淺析自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用趨勢(shì)

黃曉彥

【摘要】機(jī)械制造具有綜合性，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，自動(dòng)化已經(jīng)成為機(jī)械制造不可忽視的重要組成部分。自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用，影響到機(jī)械制造的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和回收等流程。本文通過(guò)分析機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展的特點(diǎn)，探討未來(lái)機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵字】機(jī)械制造；自動(dòng)化；趨勢(shì)

現(xiàn)代機(jī)械制造是具有綜合性的，不僅結(jié)合了生物學(xué)、管理學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)等，還在逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和精確化。而自動(dòng)化在機(jī)械制造的應(yīng)用，讓機(jī)械制造節(jié)約了人力成本，提高了技術(shù)水平。自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用，就是在機(jī)械制造中，以實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，讓整個(gè)加工過(guò)程得到優(yōu)化，從而提高加工速率，增加企業(yè)效益。

早在上世紀(jì)30年代，自動(dòng)化的概念就被提出，發(fā)展到如今，自動(dòng)化已經(jīng)成為一個(gè)完備的系統(tǒng)。而機(jī)械化生產(chǎn)則在19世紀(jì)末期被提出，上世紀(jì)中葉出現(xiàn)自動(dòng)化車(chē)床，美國(guó)福特汽車(chē)公司采用機(jī)械加工自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，讓自動(dòng)化真正大規(guī)模應(yīng)用到機(jī)械制造之中，而到了上世紀(jì)80年代，計(jì)算機(jī)的流行和發(fā)展，讓計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)成為新時(shí)代的標(biāo)志。時(shí)間來(lái)到21世紀(jì)的今天，智能化和柔性生產(chǎn)線(xiàn)的出現(xiàn)，讓機(jī)械制造自動(dòng)化上升到另一個(gè)高度。

當(dāng)前十分火熱的"機(jī)器換人"，其實(shí)也是機(jī)械制造自動(dòng)化的一種應(yīng)用。機(jī)械制造自動(dòng)化的基本目的是取代人力，其基本特征也是如此。在生產(chǎn)活動(dòng)中，利用智能化的生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)，依靠簡(jiǎn)易的操作和命令，保證各環(huán)節(jié)的連貫流暢，從而取代人力進(jìn)行繁重重復(fù)的工作，解放勞動(dòng)力。整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不需要人力的參與，或只需要少量工人進(jìn)行輔助，有效降低人力成本。而且，因?yàn)樽詣?dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)和智能，能夠減少?gòu)U品率，提高原材料的利用率，從而有效減少物質(zhì)資源的消耗，降低原材料成本。

生產(chǎn)安全一直是國(guó)家政府，乃至企業(yè)管理不可忽視的重要問(wèn)題，如何有效地避免安全事故的發(fā)生，是企業(yè)管理的重要課題。機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用，同時(shí)也需要注意到這個(gè)方面。由于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備自身?yè)碛邪踩Ｗo(hù)系統(tǒng)，比如機(jī)器人就安裝有光感系統(tǒng)，對(duì)于異物或人出現(xiàn)在面前，會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)作，避免出現(xiàn)誤傷事故。同樣，機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于出現(xiàn)的一些問(wèn)題可以自行解決，減少人力的參與，從而提高生產(chǎn)線(xiàn)的安全系數(shù)。

而且，機(jī)械制造不僅僅是生產(chǎn)線(xiàn)上的制造，還包含設(shè)計(jì)、回收等等一系列的部分。因此，自動(dòng)化也不能停留在制造這一個(gè)方面，要涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)、市場(chǎng)調(diào)查、售后服務(wù)等等任何機(jī)械制造涉及到的部分?？傮w而言，機(jī)械制造自動(dòng)化主要包含儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程自動(dòng)化，在運(yùn)送工件、刀具、原料等物料時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)需人力進(jìn)行搬運(yùn)；加工過(guò)程自動(dòng)化，在生產(chǎn)加工過(guò)程中，使上下料、裝夾、換刀、加工和設(shè)備檢驗(yàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作；在質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品檢測(cè)、部件檢測(cè)和刀具檢測(cè)的自動(dòng)化。

1，機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展特點(diǎn)

正如上文所說(shuō)，現(xiàn)代的機(jī)械制造已經(jīng)成為一項(xiàng)綜合技術(shù)，不僅是自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)、感應(yīng)、信息技術(shù)管理、新能源、機(jī)器人、智能化等等，都慢慢融入機(jī)械之中?？v觀整個(gè)機(jī)械制造的發(fā)展過(guò)程，其實(shí)就是與其他新技術(shù)結(jié)合的過(guò)程。而我國(guó)的機(jī)械制造自動(dòng)化，也正是在這種大環(huán)境下，一步步成長(zhǎng)到今天。

我國(guó)機(jī)械制造業(yè)自改革開(kāi)放以后，就得到了大幅度的發(fā)展，作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)，得到了飛速的提升，無(wú)論是產(chǎn)量，還是規(guī)模都成為世界前列。然而，由于起步晚，加上設(shè)備不先進(jìn)，基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展，受到了一定的限制，與國(guó)際上的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還具有一定的差距。

在生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)上，國(guó)外很多企業(yè)由蒸汽時(shí)代發(fā)展而來(lái)，經(jīng)歷了蒸汽時(shí)代和電氣時(shí)代的變革，無(wú)論是理念還是工藝，都較為成熟。由于時(shí)間的堆積，國(guó)外的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)都十分豐富，這是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)暫時(shí)無(wú)法比擬的。國(guó)外大多數(shù)企業(yè)在很早便實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、智能化，而我國(guó)的中小企業(yè)，還處于人工管理階段。

在生產(chǎn)設(shè)備上，自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)集成管理系統(tǒng)，這些在近些年才受到重視的方面，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家較早就實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。同時(shí)，一些新的自動(dòng)化技術(shù)，如柔性制造系統(tǒng)，我國(guó)只有較少的企業(yè)已經(jīng)運(yùn)用，無(wú)論是普及率還是需求率，都不甚理想，剛性制造仍是我國(guó)中小企業(yè)的主流。

在管理理念上，由于長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)影響，加上我國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化對(duì)于自動(dòng)化管理方面的忽視，導(dǎo)致很大一部分企業(yè)不了解，或者不愿意使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化管理。生產(chǎn)模式和管理模式?jīng)]有做到有效結(jié)合，無(wú)法做到按時(shí)、精益、高效地進(jìn)行生產(chǎn)管理。

總體而言，我國(guó)的機(jī)械制造自動(dòng)化與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定差距。復(fù)合加工技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、精加工技術(shù)、微米技術(shù)等等高新技術(shù)，在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)還只是初級(jí)階段，只有個(gè)別先進(jìn)企業(yè)能夠進(jìn)行應(yīng)用。

2，機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)未來(lái)的機(jī)械制造自動(dòng)化，總體上還是要向著智能化、柔性化和精益化方向發(fā)展，改變之前"橫向"發(fā)展的模式，改為"縱向"往高端市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)延伸。不能僅僅追求"寬度"，更要注重"高度"和"深度"，打造名族品牌，掌握核心技術(shù)。

早期的自動(dòng)化，是解放人的雙手，讓一些制造過(guò)程可以使用設(shè)備自動(dòng)完成。而最新的智能化，則要求不僅解放人的雙手，甚至讓設(shè)備自身替代人做一些事情，模擬人的思維行動(dòng)，從而得出最佳解決方案，并且執(zhí)行。機(jī)械制造自動(dòng)化需要結(jié)合智能化，依靠智能制造設(shè)備和專(zhuān)業(yè)的操作人員，共同完成生產(chǎn)作業(yè)。減少工人的體力勞動(dòng)，轉(zhuǎn)化為腦力勞動(dòng)，優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)率，減少資源的浪費(fèi)。在沿海地區(qū)，一些企業(yè)甚至實(shí)現(xiàn)了"熄燈工廠""無(wú)人工廠"，真正做到了"綠色制造"。

如今，柔性化生產(chǎn)成為越來(lái)越多企業(yè)的選擇，通過(guò)不同的模塊，實(shí)現(xiàn)同生產(chǎn)線(xiàn)多產(chǎn)品生產(chǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，高頻GPU、多核CPU芯片為機(jī)械制造設(shè)備帶來(lái)了更多的可能。柔性化生產(chǎn)結(jié)合智能化，能夠起到更佳的效果。另外，在使用柔性化制造的同時(shí)，也可以采用復(fù)合加工，通過(guò)多軸控制減少輔助時(shí)間和工序，推廣工藝多元化和復(fù)合化，從而讓智能化和柔性化生產(chǎn)線(xiàn)更好地發(fā)揮作用。

機(jī)械制造自動(dòng)化，"機(jī)器換人"是一個(gè)方面，如何達(dá)成遠(yuǎn)程操作和診斷也是當(dāng)前的目標(biāo)之一。在"互聯(lián)網(wǎng)+"成為"風(fēng)口"之后，"互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)械制造"成為另一個(gè)方向。一般而言，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要企業(yè)的維修人員上門(mén)去維修，有時(shí)候在檢查之后發(fā)現(xiàn)未帶相應(yīng)零件，又需要回公司去取，一來(lái)一去浪費(fèi)了工廠的生產(chǎn)時(shí)間，間接影響到企業(yè)的利益。而通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制智能設(shè)備，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，維修人員有針對(duì)地?cái)y帶零件進(jìn)行維修，甚至一些基本的問(wèn)題，通過(guò)遠(yuǎn)程的幫助就可以解決。沈陽(yáng)i5數(shù)控機(jī)床是世界上首臺(tái)具有網(wǎng)絡(luò)智能功能的i5數(shù)控系統(tǒng)，將工業(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化有效集成，實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)償、智能診斷、智能控制和智能管理。

機(jī)械制造自動(dòng)化是機(jī)械制造業(yè)重要的手段，能夠積極推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。機(jī)械制造自動(dòng)化應(yīng)順利時(shí)代的潮流，積極謀求突破，趕上甚至超越國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平，讓機(jī)械制造業(yè)在貫徹《中國(guó)制造2025》和實(shí)現(xiàn)國(guó)家富強(qiáng)的過(guò)程中，發(fā)揮更大的積極作用！

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙宗華.基于新時(shí)期的機(jī)械制造自動(dòng)化的前景分析[J].科技致富向?qū)? 2012（03）：185.

[2]李晶飛，宋巨玲.淺談機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2011（07）：227.

[3]何玉強(qiáng).機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展前景分析[J].南方農(nóng)機(jī). 2013（05）：21.