今生产要求不断提升的情况下，尤其是在柔性制造系统以及集成制造系统的相关生产环境中，监控诊断系统务必要保证自身能够具备以下几个方面的要求：
（1）要拥有能够对于大量模拟信号以及数字信号进行处理的兼容接口，或者说智能接口，同时还必须要针对制造过程中所呈现出相当一部分状态物理量采取控和检测措施；
（2）要拥有对现代化制造信息进行处理的硬件、软件，并且能够针对相应的状态量特征采取良好的分析措施，从而对于相关状态呈现出的发展趋势进行预报。能够对于各个方面的设备变化实时的进行监控，特别是针对继续制造加工过程中所涉及到的质量性能参数，要掌握其中的变化状况和变化原因，进而客观的评价出所产生的影响程度。这对于有针对性的采取控制措施以及避免避免故障的出现来说，起到了至关重要的作用。
（3）要拥有对于多种不同性质的复杂状况判断能力，掌握其状态的变化趋势，并且依据其是变化的情况，自动的生产较为客观的判别函数；
（4）具有各种功能的机床和计算机网络接口及联机工作能力，实现各设备及生产系统之间交互、通信，实现系统与外部通信，极大的利用信息资源。在现代制造系统中由单一目标向多功能、柔性方向发展，是监视诊断技术发展的目标。
2.3新的分析和诊断方法应用于现代机械制造系统的监视与诊断系统
由于现代机械制造系统具有控制规模大、自动化程度高和柔性化的特点，由于其控制规模大，系统复杂，除了通过目前已采用的监控和故障诊断技术对机械制造系统进行监测和诊断之外，许多新理论和新技术正在该领域得到推广和应用。
（1）分布式人工智能专家系统
（2）现代机械制造系统由于其结构的复杂性，其加工设备往往由若干相互联系又相对独立的子系统组成，子系统又有若干模块组成。从控制的角度看，那就是众多类型的设备或子系统之间，往往实行一种所谓的主――从递阶分级控制，且具有一定的分散度。依靠一个单一的人工智能专家系统并不可能很好地解决系统的监控和诊断问题。这就要求监控和诊断系统不仅能实现各种信息的集成，而且能有效地利用资源，优化控制各子系统的异步操作，均衡各子系统的目标，实现一种所谓分布式人工智能专家系统。根据分布式的特点，从而使整个系统既可协同工作，又可单独工作，从而具有很好的灵活性。
（2）智能多媒体技术应用于故障监控和诊断中智能
多媒体故障监控和诊断是指将人工智能、多媒体应用于故障监控和诊断的理论、方法和技术，是人工智能技术、多媒体技术与故障监控和诊断技术的有机结合[5-6]。智能多媒体故障监控与诊断理论和技术是故障监控和诊断理论和技术的发展，它提供了多媒体人机界面，采用多媒体监控和诊断信息及处理技术，具有多媒体诊断数据库、多媒体诊断知识库和多媒体诊断推理机，使监控和诊断技术为我们提供更全面的信息和数据，对现代机械制造系统进行的监控和故障诊断更为有效。
3 结束语
综上所述，在我国当前机械制造系统复杂程度不断提升的情况下，其系统本身的发展对于监控技术以及故障诊断技术所呈现出的要求也越发严苛。同时，在当前科学技术不断发展的情况下，监控技术与诊断技术本身也将会逐渐随着相关学科的持续发展，以及部分基础理论体系的形成，而使得监控和诊断技术所能够使用的范围不断提升，这对于机械制造系统的发展来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]顾新建，陈芨熙.机械制造系统工程学的体系结构[J].浙江大学学报（工学版）.2012（04）
篇9
关键词：机械设计制造；机械自动化；机械制造
1引言
机械设计制造自动化，简单来讲就是在机械设计制造过程中，加入自动化技术，来提高整个机械加工生产的效率以及质量，进而推动整个行业的良性发展。所以，想要在机械设计制造领域充分发挥自动化技术的应有作用，相关企业要结合机械设计制造及其自动化应用现状，加强对这方面的理论研究以及实践摸索，从而实现我国机械设计制造的自动化。
2主要特征
与传统的机械设计技术相比较，机械设计及其自动化在技术方面就有本质的不同，它主要是以自动化与智能化的原理进行作业，这种区别也是机械设计及其自动化不同于传统的机械设计技术的核心特征。机械设计的自动化主要是依靠多种科学技术的相互合作而实现，这种技术形式，不仅有利于不同学科之间的相互交流，还为他们之间的交流提供了新的平台与发展方式，同时，更使得机械制造在多个方面都发生了质的改变，例如，操作规范方面、结构变化方面、产品功能方面等。因此，积极推动我国机械化制造和自动化技术的良好发展，对促进我国现代化生产的长远发展有非常重要的意义，也是建设特色社会主义的必然趋势。
3机械设计制造及其自动化应用
3.1生产过程中的自动化应用
将自动化技术灵活的运用于机械设计制造中，可以在提升产品生产的连续性作业基础上，强化整个机械制造的智能化水平。与此同时，利用自动化技术替代人工生产，可以在机械设计制造中有效减少因人为因素带来的不确定影响，并为生产企业节约一部分人工成本，保证生产效率。另外，机械生产过程实现自动化之后，还能使产品损耗明显降低，维护企业的根本利益，提高企业的市场竞争力。
3.2柔性自动化技术地应用
柔性自动化技术主要指通过将计算机控制系统与机械制造生产线相结合，随后借助于将相关数据输入至生产线上各种设备中去，进而使得生产实现高度的自动化。而结合实践来看，一旦企业在自身机械制造生产中将柔性自动化技术应用，那么，只需将相应生产自动化控制数据输入到计算机系统中，设备据此实现机械制造生产全过程自动化操作。对企业来说，柔性自动化技术地应用不但有助于实现机械制造精准性生产，并且还可以有效地降低其人力资源地投入，进而为提高企业经济效益打下坚实的基础。不过，柔性自动化技术仍旧是存在着一定的弊端，即该技术地应用需要将相关数据输入，因而这就对操作人员工作提出了较高的要求，因为一旦其错误地输入信息，那么不仅会极易导致生产事故出现，同时更会给企业带来巨大的经济损失。
3.3自动检测技术地应用
一般来说，基于传统仪器和传感器的自动检测技术的发展，在机械制造业中，自动检测技术的应用可以减少生产过程中的人工参与，还能进一步提升产品合格率。此外，自动检测系统主要采用微型计算机等信息处理系统，进而确保检测工作的可靠性。
3.4智能自动化技术地运用
机械设计制造及其自动化地应用上除了上述两项技术外，智能自动化技术是其最重要地应用。智能自动化技术不但充分地柔性与集成自动化两种技术优点融合在一起，同时更使得该技术能够将生产数据自动采集、输入以及分析基于一身，从而达到机械制造生产智能化效果。智能自动化技术的应用其优点在于能够把以往需要通过人力方式所开展的信息数据采集、输入等工作实现计算机全智能化，如此一来不仅大大提升了生产效率及精准度，同时更使得机械制造生产借助于智能自动化技术实现对生产线自动监测与故障处理，进而极大程度地提升企业生产的可靠性以及安全性。
4未来机械设计制造及其自动化应用的发展方向
4.1更加趋向集成化
从总体上看，我国很多企业在生产制造机械设备时，总是有意无意的将机械设计、制造、生产以及管理等相互分离开来，这样就很难对机械设计制造的全过程有一个严格把控。对此，在未来发展进程中，相关企业依然要通过不断的技术创新，来提升自动化技术在机械设计制造中的融合程度，促进机械设计、制造、生产以及管理的高度融合，以迎合我国工业未来发展需求。
4.2微型化发展
机械设计制造及其自动化发展中除了上述5方面趋势外，微型化是其另外一个重要方向。得益于科学技术迅猛发展，各行各业生产建设自20世纪80年代后期便逐渐步入微型发展之路，这其中最为明显的变化，在于各行各業使用到或生产自动化产品大小不断变小，并且在节能、灵敏等方面也有了很大程度地提升。而针对机械设计制造及其自动化中微型化发展优点，在于不仅能够较为有效地降低设备与技术投入成本，同时在各种资源节约中也发挥了积极的作用，因而这就使得机械设计制造及其自动化微型化得了很大地发展，并且在当前也获取了不错的成果。目前机械设计制造及其自动化微型化发展中微机械技术是最主要的一个研究方向。
4.3朝着绿色化方向发展，注重产品设计虚拟化及数字化技术运用
结合低碳环保要求，需要机械制造行业未来发展中加强生态环境保护，注重各种资源的高效利用，朝着绿色化方向发展，满足可持续发展战略要求。同时，为了提高机械产品设计效率，优化产品设计方式，需要注重产品设计虚拟化及数字化技术运用：使缩短机械产品设计时间的同时提高设计精度，并加强产品设计中各种数据处理，优化生产流程，增强机械产品长期使用中的性能可靠性。
5结束语
总之，实现机械设计制造的自动化，不仅有助于提升企业的核心竞争力，同时在环境保护、节能降耗等方面均起着重要作用。因此，相关企业重视注重机械设计制造及其自动化应用的多元化、集成化以及节能化发展趋势，加强自动化技术在机械设计制造领域中的合理应用，从而为国家经济建设打下坚实基础。
作者：方立新
参考文献：
[1] 刘荣光.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势探析[J].信息化建设，2016（6）.
篇10
关键词：机电一体化技术 微细加工技术 智能化 应用领域
知识经济时代最突出的特点在于知识和信息的传播不同于以往的制造和技术的传播，在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
一、我国机电一体化的现状
全球范围内机电一体化的发展通常可以分为三个阶段。第一阶段为20世纪60年代以前，因为当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展；第二阶段为20世纪70~80年代。第三阶段为20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化呈现深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863计划”。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
二、机电一体化的核心技术
机电一体化包括：软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须掌握机械本体技术；传感技术；信息处理技术；驱动技术；接口技术；软件技术。
三、机电一体化技术的主要应用领域
（一）数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：
1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
（三）柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
（四）工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
四、我国机电一体化的发展前景
4.1网络一体化
知识经济时代的突出特征是计算机技术和网络技术的迅猛发展。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活都带来了巨大的变革。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。
4.2模块标准化
模块化是一项重要而艰巨的工程。因为机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂又是非常重要的事。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。
4.3人工智能化
21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向就是智能化。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
五、结语：
机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的强大之路。
参考文献：
1、李运华：机电控制[M].北京航空航天大学出版社，2003.
2、芮延年：机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社，2004.
3、柴天佑：智能控制综述[J].基础自动化，2006（6）.
