時(shí)間：2023-08-23 16:34:27
序論：在您撰寫智能制造技術(shù)的特征時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；智能化技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；機(jī)械產(chǎn)業(yè)；機(jī)械化 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中圖分類號(hào)：TH16 文章編號(hào)：1009-2374（2016）31-0058-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.030
20世紀(jì)50年代，我國(guó)在機(jī)械化產(chǎn)業(yè)方面開始了發(fā)展，隨著時(shí)代的進(jìn)步，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)愈來愈重要，對(duì)我國(guó)的整體經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展有著帶動(dòng)作用。在機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用過程中，就能促進(jìn)整體的機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的提高，尤其是在近些年的智能化技術(shù)的應(yīng)用下，從機(jī)械制造的效率以及時(shí)間和質(zhì)量等諸多方面都有著進(jìn)步。通過從理論層面對(duì)機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展和智能化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探究，對(duì)實(shí)際應(yīng)用起到積極促進(jìn)作用。
1 我國(guó)機(jī)械制造智能技術(shù)的特征體現(xiàn)和發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.1 我國(guó)的機(jī)械制造智能技術(shù)的特征體現(xiàn)分析
我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比較迅速，在機(jī)械制造智能化的系統(tǒng)發(fā)展逐步完善。從這一智能系統(tǒng)的特征來看，有著其虛擬性，在制造的設(shè)備方面對(duì)不同來源的企業(yè)和車間等，其在物理位置上是能夠分步的。從邏輯層面來說，能組成共同邏輯制造單元。另外，在機(jī)械制造智能系統(tǒng)的自治性特征上比較突出，這一特征的體現(xiàn)主要在生產(chǎn)管理層面表現(xiàn)得比較突出，這一系統(tǒng)的自比較強(qiáng)，能夠使突發(fā)事件在處理能力上得到有效加強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整等。還有是在動(dòng)態(tài)性的特征上表現(xiàn)得也比較突出，能結(jié)合不同物理資源和外部環(huán)境進(jìn)行邏輯制造單元的科學(xué)化配置。
機(jī)械制造智能技術(shù)是不斷發(fā)展和完善的系統(tǒng)。在智能化系統(tǒng)的發(fā)展中，是從傳統(tǒng)制造技術(shù)上進(jìn)行逐漸發(fā)展的，也是機(jī)械制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)以及新技術(shù)的成果等都有著吸收和應(yīng)用，能結(jié)合自身的發(fā)展加以調(diào)整，形成新的技術(shù)群，在這樣的技術(shù)發(fā)展促進(jìn)下使得機(jī)械制造智能化的作用能夠充分呈現(xiàn)出來。不僅如此，機(jī)械制造智能技術(shù)也是系統(tǒng)化的工程和全球化的技術(shù)，在這些特征方面都有著鮮明的呈現(xiàn)。
1.2 我國(guó)的機(jī)械制造智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
從當(dāng)前的機(jī)械制造系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，數(shù)字化技術(shù)是比較重要的技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用有著高效性、高精度的特征，在數(shù)字技術(shù)的支持下，能促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在現(xiàn)階段的發(fā)展條件下，對(duì)制造產(chǎn)業(yè)智能化以及集成化發(fā)展產(chǎn)生影響的就是數(shù)控技術(shù)，這一技術(shù)使得機(jī)械制造的智能化目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)。自我國(guó)改革開放以來，在機(jī)械化的技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上已經(jīng)有了很大程度的進(jìn)步，機(jī)械制造的水平以及產(chǎn)品質(zhì)量方面也不斷的提高，在機(jī)械制造產(chǎn)品方面也有著我國(guó)自主研發(fā)新的產(chǎn)品。雖然在一些方面我國(guó)的機(jī)械制造得到了很大程度的進(jìn)步，但還有諸多方面存在著缺陷問題，有待完善加強(qiáng)。
在信息化時(shí)代背景下，在新技術(shù)以及理念的融入下，機(jī)械制造技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展。在計(jì)算機(jī)的智能化應(yīng)用下，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展?；谖覈?guó)在機(jī)械制造的管理方面比較落后以及在管理的體制上和生產(chǎn)模式上的發(fā)展相對(duì)比較緩慢，這在很大程度上都會(huì)影響我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。我國(guó)的機(jī)械制造總體上還處在低水平的發(fā)展階段，在創(chuàng)新能力以及自主開發(fā)能力層面還相對(duì)比較薄弱，在制造技術(shù)上以及技改力度上還不是很充足。
實(shí)際的發(fā)展中，傳統(tǒng)的機(jī)械制造管理模式中，我國(guó)仍處在初期的階段，通過經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行管理，也是以人為的管理方式為主。在制造設(shè)計(jì)的工藝方面，我國(guó)在CAD/CAM的技術(shù)層面向中小制造企業(yè)進(jìn)行普及發(fā)展，但從整體上來看還有很大的進(jìn)步空間。為此就要能結(jié)合我國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，采取針對(duì)性的發(fā)展措施來對(duì)機(jī)械制造智能化的發(fā)展進(jìn)行促進(jìn)。
2 機(jī)械制造技術(shù)的地位體現(xiàn)和影響因素分析
2.1 機(jī)械制造技術(shù)的地位體現(xiàn)分析
機(jī)械制造技術(shù)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。機(jī)械制造行業(yè)是比較大的發(fā)展行業(yè)，尤其是在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，發(fā)揮著重要的作用。機(jī)械制造行業(yè)在農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)展時(shí)期扮演著重要角色，到了當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，對(duì)機(jī)械制造的需求不僅沒有降低，反而有了增加。一些國(guó)家將機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為對(duì)國(guó)家綜合實(shí)力衡量的重要標(biāo)準(zhǔn)，可見機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)家發(fā)展的重要性。我國(guó)在農(nóng)業(yè)以及機(jī)械制造和工業(yè)發(fā)展的需求上都是大國(guó)，尤其是在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也有著很大的帶動(dòng)作用，同時(shí)也能對(duì)工業(yè)化的正常發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。從這些方面就能夠看出，機(jī)械制造技術(shù)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的作用和地位。
2.2 機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的影響因素分析
對(duì)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生影響的因素比較多，要對(duì)各個(gè)因素加以詳細(xì)分析，然后找到針對(duì)性的解決方法，這樣才能有利于實(shí)際問題的解決。受到傳統(tǒng)發(fā)展觀念的影響，就會(huì)給機(jī)械制造的進(jìn)一步發(fā)展帶來相應(yīng)的影響。我國(guó)的機(jī)械技術(shù)在發(fā)展中，對(duì)機(jī)械的理解不全面，只是局限在傳統(tǒng)工藝層面。還有就是對(duì)結(jié)構(gòu)比較重視，但是對(duì)控制卻沒有充分重視，沒有將機(jī)電一體化作為機(jī)械工業(yè)對(duì)象的本質(zhì)特征。在認(rèn)識(shí)層面，把傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)進(jìn)行分化看待，這一錯(cuò)誤的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)也不利于機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。
關(guān)鍵詞：智能化；焊接技術(shù)；焊接制造工程；動(dòng)態(tài)過程
焊接工藝是在三千年以前發(fā)明的，但是將焊接工藝做為一種技術(shù)應(yīng)用并開始發(fā)展的時(shí)期是在一九五零年左右，直至現(xiàn)在，焊接技術(shù)的發(fā)展時(shí)間已經(jīng)超過了六十年，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)也一直得到不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，尤其是現(xiàn)階段的焊接工藝，更是物理、化學(xué)、冶金、電子、機(jī)械等不同學(xué)科、工藝交叉融合后的產(chǎn)物，而且目前的焊接工藝已有數(shù)十種接連問世，其材料、設(shè)備的領(lǐng)域更是稱為制造業(yè)不可缺少的基本制造技術(shù)之一。
1.焊接技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展
在焊接材料領(lǐng)域，進(jìn)入21世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)的知名焊材企業(yè)對(duì)鋼材的發(fā)展迅速跟進(jìn)，在提升傳統(tǒng)產(chǎn)品的品質(zhì)和開發(fā)與高品質(zhì)鋼種配套焊材品種方面做出了不少努力，但新型焊材的開發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋼種的發(fā)展，一些新型鋼種的配套焊材尚需進(jìn)口。高品質(zhì)焊接材料附加值較高，目前約占我國(guó)焊接材料總量的20%左右，預(yù)計(jì)5年后能達(dá)到30%～40%。即使按20%計(jì)，其總量也可達(dá)60萬(wàn)t左右。近年來國(guó)外各著名焊材企業(yè)紛紛進(jìn)入中國(guó)搶奪高端焊材市場(chǎng)，我國(guó)民族焊材工業(yè)在這方面存在明顯差距。
例如國(guó)外已采用廠房密閉除塵換氣的方式生產(chǎn)熔煉焊劑，國(guó)內(nèi)仍是敞開式生產(chǎn)，對(duì)環(huán)境的污染大；燒結(jié)焊劑國(guó)外均采用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)，我國(guó)大部分焊劑的成形欠佳和顆粒強(qiáng)度不好。除此之外，在無鉛焊接可靠性評(píng)價(jià)及壽命評(píng)估的機(jī)理研究上起步晚，只有少數(shù)科研院所在從事無鉛可靠性領(lǐng)域的研究及檢測(cè)工作。助焊劑和錫膏的研發(fā)與國(guó)際先進(jìn)水平差距大。
2.智能化焊接技術(shù)的構(gòu)成
基于計(jì)算機(jī)、控制等信息處理新技術(shù)，將人工智能與焊接工藝有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)焊接工藝制造的技術(shù)――稱之為“智能化焊接技術(shù)”（Intelligentized Welding Technology，IWT）。智能焊接技術(shù)的提法含義為：利用機(jī)器模擬和實(shí)現(xiàn)人的某些智能行為實(shí)施焊接工藝制造的技術(shù)。
智能化焊接的主要技術(shù)構(gòu)成如圖1-1所示。包括采用智能化途徑進(jìn)行焊接工藝規(guī)劃、焊接設(shè)備、傳感與檢測(cè)、信息處理、知識(shí)建模、焊接過程控制、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、復(fù)雜系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的實(shí)施?？梢娭悄芑附蛹夹g(shù)是多學(xué)科交叉綜合在焊接技術(shù)領(lǐng)域的集成與升華。
圖 1-1 智能化焊接技術(shù)的構(gòu)成
3.焊接動(dòng)態(tài)過程的視覺傳感技術(shù)
視覺是人類感覺外部信息的主要功能之一。焊工感官對(duì)焊接過程接受的主要是視覺信息。因此，模擬焊工行為的基礎(chǔ)技術(shù)之一是采用計(jì)算機(jī)將人類視覺的理解及其信息的處理有效地用于焊接過程傳感。近年來，隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，利用視覺正面直接觀察焊接熔池，以反映焊接過程熔化金屬的動(dòng)態(tài)變化行為，通過圖象處理獲取熔池的幾何形狀信息實(shí)現(xiàn)焊接熔深、熔透以及成形的實(shí)時(shí)控制，已成為重要的研究方向。
脈沖GTAW的技術(shù)研究有以下幾方面：熔池正反面同時(shí)同幅視覺傳感系統(tǒng)，并獲得了堆焊熔池正反面圖象，對(duì)熔池圖象二維特征尺寸的實(shí)時(shí)提取進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，為控制正反面熔寬提供了傳感信息；對(duì)接填絲無間隙熔池圖象的三維特征提取進(jìn)行了的研究，獲得了填充焊絲焊接過程中熔池表面凸出和下塌，部分熔透和全熔透狀態(tài)下的圖象。采用灰度分布的反射圖方程計(jì)算恢復(fù)熔池的三維尺寸信息取得了初步的成功，為基于單目圖象傳感控制焊縫的余高提供了預(yù)測(cè)傳感信息；多方位同時(shí)同幅熔池圖象，基于對(duì)熔池前端圖象處理實(shí)時(shí)提取間隙變化，為解決工程應(yīng)用中變間隙焊接焊縫成形控制提供了傳感信息。成功地提取鋁合金熔池的動(dòng)態(tài)特征并實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋁合金熔池尺寸的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接過程中的熔池特征視覺傳感與實(shí)時(shí)控制的結(jié)合技術(shù)。
4.焊接動(dòng)態(tài)過程的實(shí)時(shí)智能控制方法
實(shí)現(xiàn)焊接動(dòng)態(tài)過程的實(shí)時(shí)智能控制是智能化焊接制造過程的關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)所在。
由于焊接過程是一個(gè)多參數(shù)相互耦合的時(shí)變的非線性系統(tǒng)，影響焊縫成形質(zhì)量的不確定因素眾多，這使得基于精確數(shù)學(xué)模型的經(jīng)典和現(xiàn)性控制理論方法的有效應(yīng)用受到限制和挑戰(zhàn)。而模擬焊工決策操作功能的智能控制則有可能在大范圍的不確定性條件下實(shí)現(xiàn)較為滿意焊接質(zhì)量。因此，在焊接過程控制中引入智能控制，如模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制和專家系統(tǒng)及其相互結(jié)合的智能控制方法的研究已經(jīng)興起。
如堆焊、無間隙對(duì)接焊、有間隙變化對(duì)接焊智能控制器設(shè)計(jì)的方法；無填絲和有填絲焊條件下正反面焊縫寬度、余高的實(shí)時(shí)智能控制的系列研究；對(duì)焊接速度與熔寬變化過程時(shí)滯不確定系統(tǒng)的預(yù)測(cè)補(bǔ)償自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)控制方法；單個(gè)神經(jīng)元自學(xué)習(xí)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖GTAW堆焊熔池背面熔寬的智能控制；系統(tǒng)控制和自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（焊接速度、電流）雙變量控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖GTAW對(duì)接熔池背面熔寬的智能控制；自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖GTAW填絲熔池背面熔寬與正面余高的預(yù)測(cè)智能控制；前饋控制送絲速度和自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)變間隙脈沖GTAW填絲熔池背面熔寬與焊縫成形質(zhì)量的智能控制等。
5.智能化焊接技術(shù)的未來發(fā)展
焊接工藝智能化的未來發(fā)展就是能夠?qū)⒑附蛹夹g(shù)進(jìn)行優(yōu)化發(fā)展、智能識(shí)別工程制造操作環(huán)境、對(duì)焊接的質(zhì)量自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)焊接過程智能的進(jìn)行控制以及對(duì)焊接中的紕漏進(jìn)行自我的診斷和檢查等。
目前的焊接制造由于不能感知焊接的操作環(huán)境、不能適應(yīng)工藝條件的變化及波動(dòng)的干擾，故而，還是以人員操作焊接為主，因此，焊接工藝近期的發(fā)展目標(biāo)就是研發(fā)一種具有感知、具有判斷能力、具有反饋和決策能力的智能焊接機(jī)器人。而智能焊接制造的最終目標(biāo)是研發(fā)一款以智能、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以柔性制造系統(tǒng)、敏捷制造系統(tǒng)為輔的智能化焊接生產(chǎn)線。
結(jié)束語(yǔ)：
綜合全文的敘述，可以得出以下結(jié)論，智能焊接技術(shù)主要是由十大技術(shù)構(gòu)成的，其中動(dòng)態(tài)視覺傳感以及智能控制過程是智能化焊接的主要研究對(duì)象，智能焊接的動(dòng)態(tài)傳感技術(shù)主要用于焊接的動(dòng)態(tài)成像以及監(jiān)測(cè)技術(shù)，而焊接的智能控制則是智能化焊接制造工程中的研究難點(diǎn)，由此可見，智能化焊接工程不僅是信息與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，更是焊接技術(shù)發(fā)展的又一大突破。
焊接工藝從剛開始的手工作業(yè)逐漸發(fā)展為機(jī)械作業(yè)，再發(fā)展為半自動(dòng)化焊接，現(xiàn)今又向智能化焊接技術(shù)邁進(jìn)，并且隨著計(jì)算機(jī)的普及、人工智能技術(shù)的滲透，智能化的焊接制造工程將在不遠(yuǎn)的未來得以實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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智能控制的性能特征智能控制的技術(shù)有如下的幾項(xiàng)特點(diǎn)：第一，智能控制技術(shù)的核心是通過高層的控制，也就是組織級(jí)；第二，智能控制的機(jī)器具有非線性等特征；第三，智能控制還具有結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)；第四，智能控制器具有整體自尋優(yōu)的特點(diǎn)；第五，智能控制系統(tǒng)應(yīng)該要能滿足多種多樣的高性能的要求；第六，智能控制還是一門與相關(guān)邊緣學(xué)科復(fù)雜融合的學(xué)科類型；第七，智能控制是一門新興的研究領(lǐng)域技術(shù)。
在二十世紀(jì)九十年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)開始向智能控制方向發(fā)展，同時(shí)也開啟了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的新篇章。在未來的發(fā)展過程中，機(jī)電技術(shù)一體化的發(fā)展方向主要就是智能控制技術(shù)。正因?yàn)槿绱?，機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展水平就主要由智能控制技術(shù)優(yōu)劣來決定。
在機(jī)械制造過程中智能控制的應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中重要的組成成分。在當(dāng)前，發(fā)展最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是把智能控制的技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，共同向智能機(jī)械的制造技術(shù)方向發(fā)展。發(fā)展的最終發(fā)展就是運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)取代機(jī)械的腦力勞動(dòng)，從而模擬人類制造機(jī)械的行為活動(dòng)。另外，智能控制技術(shù)還利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計(jì)算的技術(shù)對(duì)機(jī)械制造的活動(dòng)動(dòng)態(tài)化的模擬，再通過傳感器的融合技術(shù)將收集的信息進(jìn)行處理，然后控制和修改系統(tǒng)中的參數(shù)數(shù)據(jù)。機(jī)械制造中智能控制的應(yīng)用領(lǐng)域有：機(jī)械制造系統(tǒng)智能的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控、機(jī)械故障的智能診斷、智能學(xué)習(xí)和智能傳感器等。
數(shù)控領(lǐng)域中應(yīng)用的智能控制伴隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)控技術(shù)的要求越來越高。不僅需要模擬、延伸、拓展等新型的智能功能，而且還要求數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能的編程和監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)。
機(jī)器人領(lǐng)域中應(yīng)用的智能控制在動(dòng)力體系中，機(jī)器人往往具有非線性、時(shí)變性和強(qiáng)耦合等特征。這些特征正好適合在智能控制技術(shù)方面運(yùn)用。目前機(jī)器人在智能控制中的主要應(yīng)用主要表現(xiàn)在：第一，控制機(jī)器人手臂動(dòng)作和活動(dòng)的智能控制；第二，智能控制機(jī)器人在多種傳感器中的信息融合以及機(jī)器人視覺處理方面的活動(dòng)；第三，控制機(jī)器人的行走軌跡和路徑；第四，對(duì)由專家控制的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤、監(jiān)測(cè)和定位控制活動(dòng)的研究。
1智能機(jī)床定義
結(jié)合機(jī)床、國(guó)內(nèi)外的研究情況以及自身在智能機(jī)床方面的研究成果，給出狹義和廣義的智能機(jī)床定義如下。狹義智能機(jī)床的定義：對(duì)其加工制造過程能夠智能輔助決策、自動(dòng)感知、智能監(jiān)測(cè)、智能調(diào)節(jié)和智能維護(hù)的機(jī)床，從而支持加工制造過程的高效、優(yōu)質(zhì)和低耗的多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行。廣義智能機(jī)床的定義：以人為中心、機(jī)器協(xié)助，通過自動(dòng)感知、智能決策以及智能執(zhí)行方式，將固體材料，經(jīng)由一動(dòng)力源推動(dòng)，以物理的、化學(xué)的或其他方法作成形加工的機(jī)械，及其以一定方式各類智能功能組合支持所在制造系統(tǒng)高效、優(yōu)質(zhì)和低碳等多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行的加工機(jī)械。狹義智能機(jī)床定義強(qiáng)調(diào)的是單機(jī)所具有智能功能和對(duì)加工過程多目標(biāo)優(yōu)化的支持性，而廣義智能機(jī)床定義強(qiáng)調(diào)的是在以人為中心、人機(jī)協(xié)調(diào)的宗旨下，機(jī)床以及一定方式組合的加工設(shè)備或生產(chǎn)線所具有智能功能和對(duì)制造系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行的支持性。
2智能技術(shù)特征
(1)人計(jì)機(jī)的協(xié)同性。人在生產(chǎn)活動(dòng)中是非?；钴S的和具有巨大靈活性的因素，智能機(jī)床研究開發(fā)和應(yīng)用中應(yīng)以人為中心，人、計(jì)算機(jī)和機(jī)械以及各類軟件系統(tǒng)共處在一個(gè)系統(tǒng)中，互相獨(dú)立，發(fā)揮著各自特長(zhǎng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，協(xié)同工作從而使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳效益。(2)整體與局部的協(xié)調(diào)性。一方面，智能機(jī)床的各智能功能部件、數(shù)控系統(tǒng)、各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及各類控制軟件從局部上相互配合，協(xié)調(diào)完成各類工作，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)床上的局部協(xié)調(diào)；另一方面，在局部協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，人和機(jī)床裝備(包括軟件和硬件)在路甬祥等提出的包括人的頭腦(智慧、經(jīng)驗(yàn)和技能等)、智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)和一般數(shù)據(jù)庫(kù)等構(gòu)成信息庫(kù)[57]支撐下，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)床整體上的協(xié)調(diào)。(3)智能的恰當(dāng)性與無止性。一方面，由于技術(shù)的限制以及人們對(duì)機(jī)床智能化水平的要求和認(rèn)識(shí)的不同，機(jī)床本身的智能化水平的高低是不同，機(jī)床在特定時(shí)期以及特定應(yīng)用領(lǐng)域其智能化水平是一定的，只要能恰當(dāng)?shù)臐M足用戶的需要就認(rèn)為是智能機(jī)床；另一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)機(jī)床智能化的要求和認(rèn)識(shí)的不斷提高，從智能機(jī)床的發(fā)展的角度來看，其智能化水平是無止盡提高的。(4)自學(xué)習(xí)及其能力持續(xù)提高性?，F(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)加工過程千差萬(wàn)別，智能機(jī)床的智能體現(xiàn)的重要方面之一是在不確定環(huán)境下，通過分析已有的案例和人腦的智慧的形式化表達(dá)，自學(xué)習(xí)相關(guān)控制和決策算法，并在實(shí)際工作中不斷提升這種能力。(5)自治與集中的統(tǒng)一性。一方面，根據(jù)加工任務(wù)以及自身具有集自主檢測(cè)、智能診斷、自我優(yōu)化加工行為、智能監(jiān)控為一體的執(zhí)行能力，智能機(jī)床可獨(dú)立完成加工任務(wù)，出現(xiàn)故障時(shí)可自我修復(fù)，同時(shí)不斷總結(jié)和分析發(fā)生在自身上的各種事件和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷提高自身的智能化水平；另一方面，為滿足服務(wù)性制造的需要和更好地提高機(jī)床的智能化水平，智能機(jī)床應(yīng)具有能集中管控的能力，以使機(jī)床不僅能通過自學(xué)提高智能化水平，通過共享方式還能運(yùn)用同類機(jī)床所獲取到的經(jīng)過提煉的知識(shí)來提高自己，同時(shí)，通過遠(yuǎn)程的監(jiān)控和維護(hù)維修提供其利用率。(6)結(jié)構(gòu)的開放性和可擴(kuò)展性。技術(shù)是不斷發(fā)展的，客戶的要求是不斷變化的，機(jī)床的智能也是無止境。為滿足客戶的需要和適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)開發(fā)的智能機(jī)床在結(jié)構(gòu)上應(yīng)該是開放的，其各類接口系統(tǒng)(包括軟硬件)應(yīng)是對(duì)各供應(yīng)商是開放的，同時(shí)，隨時(shí)可根據(jù)新的需要，配置各種功能部件和軟件。(7)制造和加工的綠色性。為滿足低碳制造和可持續(xù)發(fā)展的需要，對(duì)于制造廠家，要求設(shè)計(jì)制造智能機(jī)床時(shí)保證其綠色性，同時(shí)保證生產(chǎn)出的產(chǎn)品本身是綠色的，對(duì)于用戶廠家，應(yīng)保證其加工使用過程的綠色性。(8)智能的貫穿性。在智能機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、使用、再制造和報(bào)廢的全生命周期過程中，應(yīng)充分體現(xiàn)其智能性，實(shí)現(xiàn)其智能化的設(shè)計(jì)、智能化的制造、智能化的加工、智能化的再制造和智能化的報(bào)廢。
3智能功能特征
對(duì)于不同的類型，智能機(jī)床就其功能本身千差萬(wàn)別，同時(shí)如第2.2節(jié)中提到的其智能功能應(yīng)是恰當(dāng)和無止境的，是在不斷變化的，但從本質(zhì)來說，其智能功能特征應(yīng)具有一個(gè)中心三類基本功能所能概括的特征。(1)一個(gè)中心——以人為中心的人、計(jì)、機(jī)動(dòng)態(tài)交互功能。在智能機(jī)床中，人、計(jì)算機(jī)與機(jī)床(機(jī)床機(jī)械和電氣部分)之間及時(shí)地信息傳遞與反饋、配合和結(jié)合是實(shí)現(xiàn)超過普通機(jī)床制造能力和智力的關(guān)鍵，因此，智能機(jī)床中的人、計(jì)、機(jī)動(dòng)態(tài)交互功能是其重要功能特征之一。其動(dòng)態(tài)交互功能應(yīng)具有支撐三類基本功能完成的作用。在智能機(jī)床中，人是一個(gè)最不確定的因素，需要采用語(yǔ)音提示、自然語(yǔ)言識(shí)別、人工智能、粗糙集和模糊集等理論和技術(shù)，建立一個(gè)具有超魯棒性[57]以及人、計(jì)、機(jī)高度耦合和融合的動(dòng)態(tài)交互界面，保證機(jī)床高效、優(yōu)質(zhì)和低耗的運(yùn)行。(2)三類基本功能。1)執(zhí)行智能功能。在加工任務(wù)執(zhí)行時(shí)，應(yīng)具有集自主檢測(cè)、智能診斷、自我優(yōu)化加工行為、遠(yuǎn)程智能監(jiān)控為一體的執(zhí)行能力，總結(jié)和分析智能機(jī)床的各種執(zhí)行智能功能需求。2)準(zhǔn)備智能功能。在加工任務(wù)準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)具有在不確定變化環(huán)境中自主規(guī)劃工藝參數(shù)、編制加工代碼、確定控制邏輯等最佳行為策略能力。3)維護(hù)智能功能。在機(jī)床維護(hù)時(shí)，具有自主故障檢測(cè)和智能維修維護(hù)以及遠(yuǎn)程智能維護(hù)，同時(shí)具有自學(xué)習(xí)和共享學(xué)習(xí)的能力，其中故障檢測(cè)和維修維護(hù)功能見表3，知識(shí)智能維護(hù)功能見表4。上述功能之間是相互作用，相互支撐的。
結(jié)論
【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；關(guān)鍵技術(shù)
【中圖分類號(hào)】TH16 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】1007―4309（2010）10―0086―2
先進(jìn)制造技術(shù)AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統(tǒng)制造技術(shù)在不斷吸收機(jī)械、材料、電子、信息、能源和現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果上產(chǎn)生的，它被綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理和售后服務(wù)的全過程。它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來的，保留了過去制造技術(shù)中的有效要素，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群，先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了四個(gè)階段：
第一階段（20世紀(jì)60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數(shù)控機(jī)床、加工中心和工業(yè)機(jī)器人為代表的。
第二階段（20世紀(jì)70―80年代）：柔性制造系統(tǒng)（FMS），它是以柔性制造單元加上自動(dòng)或半自動(dòng)物流輸送組合而成的，但特點(diǎn)仍然是分布式生產(chǎn)過程。
第三階段（20世紀(jì)80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計(jì)算機(jī)集成控制為特點(diǎn)的。
第四階段（20世紀(jì)90年代至今）：智能集成制造系統(tǒng)階段，是以設(shè)計(jì)智能化、單元加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的。
一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
目前，每一個(gè)國(guó)家都處于全球化市場(chǎng)中，先進(jìn)制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)是面向全球的。一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)該國(guó)制造業(yè)在全球范圍市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮著非常重要和不可替代的作用。先進(jìn)制造技術(shù)的目標(biāo)是要提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力以及競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點(diǎn)：
（1）成形和加工技術(shù)日趨精密化。
（2）企業(yè)裝備將以制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性與可重構(gòu)性作為顯著特點(diǎn)。
（3）虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。
（4）機(jī)電產(chǎn)品和先進(jìn)制造技術(shù)將把智能化、數(shù)字化作為發(fā)展方向。
（5）以提高對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的制造技術(shù)將超速發(fā)展。
（6）先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展越來越離不開信息技術(shù)，信息技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。
（7）21世紀(jì)的企業(yè)面臨著要在管理方面進(jìn)行創(chuàng)新的新課題。
（8）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。（現(xiàn)代技術(shù)的內(nèi)涵即為：綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù)。）
二、當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
市場(chǎng)需求的個(gè)性化與多樣化趨勢(shì)越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（一）信息化
近幾年，信息技術(shù)和制造技術(shù)的不斷融合，使得數(shù)字化成為制造業(yè)日益發(fā)展的趨勢(shì)。數(shù)字化制造技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如使市場(chǎng)多樣化和個(gè)性化的需求得到滿足；能夠?qū)κ袌?chǎng)作出快速的響應(yīng)，使生產(chǎn)成本得以降低；能夠提高產(chǎn)品精度和可靠性；等等。數(shù)字化產(chǎn)品既方便、直觀，又便于通過計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品，對(duì)信息進(jìn)行處理和傳遞。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來越離不開Internet技術(shù)，Internet技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是其重要的支撐平臺(tái)?；赪eb技術(shù)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等成為產(chǎn)品的主流。據(jù)專家預(yù)測(cè)，在未來生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位的將是基于網(wǎng)絡(luò)制造的分布式網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，先進(jìn)制造技術(shù)將把以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)為核心，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息化制造技術(shù)作為重要的發(fā)展方向。
（二）智能化
智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、發(fā)貨、支持等）各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，如生產(chǎn)設(shè)備的智能化，人與制造系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮等。智能化能夠使制造系統(tǒng)的自動(dòng)化和柔性化水平得到進(jìn)一步的提高，使生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)與判斷能力更加完善。
（三）精密化
超高速切削、超精密加工技術(shù)以及發(fā)展新一代制造裝備成為了加工制造技術(shù)的發(fā)展方向。
1.超精密加工技術(shù)
目前已進(jìn)入納米級(jí)加工時(shí)代，加工精度和表面粗糙度分別達(dá)到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。
2.超高速切削
目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工上。
3.新一代制造裝備的發(fā)展
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和新的產(chǎn)品、技術(shù)和材料的發(fā)展對(duì)新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)起著推動(dòng)作用，如“并聯(lián)桁架式結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床”的發(fā)展就是一個(gè)典型的例子。它采用六個(gè)軸長(zhǎng)短的變化，以實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件的加工位姿的變化，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的突破。
（四）綠色化
由于資源與環(huán)境的約束日益嚴(yán)格，21世紀(jì)的制造業(yè)要以綠色制造為重要特征。與此相適應(yīng)的，綠色制造技術(shù)的發(fā)展也將是快速的。主要表現(xiàn)為：
1.綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，既能夠保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)環(huán)保和對(duì)人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。
2.綠色制造技術(shù)，使整個(gè)制造的過程對(duì)環(huán)境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放量最少，資源利用效率最高。
3.產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造，它主要包括以設(shè)計(jì)產(chǎn)品和處理材料為主的生產(chǎn)系統(tǒng)工廠和以處理循環(huán)產(chǎn)品生命周期結(jié)束時(shí)的材料為主的恢復(fù)系統(tǒng)工廠。如汽車等產(chǎn)品的拆卸、回收技術(shù)和生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。
（五）虛擬化
在制造業(yè)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應(yīng)用，它主要包括兩部分，即虛擬企業(yè)和虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是在產(chǎn)品真正制出之前，先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型進(jìn)行試驗(yàn)，并且預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)其性能和可制造性。
三、未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)
（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）
VM技術(shù)的發(fā)展是以仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)VR（virtual reality）技術(shù)為基礎(chǔ)的。VM技術(shù)是在虛擬條件下模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、營(yíng)銷的全過程，并預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和性能指標(biāo)，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期得以縮短，使制造過程得以優(yōu)化。VM技術(shù)是工程設(shè)計(jì)的一次革命性的進(jìn)步，它的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，如快速設(shè)計(jì)與快速原型、面向裝配或制造的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)入市場(chǎng)的并行處理和人員培訓(xùn)等領(lǐng)域。
（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）
智能制造技術(shù)是一門綜合技術(shù)。之所以這么說，是因?yàn)樗峭ㄟ^自動(dòng)化技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等學(xué)科互相交織和滲透形成的一門技術(shù)。智能設(shè)計(jì)、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能測(cè)量與診斷等都屬于智能制造技術(shù)的范疇。對(duì)于制造系統(tǒng)集成自動(dòng)化和柔性自動(dòng)化來說智能制造是其新發(fā)展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測(cè)是智能制造的重點(diǎn)。
（三）納米制造
20世紀(jì)出現(xiàn)了一種高新技術(shù)，即納米技術(shù)。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術(shù)與制造技術(shù)相融合而產(chǎn)生的，精密加工、超精加工、微細(xì)加工和超微細(xì)加工都屬于納米制造。常用的制造技術(shù)有聚焦離子束工藝等。
（四）綠色制造GM（green manufacturing）
綠色制造是一種現(xiàn)代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環(huán)境影響，其目的是使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中（包括從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理）做到對(duì)資源利用率最高，對(duì)環(huán)境的不利影響最小，并優(yōu)化協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前綠色制造受到了全球制造業(yè)的關(guān)注，因?yàn)槲磥碇圃鞓I(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進(jìn)制造技術(shù)的主要內(nèi)容，也是各國(guó)支持和優(yōu)先發(fā)展的研究項(xiàng)目。
四、結(jié)論
我國(guó)將先進(jìn)制造技術(shù)列入“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中。21世紀(jì)的今天，經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)際上是以先進(jìn)制造技術(shù)為競(jìng)爭(zhēng)核心的。在這樣的大環(huán)境、大背景下，我國(guó)不僅要迎接挑戰(zhàn)，而且要抓住機(jī)遇，要不斷地對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，要在技術(shù)、機(jī)制、管理以及人才等方面進(jìn)行創(chuàng)新，只有這樣我國(guó)才能實(shí)現(xiàn)躋身世界制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。
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[3]馮.先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2009.
【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造；自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)
近些年，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)得到了快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在當(dāng)代的機(jī)械制造行業(yè)，該技術(shù)涉及的范圍較大、綜合性強(qiáng)，是機(jī)械制造在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。我國(guó)高度重視機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化程度，并制定相關(guān)的措施拓展自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍。通過了解掌握新階段機(jī)械制造自動(dòng)化的特征，能夠有效推進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程。
1 機(jī)械制造自動(dòng)化的特征
自動(dòng)化的提出最早提出是20世紀(jì)30年代，起初的意思是通過特殊的方式使機(jī)器部件的轉(zhuǎn)移無需人力搬運(yùn)。目前，機(jī)械制造企業(yè)通過自動(dòng)化技術(shù)，使生產(chǎn)對(duì)象能夠順利自動(dòng)生產(chǎn)，促進(jìn)生產(chǎn)過程的改善。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)特征。首先，機(jī)械制造自動(dòng)化是基本特征是取代人力。生產(chǎn)活動(dòng)通過自動(dòng)化技術(shù)代替了繁瑣的體力勞動(dòng)，運(yùn)用科學(xué)的智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作的自動(dòng)化，依據(jù)不同的指令來完成簡(jiǎn)易的操作。操作人員和機(jī)械以及自動(dòng)化設(shè)備形成一個(gè)整體系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以得到協(xié)調(diào)的運(yùn)行和調(diào)控，并促進(jìn)各環(huán)節(jié)之間工作的優(yōu)化。其次，機(jī)械制造自動(dòng)化不僅包含具體的加工制造，還對(duì)產(chǎn)品的生命周期造成影響。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)圍繞著產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，很大程度上有效降低了人力資源和物質(zhì)資源的使用，促進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。最后，機(jī)械制造自動(dòng)化不但取代了工作人員的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，還使整個(gè)生產(chǎn)過程安全系數(shù)提高。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品自身存在保護(hù)系統(tǒng)，如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，能夠自行分析解決。這就提升了生產(chǎn)產(chǎn)品的安全性。
2 機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，制造業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程也在不斷推進(jìn)。綜合以上對(duì)機(jī)械制造自動(dòng)化特征的了解，我國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化將會(huì)朝著更好的方向發(fā)展。
2.1 機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化
在過去的很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，全球范圍內(nèi)的機(jī)械制造企業(yè)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，都是先利用圖紙構(gòu)思，然后根據(jù)圖紙上的方案進(jìn)行試驗(yàn)性生產(chǎn)，用這樣的方式來完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程。這樣做的方法存在一定的不足。例如一定程度上浪費(fèi)了人力、物力、時(shí)間和大量的資金。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電腦信息技術(shù)和軟件技術(shù)也日益進(jìn)步，信息網(wǎng)絡(luò)對(duì)人們的生活方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。通過計(jì)算機(jī)軟件，工作人員可以模擬在生產(chǎn)過程中的操作任務(wù)，憑借互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，可以在有效的時(shí)間內(nèi)對(duì)信息資料采取及時(shí)的傳達(dá)，使遠(yuǎn)隔千里的雙方可以進(jìn)行有效的交流、協(xié)作，給機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)帶來了極大的便利。因此機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)的是必然。
2.2 機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)字化
機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)字化是貫穿整個(gè)自動(dòng)化過程中的關(guān)鍵部分。數(shù)字化主要表現(xiàn)在機(jī)械制造生產(chǎn)的過程中，各類信息包括圖像、文字、技術(shù)等都將通過數(shù)字的形式傳輸，利用廣大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使企業(yè)內(nèi)部的信息可以有效傳達(dá)。企業(yè)依據(jù)市場(chǎng)信息，采集相關(guān)的資料，利用網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等各種數(shù)字化技術(shù)，分析產(chǎn)品的基本信息，模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)，完成對(duì)原型的制作，促使生產(chǎn)產(chǎn)品和消費(fèi)市場(chǎng)能夠有效響應(yīng)，以達(dá)到客戶的需求。世界各地的機(jī)械制造企業(yè)通過信息網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)自身的需求，利用電子商務(wù)平臺(tái)，對(duì)信息采用有效的傳遞，為不同企業(yè)共同設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)品提供可能。因此機(jī)械制造信息技術(shù)的數(shù)字化也是勢(shì)在必行。
2.3 機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的節(jié)能化
機(jī)械制造的自動(dòng)化過程，一定程度上取代了人類的體力勞動(dòng)和智力勞動(dòng)，還有效地減少了不必要的物質(zhì)資源，避免了資源的浪費(fèi)，充分體現(xiàn)了機(jī)械制造的節(jié)能化。隨著世界范圍內(nèi)的資源不斷縮減，世界各國(guó)都在號(hào)召節(jié)能、保護(hù)環(huán)境。人類社會(huì)的發(fā)展必然得與自然和諧相處，人類應(yīng)該從各領(lǐng)域促進(jìn)人和自然的和諧，制造技術(shù)的自動(dòng)化也應(yīng)做到這一點(diǎn)。制造業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、銷售、應(yīng)用都應(yīng)考慮到節(jié)能問題。生產(chǎn)的產(chǎn)品從某種角度上來講，又是一件藝術(shù)品，當(dāng)一種新的科學(xué)技術(shù)被運(yùn)用時(shí)，應(yīng)該考慮到它能否實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高的同時(shí)，有沒有造成資源的浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
2.4 機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的智能化
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，很多領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了智能化。實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的智能化會(huì)給機(jī)械制造企業(yè)帶來巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。機(jī)械制造過程中采用的大多是智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要依靠智能設(shè)備和專業(yè)的操作人員共同完成，此系統(tǒng)能夠有效解決生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種問題，具有自我調(diào)控能力。智能制造技術(shù)依靠人和設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，拓展了操作人員在機(jī)械制造過程中的腦力活動(dòng)，對(duì)整個(gè)制造過程進(jìn)行優(yōu)化處理，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提高和避免了不必要資源的浪費(fèi)。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提升，人類的思想將會(huì)往更深層次發(fā)展，智能化的技術(shù)是人類拓展思維的重要手段。機(jī)械制造自動(dòng)化的智能化發(fā)展趨勢(shì)需要依靠人類在思想領(lǐng)域的不斷探究，進(jìn)而促進(jìn)智能化在機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
3 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械生產(chǎn)過程中的重要技術(shù)手段，對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的起著積極的作用，極大程度促進(jìn)了機(jī)械制造的進(jìn)步，提升了機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。在以后的實(shí)踐過程中，企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的探索，順應(yīng)機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，增加機(jī)械制造行業(yè)的技術(shù)含量，促使自動(dòng)化在機(jī)械制造行業(yè)發(fā)揮更大的積極作用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]葉德軍.淺析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造的發(fā)展趨勢(shì)[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2011（12）.
[2]任士一.淺談機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2012（04）.
關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)；單元；特征技術(shù)；三維
中圖分類號(hào)：TB4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2012）07-0028-01
0引言
計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)稱CAPP）是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機(jī)械加工工藝過程。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，多品種、小批量的生產(chǎn)模式已占主導(dǎo)地位，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法已不能適應(yīng)造業(yè)的需要?；谌S模型的產(chǎn)品建模與分析技術(shù)越來越引起企業(yè)重視，針對(duì)系列產(chǎn)品或新產(chǎn)品的基于3D的參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)模型，可以對(duì)零部件進(jìn)行快速準(zhǔn)確的工藝設(shè)計(jì)，如定位、裝夾規(guī)劃、工序圖生成、NC程序生成、工裝設(shè)計(jì)等，是柔性制造環(huán)境下CAPP的發(fā)展趨勢(shì)。
1技術(shù)現(xiàn)狀
在設(shè)計(jì)方法上，CAPP經(jīng)歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式以及混合式系統(tǒng)，相比較而言，混合式CAPP系統(tǒng)較為實(shí)用。20世紀(jì)50年代人工智能AI的發(fā)展促進(jìn)了智能式CAPP的發(fā)展。圍繞知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)組織的專家系統(tǒng)是智能式CAPP的核心[1]。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)CAPP系統(tǒng)也有了新的認(rèn)識(shí)，其發(fā)展呈現(xiàn)出集成化、系統(tǒng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。
2柔性參數(shù)化三維CAPP系統(tǒng)功能與建模
柔性制造模式下參數(shù)化三維CAPP所包括的四個(gè)功能：裝夾規(guī)劃；工序規(guī)劃；尺寸鏈計(jì)算和工藝模型評(píng)價(jià)[2]，與傳統(tǒng)CAPP相比柔性參數(shù)化三維CAPP在功能上具有以下特點(diǎn)：
2.1 工序規(guī)劃功能日益突出強(qiáng)大產(chǎn)品的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定后，改變幾何參數(shù)時(shí)，相對(duì)應(yīng)的裝夾方案變化較小，而工序規(guī)劃中的內(nèi)容則變化較大。工序規(guī)劃中的數(shù)控編程技術(shù)（刀具選擇、路徑規(guī)劃、切削參數(shù)的選取）成為主要工作內(nèi)容，編程質(zhì)量直接影響著制造周期和成本。
2.2 特征技術(shù)成為柔性制造模式下實(shí)現(xiàn)CAPP的重要途徑多品種小批量制造環(huán)境下，使得傳統(tǒng)CAPP技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)快捷統(tǒng)一的裝夾規(guī)劃，而傳統(tǒng)的CAPP技術(shù)又著重于檢索和派生技術(shù)，內(nèi)容集中在工序圖的生成，無法為企業(yè)提供實(shí)用的推理和決策功能，成為制造過程中的瓶頸。特征技術(shù)的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)CAPP技術(shù)的柔性化提供可能，特征被分為總體特征、制造特征、主特征和載體特征，通過特征分類與設(shè)計(jì)特征自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，以及設(shè)計(jì)特征到工藝特征的映射技術(shù)[3]，實(shí)現(xiàn)基于特征的柔性CAPP技術(shù)。
3柔性參數(shù)化三維CAPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
柔性制造模式下CAPP系統(tǒng)以商品化CAD/CAM環(huán)境為開發(fā)平臺(tái)，建立了集成的零件工藝信息模型和豐富的制造特征庫(kù)，綜合利用各種工藝設(shè)計(jì)方法。采用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)制造資源、工藝數(shù)據(jù)和工藝知識(shí)的描述，并采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)以方便管理,完善地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新。
3.1 基于特征技術(shù)的信息集成在三維CAD平臺(tái)上提供三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、設(shè)計(jì)特征庫(kù)，在產(chǎn)品的幾何層與零件層增加特征層，將幾何形狀特征和設(shè)計(jì)約束特征通過特征映射成工藝特征，基于特征加工知識(shí)進(jìn)行輔助工藝決策，再經(jīng)過基于特征的數(shù)控編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速制造。同時(shí)建立三維的工藝裝備庫(kù)，并生成三維工序簡(jiǎn)圖，不僅實(shí)現(xiàn)可視化裝夾規(guī)劃，而且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工序規(guī)劃。
3.2 基于知識(shí)描述的智能工藝設(shè)計(jì)在知識(shí)表達(dá)上可采用面向?qū)ο蟮姆椒?，混合式知識(shí)表達(dá)模型，以及各種模糊知識(shí)的表示。在推理方面，人工智能中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)于知識(shí)自學(xué)習(xí)和聯(lián)想記憶有很大進(jìn)展，不精確推理也有所應(yīng)用。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，出現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)，多層次系統(tǒng)等。在決策方法上，基于Agent的智能決策技術(shù)，分級(jí)規(guī)劃的決策方法等，從強(qiáng)調(diào)工藝決策的自動(dòng)化轉(zhuǎn)變到注重工藝基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及基本設(shè)計(jì)功能，開發(fā)重點(diǎn)從注重工藝過程的自動(dòng)生成，轉(zhuǎn)向整個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)的輔助工具。
3.3 工藝設(shè)計(jì)過程管理標(biāo)準(zhǔn)化每個(gè)制造企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品類型是不同的，在應(yīng)用CAPP的過程會(huì)產(chǎn)生各自特點(diǎn)的制造資源、流程控制、工藝數(shù)據(jù)和報(bào)表，但是其工藝設(shè)計(jì)過程則是相似的，可分為任務(wù)分配、工藝設(shè)計(jì)、工藝簽審和工藝歸檔四個(gè)階段[4]，用戶類型也可分為工藝設(shè)計(jì)員、工藝組長(zhǎng)、譯審員、質(zhì)保員、車間主任和系統(tǒng)管理員等，簽審路線也是明確的，便于在PDM中實(shí)施角色和流程的規(guī)范管理。
4總結(jié)
隨著國(guó)際市場(chǎng)的開放和一體化，先進(jìn)制造模式是制造企業(yè)創(chuàng)造效益的新途徑，在多品種小批量的制造環(huán)境下，柔性參數(shù)化三維CAPP系統(tǒng)是適應(yīng)產(chǎn)品多樣化的新技術(shù)途徑，有助于制造業(yè)發(fā)揮先進(jìn)制造模式的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也代表了CAPP系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉艷斌，趙海兵.基于3D-CAPP技術(shù)及其發(fā)展研究[J].機(jī)械制造，2006年09期：14-16.
[2]章萬(wàn)國(guó)，蔡力鋼.基于三維的定量化CAPP及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2003年22期：1926-1929.
