宋开功 解晨晨
山东协和学院 山东济南 250107
摘要:当代科学技术发展迅猛,各类传统行业都即将面临改革创新。对于机械行业,这点尤为突出。电气化,这对于机械工程来说是个前途一片光明的发展方向,但对于未来的机械工程来说不仅于此,它与时俱进,未来它的大趋势将是智能化,柔性化,清洁化,简单化和精密化。新兴技术在制造业中广泛运用,使得原本不景气的机械制造行业焕发了新春,更多商业投资也被运用到机械制造行业中去,设计出产品来造福人类。从一开始,市场就如同催化剂一般,驱使着机械工程行业在不停的革新自己以满足市场的需要。
关键词:服务化;智能;以人为本
引言:
本文主要从机械工程的发展方向,技术革新和重心领域这三个方向来介绍其大体趋势,用来充分论证当今机械工程是如何以人为本,与时俱进的。
1. 机械工程的未来发展方向
1.1 发展方向-制造业扩展跨度 服务高级化
在面对21世纪这个越来越趋于服务化的社会,纯物质形态的制造业产品已经不能满足于社会的需要了,机械行业需要扩展维度来进行发展。于是,当今很多制造企业将以制造为中心转变为以服务为中心。这里的服务化所代表的含义主要是指业务服务化,顾客已经不仅仅满足于一时的购物需求,他们对产品的使用过程和产品的寿命格外看重,于是企业就要提供各种售后服务,安装,后期的技术支持和维修,而这种无形的成分渐渐的衍生为主要业务。为了方便理解,我们就拿制造厂制造玩具的例子来说吧,客户提供图纸和要求给制造厂,玩具制造厂按照图纸将制造好的玩具提供给客户,然后客户就找各种渠道来进行销售,之后客户再向工厂提供订单。这看似是一个很完美的供应链,但玩具制造厂只负责加工,客户却在这个供应链里承担大部分角色,倘若某个环节客户无法搞定,最终可能就会无法形成供应链。所以工厂按照制造服务化的做法就是:
工厂为客户提供玩具设计方案和图纸。
工厂帮客户搞定玩具所需的材料。
工厂帮客户搞定营销与推广。
由于机械制造业长期陷入低迷,各大制造工厂所获利润已经被市场平均化,制造业必须另寻僻径来谋求发展。当代消费者对消费概念的认识在不断加强,传统的“一锤定音”式的买卖早已被淘汰,当代社会讲究绿色与环保也不允许出现一次性消费产品。正因为一件产品从制造到出售再到报废,里面可以嵌套入各种业务服务,同时消费者也乐于为这种服务买单,这也使得制造业升级显得理所当然了。
最后,我们还是要认清楚一点,制造业服务化并不是一昧的强调服务化,制造还是服务的基础,基础不牢,地动山摇,毕竟产品质量还是要放在第一位的。
1.2 发展方向-产品智能数字化
人工智能也是当代机械工程与时俱进的一个特征。就如某教授说的,只有机电一体化产品五要素(结构、运动、检测、控制、驱动)在信息技术的催化下,充分实现融合和集成,机械产品才会由此变成智能数字化。电动汽车,这是新时代下人们为了清洁环保所设计的一款汽车,这种汽车主要依靠电力来驱动,但由此带来的问题是充电不方便,汽车半路没电的情况。针对于此,大众就设计了一款移动充电机器人,它秉持的设计理念是从“车找桩”到“桩找车”,这种移动充电机器人从结构上讲属于AGV+机械臂的复合机器人。它的使用过程也十分简单,司机只要打开手机上的相关App进行启动,机器人就会自动来到汽车旁进行充电。如果我们同时从储能的角度来看,这种机器人配备了两个25kwh的电池组,其储能远远大于充电桩的储能,使用起来也比充电桩更为简洁方便。
另一个例子是一款名为BrainCo的智能假肢,这款假肢可以通过意念进行控制,它的大致使用流程是这样的,先将机械手安装于病患手臂上;将一些信号采集器贴在大臂附近;工作人员带领军人观看一些视频教程,并让他根据视频做出动作,同时也方便机械手采集信号;经过一段时间的视频训练后,这名军人完成了对假肢手指的控制。这项技术无疑对那些失去手脚的人来说提供巨大帮助,使他们重新回到生活的轨迹。
而上述所讲的例子仅仅只是产品数字智能化带给人们方便的冰山一角,像餐饮服务机器人,智能冰箱,汽车导航系统这种例子数不胜数。
2. 机械工程的技术革新
2.1 技术革新-产品向下延伸
在古代,人们制造物品只能在肉眼范围下制造,往往制造出的物品的精度也只有厘米级别,这似乎已经是人类“制造”的活动范围了。但20世纪人们利用科学仪器向下拓展,质子,中子,夸克的发现,让人们渐渐揭开了微观世界的神秘面纱。也就是在这种大环境下,制造业水平开始向纳米,微米级别靠拢。
而超精密加工就是其中一个显著代表,它的大幅发展是在上个世纪60年代,前苏联和美国冷战对峙,航空领域和军工领域自然就成为了两个超级大国的所暗自相互较劲的地方,因为航空器上只要有一个零件的精度相差几微米,在具体的实践过程中造成的误差就可能达到几百米乃至上千米,所以为了从根本上杜绝这类情况的发生,人们只能在零件加工制造中做到更加“细致”,于是超精密加工应孕而生。
从军用到民用,从航空发动机上涡扇的叶片,再到手表中的一个螺丝,无一不展露出超精密加工所具有的独特“魅力”。在21世纪这个对质量“吹毛求疵”的时代,超精密加工为了适应市场需求不可避免的转向了智能化,自动化和信息化。
若上升到国防现代化上说,大国之间的博弈实则是顶尖军工行业的博弈,就拿战机的例子来说,我国的主力战机的起落架可以支持飞机起落大概2000次,而欧美的精密加工可以达到我们的好几倍,这是个不得不让人重视的例子!可见,超精密加工在军工领域越来越有话语权。
2.2 技术革新-制造业特种加工技术的广泛应用
传统的驱动装置的运作都是通过机械能来实现的,而特种加工技术,它是通过其他光能声能和其他形式的能量来对产品进行加工以此达到符合自己图纸所规定的范围。特种加工技术应用范围广,且种类繁多,各有优缺点。
就例如市面上的超声波洗衣机,这种洗衣机的工作原理是利用超声频振动来产生微小气泡,微小气泡破裂时产生的气压冲击波使污垢与衣物分离。它有着普通洗衣机所不具备的优点,普通洗衣机可能无法对衣物死角进行充分清洗,但超声波洗衣机对衣物任何复杂的表面它都可以清洗干净,并且它比较环保,不需要洗衣粉,节水能力也是普通洗衣机的三倍以上。
特种加工的最大特点是善于“以柔克刚”,即不损坏工具,非接触式加工。特种加工可以不损坏工件,无切削力,反而可以加工各种高硬度物件材料。当然根据不同的加工对象选用不同的加工方法,特种加工技术有优点就会有缺点,比如超声波加工虽然操作简单,可以加工各种脆硬材料,但是其效率太低,一般不宜加工大批量的产品。总之特种加工的发展极大的改变的机械加工利用单一机械能的特点,解放了人们的生产力,使工人工作更加简便快捷。
3. 结束语
夕阳产业并不一定永远是夕阳,热门行业并不一定永远趋于热门,有夕阳早晚就会有日初,机械工程也会如此,当今大时代下,机械工程以人为本,与时俱进,展现了它的无限潜力和可能!
参考文献:
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