機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用程序探索

余童童

摘要：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化是一項科技含量較高的技術(shù)，主要應(yīng)用于生產(chǎn)制造行業(yè)中，極大的促進(jìn)了該行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。為了加快該技術(shù)的研究進(jìn)程，我國投入了大量的人力物力，現(xiàn)已取得了可喜的成果。本文將論述機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的具體應(yīng)用，并針對我國自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀提出其未來發(fā)展趨勢，希望能夠使自動化技術(shù)的應(yīng)用更加多元化、節(jié)能化。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計制造；自動化技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展前景

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）009-000-02

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展取代了原有的手工作業(yè)，使得生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有了大幅度的提高，同時也創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，節(jié)約了各類資源和勞動力。我國雖然十分重視機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的研究，但是在實際的應(yīng)用中仍然存在一些問題，嚴(yán)重制約了其發(fā)展和創(chuàng)新。因此，我國急需完善提高現(xiàn)有的自動化技術(shù)，使我國的機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)早日達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

一、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用

1.自動化的信息流

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)開創(chuàng)了全自動的生產(chǎn)模式，只需在計算機(jī)上設(shè)計生產(chǎn)程序，就會實現(xiàn)對機(jī)器的完全控制。自動化的信息流是該技術(shù)的主要應(yīng)用，包括計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等，計算機(jī)能夠精準(zhǔn)高效的對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，設(shè)計最佳的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式，使整個生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化、精密化。

2.自動化的物流供輸系統(tǒng)

自動化生產(chǎn)離不開原料的自動化供給和傳輸，而自動化的物流供需系統(tǒng)就是將原料和半成品自動運輸至各個生產(chǎn)機(jī)械，使當(dāng)前生產(chǎn)機(jī)械加工后的半成品自動進(jìn)入下一個機(jī)械繼續(xù)加工流程，直到成品完成為止。自動化物流供需系統(tǒng)將各個機(jī)械連接成一個整體，加強(qiáng)了生產(chǎn)制造的連貫性。一般來說，自動化的物流供輸系統(tǒng)包括單機(jī)自動裝置、自動輸送系統(tǒng)等設(shè)備。

3.自動化的加工系統(tǒng)

自動化的加工系統(tǒng)是整個生產(chǎn)制造的核心，使用自動化技術(shù)取代傳統(tǒng)的手工作業(yè)，降低了主觀因素帶來的各類風(fēng)險。控制系統(tǒng)會對生產(chǎn)機(jī)械下達(dá)各類操作指令，并監(jiān)督其執(zhí)行情況，當(dāng)原材料不足或機(jī)械發(fā)生故障時還能夠及時發(fā)出預(yù)警，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。使用自動化的加工系統(tǒng)只需要投入少量的資金，就會得到豐厚的回報，而且生產(chǎn)機(jī)械可以連續(xù)不斷的進(jìn)行生產(chǎn)，有效保障了生產(chǎn)任務(wù)的按時完成。

4.自動化的裝配系統(tǒng)

自動化的裝配系統(tǒng)是將各種幾何形狀的零配件按照一定的技術(shù)要求，通過搬運、組合、調(diào)試、檢驗等步驟，組合成為成品的工藝過程。裝配是保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，自動化的裝配系統(tǒng)取代了以往依靠工人的復(fù)雜操作和技巧進(jìn)行的裝配工作，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，使產(chǎn)品更加細(xì)致、精密，是機(jī)械自動化技術(shù)的一個重要應(yīng)用。

5.自動化的檢測過程

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型材料、刀具和復(fù)雜的加工設(shè)備不斷的被應(yīng)用到機(jī)械制造的過程中，使產(chǎn)品的檢測工作難度顯著提高，以往依靠人工進(jìn)行檢測的方法已經(jīng)不能滿足發(fā)展的要求。所以，自動化的檢測過程被引入到機(jī)械制造中。包括基于時序、電流信號、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對刀具磨損狀態(tài)的識別，多專家系統(tǒng)的智能設(shè)備診斷技術(shù)等。

二、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.自動化技術(shù)水平較為落后

我國在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的研究領(lǐng)域起步較晚，起點低，雖然發(fā)展勢頭十分迅猛，但是在工藝技術(shù)上距離世界領(lǐng)先水平仍然存在一定的距離。如今國際上已經(jīng)可以將自動化技術(shù)與新興的科技含量較高的納米技術(shù)、激光技術(shù)聯(lián)合起來使用，生產(chǎn)制造的產(chǎn)品在質(zhì)量和工藝上有了非常大的突破，而我國還停留在單一的自動化技術(shù)研究中，導(dǎo)致生產(chǎn)制造的產(chǎn)品缺乏競爭力。

2.自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍有限

由于對機(jī)械制造及其自動化技術(shù)的認(rèn)識有限，很多研究僅處于理論階段，沒有應(yīng)用到實際的生產(chǎn)中，這些技術(shù)因缺乏實踐的驗證而無法發(fā)現(xiàn)其中的缺陷和弊端，也不能得到改善和提高。有些工廠在生產(chǎn)過程中雖然采用了自動化技術(shù)，但是這些技術(shù)往往是不成熟的，使得所造產(chǎn)品質(zhì)量差，成本高，材料存在很大的損耗和浪費，所以他們紛紛放棄了對自動化技術(shù)的使用。長此以往，自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍被限制在很小的區(qū)域，大大延緩了自動化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

3.缺乏自動化技術(shù)人才

我國生產(chǎn)制造業(yè)的自動化技術(shù)普及率低，很多學(xué)生在選擇專業(yè)時往往偏向于IT、管理等福利待遇好，行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定的專業(yè)，卻忽視了自動化技術(shù)巨大的發(fā)展?jié)摿?，?dǎo)致自動化技術(shù)人才凋零。隨著人們對自動化技術(shù)的重視逐漸提高，越來越多的學(xué)生選擇了自動化專業(yè)，但是他們在畢業(yè)后還需要到工作崗位進(jìn)行實踐訓(xùn)練，才能掌握自動化技術(shù)的核心，而現(xiàn)有的工作人員年齡普遍偏大，對新技術(shù)新思想的接受程度較差，所以培養(yǎng)出真正的能夠獨當(dāng)一面的自動化技術(shù)人才需要大量的時間，造成了目前我國自動化技術(shù)人才不足的尷尬局面。

4.自動化技術(shù)對環(huán)境的影響

眾所周知，自動化技術(shù)的生產(chǎn)效率很高，在生產(chǎn)過程中會連續(xù)不斷的耗費原材料和各類資源，同時產(chǎn)生大量的廢氣廢水廢渣，對環(huán)境造成極大的污染和破壞。有些工廠為了自身的經(jīng)濟(jì)效益沒有采取環(huán)保措施，將工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物直接排放到自然界中，不僅會增加空氣、水和土地中的有害物質(zhì)，還會殺死周圍的動植物，破壞地球的生態(tài)平衡。這種只知生產(chǎn)，不知保護(hù)的行為在當(dāng)今社會已經(jīng)屢見不鮮，所以研究綠色可持續(xù)發(fā)展的自動化技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫。

三、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

1.發(fā)展符合我國國情的自動化技術(shù)

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化是一項需要不斷發(fā)展和完善的技術(shù)，該技術(shù)的提高需要耗費大量的時間和精力，我們應(yīng)以高度的細(xì)心、耐心、責(zé)任心將研發(fā)先進(jìn)的自動化技術(shù)作為自己的使命和任務(wù)，通過學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)的自動化理論，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行核心技術(shù)的研究，從而提高自動化技術(shù)的科技含量，爭取早日創(chuàng)造出符合我國國情的自動化技術(shù)。除此之外，自動化技術(shù)還應(yīng)滿足市場發(fā)展需要，與計算機(jī)技術(shù)共同提高。因為實施自動化生產(chǎn)需要通過計算機(jī)控制，所以在發(fā)展自動化技術(shù)的同時也應(yīng)該增加對計算機(jī)技術(shù)的投入，研發(fā)實用性更強(qiáng)，性能更好的計算機(jī)硬件和軟件，并將計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)配合使用，以增加對生產(chǎn)機(jī)械的控制，使所生產(chǎn)的產(chǎn)品與設(shè)計的模型達(dá)到完全的一致。

2.發(fā)展高效率、低成本的自動化技術(shù)

以我國現(xiàn)階段發(fā)展情況來看，發(fā)展高技術(shù)、低成本的自動化技術(shù)具有很大的可行性，我國的機(jī)械自動化已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向虛擬化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。隨著我國計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，給機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營帶來了更多機(jī)會，受到全球經(jīng)濟(jì)一體化的影響，原材料的獲取渠道更加廣泛，產(chǎn)品也可以遠(yuǎn)銷海外，再不用擔(dān)心貨源不足或者產(chǎn)品滯銷等情況的發(fā)生。而且企業(yè)可以通過相互之間的交流，吸收更多的生產(chǎn)經(jīng)驗和方法，有助于確保制造工藝的優(yōu)良，并縮短投資成本與生命周期，可更好地實現(xiàn)車間生產(chǎn)規(guī)劃、供應(yīng)鏈與物流、組織管理等建模與仿真，促進(jìn)企業(yè)之間的競爭與合作。

3.加強(qiáng)對機(jī)械自動化技術(shù)人才的培養(yǎng)

發(fā)展自動化技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急是重視對自動化人才的培養(yǎng)和吸收，使自動化技術(shù)在生產(chǎn)中能夠充分發(fā)揮作用。為此，應(yīng)提高技術(shù)人員的福利待遇，并設(shè)計良好的晉升機(jī)制，激發(fā)人才對該專業(yè)的興趣，從而主動加入到自動化技術(shù)的學(xué)習(xí)中。同時應(yīng)經(jīng)常組織對在職技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，根據(jù)其現(xiàn)有的知識體系制定科學(xué)高效的培訓(xùn)計劃，分層次的展開培訓(xùn)。對于年長的技術(shù)人員，雖然他們的實踐經(jīng)驗豐富，但是理論知識不足，應(yīng)加大理論知識的灌輸；對于年輕的技術(shù)人員，盡管他們有系統(tǒng)的理論知識，可是缺乏工作經(jīng)驗，要多加強(qiáng)實踐訓(xùn)練。此外，還應(yīng)創(chuàng)造和諧的工作環(huán)境，加強(qiáng)技術(shù)人員之間的溝通和交流，使他們互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，以早日打造自動化技術(shù)過硬的高素質(zhì)人才隊伍。

4.機(jī)械自動化技術(shù)的綠色發(fā)展

隨著人們生活水平的提高，對環(huán)境的重視程度也與日俱增，尤其是對于造成環(huán)境污染最為嚴(yán)重的生產(chǎn)制造業(yè)來說，應(yīng)該立即采取一系列的環(huán)保措施來修復(fù)千瘡百孔的生態(tài)環(huán)境。企業(yè)可以采用新的自動化生產(chǎn)技術(shù)，購買先進(jìn)的環(huán)保設(shè)備，或者加強(qiáng)材料的回收再利用。例如將工廠設(shè)立在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)和水源的地方，采用環(huán)保原料進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣廢水經(jīng)過處理后再排放，將可再利用的廢渣回收制成燃料和建筑材料等等。企業(yè)還可以與其他行業(yè)合作，建立產(chǎn)品生產(chǎn)制造—回收處理—二次利用的一條龍產(chǎn)業(yè)鏈條，真正將自動化技術(shù)與環(huán)境保護(hù)連接到一起，徹底解決環(huán)境污染問題。這種發(fā)展模式不但會促進(jìn)行業(yè)的飛速發(fā)展，還能帶來更多的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。

四、小結(jié)

目前我們正處于信息化和自動化的時代，這是提高我國自動化技術(shù)的重要契機(jī)，也是創(chuàng)新科技的一次偉大革命。我們要積極借鑒國外先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計制造及其自動化理論，發(fā)展符合我國國情的核心技術(shù)，并加強(qiáng)對自動化技術(shù)的推廣，將其應(yīng)用到各個生產(chǎn)制造行業(yè)，以提高產(chǎn)品的科技含量和實用價值。此外，我們還應(yīng)做好環(huán)保工作，提高原材料的利用率，減少工業(yè)廢棄物的排放，爭取早日實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的自動化生產(chǎn)。

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