自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用趨勢

高陽

自動化技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，它和控制論、信息論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動控制等都有著十分密切的關(guān)系，而其中又以控制理論和計算機技術(shù)對自動化技術(shù)的影響最大。20世紀60年代，隨著復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程、航空及航天技術(shù)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)等領(lǐng)域的進步使自動控制理論得以迅速發(fā)展，自動化技術(shù)水平大大提高，數(shù)字計算機的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代控制理論的誕生便是最好的明證。

如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別是“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的廣泛應(yīng)用，自動化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，機電一體化、機械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化與模組化、控制智能化、結(jié)構(gòu)運動高精度化、信息自動化、物資供輸自動化、生產(chǎn)自動化、設(shè)備裝配自動化、檢測自動化等已經(jīng)完全固化下來，并且愈來愈精密、科學(xué)。

現(xiàn)如今，產(chǎn)業(yè)的大環(huán)境為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域提出了很多新的課題，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、競爭力和創(chuàng)新能力的提升、制造業(yè)的綠色與智能化等等，尤其是“十八大”盛會的召開，更加強調(diào)了在新形勢下將“創(chuàng)新”、“綠色”等關(guān)鍵詞融入行業(yè)發(fā)展趨勢中的必要性和緊迫性，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級、單位GDP能耗等“硬”指標也將在未來一段時期內(nèi)不斷考驗中國的裝備與制造業(yè)。在這樣的背景之下，裝備制造業(yè)中的自動化技術(shù)一定會越來越重要，除了其固有的控制、監(jiān)測等功能外，自動化技術(shù)也成為了提高能效、改善生產(chǎn)管理水平的利器，甚至是現(xiàn)代生產(chǎn)力的必要組成部分，自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用必將有著十分廣闊的前景。

一、高度集成化

將自動化應(yīng)用在機械制造領(lǐng)域，首要解決的問題就是實現(xiàn)制造技術(shù)的高度集成化。集成化是一種生產(chǎn)模式，能夠?qū)⒍喾N生產(chǎn)內(nèi)容按照一定的順序來形成流水作業(yè)，對制造生產(chǎn)工作進行整合，并在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)和完成機械制造的自動化，并將其細分到各個子系統(tǒng)中，如自動化信息系統(tǒng)、自動化制造系統(tǒng)、自動化管理系統(tǒng)等，相互子系統(tǒng)之間分工協(xié)作，形成一套擁有高集成度的機械制造自動化系統(tǒng)。

二、智能化

機械制造是由手工制造發(fā)展轉(zhuǎn)變而來的，傳統(tǒng)簡單的機械制造技術(shù)無法滿足新時代的要求，依托于先進的計算機科學(xué)所構(gòu)建的智能化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機械加工的集成化、系統(tǒng)化、流程化作業(yè)，打破傳統(tǒng)機械生產(chǎn)的局限，引入高效能的功能體系，結(jié)合計算機信息技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)的集成和整合，使之成為一個整體，力求實現(xiàn)全自動的智能化生產(chǎn)。智能制造就是將人工智能技術(shù)引入到機械制造中，同時在自動化基礎(chǔ)上實現(xiàn)更加現(xiàn)代化的機械制造，使相互之間的技術(shù)能夠相互滲透和共融，能夠運用計算機來對機械制造進行分析和決策，模擬人的思維來模仿和代替人的工作。此外，相較于專家智慧，智能化機械制造能夠完成專家無法完成的對自身進行監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)錯誤并進行調(diào)整和改進，同時還能對任務(wù)進行預(yù)設(shè)，不斷調(diào)節(jié)自身參數(shù)獲得最佳狀態(tài)，不受情緒的影響等優(yōu)勢。可見，智能化系統(tǒng)相較于人工智能要更高一層。

三、虛擬化

虛擬化指采用計算機技術(shù)來使機械產(chǎn)品能夠在現(xiàn)實中完成完全模擬，進而提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率。比如，機械制造過程中應(yīng)用計算機模擬仿真技術(shù)和信息控制技術(shù)，能夠更好的對計算機的控制過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)其中所存在的問題，進而在實際工作中避免出現(xiàn)類似錯誤。利用虛擬化能夠大幅提高產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)的周期，保證產(chǎn)品質(zhì)量，進而提升在市場中的競爭力。

四、柔性自動化

現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展要求企業(yè)在市場應(yīng)變能力上要更為靈活，對客戶的反饋有快速捕捉并對產(chǎn)品加以改進的能力，因而要根據(jù)市場需求的內(nèi)外部環(huán)境條件來有針對性的進行部件更新，對產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整或改變機械制造種類等，對此，采用柔性自動化技術(shù)是最佳的選擇。利用計算機技術(shù)來構(gòu)建人機交互界面，并結(jié)合自動化技術(shù)構(gòu)建一個擁有柔性自動化的信息管理系統(tǒng)，為獲得更高的效益和利潤提供保障。柔性自動化系統(tǒng)中并不完全是自動化設(shè)備，也存在普通設(shè)備，只是在個別環(huán)節(jié)上可以進行人為介入，以提升機械制造的作業(yè)效率。柔性自動化所要實現(xiàn)的目標就是使產(chǎn)品生產(chǎn)能夠更好的滿足市場需求，提升市場競爭力。與此同時，采用柔性自動化能夠拉近機械設(shè)置、機械生產(chǎn)、機械制造之間的關(guān)系，使集成化程度更高，大幅提升自動化技術(shù)應(yīng)用背景下機械制造的效率。

五、機械制造業(yè)將跑步抵近機器人時代

工業(yè)機器人是制造業(yè)創(chuàng)新自動化應(yīng)用的一個典型例子，而這一前沿技術(shù)也毫無爭議地成為了業(yè)界討論的熱點，這樣的現(xiàn)象也吸引了很多應(yīng)用行業(yè)投來的目光，大有一奪業(yè)界眼球之勢。從制造業(yè)大鱷富士康高調(diào)向“機器勞動力”伸出“橄欖枝”，到眾多機器人廠商攜新產(chǎn)品新應(yīng)用頻頻出鏡，工業(yè)機器人仿佛已經(jīng)走上了技術(shù)升級、應(yīng)用拓展的快行道。

當前，業(yè)界有一句話，說自動化技術(shù)是工業(yè)領(lǐng)域的“萬金油”技術(shù)，由此可見自動化技術(shù)的應(yīng)用之廣泛。事實上，從上層的控制系統(tǒng)，到底層的數(shù)據(jù)采集、傳動驅(qū)動，都是自動化技術(shù)的用武之地。尤其是隨著產(chǎn)業(yè)宏觀需求的變化，自動化技術(shù)在整個工業(yè)體系內(nèi)的角色和定位也在不斷深入。